CC BY
17НАУЧНЫЕ СТАТЬИ
Гидрометеорология и экология № 2 2017
УДК 551.482
А.С. Амиргалиева 1 Доктор геогр. наук Р.И. Гальперин 2
АНАЛИЗ ДАННЫХ ТРАНСГРАНИЧНОГО ПОСТА РЕКА ИЛЕ -ПРИСТАНЬ ДОБЫН ЗА ПЕРИОД С 2011 ПО 2015 ГОДЫ
Ключевые слова: среднегодовой расход воды, измеренные расходы воды, подсчет стока, интерполяция, кривая зависимости, код состояния водного объекта, переходный коэффициент, процентное отклонение, трансграничный гидрологический пост
В настоящее время основными проблемами двухсторонних отношений Республики Казахстан(РК) и Китайской Народной Республики (КНР) в сфере использования и охраны трансграничных рек является вопрос увеличения водозаборов на территории КНР из трансграничной р. Иле. В условиях дефицита водных ресурсов РК, и учитывая трансграничный характер реки, очень важна точная оценка расхода воды непосредственно на входе реки в РК. В статье излагаются результаты детального анализа расходов воды и подсчета стока р. Иле в приграничной ее части по данным двух гидропостов по обе стороны границы за 2011...2015 гг. Расчетные значения не слишком отличаются, они вполне сопоставимы, что свидетельствует о достаточно высоком качестве мониторинга с обеих сторон. На этой основе сформулированы практические рекомендации по деталям усовершенствования мониторинга водности на рассматриваемом участке реки.
Бассейн оз. Балкаш (Балхаш) расположен на юго-востоке Казахстана и включает территории Алматинской, юго-восточную часть Карагандинской, юго-западную часть Восточно-Казахстанской и восточную Жамбылской областей, а также северо-западную часть Синьцзяна в пределах КНР.
Балкаш-Алакольский бассейн имеет площадь 512 тыс. км2, а его суммарный поверхностный сток в средний по водности год составляет 27,76 км3, включая 11,5 км3, поступающие с территории КНР. Площадь водосборного бассейна только оз. Балкаш составляет около 413 тыс. км2,
1 РГП «Казгидромет», Алматы, Казахстан;
2 КазНУ им. аль-Фараби, г. Алматы, Казахстан
90
причём 15 % его территории лежит на северо-западе Синьцзян-Уйгурского автономного района Китая, и небольшая часть - в Киргизии. Из суммарного стока Балкаш-Алакольского бассейна 86 % приходится на оз. Балкаш, сток р. Иле (Или) составляет до 12,3 км3/год (по данным БСЭ — около 23 км3 в год). Река Иле, впадающая в западную часть озера, даёт примерно 73...80 % всего притока воды в него. Река начинается в горах Тянь-Шань, питается в значительной степени ледниками, что обусловливает дневные и сезонные колебания уровня воды в период таяния горных ледников, приходящийся на июнь - июль. В восточную часть озера впадают реки Кара-тал, Аксу, Лепси, а кроме того, озеро подпитывается грунтовыми водами. Берущая начало на склонах Жетису Алатау река Каратал является вторым по значимости притоком Балкаша. Годовая разница в притоках западной и восточной частей озера составляет около 1,15 км3.
В 1970 г. на р. Иле была построена Капшагайская ГЭС мощностью 364 МВт, позволившая использовать гидроэнергетический потенциал реки, а также брать воду на орошение из образовавшегося Капшагайского водохранилища. Водные ресурсы Иле интенсивно используются и в верхнем течении (на территории СУАР) для выращивания хлопка, под который отведено 40 % пахотных земель региона.
По водному режиму рек, рассматриваемая территория может быть разделена на несколько обособленных физико-географических районов: I - бассейн р. Иле, включающий бассейны рек Илейского (Заилийского) Алатау и хр. Кетмень; II - бассейны рек Жетису Алатау; III - Северное Прибалкашье, куда входят бассейны рек Мойынты и Токырауын и бассейны рек хр. Тарбагатай [4, 5].
В связи с вышеизложенным и учитывая трансграничный характер р. Иле, ее исключительное значение в водообеспечении большого региона Казахстана, очень важна точная оценка расхода воды реки непосредственно на ее входе в РК. Но на приграничных, близко расположенных гидропостах (ГП) на территории КНР и РК используется разная методика измерения расходов и подсчета стока. В итоге получаются неодинаковые результаты. В этих условиях целесообразен детальный анализ мониторинга водности реки в приграничной ее части.
