WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |

Во всех группах первым по значимости фактором корреляционной зависимости выступает расстояние между центрами тяжести сравниваемых бассейнов (L, км). Угол отклонения () на тесноту рассматриваемых связей оказывает незначительное влияние в I группе, его роль возрастает во II и снижается в III. В I и III группах возрастает влияние разницы лесистости и превышения высот. В отличие от II и III групп, где вторым по значимости фактором выступают угол отклонения () и превышение высот (Н) соответственно, в первой группе (степные и лесостепные бассейны) таковым является разница лесистости (fл). При небольшой в среднем лесистости в этой группе, ее отклонения на 20–30% указывает на существенные различия увлажненности бассейнов. В группах III и, в особенности, IV, вследствие ограниченного числа пунктов наблюдений, полученные результаты можно рассматривать лишь как первое приближение.

Зависимости коэффициентов парной корреляции от перечисленных факторов близки к линейным. Ниже приводятся наиболее тесные связи с коэффициентом корреляции выше 0.55–0.60 и с уровнем значимости менее 0.05. С учетом тесноты полученных связей и значений t-статистики (отношение коэффициента регрессии к средней квадратичной ошибке его оценки) можно рекомендовать следующие уравнения для расчета коэффициентов парной корреляции исследуемых рек.

Реки группы I:

r = – 0,0007 L – 0,0052fл + 0,8603, коэффициент корреляции r = 0,60, t-статистики соответственно –6,и – 5,46, среднее квадратичное отклонение точек от линии регрессии 0,12.

Реки группы II:

r = – 0,0013 L +0,7507, r=0,57, t-статистика –9,53, среднее квадратичное отклонение точек от линии регрессии 0,16.

Если в этой группе исключить 2 коэффициента корреляции для пунктов с рядами совместных наблюдений менее 20 лет, то связь становится более тесной:

r = – 0,0015 L +0,7683, r = 0,66, t-статистика –11,3, среднее квадратичное отклонение точек от линии регрессии 0,14.

Реки группы III:

r = – 0,0015 L + 0,9163, r = 0,70, t-статистика – 4,24, среднее квадратичное отклонение точек от линии регрессии 0,11.

Таким образом, уравнение множественной регрессии, включающее в качестве предикторов две переменные (L, км) и (fл), целесообразно использовать только для рек первой группы (низкогорные реки снегового питания).

В остальных группах, исходя из тесноты полученных связей и значений t-статистик, целесообразно использовать уравнения, учитывающие только одну переменную, а именно расстояние между центрами тяжести сравниваемых бассейнов (L, км).

Рис. 2. Карта районов по доминирующему типу водного питания (пояснения приводятся в тексте):

• – пункты наблюдений на реках-аналогах (Бассейн р. Майма можно считать аналогом для рек I и II районов): 3 – р. Лебедь – Усть-Лебедь; 7 – р. Бия – Кебезень; 10 – р. Бия – Бийск; 18 – р.Чулышман – Балыкча; 23 – р. Кокса – УстьКокса; 42 – р. Катунь – Сростки; 43 – р. Урсул – Онгудай; 49 – р. Майма – Майма; 53 – р. Чарыш – Усть-Камышенка; 58 – р. Чарыш – Чарышский.

Исследуемая территория разбита на 4 района по доминирующему типу водного питания (рис. 2). В каждом районе рекомендованы реки-аналоги с продолжительными рядами наблюдений (50 лет и более).

3. Оценка нормы годового стока исследуемых рек при недостаточности данных наблюдений должна выполняться путем приведения временных рядов к многолетнему периоду с привлечением данных наблюдений пунктов-аналогов на основе рассмотренных выше результатов комплексного исследования пространственновременных закономерностей многолетних колебаний годового стока, – с учетом пространственной корреляции временных рядов и динамики цикличности.

Исследованиями возможных нарушений стационарности, или статистической однородности многолетних рядов годового стока рек Западной Сибири и прилегающих территорий, включая Алтай, занимались В.А. Семенов (1986), В.А. Земцов (2004) и другие исследователи в связи с изучением влияния на характеристики речного стока хозяйственной деятельности и изменений климата. Установлено, что нарушения однородности среднегодовых расходов встречаются редко. Снижение стока отмечается в предгорьях Алтая (р. Чарыш, Алей, Чумыш), бассейнах рек Томи и Чулыма, то есть в районах сельскохозяйственного освоения (Алтай) и горнодобывающей промышленности (Кузбасс). В других районах Западной Сибири существенных изменений стока практически нет. По данным В.А. Земцова (2004), проявляющиеся изменения связаны с локальными хозяйственными воздействиями на режим стока, а не с изменчивостью климата. Со статистической точки зрения влияние последних в общем случае пока несущественно.

