Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

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

.pdf
Скачиваний:
13
Добавлен:
22.10.2023
Размер:
10.45 Mб
Скачать

12QP

жить соответственно на величину-^— - для получения средних

12 Qp

месячных расходов и на *Jqq^ — для средних сезонных рас­

ходов, где п — число месяцев в данном сезоне.

7. Методика определения характеристик внутригодового распределения стока

в неизученных створах рек

Выше в разделах 1 и 2 данной главы отмечалось, что воп­ рос о разработке методов определения параметров внутриго­ дового распределения стока в неизученных створах рек, осо­ бенно горных, относится к числу наиболее сложных и недо­ статочно разработанных в гидрологии.

В настоящее время почти все эти методы основаны на выявлении региональных эмпирических связей параметров внутригодового распределения стока с показателями, отра­ жающими в той или иной мере влияние на этот процесс основ­ ных физико-географических и в первую очередь климатиче­ ских факторов.

Как указывалось, главными факторами, определяющими внутригодовое распределение стока рек Средней Азии, в том числе рек Тянь-Шаня, являются климатические, весьма тесно* связанные с высотной поясностью. Поэтому особенности внутригодового стока рек в значительной степени связаны с относительным распределением площадей водосборов рек по высотным зонам, которое характеризуется значениями сред­ невзвешенной высоты водосборов. Отмечалось также, что воз­ действие рельефа на процессы формирования и распределения внутри года стока горных рек проявляется не только через вы­ соту, но имеет более многогранный характер, так как общее количество выпадающих осадков, их внутригодовое распреде­ ление, а также особенности оледенения зависят от степени до­ ступности отдельных районов горной территории влажным воздушным массам. Указывалось также, что на общем фоне весьма ярко выраженной на территории Тянь-Шаня высотной поясности процессов, влияющих на внутригодовое распреде­ ление стока, роль азональных факторов проявляется в общем слабо, за исключением лишь отдельных аномальных в этом отношении рек.

Ярко выраженная в горах высотная поясность обусловила то обстоятельство, что большинство методов определения па­ раметров внутригодового стока для неизученных створов гор-

иых рек основано на выявлении региональных эмпирических зависимостей этих параметров от показателей распределения площадей водосборов рек по высотным зонам.

Наибольшее распространение до настоящего времени для рек Средней Азии получила методика, разработанная В. Л. Шульцем [Г80, 207]. Она основана на применении эмпи­ рических зависимостей показателей среднего внутригодового распределения стока от средневзвешенной высоты водосборов / / Ср. Эти зависимости выведены на основе обобщения данных

по изученным створам рек Средней Азии по 1952 год и имеют

следующий общий вид:

 

о=ЛЯс3р’3

(22)

Wvn-ix—DH^ 19

( 23)

В этих формулах б — отношение стока за июль—сентябрь ( bjvii- ix) к стоку за март—июнь (гдщ- v i); Wvn-ix% — сток за июль—сентябрь в процентах от среднего годового стока. Сред­

нее значение параметра В в формуле (22) равно 0,032,

а па­

раметра D в формуле (23)

— 3,80, если Я ср выражено в км.

Для повышения точности расчета В. Л. Шульц дает укруп­

ненную дифференциацию этих параметров,

рекомендуя для

всей территории Средней Азии лишь две их градации:

 

а) для юга и центра Средней Азии,

включая весь бассейн

Сыр-Дарьи, В = 0,0265 и £> = 3,40;

 

рек Чу,

Талас,

б) для севера Средней Азии (бассейны

оз. Иссык-Куль и р. Или)

— £ = 0,0114 и £> = 4,28.

 

Формулами (22) и (23)

В. Л. Шульц

считает возможным

пользоваться при средних взвешенных высотах водосборов рек в пределах 1,5—3,8 км для южных районов Средней Азии и в пределах 2,0—3,8 км — для северных, при площадях водосбо­ ров не менее 100 км9-.

По данным В. Л. Шульца [180], точность определения зна­ чений б и йУуц—IX по формулам со средними значениями параметров В и D невелика: средние ошибки определения по­ казателя б для юга и севера Средней Азии соответственно рав­ ны 37 и 36%, <а показателя oiyn-ix — соответственно 22 и 18%. Для повышения точности расчета рекомендуется, при нали­ чии необходимых сведений по стоку соседних рек, вычислять коэффициенты В и D по данным этих рек и далее для расче­

тов пользоваться ими, применять метод интерполяции и т.

д.

В. Л. Шулъц указывает также на один из возможных пу­

тей получения для отдельных районов

более тесных зависи­

мостей для определения б и Шуц-ix

— связывать их

не с

197

Нср, а с относительной площадью, занимаемой в водосборах

выше определенных горизонталей.

Следует отметить, что В. Л. Шульцем построены для от­ дельных регионов Средней Азии карты изолиний значений б и

tttyll-IX.

параметров б и

ce)vn-ix

является первым

Определение

этапом расчета

внутригодового

распределения

стока по!

