книги из ГПНТБ / Большаков, М. Н. Водные ресурсы рек советского Тянь-Шаня и методы их расчета

Рис. 44. Зависимость коэффициента вариации годово­ го стока С„ от величины относительной площади во­ досборов К для рек с показателями типа питания 6>0,4: а) реки бассейна Сыр-Дарьи; б) реки бассей­ нов Чу, Талас, оз. Иссык-Куль и Тарим.

3000—3300 м. По аналогии с бассейном р. Чон-Кызылсу была приближенно принята осредненная для территории Тянь-Ша­ ня условная нижняя граница активной площади формирова­ ния стока — 3300 м, соответствующая изменениям положения климатической снеговой линии в пределах 3500—3900 м.

Осреднение нижней границы активной площади формиро­

для практического применения. Для рек бассейна Сыр-Дарьи зависимость Cv от k дается также в аналитическом виде:

136

Следует отметить, что правую ветвь зависимости Cv —f(k) для бассейна Сыр-Дарьи (рис. 44 а) правильнее было бы про­ вести по восходящему направлению. Это соответствовало бы общим теоретическим выводам об изменении Cv с высотой, сформулированным выше (§3), и имеющимся фактическим данным по рекам бассейна Сыр-Дарьи со значениями /(>0,6. Поэтому, применяя эту зависимость для расчетов, следует для рек со значениями 6>0,6 принимать величину Су не менее 0,17.

При определении Cv для неизученных рек в первую оче­ редь следует решить вопрос, какой тип формулы применить:

Таблица 15

Сравнение ошибок вычисления коэффициента вариации годового стока Сv

для неизученных рек по разным зависимостям

Бассейн Сыр-Дарьи

ср

137

Cv =f(Hcp ), рекомендуемую для рек с 6<0,4, или Cv =f(k)—

для рек с 6>0,4. Так как для неизученных рек показатель 6 не может быть вычислен по непосредственным данным, то его ре­ комендуется приближенно определять по формулам (22) и (23), выведенным В. Л. Шульцем [207], которые приводятся в главе IV, либо по графическим зависимостям 6= f(Hcp ) (см:,

главу IV, рис. 68). В этих формулах средняя взвешенная вы­ сота водосбора рек дана в километрах. Применение формул и графиков для определения Cv следует ограничивать площадя­ ми водосбора /7> 100 км2. Необходимо отметить, что новые зависимости, предложенные для определения Cv в неизу­ ченных створах рек, как и зависимость В. Л. Шульца, отражают в основном высотную поясность метеорологических факторов, определяющих изменчивость годового стока. Влия­ ние местных азональных физико-географических факторов этими зависимостями не учитывается. Поэтому для бассейнов рек, имеющих аномально зарегулированный годовой сток, эти зависимости дают несколько завышенные значения Cv, кото­ рые требуют соответствующих поправок.

Значения Cs для неизученных створов рек можно прини­ мать равным 2 Cv или по аналогии на основании данных при­ ложения 1.

6. О синхронности колебаний годового стока рек на территории

Проблема синхронности многолетних колебаний стока на территории представляет значительный научный и практиче­ ский интерес. В той или иной мере она рассматривалась в масштабах больших и преимущественно равнинных прост­ ранств в работах Б. Д. Зайкова, Л. К. Давыдова, П. С. Кузи­

его соавторов, А. Н. Афанасьева, Г. П. Калинина и др.

В общем плане отдельных исследований были рассмотрены также некоторые вопросы колебания водоносности горныл территорий. В частности, в работах Г1. С. Кузина и Т. Н. Кочу ковой Кавказ и Средняя Азия вошли в общее районирование территории СССР по синхронности колебаний стока.

Исследований, посвященных специально вопросам син хронности колебаний водоносности в горных районах и, в част ности, на территории Тянь-Шаня, значительно меньше. К ним следует отнести работы В. Л. Шульца [202], М. Н. Большак"' ва [23, 28], Н. В. Хамьяновой [186], Ф. Э. Рубиновой [158] % Е. В. Петряшовой [143, 144].

138-

В. Л. Шульц отмечает отсутствие полной синхронности в\ колебаниях водоносности рек Средней Азии даже в экстре­ мальные годы, подчеркивая, что отдельные реки независимо от типа их питания и даже находящиеся на сравнительно не­ большом расстоянии друг от друга могут иметь отклонения от нормы разного знака. Он считает, что говорить о том, какого типа реки чаще всего отклоняются от общей закономерности, трудно, так как для этого еще слишком мало данных. Придер­ живаясь, как было указано выше (§ 1), точки зрения о том, что колебания водоносности всех рек Средней Азии независи­ мо от типа их питания определяются в первую очередь измен­ чивостью атмосферных осадков, В. Л. Шульц и в данном слу­ чае объясняет отсутствие указанной синхронности в колеба­ ниях водоносности прежде всего крайне сложным распреде­ лением осадков на территории Средней Азии.