Подбор рек-аналогов для приведения коротких рядов к многолетнему периоду выполнен с учетом доминирующего типа водного питания (рис. 2) и степени синхронности колебаний годового стока. С этой целью используется оценка коэффициентов парной корреляции рядов годового стока расчетного бассейна и бассейна-аналога. Если продолжительность периода совместных наблюдений мала, для расчета коэффициентов корреляции привлекаются приведенные выше зависимости, учитывающие тип водного питания, расстояние между центрами тяжести и разницу лесистости сравниваемых бассейнов.

В зависимости от имеющейся информации расчет нормы годового стока выполнен с применением:

• метода подбора репрезентативных периодов наблюдений по интегрально-разностным кривым аналогов;

• метода отношений;

• уравнений регрессии.

Норма стока на реках-аналогах определяется как среднее значение за весь период наблюдения. По интегрально-разностным кривым годового стока аналогов выбираются репрезентативные периоды, по которым среднее значение стока можно принять за норму. Таких периодов у реки-аналога может быть несколько. Для приведения коротких рядов к многолетнему периоду выбираем случаи, когда продолжительность репрезентативного периода совместных наблюдений наибольшая, при коэффициенте парной корреляции 0,60 или больше.

Если расчетный бассейн имеет короткий ряд наблюдений, для которого невозможно подобрать репрезентативный период на интегральной кривой годового стока реки-аналога, для расчета нормы стока используем метод отношений:

Qanorma Qnorma = Qcp, (3) Qacp где Qnorma и Qanorma – соответственно норма стока расчетного бассейна и бассейна-аналога; Qcp – среднее ряда наблюдений расчетного бассейна; Qаcp – среднее ряда наблюдений аналога за период наблюдений расчетного бассейна.

В работе приведены обоснования и расчеты нормы годового стока по 66 створам исследуемой территории, в которых проводились или проводятся гидрометеорологические наблюдения Росгидромета.

4. Ландшафтная индикация годового стока рек бассейна Верхней Оби позволяет рассмотреть речной бассейн как совокупность ландшафтно-гидрологических комплексов (ЛГК), которые вносят определенный вклад в сток замыкающего створа. Каждой выделенной группе ландшафтов, представляющей стокоформирующий комплекс (СФК), на основе применения метода оптимизации установлена определенная величина модуля ландшафтного стока, что открывает возможность расчета нормы стока на ландшафтной основе.

Идеи ландшафтной гидрологии обоснованы в работах В.Г. Глушкова (1933), М.А. Великанова и М.И. Львовича (1932), П.Н. Лебедева (1334) и Д.Л. Соколовского (1933), Н.К. Минина, В.И. Булатова, Д.А. Буракова (1968), А.И.Субботина (1973), Н.А. Солнцева, И.И. Мамая, Я.А. Маркуса (1976), Ю.Б. Виноградова (1988), Л.М. Корытного, В.Н. Федорова (1989), А.Н. Антипова (2000) и др.

Ландшафт выступает как система с определенными морфологическими и функциональными связями природных компонентов (почвеннорастительного покрова, геологического строения и т.д.), которые являются своеобразными информативными параметрами гидрологических явлений и процессов.

Многие исследователи сходятся во мнении, что речной бассейн можно представить как сложное объединение ландшафтно-гидрологических единиц. При этом деление бассейна на элементарные ландшафтногидрологические единицы, т.е. дифференциация его на ландшафтногидрологические комплексы (ЛГК) и установление величины модуля (слоя) стока с каждого из них, представляет определенную трудность. Смена ЛГК в пределах бассейна определяется, прежде всего, различиями в количестве и соотношении тепла и влаги (Григорьев, 1954; Будыко, 1971).

В обоснование ландшафта как оптимального индикатора стока А.Н. Антипов и В.Н. Федоров (2000) приводят следующие аргументы: ландшафт – однородная по условиям формирования стока территория, характеризующаяся единым стокоперераспределяющим механизмом; ландшафт можно рассматривать как индикатор тепло- и влагообеспеченности той части водосборного бассейна, которую он занимает, и характеризуется специфической структурой водного баланса и устойчивым соотношением показателей водоотдачи за фазы водного режима и т.д.

Для решения оптимизационной задачи оценки модулей ландшафтного стока в диссертации выполнена количественная характеристика ландшафтной структуры бассейнов и получено предварительное распределение величин стока с отдельных ЛГК. Базовой основой для выделения стокоформирующих комплексов (СФК) послужила карта «Ландшафты Горного Алтая» масштабом 1:1600000 (МГУ, ИГ СО РАН, 1982), которая опирается на структурно-генетическую классификацию ландшафтов. Исследование проводи лось на семидесяти двух речных средних и малых бассейнах от предгорнонизкогорной до высокогорной зон Алтая.