В. Л. Шульцу. Далее для вычисления

среднего помесячного

распределения стока можно идти двумя путями.

 

Первый из них — метод аналогии. При этом за створ-ана­

лог принимается

створ той изученной

реки, который имеет

наиболее близкие значения показателей б и

©vii- ix

к вычис­

ленным для неизученного речного створа. Допускается интер­ поляция между створами—аналогами, из которых один имеет значения б и otyn-ix несколько меньшие, чем неизученный створ, а другой —■несколько большие. Значения среднего ме­ сячного стока Wi вычисляются в относительных величинах (в процентах от годового стока).

Второй метод определения месячных относительных значе­ ний стока основан на использовании составленных В. Л. Шуль­ цем [180] зависимостей между относительным стоком каждого

месяца Wi и параметрами б и

Wvii- ix». т. е. приближенных

связей типа

шуп-ix).

Зависимости эти подразделе­

ны на две группы:

для рек с показателями типа питания

б>0,7 и с их меньшими значениями. Для некоторых месяцев эти зависимости имеют сложный вид. Точность определения по ним значений месячного стока, не приводится [180].

Оценивая метод определения внутригодового распределе­

ния стока

в

неизученных

створах рек,

разработанный

В. Л. Шульцем,

следует отметить, что предложенные им за­

висимости

(22)

и

(23) для

определения

параметров б и

Шуи—lx учитывают зависимость их от Дср,

но недостаточно

учитывают другие

стороны влияния рельефа на внутригодо­

вое распределение стока и в первую очередь

влияние доступ­

ности отдельных районов Средней Азии влажным воздушным массам. Этим, по-видимому, можно объяснить недостаточную тесноту связей, определяемых выражениями (22) и (23), и значительные ошибки в определении параметров б и Шуп-чх по этим зависимостям. Особенности физико-географических условий отдельных природных районов не нашли отражения в

зависимостях

до,- = f(o, utvn-ix).

Этот недостаток зависимо­

стей В. Л. Шульца попыталась

устранить Н. С. Смородская,

разоаботавшая

при участии и под руководством автора сис­

тему локальных эмпирических

зависимостей параметров

198

Рис. 67. Схема районов с выявленными зависимостями параметров внутригодового распределения стока от средневзвешенной высоты водосборов рек.

внутригодового распределения стока рек Тянь-Шаня от высо­ ты [39, 41]. При обобщениях были использованы наиболее на­ дежные данные по постам Гидрометеослужбы по 1966 год включительно и с продолжительностью рядов наблюдений! 20—25 лет. Зависимости параметров относительного сезонно­ го и месячного стока от средней взвешенной высоты водосбо­ ров были районированы. Этим учитывалось влияние на внут­ ригодовое распределение стока упоминавшихся выше азональ­ ных факторов рельефа, а также особых физико-географиче­ ских условий каждого района.

Дифференцирование зависимостей параметров внутригодо­ вого распределения стока от высоты было выполнено на осно­ ве выделенных в главе I природных районов на территории- Тянь-Шаня, дополнявших общую схему гидрологическогорайонирования территории на области формирования и рас­ сеивания стока. Для районирования территории по особенно­

стям

внутригодового

распределения

стока за основу был»

взяты

11

природных районов.

Дополнительное деление была

выполнено для котловины оз.

Иссык-Куль (природный рай­

он VII),

так как западная и восточная ее части имеют суще­

ственные отличия в увлажнении.

В Чуйском северотяньшан-

ском природном районе

(район IX) по особенностям увлаж­

нения западная часть северного

склона Киргизского хребта

была выделена в отдельный район XI.

Склоны Чу-Илийских

гор в правобережье р. Чу были отнесены по сходности условий увлажнения и внутригодового распределения стока к району VI.

Схема районов с выявленными зависимостями параметров внутригодового распределения стока от средневзвешенной высоты водосборов рек показана на рис. 67. Во избежание повторений характеристика районов не приводится, поскольку для природных районов она достаточно подробно дана в главе I.

Для выделенных 13 районов выявлены локальные графи­ ческие зависимости относительного среднего стока за сезон половодья, т. е. весны и лета (в % от годового),, и относитель ного стока для отдельных месяцев (в % от соответствующего сезонного стока.) В качестве аргумента этих зависимостей при­ нята средневзвешенная высота водосборов рек.

Для пользования графиками следует иметь в виду, что границы сезонов приняты неодинаковыми для всех районов, учитывая их природные особенности. Календарные границы весеннего сезона следующие: районы I—V (бассейн СырДарьи) — с марта по июнь; районы VII—XII (Северный Тянь-Шань) — с апреля по июнь; район VI (низкогорные ре­

1 9 »

ки)' — с февраля по июнь. Календарные сроки лета приняты одинаковыми для всех районов — с июля по сентябрь.

Календарные границы лимитирующих периодов для райо­ нов должны определяться от начала весны до конца лета.

