ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ И ВНУТРИГОДОВОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СТОКА ВОДЫ Р. ТЕРИСБУТАК Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

НАУЧНЫЕ СТАТЬИ

Гидрометеорология и экология № 2 2017

УДК 556.048

Канд. геогр. наук А.Г. Чигринец 1 Канд. геогр. наук Л.П. Мазур 2

ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ И ВНУТРИГОДОВОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СТОКА ВОДЫ Р. ТЕРИСБУТАК

Ключевые слова: горная река, расход воды, водные ресурсы, обеспеченность стока, метод гидрологической аналогии, редукция, средняя высота водосбора, внутригодовое распределение стока, гидрограф стока, модуль стока, фазы водного режима, метод компоновки

Приводятся результаты исследований водных ресурсов и внутригодового распределения стока воды горной реки Терисбутак, расположенной в бассейне р. Улькен Алматы (северный склон Илей-ского Алатау). Расчеты внутригодового распределения стока произведены с использованием нескольких методов, что позволяет сделать выбор оптимального варианта при наличии исходных гидрологических данных различного объёма. Статистические характеристики стока воды р. Терисбутак использованы для обоснования строительства и эксплуатации водозаборов в этом бассейне при организации горнолыжного курорта Кок-Жайлау.

Исследование водных ресурсов и внутригодового распределения стока воды р. Терисбутак выполнено в связи с предстоящим строительством системы водоснабжения горнолыжного курорта Кок-Жайлау в Тал-гарском районе Алматинской области. Основная цель строительства горнолыжного курорта Кок-Жайлау - популяризация горнолыжного спорта и дальнейшее развитие горнолыжного туризма в Республике Казахстан. Река Терисбутак является одним из основных источников водоснабжения строящегося курортного горнолыжного комплекса, поэтому проведенные расчеты играют важную роль для организации процесса его бесперебойного водообеспечения.

Район будущего горнолыжного комплекса расположен на северном склоне Илейского Алатау, одного из наиболее увлажненных районов Респуб-

1 КазНУ им. аль-Фараби, г. Алматы, Казахстан;

2 Центрально-Азиатский университет, г. Алматы, Казахстан 98

лики Казахстан. Урочище Кок-Жайлау - одно из популярнейших мест воскресного отдыха горожан, отличается красивыми горными пейзажами, чистым горным воздухом и доступностью из-за близкого расположения к г. Алматы. Урочище находится в бассейне р. Улькен Алматы с развитой речной сетью, в среднем составляющей по данным [2] 0,8.. .1,0 км/км2. Реки в исследуемом районе по положению истоков, характеру питания разделяются на два основных типа: горный и предгорный.

Район будущего строительства водозаборов расположен в бассейне р. Терисбутак, правобережного притока р. Улькен Алматы. Р. Терисбутак является последним значительным притоком р. Улькен Алматы в горной части бассейна. Берет начало на северном склоне хребта Илейского Алатау на высоте 3300 м над уровнем моря. Длина реки составляет всего 11 км, а площадь водосбора 32,3 км2. При этом река принимает около 15 мелких притоков, наиболее значительным из которых по водности является р. Казашка, с площадью водосбора 14,8 км2. Кроме этого, река интенсивно подпитывается многочисленными родниками. Средняя высота водосбора р. Терисбутак в створе гидрологического поста составляет 2250 м абс., а средний уклон водосбора - 519%о [4]. Уклоны поверхности в районе расположения курорта незначительные, в среднем они составляют 119 м на 1000 м.

Сток многочисленных малых рек и временных водотоков в горных условиях, как правило, очень слабо освещен данными наблюдений или вовсе не изучен. Большинство неизученных водосборов находится в зоне средних высот от 1000 до 3000 м, а имеющиеся гидрометрические створы в основном приурочены к значительным водотокам или размещены у нижней границы зоны формирования стока, при выходе рек из гор, где они интегрируют сток со всех вышерасположенных физико-географических зон.

На площадях водосборов гидрометеорологические наблюдения полностью отсутствуют. Поэтому все гидрологические характеристики для расчетных створов получены с применением метода гидрологической аналогии. Створы проектируемых водозаборов расположены в бассейне р. Терисбутак: створ №1 - на р. Терисбутак в её среднем течении (¥водосб = 4,79 км2); створ №2 - на левобережном притоке р. Казашка, при впадении её в р. Терисбутак (¥ = 14,85 км2).

Данных наблюдений за стоком в расчетных створах №1 и №2, как отмечено выше, не имеется, так как регулярные измерения расходов воды в них не производились. Расходы для створов проектирования определены

с применением данных по аналогу, за который принят гидрологический пост РГП «Казгидромет» р. Терисбутак - устье (Е = 31 км2). При этом соблюдены требования нормативных документов [6, 7], а именно учтены редукция расхода воды в зависимости от площади водосбора и изменение модуля стока с изменением средней высоты водосборов горных рек.

Прежде всего были проведены расчеты среднегодового стока воды, стока, среднего за вегетационный период, а также водных ресурсов по гидропосту-аналогу р. Терисбутак - устье.

Рассчитанные статистические характеристики среднегодового стока воды и среднего стока за вегетационный период сведены в табл. 1. В этой же таблице приведены значения среднегодовых и средних расходов воды за период вегетации различной обеспеченности.

Таблица 1

Среднегодовые расходы воды и средние расходы за период вегетации различной обеспеченности по гидропосту р. Терисбутак - устье и расчетным створам №1 и №2, (период 1947...2011 гг.)

а к и т с

и р

е т

ка

ра

а

ср. мн.

м3/с

ао, м3/с

С

с.

