
книги из ГПНТБ / Вопросы природных ресурсов сборник трудов
..pdfтельностью: во-первых, увеличением воДопотребления и, вовторых, систематическими ошибками подсчетов стока в ран ние периоды, данные по которым были восстановлены по бо лее поздним наблюдениям. Эти же причины В. Евджевич рас пространяет и на сам факт образования циклов стока, что представляется нам не вполне убедительным: рост водопотребления может привести к систематическому падению сто ка, а не к циклическим его колебаниям. Кроме того, большие систематические ошибки из-за несовершенства подсчета сто ка в ранние периоды в данном случае мало вероятны, по скольку начало всех исследуемых рядов относится к двад цатым годам нынешнего столетия, когда методика подсчета стока была уже вполне надежной.
На рис. 1 совершенно четко намечаются три крупных пе риода: 1) от начала ряда палюдений до 1933-35 гг.— пе риод высокой водности и больших амплитуд колебания сто
ка, 2) период пониженной |
водности 1936—1947 |
гг. :— сниже |
ния стока при сохранении |
значительных, хотя |
и . меньших, |
чем в первом периоде, его амплитуд и 3) период повышения водности с 1947—48 гг. до конца ряда наблюдений при яв ном уменьшении амплитуд колебаний годового стока.
Уменьшение аплптуд колебаний стока действительно мо жет быть объяснено рстом его зарегулированное™ в резуль тате водохозяйственных мероприятий, в частности перерас пределением стока внутри года в результате устройства во
дохранилищ. |
Причины же |
изменения водности |
во времени, |
||||
очевидно, имеют более общий характер. |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
Таблица 3 |
|
П о л а ые циклы стока малых рек, |
выделенные по хронологическому графику |
||||||
Г оды |
Ч и сло |
К ср |
Л к- |
Г оды |
Ч и сло |
К ср |
|
лет |
л ет |
А к |
|||||
|
|
|
|
|
|
||
Р |
Клязьма |
|
|
Р- |
Истра |
|
|
1920— 1930 |
5 |
1,07 |
0,33 |
1928— 1933 |
6 |
1,09 |
0.81 |
1931 — 1935 |
5 |
и з |
0,30 |
1934— 1942 |
9 |
0,88 |
0.49 |
1930— 1942 |
7 |
0,91 |
0,33 |
1943— 1947 |
5 |
0,90 |
0.G9 |
1943— 1947 |
5 |
0,92 |
0,38 |
1948— 1953 |
6 |
1,01 |
0,53 |
1948— 1953 |
7 |
0,87 |
0,40 |
1954— 1958 |
5 |
U 1 |
0,48 |
1 9 5 4 - 1 9 5 5 |
2 |
1,10 |
0.59 |
1959— 1963* |
4 |
U 2 |
0,08 |
1956— 1962* |
7 |
1,08 |
0,16 |
|
|
|
|
р. |
М о сква |
|
|
р. |
П а х р а |
|
|
|
1928— 1933 |
6 |
0,98 |
0,89 |
1928— 1933 |
6 |
' |
1,21 |
0,95 |
1 9 3 4 -1 9 4 2 |
9 |
0,87 |
0,69 |
1934— 1942 |
9 |
|
0,94 |
0,74 |
1943— 1947 |
5 |
1,00 |
0,66 |
1943— 1947 |
5 |
|
0,93 |
0,46 |
1948 --1953 |
6 |
0,98 |
0,38 |
1948— 1952 |
5 |
|
0,90 |
0,62 |
1954— 1958 |
5 |
1,02 |
0,51 |
1953— 1955 |
3 |
|
1,08 |
0,55 |
1959 --1962* |
4 |
1,01 |
0,65 |
1956— 1959* |
4 |
|
0,86 |
0,20 |
* Циклы, отмеченные звездочками — неполные.