0.6 10 14 18 ?? 2 6 3.0 3.4 Hcp.tK

Рис. 68. Зависимость показателя типа питания б от средневзвешенной высоты водосборов рек # Ср : а) бассейн. Сыр-Дарьи: 1 — средняя и нижняя ча­ сти бассейна (без бассейна р. Нарын); 2 — бассейн р. Нарын; б) Северный Тянь-Шань: 1 — для VII, VIII, IX и XIII районов; 2 — для VI, X, XI и XII

районов.

200

Остальная часть года составляет нелимитирующий период. Для того, чтобы для неизученного речного створа установить, какой из сезонов половодья принять в качестве лимитирующе­ го, нужно знать, к какому типу питания следует отнести реки в данном створе, учитывая, что для рек с показателями 6<1,4 за лимитирующий сезон надо принимать лето, а для рек с 6>1,4 — весну. Для неизученных створов рек с достаточной для указанной цели точностью эта задача может быть решена при помощи графиков зависимости показателя типа питания б от средней взвешенной высоты водосборов (рис. 68).

По среднему относительному (в % от годового стока) се­ зонному стоку (рис. 69—72) можно легко определить

Рис. 69. Районные зависимости весеннего сто­ ка (в % от годового) от средневзвешенной высоты водосборов рек Н ср . I—VI районы согласно схеме на рис. 67.

201

значения среднего многолетнего стока по сезонам года в аб­

солютных

единицах,

если ранее по методам,

изложенным в

главе II, для данного

неизученного

створа была определена

норма

годового стока в виде модуля М0 л/сек на I км2. При

известной

площади

водосбора реки в неизученном створе

определяется норма

годового стока

S0 = 31,5X lO^Mof мг, а

затем — средний сток за данный сезон: Sc =0,01S0WV

Для

определения

в неизученных

створах

рек среднего

внутригодового распределения стока по месяцам лимитирую­ щего периода (т. е. для периода половодья) для тех же райо­ нов построены графики связи среднего многолетнего относи­ тельного (в % от стока соответствующего сезйна года) месяч­ ного стока со средней взвешенной высотой водосбора (рис. 73—84). Было выяснено, что для некоторых месяцев эти связи выражены недостаточно четко. Для этих месяцев связи построены на основе увязки их с аналогичными связями для других месяцев сезона, чтобы общая сумма стока за сезон

Рис. 70. Районные зависимости весеннего стока (в % от годового) от средневзвешенной высоты водо­ сборов рек Яср . VII—XII районы согласно схеме на рис. 67.

Рис. 71. Районные зависимости летнего стока (в % от годозого) от средневзвешенной высоты водосбо­ ров рек Н ср . I—VI районы согласно схеме на рис. 67.

равнялась 100%. Такие связи показаны на графиках пунктиром.

Следует отметить, что на рис. 79 и 84 для весенних меся­ цев зависимости имеют две ветви, что объясняется неодина­ ковыми условиями формирования внутригодового распределе­ ния стока в соответствующих бассейнах этих районов и, глав­ ным образом, отличиями в условиях увлажнения и преобла­ дающей экспозиции склонов. На рис. 79 особые ветви зависи­

мости пришлось дать для бассейна р. Тарим

(район XIII), а

в районе XII — для правобережья и верхней

части левобе­

режья

р. Талас

(рис. 84, 1). Выявленные зависимости

сле­

дует

считать

приближенными и некоторые из них

имеют

203

 

 

 

т

<и

1X

 

 

 

 

9f

 

 

 

 

 

t

(

 

 

 

 

 

 

 

 

°/

 

J

 

 

 

 

 

 

Г

 

 

*0

60

40

00

40

SOI.

 

 

X/

 

 

XV/

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

?

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

■)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

Г

 

 

 

 

 

• и

 

 

 

 

io

30

70 20

40

SB

40

60’/.

Рис. 72. Районные зависимости летнего стока (в %

от годового)

от средневзвешенной

высоты

водо­

сборов рек Н ср. VII—XII

районы согласно схеме

 

 

на рис. 67.

 

 

 

значительный разброс точек, так как высотная поясность хо­ тя и является главным, но далеко не единственным факто­ ром, определяющим особенности внутригодового распределе­ ния стока горных рек. Влияние этих факторов учитывается в известной мере при районировании указанных зависимостей, но, по-видимому, недостаточно. Средняя относительная ошиб­ ка определения месячного стока по данным зависимостям со­ ставляет около 15%, что, однако, значительно меньше, чем по

•графикам В. Л. Шульца.

Таким образом, приведенные зависимости могут рекомен­ доваться для определения среднего распределения стока по-

.ловодья (лимитирующий период) в неизученных створах рек на предварительных стадиях проектирования. Средний много­ летний сток на нелимитирующий период года может быть определен как разность между средним годовым стоком и стоком за лимитирующий период. Среднее распределение сто-

2 0 4

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