CC BY
12НАУЧНЫЕ СТАТЬИ Гидрометеорология и экология _№ 2 2020_
ЭОЖ 556.535.3
Техн. гылымд. канд. К.К. Дускаев1
Геогр. гылымд. канд. А.Г. Чигринец1
А.З. Гаппаров1 С.Т. Ахметова1
YЛКЕН ЖЭНЕ К1Ш1 АЛМАТЫ ЭЗЕНДЕР1 БАССЕЙНДЕР1 БОЙЫНША МИНИМАЛДЫ ЖАЗFЫ-КYЗП АГЫНДЫНЬЩ СИПАТТАМАЛАРЫ
Тушн свздер: жылдьщ агынды, жылдыщ минималды агынды, вариация коэффициент^ асимметрия коэффициентi, корреляция коэффициент^ агынды набаты, ^амтамасыздыщ ^исыгы
Мацалада Yлкен жэне Кгшг Алматы взендер1 бассейтнщ минималды агындыныц негязг! сипаттамаларын есептеу нэтижелерг цалпына келтгрыген шамаларды жэне 2017 жылга арналган кадастрлыц материалдарды пайдалана отырып бертген.
Зерттеу нэтижелер1 бойынша Yлкен жэне Кшг Алматы езендергшц минималды орташа айлыц жазгы-^згг агынындынъщ кепжылдыц ЖYрiсiнiц аумацтыц Yйлесiмдiлiгi аныцталды, оныц параметрлер1 нацтыланып, жаца деректер алынды.
Юркпе. Гидрологияда суы аз маусымда бай^алган езен агындысын айтарлыщтай су тас^ыны жо^ болган жагдайда сабалыщ агынды деп, ал ол бай^алатын уа^ытты сабалыщ кезец деп атау ^абылданган [1].
Сабалыщ агынды терминшщ синонимi ретiнде минималды агынды тYсiнiгi кещнен ^олданылады.
Минимал агынды су тугыну мен су пайдалануды шектейтiн бiрден бiр фактор жэне б^л сипаттама ^за^ уа^ыт бойы ^уацшылыщ орын алганда экономиканы, ^огамныц дамуын шектейд^ ал кейде апаттыщ жагдайларга алып келедi. Сонымен ^атар, казiрri кезде езен суларын сар^ылудан жэне ластанудан ^оргау шараларын жYзеге асыру Yшiн минимал агынды женiнде деректер ^ажет. Сондыщтан минимал агынды женiндегi деректер непзп гидрологиялыщ сипаттамалардыц ^атарына жатады.
1 эл-Фараби атындагы Каза^ ¥лттык; университетi, Алматы Казахстан
35
Минимaдды arbiH4bi бacтaлyы мен aя^тaлyы raHMarrarç фaкторлaрмен aйrçындaдaды жэне ayMa^ бойыншa тaрaлyы бойыншa геогpaфияльщ ендiк зaндылыFьшa бaFынaды [1...4].
Ерекше aйтyFa rçaжет, eзендеpдщ минимaлды aFындыньщ зерттендiлiгi жылдыщ жэне мaксимaдды aFындымен сaдыстырFaндa элде^^^ элсiз.
Yлкен жэне Кiшi Алматы eзендерi 1ле Алaтayньщ солтYCтiк бeктеpшщ негiзгi eзендерiне жaтaды.
Yлкен жэне Krni Алмaты eзендеpшщ aFындысы КaзarçcтaндaFы ец ipi мегаполистщ - Алмaты rçaдacыньщ экологиялыщ жaFдaйыньщ, pекpеaцияльщ оpындapыньщ, ayыз сyмен ^мту жYЙесiнiц непзп K¥payшылapыныц 6ipi болып тaбылFaннaн, б^л eзендеpдiц минимaдды aFындысыныц еpекшелiтеpiн ami^ray жэне негiзгi сипaттaмaдapын есептеy ^жет-гшт тyындaйды.
Зерттеу нысаны. Шшг Алматы езешшц алабы. Эзен бaссейнiндегi aдFaшrçы гидрологиялыщ стaнция 1912 жылы Алмaты rçaдacынaн 7 км жоFapы жерде - eзеннiц тayдaн шыщ^н жерде aшылды. Ол тек вегетaцияльщ кезецде ж^мыс iстедi, aд 1921 жылы жaбылды. Осы eзен бойыншa cy aFындысы тypaлы деректер 1916 жылдaн беpi бap. 1934 жылдaн 6acran eзен бaccейнiнде гидрометриялыщ желi дaмиды, ол Кaзгидpометтщ желiciне жэне 6acrça ведомстволыщ ¥ЙымдapFa тиеciлi 50-ден aCTan гидрометриялыщ т¥cтaмaдaн т¥paды.