Поскольку первые два периода имеют относительно высо кую водность, значения К для последующих периодов не сколько занижены (К вычислялось по бощей длине ряда). Поэтому за пограничное значение К, разделяющее периоды повышенной и пониженной водности целесообразно принять не его среднее значение, равное единице, а К=0,95, соответ ствующее 50% обеспеченности стока. В этом случае, как видно из табл. 2, происходит последовательное чередование
периодов повышенной и |
пониженной |
водности |
вплоть |
до |
|||||
1953 г. |
Последние |
три |
периода |
/ (общей |
длительностью |
||||
13 лет) |
имеют положительный знак, |
что связано с общим уве |
|||||||
личением водности |
в последнее десятилетие. |
Длительность |
|||||||
характерных периодов различна — от |
1 года до 7 лет, откло |
||||||||
нение значения К от единицы также |
значительно—ют |
1 % |
|||||||
до 42%. |
|
|
|
|
|
состоящим |
из |
||
Однако при переходе к полным циклам, |
|||||||||
нисходящей и восходящей ветвей, |
|
характеристики |
стока |
||||||
значительно приближаются к средним многолетним |
значе |
||||||||
ниям их (табл. 2 б). 'Длительность |
циклов |
на |
р. |
Оке — |
|||||
в трех случаях пять лет, |
в одном — девять и в одном десять. |
Отклонения К от среднего значения уменьшаются при макси
мальном |
расхождении более, чем |
вдвое — вместо |
42% — |
20%, в |
остальных четырех случаях |
колеблются в |
пределах |
от 7 до 2%. Значения коэффициента вариации также весьма близки к среднему для всего ряда. Аналогичная картина наблюдается и при выделении полных циклов колебания стока на малых реках, (табл. 3). Максимальные от клонения значения К от единицы не превышают 14% (Пах ра 1956—1959 гг.), в подавляющем большинстве случаев меньше 10%. Амплитуды колебаний модульного коэффициен та также значительно ниже, чем на Оке, но тенденция к йх снижению в последние годы выражена значительно менее четко.
Близость гидрологических характеристик полных циклов водности со средними многолетними характеристиками рядов явно не случайна и свидетельствует об общности причин и условий их формирования, по крайней мере для рек, находя-
122
щихся в сходных гидрологических и физико-географических условиях. Длительность полных циклов стока на всех реках различна — от двух до десяти лет. Однако на всех пяти рас сматриваемых реках наиболее часто повторяются пятнлетние циклы, а восьми- и четырехлетние отсутствуют совсем. Во обще же частота повторения полных циклов стока одинако вой продолжительности, применительно ко всем рассмотрен ным рекам, выглядит следующим образом:
Длит, цикла |
9— 10 |
5—7 |
2—3 |
Общее колич. |
полных дик- |
||||
|
|
|
|
лов |
Число случаев |
5 |
19 |
2 |
26 |
Такая длительность интервалов |
(2—3, 5—7, |
10—12 лет), |
как неоднократно отмечалась в литературе,’ встречается наи более часто, и является общей для многих физико-географи ческих районов (4). Кроме того, на реках, имеющих более длинные (до 140 лет) ряды наблюдений, довольно часто пов торяются также циклы с длительностью 25—28 лет, просле дить которые в данном случае из-за недостаточной длитель ности рядов не представляется возможным.
Для того, чтобы проследить общую тенденцию изменения стока за весь период наблюдений, целесообразно прибегнуть к осредненным показателям стока, избрав для этого наибо лее часто повторяющийся на всех реках пятплетнин интер вал.
Результаты такого осреднения приведены в табл. 4 и на рис. 2, причем использованы данные по всем рекам Москов ской области, имеющим фактический ряд наблюдений не ко роче 20 лет.
На всех девяти реках, данные о которых приведены в табл. 4, можно установить общие черты изменения водности в многолетнем плане, явно не зависящие от площади бассей на. Высокие модульные коэффициенты первых двух пятиле тий (1925—1929 и 1930—1934) в период 1935—1939 гг. сни жаются до минимальных значений, а потом вновь возраста ют в течение четырех пятилетий 1940—1959 гг., а частично и в последнее трехлетие 1960-62 гг., приближаясь, видимо, к максимальным значениям.
