CC BY
84
УДК 556.5(1/9) ВАК 25.00.27
АНАЛИЗ ДАННЫХ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ ПРОВИНЦИИ МАНАБИ
Кампос Седеньо Антонио Фермин х, Е.К. Синиченко1, И.И. Грицук1'2
1 Российский университет дружбы народов ул. Орджоникидзе, 3, Москва, Россия, 115419 2 Институт водных проблем РАН ул. Губкина, 3, Москва, Россия, 119333
Количество дождевых осадков в Эквадоре в зависимости от климатических зон (Коста, Сьерра и Ориенте) колеблется в пределах 200—5000 мм в год [4]. В данной работе сделан анализ многолетних рядов наблюдений метеорологических станций в провинции Манаби в период с 1963 по 2013 гг. При удлинении коротких рядов наблюдений применялся метод ортогональной регрессии. Построены изолинии дождевых среднемноголетних осадков и определен их среднегодовой объем, имеющие важное значение в области проектирования гидротехнических сооружений для системы водоснабжения.
Ключевые слова: гидрология, ортогональная регрессии, изолинии дождевых осадков, среднегодовой объем стока, водные ресурсы.
Анализ данных проводился по среднемесячным значениям 34 метеорологических станций, установленных в провинции Манаби (рис. 1) и имеющих разные ряды календарных наблюдений. Данные были предоставлены Национальным институтом гидрологии и метеорологии Эквадора (INAMHI). Наблюдения осуществлялись в период 1963—2013 гг. (табл. 1).
Работа направлена на построение изолиний многолетних дождевых осадков путем последовательного решения следующих задач:
— заполнение недостающих данных наблюдений;
— установление корреляционных связей;
— обработка данных;
— построение изолиний многолетних дождевого стока.
В гидрологии существует несколько методов для пополнения недостающих данных в календарных рядах наблюдений. Наиболее распространены следующие
[1—3]:
— метод прямой линии связей;
— метод линейной корреляции;
— метод ортогональной корреляции.
Производя сравнение полученных результатов календарных рядов наблюдений с использованием этих методов для дальнейшей обработки, был выбран метод ортогональной корреляции имеющий наиболее высокое осредненное значение коэффициента корреляции 0,84765 (табл. 2).
450000
500000
550000
600000
650000
700000
500000 00000 550000 000000 600000 000000 650000 00000 700000
Рис. 1. Схема расположения метеостанций Метеорологические станции провинции Манаби
Таблица 1
Nro. НАЗВАНИЕ СТАНЦИИ КОД КООРДИНАТЫ UTM WGS84 ПЕРИОД ИТОГ МЕСЯЧН. НАБЛ.
X У г
1 Портовьехо — UTM M005 559,523.22 9,884,982.17 60.00 1963—2013 612
2 Пичилинге M006 671,167.34 9,878,372.68 120.00 1982—2013 384
3 Пуэрто Ила M026 684,859.81 9,947,353.13 260.00 1963—2013 600
4 Манта Инокар M047 529,607.70 9,896,745.30 3.00 1977—2011 285
Окончание табл. 1
1\1го. НАЗВАНИЕ СТАНЦИИ КОД КООРДИНАТЫ иТМ WGS84 ПЕРИОД ИТОГ МЕСЯЧН. НАБЛ.