Ka3ipri ya^ina Кiшi Алмaты eзенiнiц бaccейнiнде (^згидромет мэлiметтеpi бойыншa) бapлыFы 7 гидрологиялыщ бекет (1 су eлшегiш) ж^мыс icтейдi [10].
Yлкeн Алматы езештц алабы. Yлкен Алмaты eзенiндегi aлFaшrçы гидрологиялыщ бекет 1907 жылы ¥йымдacтыpылды. Эзеннщ гидрологиялыщ cипaттaмaлapыныц e3repyi eзенде 3 бекет aшылFaн кезде 1928 жылдaн бacтaп кещнен зерттеле бacтaды. Эзен бaccейнiнде тYpлi ведомcтволapFa тиеciлi 40-rça жуыщ бекет ж^мыс icтедi. Кaзipгi ya^ina ж^мыс ютеп т¥pFaн бекеттер caны - 5 [7, 10].
Кapacтыpылaтын ayмaкгыц жекелеген ayдaндapыныц caбaльщ aFындыны rçaдыш^acтыpy еpекшелiктеpi климaттьщ, соц^й^ су жинay ayмaFыныц гидрогеологиялыщ жaFдaйлapыныц елеyлi тYpлiлiгiмен келюшген. Су жинay ayмaFыныц ылFaлдaнy дэрежес caбaльщ aFындыныц шaмacын ami^'ambra бacты фaктоp болып тaбылaды.
36
Сонымен rçaтap, rçapacтыpылыn отыpFaн ayмa^тa бipдей климaттьщ жaFдaй шaмacындa минимaдды aFынды ayмa^тыц жеpгiлiктi физига-геогpaфияльщ ерекшелштерше бaйлaныcты болaды: рельеф, бaccейннiц геологиялыщ к^рылымы, aprnmiR ойылу теpендiгi жэне TO^ipa^^^R инфильтpaцияльщ кдсиеттерь
1ле Алaтayныц тayлы eзендеpiнде, тeменгi aймaвдтapды ^cnaFa^^, минимaлды cy шыFыны ^ыс aяFындa жер acты cyлapыныц caprçылyындa бaйrçaдaды. Мыcaлы Ymrn, Yлкен Алмaты eзенiндегi caбaльщ кезец оpтaшa aдFaндa жет aЙFa cозылaды (^ыр^йек-шурыз). ЖaзFы кезецде судыц минимaлды шыFыны rçыpкYЙек-rçapaшaдa, aл ^ыс^ы кезенде - rçaцтap-нaypыздa бaйrçaдaды. Минимaдды aFындыныц тeменгi кepcеткiшi ^ыс^ы caбaдьщ кезецге caй келедi [2, 3, 6...11].
Бастапк;ы мэлiметгер мен зерттеу эдктерь Б^л ж^мысга со^ы жылдapдaFы деpектеpдi naйдaлaнa отырып, Yлкен жэне Кiшi Алмaты eзендеpiнiц минимaдды aFындыны бapыcындa rçaтapды rçaдnынa келпру, rçaмтaмacыздьщ ^исы^ын т¥pFызy, cтaтиcтикaдьщ пapaметpлеpiн aйrçындay, rçaмтaмacыздыFы эр тYpлi су eтiмдеpiн ami^ray нэтижелеpi толыщ келиршдь
АлынFaн eзендеpiнiц минимaлды aFындыныц ^лы^т есептеу Yшiн жылдыщ aFындыныц rçaдыбын ami^ray Yшiн pеnpезентaтивтiк ^гар rçaбылдaнFaн, cебебi олapды rçaлыnтacтыpy негiзгi фaктоp болып климaт тaбылaды.
Кenтеген жaFдaйлapдa жоFapы дэрежеде кездейсо^ себептерден тэyелдi минимaдды aFындыныц rçaдыбыньщ мэндеpi Yлкен жэне Кiшi Алмaты eзендеpiнiц минимaлды aFындыныц ш^ты бarçылay rçaтapлapыньщ оpтaшa apифметикaдьщ мэндеpi pетiнде aлынFaн.