Такое распределение периодов маловодья и многоводья на реках Московской области совпадает с соответствующи ми периодами, выделенными Г. П. Калининым (1) для ог ромных территорий от рек Зап. Сибири до бассейна Мисси сипи (периоды маловодья 1936-40 гг. и многоводья 1926-
Модульные коэффициенты среднегодового стока, осредненные по пятилетиям.
|
Река |
Пункт |
Ъ ' |
|
|
|
|
|
|
|
л- |
1. |
Ока |
Кашира |
68700 |
2. |
Клязьма |
Павл,- |
5320 |
|
|
Посад. |
|
3. |
Москва |
Звеннго- |
5000 |
|
|
)ОД |
|
4. |
Протва |
Спас-За |
3640 |
|
|
горье |
|
5. |
Руза |
эуза |
1930 |
6. |
Истра |
Павл,- |
1790 |
|
|
Слобода |
|
7. |
Пахра |
Макарово |
1760 |
8. |
Воря |
Каблуково |
901 |
9. |
Озерна |
Карповка |
502 |
Ч |
|
|
|
О |
|
|
|
О Си |
1920-24 |
1925-29 |
1930-34 |
ч |
|||
и |
|
|
|
У ч |
|
|
|
41 |
1,01 |
1,27 |
1,18 |
44 |
0.78 |
1,01 |
1,06 |
38 |
— |
1,04 |
1,14 |
24 |
— |
|
-- ' |
26 |
— |
1,09 |
1.12 |
37 |
— |
1.11 |
1,11 |
32 |
— |
1,49 |
1,03 |
22 |
— |
— |
— |
22 . |
— |
—- |
— |
со
LO
СО
0,83
0,94
0,77
0,95
0.79
0,74
0,91
—
—
1940-44 |
1945-49 |
1950-54 |
|
|
1 |
0,85 |
0,94 |
0,94 |
0,92 |
0,91 |
1,05 |
0,97 |
1,05 |
0,93 |
0,93 |
1,01 |
0,95 |
0,92 |
1.14 |
— |
0,86 |
0,94 |
0,99 |
0,84 |
0,89 |
0,97 |
0,84 |
0,82 |
1,10 |
0,82 |
1,06 |
0,91 |
О
иО
LO uo
0,99
1,17
1,07
1,08
—
1,27
0,95
1,18
1,11
Табл. '-4
1900-62
1,00
1,14
1,11
1,23
—
1,11
—
1,01
1,13
30 гг.). Смена ветвей вековых циклов стока произошла пот тн одновременно па очень многих рекахСоветского Союза, Западной Европы п Северной Америки, причем даты смены ветви спада (1926—1936) и ветви подъема (с 1936-38 гг.) совпали с изменением направления глобальных геофизиче ских процессов (солнечной активности, атмосферной цирку ляции и отдельных метеорологических элементов (5).
Говорить о выделении полных вековых циклов колебания стока на реках Московской облает невозможно из-за недо статочной длины рядов фактических наблюдений и малого их количества, поскольку применение статистических методов оценки требует большого количества выборок. Однако сопоставлпене имеющихся в нашем распоряжении материалов с упомянутыми выше данными по большим территориям поз воляет довольно уверенно наметить направление изменения величины стока и дату перехода от ветви спада стока к вет ви подъема и дать их приблизительную характеристику, хо тя судить об истинной длине вековых циклов по имеющимся материалам, конечно, нельзя.
В табл. 5 и на рис. 2 даны основные характеристики той части ветвей вековых циклов колебания'стока, которые мож но проследить по имеющимся материалам.