М. Н. Большаков [23, 28] установил, что особенности коле­ баний водоносности рек Средней Азии находятся в связи с ти­ пами их питания и показал, в частности, что реки крайних ти­ пов питания (т. е. соответственно с малыми и с большими зна­ чениями 6) имеют тенденцию к асинхронным колебаниям сто­ ка. Им была предложена также классификация рек Средней Азии на три группы в зависимости от типа питания, отличаю­ щиеся более или менее генетически однородными колебаниями водоносности. В работах Е. В. Петряшовой и Ф. Э. Рубиновой целесообразность такой классификации нашла подтверждение.

Так как связь особенностей колебаний годового стока рек Тянь-Шаня с условиями их питания была достаточно подроб­ но рассмотрена выше, не будем повторять здесь теоретические и экспериментальные доводы в пользу этого положения. Сле­ дует лишь подчеркнуть, что поскольку особенности колебаний стока рек Тянь-Шаня в наибольшей степени зависят от соот­

вывод, что здесь сама постановка вопроса о выявлении какихлибо районов с синхронными или асинхронными колебаниями водоносности является необоснованной. Мало того, даже для разных створов одной реки, имеющей оледенение, многолетние колебания стока могут быть не синхронными (и даже не син­ фазными), если один из этих створов замыкает высокогорную зону с преобладанием ледникового питания, а другой, распо­ ложенный в низовьях реки, замыкает водосбор с преоблада­ нием площадей в пределах средних и нижних ярусов гор, где'

139

сток питается в основном талыми водами сезонных снегов. Та­ кие особенности в многолетних колебаниях годового стока в разных по высотному расположению створах горной реки выявлены нами, в частности, в экспериментальном бассейне р. Чон-Кызылсу {36, 37]. Аналогичное явление отмечено также Л. А. Владимировым в его исследованиях колебаний стока рек

Кавказа [56].

Таким образом, территориальное (площадное) райониро­ вание синхронности стока в применении к горным террито­ риям, где распространено оледенение, не отражает вертикаль­ ной поясности процессов стока, как наиболее ярко проявляю­ щейся в горах географической закономерности.

Более правомерно в этих условиях рассмотрение синхрон­ ности или асинхронности многолетних колебаний стока в свя­ зи с типами питания рек и с классификацией их по трем груп­ пам, как это было предложено автором. В такой трактовке вопроса территориальные особенности распределения осадков и термического баланса периода снеготаяния будут иметь бо­ лее ограниченное значение в выявлении рек с однородными колебаниями водоносности, а первоочередную роль будут играть различия в типах питания и в величинах показателя б,

•определяющих принадлежность данной реки к той или иной группе. При этом разнообразие в распределении осадков по территории наибольшее влияние будет оказывать лишь на ре­ ки группы I, питающиеся главным образом талыми водами се­ зонных снегов, меньшее влияние — на промежуточную группу II и почти совсем не будет влиять на особенности колебаний стока рек группы III, многолетние колебания водоносности ко­ торых, как показано выше, связаны в основном с соответ­ ствующими колебаниями теплового баланса за период снего­ таяния.

В связи с этим представляет интерес вопрос о сравнитель­ ной устойчивости на территории синхронности (или синфазности) многолетних колебаний годовых сумм осадков и теплово­ го баланса периода снеготаяния. Из рис. 45, характеризующе­ го хронологический ход модульных коэффициентов указанных элементов по шести метеостанциям на территории Тянь-Шаня, видно, что многолетние колебания теплового баланса периода снеготаяния имеют более четкую синхронность, чем многолет­ ние колебания осадков.

Учитывая особенности генетических связей многолетних колебаний стока рек Тянь-Шаня в соответствии с принадлеж­ ностью их к той или иной из трех классификационных групп, можно полагать, что многолетние колебания стока рек группы

140

СЗПНА П0Л0т*Т1ЛЪНЫХ Т(НП[РЛТ2Р ВОЗДУХА

Рис. 45. Хронологические графики модульных коэффициентов годовых сумм осадков и сумм 'положительных температур воз­ духа на территории Тянь-Шаня по метеостанциям: 1 —■Хай- даркан; 2 — Сары-Таш; 3 — Джергитал; 4 — Нарын; 5 — Пржевальск; 6 — Талас.

III, обусловленные колебаниями теплового баланса, должны характеризоваться наибольшей синхронностью на территории. Колебания водоносности рек группы I, будучи в значительной степени связаны с соответствующими колебаниями в выпаде­ нии осадков во времени и по территории, должны иметь мень­ шую синхронность. И, наконец, наибольшей асинхронностью

141

должны характеризоваться многолетние колебания стока рек промежуточной группы II, поскольку они в той или иной сте­ пени обусловлены асинхронными колебаниями и осадков и теплового баланса, степень проявления каждого из которых зависит в свою очередь от соотношения талых вод А и талых

вод Б в общем стоке реки.