X У г
5 Манта Аеропуэрто М074 535,232.44 9,894,994.75 12.00 1964—1981 182
6 Эль Кармен М160 671,938.74 9,968,948.11 250.00 1977—2013 334
7 Чоне М162 599,185.83 9,922,066.78 20.00 1963—2013 568
8 Бояка М163 588,400.30 9,937,145.28 370.00 1964—2013 450
9 Рокафуэрте М165 561,349.93 9,905,400.22 20.00 1963—2013 606
10 Олмедо — Манаби М166 587,791.41 9,845,734.15 50.00 1964—2013 560
11 Хама М167 580,799.64 9,977,124.57 5.00 1964—2013 493
12 Педерналес-Манаби М168 605,097.76 9,993,551.53 20.00 1965—1996 332
13 Хулькуй М169 540,911.18 9,836,411.78 240.00 1970—2013 505
14 Кампосано № 2 М171 566,616.98 9,823,940.07 220.00 1964—2013 594
15 Естансильиа М296 587,159.33 9,909,725.24 4.00 1967—1998 320
16 Симбокаль М297 579,743.79 9,926,307.47 1.00 1986—1990 51
17 Лодана М298 568,606.76 9,871,040.58 35.00 1981 — 1997 115
18 Сан Исидро — Манаби М446 593,441.49 9,959,038.04 150.00 1964—2006 440
19 Вентикуатро де Маё М447 564,710.04 9,858,636.79 115.00 1982—2013 371
20 Ла Лагуна М448 541,812.73 9,872,580.49 200.00 1964—2013 556
21 Санкан М449 545,983.04 9,860,943.20 245.00 1964—2012 559
22 Камаронес-Манаби М450 524,784.87 9,875,161.34 180.00 1964—2013 568
23 Эль Анэгадо М451 551,324.59 9,836,471.24 380.00 1964—2013 578
24 Сапотэ М452 605,083.81 9,896,271.70 50.00 1984—2013 290
25 Чоррильос М453 534,613.23 9,883,481.05 220.00 1982—2013 373
26 Рио Чико — Алахуэла М454 578,715.81 9,883,443.13 20.00 1967—2013 512
27 Хоа — Хипихапа М455 540,758.45 9,847,495.81 195.00 1964—2013 567
28 Хама AJ Мариано М456 582,963.07 9,969,540.23 20.00 1967—2002 304
29 Пуерто Каё М457 529,325.34 9,850,843.98 6.00 1964—2013 593
30 Колимес — Пахан М458 554,628.06 9,823,912.53 200.00 1964—2013 590
31 Сан Пабло - Манаби М459 545,420.53 9,825,480.44 435.00 1964—2013 589
32 Хунин М462 588,083.86 9,896,705.80 70.00 1974—2012 441
33 Рио Чамотете — Хесус Мария М464 585,361.31 9,885,406.72 40.00 1970—2013 502
34 Поса Онда МА29 589,006.09 9,876,562.52 100.00 1977—2013 175
Таблица 2
Сравнительный анализ методов корреляции
ДОЖД. СТАНЦИИ НАБЛЮДЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТЫ КОРРЕЛЯЦИИ
Неполная Базовая Неполная Базовая метод ортог. корр. метод лин. ко рр. метод усредн. знач.
M165 M005 606 612 0.93636 0.93623 0.93619
M171 M005 594 612 0.83958 0.83690 0.83965
M458 M005 590 612 0.83704 0.83417 0.83718
M459 M005 589 612 0.77761 0.76102 0.77414
СРЕДНЕЕ 0.84765 0.84208 0.84679
Национальным институтом гидрологии и метеорологии Эквадора (INAMHI) было предоставлено 14 999 среднемесячных значений дождевых осадков по многолетним наблюдениям 34 метеорологических станций Манаби. Однако в некоторых календарных рядах отсутствовали годы наблюдений (общим количеством 5809). В результате использования метода ортогональной корреляции ряды были дополнены и общее количество значений составило 20 808.
С помощью метода кривых двойной массы проведен анализ согласованности полученных результатов, подтверждающий правильность выбора метода дополнения расчетных рядов, а следовательно, отсутствие необходимости применять другие методы.
С полными рядами количественных данных по осадкам для каждой из 34 станций были рассчитаны:
— годовой дождевой сток для каждого года наблюдения;
— средние многолетние значения дождевых осадков.
Сумма годовых осадков за каждый год:
12
= I Pj,
j=1
где i — года наблюдения (i = 1, 2, ..., 51); j — месяц наблюдения (j = 1, 2, ..., 12).
Средний многолетний дождевой осадок определяется по формуле
51
I Pa
Pma = м-,
n
где n = 51 — количество лет наблюдений; m = 12 — количество месяцев наблюдений.
В таблице 3 приведены результаты средних многолетних дождевых осадков за период 1963—2013 гг.
По данным таблицы 3 с использованием метода триангуляции построены изолинии средних многолетних дождевых осадков провинции Манаби в период 1963—2013 (рис. 2).