Таблица г.
|
|
Вековые |
колебания стока |
|
Ветвь спада |
О) |
|
Река |
и, |
Число лет. |
пе] |
Дата хода |
|||
Э |
|
О, |
|
|
rt |
|
|
Ветвь подъема
Годы |
Число лет |
О. О)
Ока |
1924-1034 |
п |
1,23 |
1935 |
|
1936— 1962 |
27 |
0,93 |
Клязьма |
192(1— 1937 |
12 |
1,06 |
1938 |
* |
1939— 1962 |
24 |
1.02 |
Москва |
1926—1936 |
11 |
1,11 |
1937 |
1938— 1962 |
24 |
0,93 |
|
Истра |
1927—1934 |
8 |
1,14 |
1935 |
* |
1936— 1962 |
26 |
0,98 |
Руза |
1927 -1936 |
10 |
U 2 |
1937 |
* |
1938— 1952 |
13 |
0,97 |
Пахра |
1927—1939 |
11 |
1,13 |
1940 |
|
1941—1958 |
8 |
0,93 |
Кс„ за |
— |
— |
1,14 |
|
|
|
— |
0,97 |
период |
_ |
|
— |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||
* Даты, |
отмеченные |
зпездсвЛсой, |
еоппаадют |
с годами |
минимально» |
|||
водности за |
весь период наблюдений. |
|
|
|
|
|
Средняя дата перехода от ветви спада к ветви подъема приходится па 1937 г. В пяти случаях из шести дата перехо да укладывается в период наиболее низкой водности 193539 гг. (см. табл. 4), а в одном случае лежит на границе еле-'
дующего периода, что не меняет, как видно нз рис. 2, общей картины распределения стока по периодам.
Среднее значение модульного коэффициента КС|) за ветвь спада несколько выше, чем за ветвь подъема. Это объ ясняется тем, что данные по ветви спада захватывают, если не весь ее начальный многоводный период, то, во всяком случае, его значительную часть (см. рис. 2 кривые рр. Оки,
•Клязьмы, Москвы, Рузы, Пахры), а ветвь подъема вероятно
еще не завершена. Длина |
ветви |
спада |
на |
трех |
реках, |
|
по которым имеются |
данные с |
1924 г. |
и |
раньше, |
прак |
|
тически одинакова'-- |
начало |
ветви |
датируется |
1926-27 |
гг., а |
продолжительность ее составляет 10—11 лет. Ветвь подъема, как видно из рис. 2 более полога п пн на одной реке, кроме Ворп п, отчасти, Клязьмы, не заметно тенденции к сниже нию стока, т. е. не намеча-ется еще переход к следующей ветви спада. Снижение стока на Клязьме п Воре за послед нее трехлетие 1960-62 гг. составляют соответственно 3 и 17% от среднего значения К за предыдущее пятилетие 1955— 1959 гг. п делать какие-либо выводы па основании этих двух отклонений преждевременно.
Таким образом, па основании всего проанализированного материала можно утверждать, что на реках Московской об ласти прослеживаются довольно четкие синхронные либо синфазные (с очень небольшим отклонением во времени) периоды однонаправленных изменений стока, причем периоды его снижения чередуются с периодами повышения при сред ней длине каждой пары ветвей (цикла спад — подъем) по рядка 5—7 лет. Эти циклы развиваются, видимо, на фоне ко лебаний стока с более значительным периодом, но недоста точное количество фактических данных позволяет установить только направление процесса, не давая возможности устано вить их количественные показатели — хотя бы продолжитель ность п амплитуду. Однако совпадение во времени даты сме ны ветви спада стока ветвью подъема па малых реках Мос ковской области п несоизмеримо больших по величине тер риторий Северного полушария едва ли случайно. Вся слож нейшая совокупность процессов, определяющих цикличность стока, проявляется сходным образом на всех реках, ими за хваченных, независимо от величины их бассейна н даже, в известной мере, от их физико-географических условий. «Повидпыому .причины, вызывающие циклические колебания сто ка настолько глубоки и многообразны, что индивидуальные особенности речных бассейнов (величина, уклон, запас и скорость срабатывания грунтовых вод, искусственное пере распределение стока во времени) в этом случае отступает па второй план. Действительно, площади бассейнов р. Оки у
126
Каширы и р. Озерны у Карповкн различаются более, чем и ' 1300 раз, па рр. Клязьма и Истра построены крупные водо хранилища, а существенные различия в характере циклов стока этих рек практически отсутствуют.