Пост р. Иле - пристань Добын (Дубунь) расположен в 35 км от границы с Китайской Народной Республикой, на территории бывшей нефтебазы Дубунь. Долина реки на участке поста корытообразной формы. Левый склон долины крутой, покрыт саксаулом и кустарником; правый - пологий, порос-
ший деревьями, а ближе к руслу - луговой травой. Пойма реки двухсторонняя: правобережная, шириной 20.30 м, левобережная 2.3 м. Русло реки на участке поста прямолинейное, подвержено незначительной деформации. Выше и ниже участка поста образуются отмели, косы и острова. Берега умеренно-пологие, суглинистые. В зимнее время на реке образуются забереги, шуга, ледостав, весной - ледоход, характерны заторно-зажорные явления. Пост смешанного типа, расположен на левом берегу. 12.11.2011 года на гидрологическом посту установлен радарный уровнемер (измеряются уровень и температура воды). 22.05.2000 г. на посту принята Балтийская система высот, переданная нивелировкой 4 класса РГП «Казгидромет». Гидроствор № 1 оборудован паромной переправой. Температура воды измеряется у левого берега, толщина льда - в створе поста на середине реки [1].
Сток был подсчитан посредством автоматизированной программы «Реки - Режим» (Обнинск, РФ). Один из методов подсчета стока: расчет по кривой Глушкова.
При этом способе используются значения измеренных расходов воды (ИРВ), уровня воды при измерении расхода, коды состояния водного объекта (КСВО). Для построения кривой выбираются только расходы, измеренные при чистом русле. Строится кривая расходов Q = / (Н) = а ■ (Н — Н0) • Ь , где значения а, Ь , Н0 находятся из условия минимума среднеквадратического отклонения путем решения оптимизационной задачи [2].
Расчет стока за 2011 г.
01.01 - 01.2011 г. Интерполяция между измеренными расходами воды.
21.01 - 31.03.2011 г. По зимнему переходному коэффициенту Кзм .
01.04 - 19.12.2011 г. По кривой зависимости Q = /(Н).
20.12 - 31.12.2011 г. Интерполяция между расходами воды.
При предварительном сравнительном анализе разница данных по двум пограничным постам на р. Иле (рис. 1) составляет ±8,2 %.
Расчет стока за 2012 г.
Последний измеренный расход был 09.12.2011 г. при состоянии реки «чисто». С 20.12.2011 г. начался шугоход, который продолжался до 05.01.2012 г. С 06.01 по 11.03.2012 г. был неполный ледостав. За указанный период не производилось измерений (согласно Правилам техники безопасности). Первый расход воды измерен 14.03.2012 г. при состоянии реки «чисто».
В связи с вышеизложенным, начало 2012 года до состояния «чисто» подсчитано по методу интерполяции между измеренными расходами воды.
При предварительном сравнительном анализе разница данных по двум пограничным постам на р. Иле составляет ± 0,53 % (рис. 2).
0.я!с
Джа
Рис. 1. Гидрографы стока 2-х приграничных постов за 2011 год. 1 - р. Иле - ст. Сандаохэцзы, 2 - р. Иле - пристань Добын.
Рис. 2. Гидрографы стока 2-х приграничных постов за 2012 год. Усл. обозн. см. рис. 1.
Расчет стока за 2013 г.
01.01 - 25.01.2013 г. По зимнему переходному коэффициенту Кзим . 26.01 - 30.01.2013 г. Интерполяция между измеренными расходами
воды.
30.01 - 02.02.2013 г. Интерполяция между измеренными расходами воды. Расход воды за 02.02 вычислен методом Кзим .
28.02 - 04.03.2013 г. Интерполяция между расходами воды с переходным коэффициентом Кзим .
25.11 - 17.12.2013 г., 17.12 - 23.12 и 23.12.2012 - 10.01.2014 гг. Интерполяция между измеренными расходами воды. С 28.11.2013 г. применяется новая отметка «0» поста. Построение кривой за период с 28.11 до 23.12 считается необоснованным.
При предварительном сравнительном анализе разница данных по двум пограничным постам на р. Иле составляет ± 4,4 % (рис. 3).
Рис. 3. Гидрографы стока 2-х приграничных постов за 2013 год. Усл. обозн. см. рис. 1.
Расчет стока за 2014 г.
31.12.2013 г. - 10.01.2014 г. Интерполяция между расходами воды. Расход воды за 10.01.2014 г. Интерполяция с учетом хода уровня.
10.01 - 25.01.2014 г., 26.01 - 30.01.2014 г., 31.01 - 08.02.2014 г., 09.02 - 22.02.2014 г. Интерполяция между измеренными расходами воды.
Расходы воды взяты из таблицы, вычисленной по кривой зависимости < = / (Н) за период с 13.03 - 07.12.2014 г.
23.02 - 12.03.2014 г. Интерполяция между измеренными расходами
воды.
09.12 - 31.12.2014 г. По зимнему переходному коэффициенту Кзим , который условно принят как 0,8, так как в этот период состояние реки характеризовалось как «шугоход».
При предварительном сравнительном анализе разница данных по двум пограничным постам на р. Иле составляет ± 8,0 % (рис. 4). 94
рл-Л'с
Дата
Рис. 4. Гидрографы стока 2-х приграничных постов за 2014 год. Усл. обозн. см. рис. 1.
Расчет стока за 2015 г.
01.01 - 22.01.2015 г. Интерполяция между измеренными расходами
воды.