Ka3ipri жaFдaйдa минимaлды aFындыныц еcеnтiк шaмaдapын бaFaдay Yшiн Кaзгидpометтiц гидрологиялыщ желю nyнкттеpiнде бarçылaнFaн су eтiмдеpiнiц rçaтapлapы мен гидрологиялыщ мaтеpиaлдapынa тaлдay жYpгiзiлдi. Минимaдды aFындыныц cиnaттaмacы pетiнде. Yлкен Алмaты e3. - Yлкен Алмaты кeлiнен 2 км жоFapы, Krni Алмaты e3. -Алмaты rç. жэне Кiшi Алмaты e3. - Сapыcaй e3. caFacынaн тeмен гидpобекеттеpiндегi оpтaшa aйльщ минимaлды жaзFы-кYЗгi cy eтiмдеpi rçapacтыpылды. Yш гидробекет бойыншa жуыщ бarçылay nеpиодтapы aдынды, б^л 1952...2017 жж. жэне со^ы ею бекетке 1934...2017 жж. cэйкеciнше. Эзендердеп еcеnтiк т¥cтaмaдapдыц оpнaлacy c¥лбacы 1-суретте келтipiлген.
37
Сур. 1. Yлкен Алматы вз. - Yлкен Алматы квлiнен 2 км жогары, Кiшi Алматы вз. - Алматы ц. жэне Кiшi Алматы вз. - Сарысай вз. сагасынан твмен гидрологиялыц бацылау бекеттертщ орналасу сулбасы.
Эзендердщ минималды агындысыныц есептж шамалары.
Минималды еим кектемп немесе кектемп-жазгы су тас^ыны еткеннен кешн топыракгы ^оректецщру есебiнен ^алыптастырылады. Кыс^ы минимум жазгы минимумнан аз, б^л жер асты ^оректенушщ азаюымен байланысты. Жазгы-кYЗгi жэне ^ыс^ы сабалыщ кезецдер на^ты жылдарга сэйкес агынды гидрографтары бойынша белiнген [3].
38
Таулы аудандарда жэне артыщ ылгалдану аймагында минималды агынды эдетте ^ыста, жеткшказ ылгалдану аймагында - жазда, ал етпелi айма^тарда - жазда, ^ыста бай^алады. ЭртYрлi гидрологиялыщ жэне су шаруашылыгы есептерiнде минималды агындыныц мынадай сипаттамалары пайдаланылады:
- жыл шшк минималды тэулiктiк етiмi;
- орташа айлыщ минималды етiмi (кYнтiзбелiк ай Yшiн);
- 30 тэулiк шшдеп минималды агынды орташа су етiмi (кYнтiзбелiк ай емес);
- судыц минималды он кYндiк етiмi;
- абсолютпк минимум, ол толыщ ба^ылау журген кезещндеп минималды тэулiктiк е^м болып табылады жэне езен агындысыныц табиги суыныц табиги ыщтимал азаю децгешн керсетедi [3, 11].
Сондай-а^, бас^а кезендердегi минималды агынды орташа су етiмiмен бiрге пайдалану бойынша усыныстар бар (7, 23, ..., 284 тэул.) [1...2].
Минималды 30-тэулштш (кYнтiзбелiк емес) агынды мынадай тYрде аныщталады. Эрбiр жыл Yшiн агындыныц гидрографы бойынша немесе ^нделшт су е^мшщ кестесi бойынша уза^тыгы 30 тэулш iшiндегi минималды су шыгыны бар учаске аныщталады жэне тацдалган кезецдеп орташа етiм есептеледi. Минималды 30-тэулштш етiмер орташа айлыщ ^шгзбелш етiмнен аз немесе тец болады [4___11].
Минималды айлыщ агынды гидрологиялыщ жылдыц жазFы-кYЗгi сабалыщ кезещне (1Х...Ш) есептеледi. Б^л деректер аFынды шаруашылыщ пайдалану Yшiн, ец алдымен шаруашылы^-т^рмысты^ сумен жабдыщтаудыц тYрлi мэселелерiн шешу Yшiн мацызды болып табылады.
Эзендердщ минималды аFындыныц таралуыныц негiзгi параметрлерiне норма, вариация жэне асимметрия коэффициенттерi жэне эртYPлi децгейде ^амтамасыз етiлген су етiмдерi жатады. Б^л аFындыныц сипаттамалары ец аз айлыщ аFындыFа ^атысты аныкталган.
Минималды аFындыныц нормалары, вариация (Су) жэне асимметрия (Сs) коэффициенттерi, Су жэне Сs параметрлерiнiц ыFысуына тYзетулер енпзу ар^ылы жалпы ^абылдаотан формулалар бойынша аныщаетан [4...11]. Эр тYрлi ^амтамасыз етiлген су етiмiн аныщтау Yшiн ^амтамасыз ету ^исыщтары жасалды. Yлкен Алматы ез. - Yлкен Алматы келiнен 2 км жоFары, Кiшi Алматы ез. - Алматы жэне Кiшi Алматы ез. -Сарысай ез. саFасынан темен гидробекеттерi бойынша салынFан ^амтамасыздыщ ^исыщтары 2-суретте келтiрiлген.