Дальнейшее исследование процесса циклических колеба ний стока па малых реках, изучение их сходства и различия с аналогичными процессами, проходящими, па больших тер риториях, играет значительную роль в водохозяйственной практике. Уже одно только применение метода аналогов с реками, но которым имеются длинные ряды фактических наблюдений, может дать важные результаты. В этом случае существенным является, при отсутствии математических за висимостей, хотя бы установление факта однонаправленности и однотипности процессов колебания стока больших и ма лых речных бассейнов.
ИСПОЛ ЬЗ ОBA1111АЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Г. П. Калинин. Некоторые закономерности колебания стока рек Се верного полушария. Сб. «Многолетние колебания стока и вероятностные
методы его расчета». Москва, над. МГУ, 1967.
2.С. С. Левковскнп. Исследование годового стока рек Украины с ученом цикличности. Там же.
3.Крицкпп С. И., Мспкель М. Ф., Калинин Г. И., Быков В. Д. Об ис
следовании многолетних колебании речного стока. Там же.
4. Исследование и расчеты речного стока. Сб. ред. В. Д. Быков, Г. И. Калинин, изд. МГУ. 1970.
5. И. II. Дружинин, 3. И. Коноваленко, Н. В. Хомьянова. Вековые и ннутривековыс колебания стока рек Азиатской части СССР. Сб. «Много летние колебания стока и вероятностные методы его расчета». Москва,
изд. МГУ, 1967. -
|
|
|
|
|
С О Д !■■: |
Р ж л н и Е |
|
|
|
|
|
|
||||
1. Зайчиков В. Т. |
Проблемы |
освоения |
природных |
ресурсов |
|
|||||||||||
Ирака |
|
................................................................................................................. |
|
|
|
|
основы |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
2. Сватков Н. М. Научные |
|
использования природных |
|
|||||||||||||
ресурсов Подмосковья и прилегающих территории для организации |
13 |
|||||||||||||||
отдыхи |
населения |
. |
. |
. |
|
. |
. |
. |
. |
. |
. |
. |
. |
|||
3. Пушкова Л. 11. Некоторые вопросы изменения в характере |
|
|||||||||||||||
использования |
водных |
систем |
южного |
|
Подмосковья |
за |
|
истори |
36 |
|||||||
ческий |
период |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
. . . |
|
. . |
|||
4. Абельцсва Ц. В. Тульские засеки и их рекреакционное зна |
|
|||||||||||||||
чение |
. |
|
|
. |
. |
...........................................................................46 |
|
|||||||||
5. Ястребом Е. В. Картосостаннтелниые работы и картирование |
|
|||||||||||||||
природных |
ресурсов |
на |
Урале |
в |
XVIII |
в е к е |
..................................... |
|
|
53 |
|
|||||
С/. Федюкин Г. М. Влияние полезащитных лесны'х полос на мик |
71 |
|||||||||||||||
роклимат и |
с.мьш почв |
в |
южном Подмосковье |
. . |
|
. . |
||||||||||
7. |
Блинова |
В. |
Л.Периоды |
сходной |
водности |
на |
реках |
Москов* |
87 |
|||||||
ской |
области |
|
. |
Из |
. |
|
. |
. |
. |
. |
. |
. |
. |
. |
||
8. |
Ястребов Е. |
В. |
истории |
освоения |
лесных |
ресурсов |
107 |
|||||||||
Урала |
. |
|
. . . |
|
. |
. |
|
.................................................................. |
||||||||
9. Блинова В. Л. Циклические колебания годового стока рек |
116 |
|||||||||||||||
Московской |
области |
|
. |
. |
|
. |
. |
. . . . |
. . |
Московский областной педагогический институт им. Н. К. Крупской
ВОПРОСЫ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ
Ответственные редакторы Зайчиков В. Т., Сватков Н. М.
Редактор Дронова Е. И.
Л. 69010 |
Тираж 800 |
Объем 8_п._л. |
Зак. 1251 |
Тип. ТАСС, Зветдиый бул., 17 |
Цена 0-65 |