Приведенные выше положения представлены на рис. 46—48 графиками колебаний годового стока рек Тянь-Шаня, класси­

где Qi — сток данного гада,

Qo — средний сток за рассматриваемый период, Со— среднеквадратичное отклонение.

На рис. 46 показаны хронологические графики колебаний годового стока рек группы III, принадлежащих к разным при­ родным районам и гидрографическим системам на территории Гянь-Шаня: реки Иссык-Ата и Аламедин формируются в Чуйской долине на северных склонах Киргизского хребта, р. Джууку — в котловине оз. Иссык-Куль, Сох — на северном склоне Алайского хребта в Ферганской долине. Несмотря на принадлежность к разным природным районам, многолетние колебания стока этих рек отличаются если не синхронностью, то довольно хорошей синфазностью, что связано с относитель-

Рис. 46. Совмещенные хронологические графики колебаний годовых коэффициентов относительной водности и рек группы III, принадле­ жащих к разным природным районам: 1 — р. Иссык-Ата, с. Юрьевка,

142

ной устойчивостью на территории теплового баланса отдель­

ных лет.

На рис. 47 показаны хронологические графики для рек группы 1, колебания стока которых определяются главным образом колебаниями осадков. При этом на рис. 47, в даны графики для рек, близких по величине показателя б, но при­ надлежащих к разным природным районам и гидрографиче-

143

ским системам: р. Тюп — к бассейну оз. Иссык-Куль, р. Джергетал — к бассейну Нарына, р. Нельды — к системе р. Талас, р. Чаткал — к верхней части бассейна Чирчика и р. Зергер —

к Ферганской долине.

Из сопоставления графиков можно заключить, что полная синхронность колебаний стока для этих рек отсутствует, имеется лишь тенденция к ней. Такое явление представляется вполне закономерным, поскольку в многолетних колебаниях сумм осадков на территории Тянь-Шаня нет полной синхрон­ ности. Однако, если рассматривать колебания стока в преде­ лах одного природного района, то синхронность стока рек данной группы проявляется достаточно четко. Это видно из графиков на рис. 47, а и 47, б. На первом из них представле­ ны значения а для рек, формирующихся в пределах юго-за­ падного склона Ферганского хребта и южного склона Чаткальского хребта в Ферганской долине, на втором — для рек, принадлежащих к бассейну Чирчика.

На рис. 48 приведены графики колебаний годового стока рек промежуточной группы II. На рис. 48, б представлены графики рек с близкими значениями 6=1,7—2,0, относящихся к разным природным районам и гидрографическим системам: р. Аравансай — к рекам Ферганской долины, р. Шамси — к средней части бассейна р. Чу, р. Чон-Кызылсу — к бассейну оз. Иссык-Куль, р. Учкошой — к бассейну р. Талас. Не только' синхронность, но и синфазность колебаний стока этих рек от­ сутствуют.

Если рассматривать колебания стока рек группы, принад­ лежащих к одному природному району, что показано на рис. 48, а, то и в данном случае синфазность можно отметить

уменьшается, если рассматривать синхронность стока этих рек на более ограниченных территориях со сходными физикогеографическими и в первую очередь климатическими усло­ виями.

Наиболее устойчивой на территории синхронностью харак­ теризуются реки группы III, колебания стока которых обус­ ловлены колебаниями термического баланса периода снего­ таяния, более синхронными между собой, чем колебания осадков. .

144

а

Рис. 48. Совмещенные хронологические графики колебаний годовых коэффициентов относительной водности а рек группы 11: а) реки одного природного района III: 1 — р. Шахимардан, к. Паульгаи, 6=1,40; 2 — р. Исфайрамсай, к. Учкурган, 6=1,40; 3 — р. Киргизата,, к. Киргизата, 6=1,47; 4 — р. Аравансай, к. Янгинаукат, 6=1.67; б) реки разных природных районов: 1 — р. Аравансай, к. Янгинаукат, 6=1,67; 2 — р. Шамси, лесной кордон, 6 = 1,74; 3 — р. Чон-Кызылсу,

лесной кордон, 6=1,80; 4 — р. Учкошой, с. Караой, 6=1,15.

Мнение В. Л. Шульца о том, что наиболее неравномерно, т. е. асинхронно, распределение водоносности по территории в годы, близкие к средним, для большинства рек подтвержда­ ется приведенными на рис. 46—48 графиками (например, 1943, 1946, 1956 гг.).

Экстремальные по водности годы, обусловленные равнона­ правленным взаимодействием главных стокообразующих ме­ теорологических факторов, как правило, охватывают почти всю территорию и реки всех типов питания. Например, исклю­ чительно низкое маловодье наблюдалось почти на всех реках Тянь-Шаня в 1938 г., который характеризовался осадками и суммами положительных температур значительно ниже нормы почти на всей территории. Такое равнонаправленное влияние главных метеорологических факторов формирования стока определило маловодье на реках всех типов питания. Лишь не­ которые реки II группы, показанные на рис. 48, имели в этот год сток, близкий к норме (Акбура, Исфайрамсай, Киргиз-