23.01 - 20.02.2015 г. Интерполяция между измеренными расходами
воды.
21.02 - 20.12.2015 г. По кривой зависимости Q = /(И). 21.12 - 31.12.2015 г. Интерполяция между расходами воды.
При предварительном сравнительном анализе данных с 2-х трансграничных постов на р. Иле (рис. 5) разница составляет ± 4,0 %, что соответствует принятым нормам, согласно Наставления [3].
С), м3/®
Дата
Рис. 5. Гидрографы стока 2-х приграничных постов за 2015 год. Усл. обозн. см. рис. 1.
Выводы:
1. Различия в оценке стока по двум приграничным постам на р. Иле неизбежны ввиду неодинаковой методики измерения и расчета в КНР и РК, а также в связи с разными местными условиями.
2. В то же время расчетные значения не слишком отличаются, они вполне сопоставимы, что свидетельствует о достаточно высоком качестве мониторинга с обеих сторон.
3. Тем не менее, целесообразен постоянный обмен соответствующей информацией по мере поступления данных измерений с целью сравнения текущих результатов.
4. Целесообразно также прилагать дальнейшие усилия для повышения точности измерения стока на трансграничных постах.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Ежегодные данные о режиме и ресурсах поверхностных вод суши. - Астана: 2012. - 204 с.
2. Методические указания по подготовке и занесению гидрологической информации на технический носитель. / Разд. 1. Поверхностные воды. Вып.6. Методика подготовки. Ч.1. Реки и каналы (второе издание, переработанное и дополненное). - Обнинск. 2000. - 123 с.
3. Наставление по обработке и подготовке гидрологических данных к изданию. / Раздел 1. Поверхностные воды. - Алматы: 2007. - 153 с.
4. Ресурсы поверхностных вод СССР. Т. 13, вып. 2. Бассейн озера Балхаш. - М.: Гидрометеоиздат, 1970. - 645 с.
5. Современное экологическое состояние озера Балхаш. - Алматы: Каганат, 2002. - 388 с.
Поступила 11.05.2017
А.С. ЭмiрFалиева Геогр. Fылымд. докторы Р.И. Гальперин
2011-2015 ЖЖ. АРАЛЫГЫНДАГЫ 1ЛЕ ЭЗЕШ - ДОБЫН АЙЛАГЫ ТРАНСШЕКАРАЛЬЩ БЕКЕТ1 МЭЛ1МЕТТЕРШЩ САРАПТАМАСЫ
Тушн свздер: орташажылдьщ су епм^ елшенген су е^мдерь аFындыны есептеу, интерполяция, тэуелдшк ^исыиы, су объекпс
жагдайыныц коды, eтпелi коэффициент, пайыздыщ ауыт^у, трансшекаралыщ гидрологиялыщбекет
/аз1рг1 тацда /азащстан Республикасы жэне /ытай Халыщ Республшасыныц трансшекаралъщ взендерд1 щолдану жэне щоргау аясында еюжащты келгсгм-шарттыц неггзг мэселелерi болып /ытай аумагындагы трансшекаралыщ 1ле озетнен су алуды улгайту жагдайы болып отыр. Су щорыныц тапшылыгы шартында жэне 1ле оз. трансшекаралыщ сипатын ескере отырып, ттелей /Р Kipw болiгiндегi су отiмiнiц нащты багалануы оте мацызды. Мащалада 2011-15 жж аралыгындагы шекараныц ею жагындагы ею гидробекет мэлiметтерi бойынша 1ле оз. оныц шекаралыщ болiгiндегi су отiмiн олшеу жэне агындысын есептеу нэтижелертщ толыщ сараптамасыныц нэтижелерi баяндалган. Осыныц негiзiнде щарастырылып отырган телiмдегi озен сулылыгыныц жетiлдiру мониторингiн болшектеу бойынша тэжiрибелiк усыныстар тужырымдалган.
Amirgaliyeva A.S., Galperin R.I.
DATA ANALYSIS OF THE TRANSBOUNDARY HYDROLOGICAL STATION ILE RIVER - QUAY DOBYN FOR THE PERIOD FROM 2011 TO 2015
Keywords, average annual discharge, measured discharge, runoff calculation, interpolation, dependence curve, water object status code, transition coefficient, percentage variance, transboundary hydrological station
Currently, the main problems of bilateral relations between the Republic of Kazakhstan and the People's Republic of China in the use and protection of transboundary rivers are the issue of increasing water intakes in the territory of the PRC from the transboundary river Ile. In the face of a scarcity of water resources, and taking into account the transboundary nature of Ile River, it is very important to estimate the exact water discharge of the river directly at its entrance to the RK. The article presents the results of a detailed analysis of the results of the measurement of water flow and the calculation of the flow of the Ile River in its border part according to the data of two gauging stations on both sides of the border for 2011... 2015. On this basis, practical recommendations on the details of improving the monitoring of river water availability in the area under consideration are formulated.