Таблица 3
Средние многолетние значения дождевых осадков за период 1963—2013
Nro. ИЗМ. СТАНЦИЯ X-UTM Y-UTM ОСАДКИ,мм
1 M005 559523 9884982 528.0
2 M006 671167 9878373 2156.7
3 M026 684860 9947353 2768.8
4 M047 529608 9896745 397.2
5 M074 535232 9894995 270.2
6 M160 671939 9968948 2650.3
7 M162 599186 9922067 1233.4
8 M163 588400 9937145 1190.7
9 M165 561350 9905400 454.1
10 M166 587791 9845734 1657.2
11 M167 580800 9977125 778.8
12 M168 605098 9993552 1036.9
13 M169 540911 9836412 990.6
14 M171 566617 9823940 1308.6
15 M296 587159 9909725 847.6
16 M297 579744 9926307 705.8
17 M298 568607 9871041 859.8
18 M446 593441 9959038 767.5
19 M447 564710 9858637 1024.3
20 M448 541813 9872580 378.4
21 M449 545983 9860943 530.1
22 M450 524785 9875161 443.1
23 M451 551325 9836471 994.6
24 M452 605084 9896272 1472.6
25 M453 534613 9883481 609.9
26 M454 578716 9883443 891.3
27 M455 540758 9847496 459.0
28 M456 582963 9969540 480.3
29 M457 529325 9850844 416.0
30 M458 554628 9823913 1131.9
31 M459 545421 9825480 1671.5
32 M462 588084 9896706 1058.6
33 M464 585361 9885407 1234.5
34 MA29 589006 9876563 1287.8
500000 550000 600000 650000
500000 550000 600000 650000
Рис. 2. Изолинии средних многолетних дождевых осадков (мм), 1963—2013 гг.
С помощью полученных изолиний были определены среднегодовые объемы осадков демаркации Манаби по гидрографическим бассейнам 5-ого порядка (по Пфафстеттеру) (табл. 4).
Таблица 4
Среднегодовые объемы воды от осадков демаркации Манаби
№ КОД БАССЕЙНА ОСАДКИ ПЛОЩАДЬ (км2) ОБЪЕМ (Гм3)
МИН (мм) МАКС (мм) СРЕДНЯЯ(мм)
1 15134 900 1700 1300 554.45 720.78
2 15135 800 900 850 96.10 81.69
3 15136 700 1400 1050 296.30 311.12
4 15137 300 900 600 457.26 274.36
5 15138 300 700 500 311.34 155.67
6 15139 200 600 400 1,046.42 418.57
7 15141 200 500 350 75.51 26.43
8 15142 400 700 550 185.46 102.00
9 15143 300 500 400 96.65 38.66
10 15144 500 1500 1000 467.14 467.14
11 15145 400 900 650 441.38 286.90
12 15146 700 1100 900 293.06 263.76
13 15147 900 1100 1000 56.76 56.76
14 15148 1000 1300 1150 106.09 122.00
15 15149 900 1600 1250 358.90 448.63
16 15151 200 300 250 1.45 0.36
17 15152 300 500 400 87.78 35.11
18 15153 250 350 300 5.48 1.65
19 15154 300 500 400 51.62 20.65
20 15155 300 400 350 29.45 10.31
21 15156 300 500 400 38.57 15.43
22 15158 450 600 525 96.47 50.65
23 15159 350 500 425 86.39 36.72
24 15161 600 1100 850 157.97 134.27
25 15162 950 1700 1325 847.72 1,123.23
26 15163 500 1100 800 110.63 88.50
27 15164 900 1100 1000 15.15 15.15
28 15165 500 900 700 180.93 126.65
29 15166 900 1600 1250 214.25 267.81
30 15167 900 1000 950 25.37 24.10
31 15168 700 1500 1100 239.22 263.15
32 15169 1000 1700 1350 546.53 737.82
Окончание табл. 4
№ КОД БАССЕЙНА ОСАДКИ ПЛОЩАДЬ (км2) ОБЪЕМ (Гм3)
МИН (мм) МАКС (мм) СРЕДНЯЯ(мм)
33 15171 400 750 575 55.38 31.84
34 15172 400 700 550 30.01 16.51
35 15173 200 600 400 39.14 15.66
36 15174 200 1300 750 351.02 263.26
37 15175 100 400 250 14.40 3.60
38 15176 100 700 400 251.59 100.64
39 15177 100 400 250 31.55 7.89
40 15178 400 800 600 41.04 24.63
41 15179 500 900 700 17.10 11.97
42 15181 600 900 750 113.88 85.41
43 15182 600 1100 850 243.75 207.19
44 15183 500 600 550 62.70 34.49
45 15184 500 800 650 116.10 75.47
46 15185 500 1000 750 205.79 154.34
