WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 |

Анализ полученных результатов показал, что ритмы, выявленные в многолетних колебаниях сезонного стока, проявляются по-разному по территории Челябинской области. Сила их проявления не одинакова и изменяется от истока к устью, о чем свидетельствует характеристика ритмов: продолжительность, повторяемость и их амплитуда. При этом, ведущими являются вариации с продолжительностью: 2 – 4, 6 – 8, 11 – 14, 17 – 18, 22 – 23 года. При этом указанные ритмы свойственны всем сезонам года. Реальность их существования в природе подтверждена многими учеными: Э.И. Саруханяном, И.В. Максимовым, Н.П. Смирновым, 1970, И П. Дружининым, 1991, Н.С. Рассказовой, 1992, 2003 и др.

Положение 2. Ведущие ритмы, выявленные в многолетних колебаниях сезонного стока рек Челябинской области, характеризуются определенными закономерностями.

Для выявления закономерностей многолетних колебаний сезонного стока, реки в пределах Челябинской области группировались по трем бассейнам. В результате анализа удалось для каждого бассейна выявить ритмы, преобладающие в многолетних колебаниях сезонного стока рек (табл. 2).

Таблица 2

Основные ритмы многолетних колебаний сезонного стока рек (в годах)

Бассейн

Сезон

Кама

Тобол

Урал

Весенний период

3-4

18*

7-8

13-14

18*

2-3*

7-8

13-14

18

Летне-осенний период

7-8*

17-18

22-23

6-7

17-18*

22-23

6-7

17-18

22-23*

Зимний период

6-7

13-14

17-18*

6-7

13-14*

17-18

3-4

6-7*

11-14

* – ритмы, обладающие наибольшей значимостью (ведущие)

  1. Анализ табл. 2 показывает, что структура сезонных многолетних колебаний величин стока характеризуется следующими закономерностями в продолжительности ритмов сезонного стока в трех бассейнах рек – Камского, Тобольского, Уральского:
    1. В весенний период в сезонном стоке рек всех трех бассейнов наблюдается ритм продолжительностью 18 лет. При этом в бассейне Камы и Тобола он является ведущим, что подтверждает исследования многолетних колебаний годового стока, выполненных Н.С. Рассказовой (2003). В весенний период ритмы многолетних колебаний стока рек Камского и Тобольского бассейнов более продолжительны в отличие от рек Уральского бассейна, где наблюдается тенденция к уменьшению их длительности.
    2. В сезонном стоке летне-осеннего периода, наряду с повсеместным распространением 17-18-летней вариации, наблюдается устойчивый 22-23-летний ритм (ритм смены полярности солнечных пятен). Для рек бассейна Урала ритм продолжительностью 22-23 года является ведущим. В этот сезон для рек бассейнов Урала и Тобола характерно наличие более продолжительных ритмов по отношению к рекам Камского бассейна.
    3. Для зимнего сезона характерно наличие устойчивого 11-14-летнего солнечно обусловленного ритма, наряду с 17-18 и 6-7 летними ритмами. В этот период для рек области (Камский и Тобольский бассейны) характерно наличие более устойчивых ритмов, по сравнению с реками бассейна Урала.

Таким образом, основные ритмы, проявляемые на территории области не однозначны. Длительность ритмов в основном увеличивается с севера на юг и с запада на восток. Причины таких различий в ритмических колебаниях связаны с особенностями проявления атмосферной циркуляции и другими геофизическими факторами, которые отражаются на колебаниях гидрометеорологических процессов и явлений.

Как установлено ранее А.С. Шкляевым (1964) и К.Е. Орловой (1968), неоднородность ритмических колебаний сезонного стока связана с особенностями проявления атмосферной циркуляции и другими геофизическими факторами. Атмосферная циркуляция и особенности ее проявления на данной территории являются факторами, определяющими гидрометеорологический режим области. В связи с этим возникла необходимость более подробного исследования связи атмосферной циркуляции с количественными характеристиками водного режима и их распределением на территории Челябинской области. Проведенные исследования не привели автора к новым результатам и уточнениям, но подтвердили результаты предыдущих исследователей.

Положение 3. На территории Челябинской области установлено существование трех районов и пяти подрайонов с синхронными колебаниями сезонного стока рек.

С целью установления закономерностей многолетних колебаний сезонного стока рек, автором произведено районирование по признаку синхронности по 17 гидрологическим постам наблюдения, равномерно расположенных по территории Челябинской области (табл. 3).