39
Анaлитикaльщ ^исыщ бarçылaнFaн мэндерге сэйкес келмеген кезде эpтYPлi rçaмтaмacыз етiлген су eтiмi эмnиpикaдьщ ^исыщ бойыншa aньщтaдaды. Кenтеген жaFдaйлapдa минимaдды жaзFы жэне ^ыс^ы aйльщ aFындылapды cиnaттaйтын тapaдy ^исы^ыныц ец rçолaйлы тиni ретшде Крицкий - Менкельдщ тapaлy ^исы^ын Cs = 2Cv келтipyге болaды [4, S, 9].
a)
э)
■
V -
■ ; ...
S i
* **•,
б)
Сур. 2. Yлкeн Алматы вз. - Yлкeн Алматы квлiнeн 2 км жогары гидробeкeтi (а) жэнe Kmi Алматы вз. - Сарысай вз. сагасынан твмeн гидробeкeтi (э), Kmi Алматы вз. - Алматы цаласы гидробeкeтi (б) бойынша жазгы-кYзгi су втiмдeрiнiц цамтамасыздыц цисыцтары.
40
Ал гидрологиялыщ ба^ылау кезещ шегiнде [5, 6] минималды
агындыныц тербелiс цикл туралы кврнекi тYсiнiк беретiн айырымдьщ интегралдыщ ^исыщтар 3-суретте келтiрiлген.
£(к-1)2/Су
—■—Кш1 Алматы вз. - Алматы к;.
—*—Кш1 Алматы вз. - Сарысай вз. саг. твмен
Сур. 3. Улкен Алматы вз. - Улкен Алматы квл!иеи 2 км жогары жэне Шш\ Алматы вз. - Сарысай вз. сагасынан твмен, Кшг Алматы вз. - Алматы цаласы гидробекттер1 бойынша минималды су вт1мдер1 модульд1к коэффщиенттертщ айырымдыц интеграл цисыцтары.
2017 ж. ^оса алганда жаца кадастрлыщ материалдарды пайдалана отырып, есептеулер нэтижешнде Yлкен Алматы вз. - Yлкен Алматы квлшен 2 км жогары жэне Кiшi Алматы вз. - Сарысай вз. сагасынан твмен гидробекеттерi минималды орташа айлыщ жазFы-кYЗгi агысыныц квпжылдыщ жур^нщ аумакгыщ келiсiлуi аныщталды, негiзгi взендердщ ^амтамасыз етiлген шамалары туралы мэлiметтермен бiрге минималды айлыщ жазFы-кYЗгi агынныц на^тыланган параметрлерi (кесте 1) жэне жаца деректер алынды.
41
Кесте 1
Гидробекеттер бойыншa бarçылay пеpиодтapы мен эpтYpлi rçaмтaмacыздыrç
eтiмдеpiнiц минимaдды жaзFы-кYЗгi су eтiмдеpiнiц napaметpлеpi
Гидробекет Бarçыдay Бarçылaн Faн жыл- QOP, м /с Cv Cs ЭpтYpлi rçai^'aHa^^RE; eтiмдеpi, %
псриоды дap caны 75 80 95 97
Yлкен Aдмaты
eз.- Yдкен Aлмaты кeдiнен 1952... 2017 66 0,47 0,24 0,75 0,40 0,37 0,32 0,26
2 км жоFapы
Krni Aдмaты eз.
- Capыcaй eз. caFacынaн 1934 _ 2017 S4 0,49 0,26 0,40 0,39 0,36 0,30 0,25
тeмен
Kiшi Aдмaты eз. 1934... 2017
- Aдмaты S4 0,74 0,36 0,2 0,58 0,52 0,27 0,18
rçaдacы
Yлкен Aлмaты eз. - Yлкен Aлмaты кeлiнен 2 км жоFapы жэне Krni Aлмaты eз. - Capыcaй eз. caFacынaн тeмен гидpобекеттеpi бойыншa жaзFы-кYЗгi минимaлды оpтaшa aйлыrç cy eтiмдеpiнiц кenжылдыrç оpтaшa мэндеpi apa^^a ^rçcac napaметpлеp aныrçтaдды.