47 15186 1000 1200 1100 73.98 81.38
48 15187 1000 1100 1050 6.92 7.27
49 15188 1100 1400 1250 237.40 296.75
50 15189 800 1300 1050 311.55 327.13
51 15191 600 1200 900 213.52 192.17
52 15192 800 1100 950 647.97 615.57
53 15193 1100 1400 1250 199.17 248.96
54 15194 1200 1400 1300 249.32 324.12
55 15195 1400 1500 1450 42.21 61.20
56 15196 1500 1800 1650 343.95 567.52
ИТОГ 11,477.26 10,480.95
Проведенный анализ рядов наблюдений показал, что среднее многолетнее значение дождевых осадков в Манаби изменяется в пределах от 200 мм в западном и до 2800 мм в восточном районах, соответственно.
Для дополнения необходимых данных отсутствующих в рядах наблюдений и удлинения коротких радов наблюдений для метеостанций провинции Манаби наиболее достоверным методом является метод ортогональной регрессии.
Впервые построена карта изолиний среднемноголетних значений дождевых осадков за многолетний период наблюдений 1963—2013 гг. с использованием ме-
тода триангуляции провинции Манаби, которая дает возможность в первом приближении оценить сток с данной площади водосбора речной системы.
Впервые подсчитан среднегодовой объем стока от осадков демаркации Манаби, составляющий 10,480.95 млн м3.
ЛИТЕРАТУРА
[1] Румянцев В.К. Гидрологические расчеты в гидротехническом строительстве. М.: РУДН, 1992, 99 с.
[2] Chereque Mor n Wendor. Hidrolog a para estudiantes de ingenier a civil (Lima: 1989).
[3] Fernando Valdivieso. Hidrolog a — Apuntes (Universidad T cnica Particular de Loja, 2010).
[4] Secretara de Gestin de Riesgos, 'Anuarios Meteorolgicos'2014) <http://186.42.174.231/index. php/clima/anuarios-meteorologicos> [Accessed 19.11.2014 Secretar a de Gesti n de Riesgos].
ANALYSIS OF DATA OF METEOROLOGICAL STATIONS OF THE PROVINCE OF THE MANABA
Campos Cedeno Antonio Fermin1, E.K. Sinichenko1, I.I. Gritsuk1'2
1 Peoples' Friendship University of Russia Ordzhonikidze str., 3, Moscow, Russia, 115419 2 Water Problems Institute Russian Academy of Science Gubkina str., 3, Moscow, Russia, 119333
The quantity of rain rainfall in Ecuador depending on climatic zones (Costa, Sierra and Oriyente) fluctuates within 200—5000 mm a year [4]. In this work the analysis of long-term series of observations of meteorological stations in the province Manabi during the period from 1963 to 2013 is made. When lengthening short series of observations the method of orthogonal regression was applied. Isolines of rain mean annual rainfall are as a result built and their average annual volume, important in the field of design of hydraulic engineering constructions for system of water supply is determined.
Key words: hydrology, orthogonal regressions, isolines of rain rainfall, average annual volume of a drain, water resources.
REFERENCES
[1] Rumyantsev V.K. Hydrological calculations in hydraulic engineering. M.: People's Friendship University, 1992, 99 pp.
[2] Chereque Mor n Wendor. Hidrolog a para estudiantes de ingenier a civil (Lima: 1989).
[3] Fernando Valdivieso. Hidrolog a — Apuntes (Universidad T cnica Particular de Loja, 2010).
[4] Secretara de Gestin de Riesgos, 'Anuarios Meteorol gicos'2014) <http://186.42.174.231/index. php/clima/anuarios-meteorologicos> [Accessed 19.11.2014 Secretar a de Gesti n de Riesgos].