Основным методом исследования являлась версия кластерного анализа. Ее суть заключается в выделении кластеров на основе многомерной матрицы с последующим выбором оптимального уровня сходства и числа кластеров. Версия характеризуется достаточно простым представлением результатов в виде дендрограммы (или дерева ветвления), показывающих какие группы рек (или кластеры) образуются на каждом уровне корреляции (или сходства).

Таблица 3

Посты на реках Челябинской области, данные по которым использованы при построении дендрограмм

№ п/п

Река – пост

п/п

Река – пост

1

р. Юрюзань – Вязовая

10

р. Синара – В. Ключевское

2

р. Юрюзань – Екатериновка

11

р. Увелька – Карсинский

3

р. Сим – Миньяр

12

р. Увелька – Красносельское

4

р. Уфа – Нязепетровск

13

р. Карталыаят – Карталы

5

р. Ай – Златоуст

14

р. Теча – Муслюмово

6

р. Ай – Веселовка

15

р. Урал – Верхнеуральск

7

р. Миасс – Костыли

16

р. Урал – Кизильское

8

р. Уй – Степное

17

р. Гумбейка – Наваринский

9

р. Уй – Плодопитомник



Исследование синхронности многолетних колебаний сезонного стока проводилось за наибольший период совместных наблюдений – с 1968 – 2003 годы. В качестве дополнительного, использовался период с 1968 – 1998 гг., при помощи которого проверялась обоснованность кластерного решения в серии наборов данных.

В процессе кластеризации данных определялся оптимальный уровень сходства согласно критерию Дорофеюка – Лумельского. За каждый исследуемый сезон результаты представлялись в виде дендрограмм двух видов расчетной (табл. 4) и графической (рис. 3). В первом случае дендрограмма имеет вид таблицы и представляет собой последовательности объединяемых в кластеры номеров объектов, заложенных в виде временных рядов, на каждом уровне сходства – R (от -0,1 до +1). В графической таблице слева приводится таблица численных значений различных критериев (J1 – J2 или Dj ) – качества кластеризации объектов на этих же уровнях сходства. По их максимуму выбирается оптимальный вариант разбиения на кластеры, а следовательно, и наиболее вероятное положение границ районов. Для подтверждения вероятности попадания объектов (рек) в ту или иную группу рассчитывался ранговый критерий корреляции Спирмэна и критические точки распределения Стьюдента, определяющие величину вероятности связи двух рядов. В гидрологии связь считается надежной при вероятности не менее 95 % (Румянцев, 2000). Образцы расчетной и графической дендрограмм многолетних колебаний сезонного стока за весенний период с 1968 – 2003 гг. приведены на рис. 3 и табл. 4.

Совместный анализ сезонных дендрограмм за периоды 1968 – 1998 гг. и 1968 – 2003 гг., внутрирайонных коэффициентов корреляции Спирмэна и вероятностей кластерных связей позволил установить районы с синхронными многолетними колебаниями стока рек за каждый сезон года. Их сопоставление

(№ постов на реках соответствуют табл. 3)

Рис. 3. Дендрограмма синхронности колебаний весеннего стока

рек Челябинской области за 1968 – 2003 гг. (образец)

Таблица 4

Расчетная дендрограмма весеннего стока рек Челябинской области

за 1968 – 2003 гг. (образец)

Уровень

J1-J2*

Dj *

Кластеры

0

1,00

-0,520

-1,000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

1

0,90

-0,062

-0,065

1-2 3 4 5-6 7 8 9 10 11-12 13 14 15 16-17

2

0,80

0,197

0,169

1-2-5-6 3 4 7 8-15 9-16-17 10-14 11-12 13

3

0,70

0,241

0,205

1-2-5-6 3 4 7 8-15-11-12 9-16-17-13 10-14

4

0,60

0,318

0,262

1-2-5-6-3-4 7 8-15-11-12 9-16-17-13 10-14

5

0,50

0,339

0,300

1-2-5-6-3-4 7 8-15-11-12-9-16-17-13 10-14

6

0,40

0,352

0,308

1-2-5-6-3-4 7-10-14 8-15-11-12-9-16-17-13

8

0,20

0,391

0,442

1-2-5-6-3-4-8-15-11-12-9-16-17-13 7-10-14

12

-0,20

0,520

1,000

1-2-5-6-3-4-8-15-11-12-9-16-17-13-7-10-14

* - критерии Дорофеюка – Лумельского

Pages:     | 1 | 2 || 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»