Эзендердщ минимaлды aFындыcыныц aдынFaн негiгi cиnaттaмaлapы ^ынды rçaбaты, вapиaция коэффициентi, Cv, Cs Karamel) жapиялaнFaн aныrçтaмaдapдaFы, моногpaфиялap мен Fылыми мarçaдaдapдaFы келтipiлген мэндеpiне сэкес.
Сонымен rçaтap, Кiшi Aлмaты eз. - Aлмaты rç. жэне Capыcaй eз. caFacынaн тeмен гидpобекеттеpi бойыншa минимaдды aFындыныц ^п^идыщ теpбелicтеpiнде acинхpондылыrç бaйrçaдaды (сурет 3).
Кiшi Aлмaты eзенi Yшiн aныrçтaдFaн зaндылыrç ж^мыстыц мыцызды нэтижелеpiне жaтaды, оныц cебебi eзеннiц жоFapFы жэне тeменгi aймarçтapындaFы минимaлды aFындыcыныц rçaлыnтacy фaктоpлapыныц aйыpмaшылыFымен бaйлaныcты. Мыcaды Yшiн, беткi жэне жер acra aFындылapыныц rçaдыnтacyынa eзеннiц жоFapFы жэне тeменгi aймarçтapындa жер бедершщ ещстшнщ aйыpмaшылыFы, эpтYpлi климaттыrç шapттapы, т.б. эсер етедi.
М¥ндaй зaндылыrçтapды минимaлды aFындыFa кез-келген су шapaдapын icке acыpyдa ескеру rçaжет.
Ж^мыстыц нэтижелеpi бойыншa келеci непзп rçоpытынды жacaдды: экономикaныц бapлыrç caдaдapыныц т¥paкты дaмyынa, су naйдaдaнy
42
децгетнщ артуы, сондай-а; климаттыц жаhандьщ взгерютермен ;атар ;олайсыз климатты; урд^терге байланысты су тутынудыц всу жэне су ресурстарыныц ;ыс;аруы осы бассейндердегi эколологиялы; агындыныц параметрлермц взгерiсiне, ал ол вз кезепнде таулы айма; ушш минималды агындыга турадты, мудият жэне егжей-тегжейт мониторинг жYргiзудi жэне есептеу эдiстерiн жетiлдiрудi талап ететiнiн кврсетп.
ЭДЕБИЕТТЕР Т1З1М1
1. Амусья А.З., Ратнер Н.С., Соколов Б.А. Минимальный сток: состояние и перспективы исследования // Тр. ГГИ, 1991. - Вып. 355. - С. 3- 28.
2. Болдырев В.М. Исследование и расчет стока горных рек Казахстана. Автореферат дисс. на соиск. уч. степ. док. геогр. наук. - Алматы, 1990. - 31 с.
3. Голубцов В.В., Лаврентьев П.Ф., Соседов И.С., Проблемы гидрологии Казахстана // Тр. КазНИГМИ, 1983 - Вып. 80. - С. 3-19.
4. Горошков И.Ф. Гидрологические расчёты. - Л.: Гидрометеоиздат, 1975. - С. 42-212.
5. Государственный водный кадастр Республики Казахстан. Многолетние данные о режиме и ресурсах поверхностных вод суши 1981-1990 жж. Бассейн озера Балхаш и бессточных районов Центрального Казахстана.
- Алматы, 2002. — Книга 2, выпуск 1, часть 1. - 284 с.
6. Государственный водный кадастр Республики Казахстан. Многолетние данные о режиме и ресурсах поверхностных вод суши 1991-2000 жж. Бассейн озера Балхаш и бессточных районов Центрального Казахстана.
- Алматы, 2004. — Книга 1, выпуск 1, часть 1. - 171 с.
7. Медеу А.Р., Мальковский И.М., Толеубаева Л.С. Водные ресурсы Казахстана: оценка, прогноз, управление (концепция) // МОН РК КН, АО «Национальный Научно-Технологический холдинг «Парасат»», Институт Географии, Алматы, 2012.
8. Определение расчетных гидрологических характеристик СниП О. 2.01. 14-83. -М.: Государственный комитет СССР по делам строительства, 1983. - 97 с.
9. Пособие по определению расчётных гидрологических характеристик -Л.:Гидрометеоиздат, 1984. - 448 с.
10. Ресурсы поверхностных вод СССР. Центральный и южный Казахстан. Вып. 2. Бассейн оз. Балхаш. - Л.: Гидрометеоиздат, 1970. - Т. 13. - 645 с.
11. Тепляков И.Н., Лаврентьев П.Ф., Абдилдин С.А., Водные ресурсы Казахстана и их использование - Алма-Ата: КазНИИНТИ, 1978. - 78 с.
Поступила 13.05.2020 43