Анализируя суммарную площадь всего бассейна можно отметить, что в ландшафтной структуре доминируют лесные природные комплексы (около 40%), представленные во всех высотных зонах, за исключением высокогорной, где формируются ландшафты гляционивальные, тундровые, тундровостепные, альпийских и субальпийских лугов. Они занимают около одной трети территории. На гляционивальные комплексы приходится около 5.7% (из них ледниковые ландшафты занимают примерно 2%, безледниковые – каменистые чуть более 3%). Тундровые занимают около 8%, альпийские и субальпийские луга около 9%, тундрово-степные комплексы 3.7% (особенно широко представлены на юго-востоке в связи с общим снижением увлажнения территории). Около одной десятой горной территории – это сухостепные и полупустынные ландшафты, развитые в среднегорьях, низкогорьях и предгорных равнинах на юго-западе бассейна и в крупных межгорных котловинах (8%). Лесостепные ландшафты встречаются в тех же высотных группах. На них приходится около 13% площади. Они преобладают на севере Алтая. На луга и луговые степи приходится около 13% суммарной площади бассейна.

На болотные и болотно-лесные чуть более 1%.

При интеграции ландшафтов в СФК использовался таксономический ранг типов ландшафтов, выделение которых основано на их почвеннобиоклиматических и геолого-геоморфологических свойствах. Условием при дифференциации СФК послужило то, что они должны обеспечить по возможности максимальную их информативность по отношению к стоку. Таким образом, при группировке ландшафтов учитывались типовые особенности формирования речного стока, определяемые, прежде всего, соотношением увлажнения и теплообеспеченности. Следуя классификации ландшафтногидрологических систем, предложенной А.Н. Антиповым (2000), они представляют ландшафтно-гидрологические системы региональной размерности (ландшафты) на уровне ЛГ-районов, в ряде случаев провинций.

Выделенные тринадцать основных СФК заметно различаются по условиям формирования стока. Они соответствуют генерализации используемой в исследовании ландшафтной карты (масштаб 1:1600000), а также размерам исследуемых бассейнов (площадь водосбора в основном более 1000–2000 км2).

Определены относительные (в долях единицы) площади СФК. В замыкающих створах рек получены средние за многолетний период модули годового стока.

Величины стока определены в первом приближении с отдельных СФК по бассейнам, у которых ландшафтная структура достаточно «проста», т.е.

представлена двумя-тремя СФК при ведущей роли какого-либо одного из них (табл. 5). Для предварительной оценки ландшафтного стока также учтены данные В.Н.Федорова и А.Н. Антипова (2000). Кроме того, принцип расчета и результаты В.П. Галахова по ледниковым рекам (1999) позволили оценить сток рек в первом приближении с гляционивальных ландшафтов, их ледниковой и безледниковой составляющих.

Сухостепные ландшафты предгорной территории, значительно распространенные на северо-западе бассейна, и опустыненные степи межгорных котловин характеризуются в целом слабой сомкнутостью травяного покрова, обилием кустарничков и полукустарничков и общей бедностью видового состава. Их формирование – результат малого количества осадков, значительной водопроницаемости грунтов, небольшой их влажности, засоленности, щебнистости почв (котловины). Сток с данных ландшафтов невелик.

В лугово-степных и лесостепных природных комплексах величина стока несколько возрастает в связи повышением атмосферного увлажнения.

Лесные ландшафты низкогорной и среднегорной зоны определяют большой диапазон колебания величины стока с них. Так, ландшафты темнохвойных лесов и черневой тайги, наиболее широко представленные на севере в бассейне р. Бии на слаборасчлененных пологосклонных низкогорьях с покровом суглинков и редкими скальными выходами, отличаются большим стоком, наряду с высокогорными гляционивальными.

Светлохвойные, мелколиственные и смешанные леса (лиственничные, сосновые и березово-сосновые и др.), приуроченные в основном к среднегорной зоне и к южным склонам речных долин более высоких территорий, уступают по величине стока предыдущим. Здесь на фоне некоторого снижения увлажнения величина стока, по сравнению с темнохвойными лесами и черневой тайгой, снижается.

Тундровые комплексы различны, но общее для них то, что они формируются на мерзлотном, каменистом грунте (суглинисто-валунной морене) в сочетании с высокогорными, среднегорными болотами, озерами. Сток с данных ландшафтов по сравнению с лесами сокращается. К тому же значительна роль озер и болот, аккумулирующих часть воды.

К юго-востоку высокогорной части Алтая при общем снижении величины увлажнения формируются тундрово-степные специфические ландшафты с луговой и кустарниковой тундрой. Сток здесь еще более снижен.

Альпийские и субальпийские луга, чередующиеся с каменистыми россыпями, приуроченными к крутосклонным, глубокорасчлененным высокогорьям и среднегорьям с маломощным покровом суглинисто-валунной морены, отличаются повышенным поверхностным стоком, по сравнению с тундровыми природными комплексами.

Для высокогорных бассейнов существенна стокоформирующая роль гляционивальных ландшафтов. Величины ледникового стока в горноледниковых бассейнах наиболее значительны и зависят от степени оледенения бассейна, т.е. чем больше доля оледенения, тем больше ледниковое питание. Сток с гляциальных ландшафтов наибольший по сравнению с остальными.

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |



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

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.