Расходы воды различной обеспеченности,

м3/с

ох

0

ох

2

ох

0

ох

7

ох

0

ОС

ох

0 9

ох О

9 9 9

0,24 0,22 0,19

0,32 0,29 0,24

0,03 0,03 0,02

7 4 9

0,04 0,04 0,03

9 5 7

р. Терисбутак - устье

а а

а а

а ас

ср. год

ср.вегет. 0,63 0,63 0,35 0,79 0,93 0,76 0,60 0,47 0,44 0,37 0,32 0,29 0,24

ср.год

0,070 0,097

р. Терисбутак - расчетный створ №1

0,07

1 I 4/1 I I

5 8 4 1 3

1 0,34 0,68 4

9 0,35 0,70 04 '

ср.год

7 3 3 8 7 р. Казашка - расчетный створ №2

0,23 0,24 0,34 0,68 0,35 0,28 0,23 0,18 0,17 0,14 0,12 0,11 0,10

0,33 0,33 0,35 0,70 0,48 0,39 0,31 0,24 0,23 0,19 0,17 0,15 0,12

Годовые водные ресурсы различной обеспеченности в гидростворе р. Терисбутак - устье, а также в расчетных створах приведены в табл. 2.

Для проектирования и эксплуатации водозаборов системы водоснабжения горнолыжного курорта Кок-Жайлау необходимы данные не только о водных ресурсах различной обеспеченности, но и сведения о внутригодовом распределении стока воды в створах будущих водозаборов, полученном с использованием различных методов.

Внутригодовое распределение стока от года к году постоянно изменяется вследствие различия в величинах расхода воды в одинаковые фазы водного режима (пики половодья, паводков, низкая межень и т.п.) и из-за сдвига времени наступления однозначных фаз режима в различные годы.

Таблица 2

Годовые водные ресурсы поверхностного стока р. Терисбутак - устье, (1947...2011 гг.), млн. м3

W

ср.

Wn

Объём воды различной обеспеченности, млн. м3

ох

5 2

О О О ох О

5 7 8 9 9 9 9

Река Терисбутак - устье

14,2 14,5 17,3 13,9 11,0 10,4 8,83 7,57 6,94 5,99

Река Терисбутак - расчетный створ №1

2,19 2,24 2,67 2,15 1,70 1,61 1,36 1,17 1,07 0,93 Река Казашка - расчетный створ №2

7,34 7,50 8,94 7,19 5,69 5,38 4,57 3,91 3,59 3,10

На внутригодовое распределение стока рек оказывают влияние самые различные факторы: климатические условия, рельеф местности, тип питания рек, гидрогеология и т.д. В рассматриваемом районе особенно большое влияние оказывает рельеф местности. Он определяет общие условия увлажнения, доступность речных бассейнов влажным воздушным массам, величину и распределение атмосферных осадков. Причем вертикальная поясность рельефа является одним из главных факторов внутри-годового распределения стока [3].

Для расчета внутригодового распределения стока к настоящему времени имеется достаточно много методов. Из них наиболее известны следующие:

1) среднеарифметического (фиктивного) гидрографа;

2) гидрографа реального характерного года;

3) равнообеспеченного гидрографа;

4) применение специальных показателей расчета внутригодового распределения стока;

5) использование кривых продолжительности суточных расходов для описания внутригодового распределения стока;

6) метод компоновки.

Метод среднеарифметического (фиктивного) гидрографа расчета внутригодового распределения стока получил в практике большое распространение. Метод обладает тем преимуществом, что исключаются нетипичные особенности режима стока отдельных лет, а получаемые характеристики имеют большую устойчивость и мало изменяются с добавлением новых лет наблюдений.

Часто применяемые в практике характеристики внутригодового распределения стока по нескольким фактическим (реальным) годам различной водности дают наглядное представление об особенностях внутри-годового режима стока, но могут содержать случайные, нетипичные подробности, которые свойственны только данному году.

При расчете методом «равнообеспеченного гидрографа» строятся эмпирические кривые обеспеченности среднемесячных расходов воды за каждый месяц. На практике этот метод применяется очень редко, так как реальный год не состоит из месячного стока одинаковой обеспеченности.

Сущность метода специальных показателей состоит в том, что для расчета внутригодового распределения стока применяются специальные показатели, которые дают в основном общую характеристику внутри-годового распределения стока. Известно несколько десятков показателей: коэффициент естественной зарегулированности, внутригодовой неравномерности стока и др. [3].

При расчете с использованием кривых продолжительности суточных расходов внутригодовое распределение стока представляется не только по месяцам или сезонам, но и в виде кривых продолжительности суточных расходов, которые выражают продолжительность стояния расходов, равных данному или превышающему его. Существенным недостатком кривой продолжительности расходов является отсутствие представления о календарной последовательности расходов воды.

В практике гидрологических расчетов наибольшее распространение получил метод компоновки В.Г. Андреянова [1]. Этот метод расчета внутригодового распределения стока пригоден для любых задач проектирования и любых физико-географических условий, при любых типах внутригодового режима. Эта методика вошла в СНиП [6, 7], как основная, рекомендуемая для расчета внутригодового распределения стока. Харак-

теристика методов и подробный расчет внутригодового распределения стока по методу компоновки приводится в [1, 3, 5, 8].

Результаты расчета внутригодового распределения стока по месяцам методами реального характерного года для разных по водности лет и среднеарифметического (фиктивного) гидрографа приведены в табл. 3. Результаты расчета внутригодового распределения стока по месяцам методом компоновки (Андреянова В.Г.) представлены в табл. 4, а по сезонам - в табл. 5.

Таблица 5

Расчетное распределение сезонного стока (в процентах от годового) по гидростворам р. Терисбутак - устье, р. Терисбутак - расчетный створ №1 и р. Казашка - расчетный створ №2, (метод компоновки)

Водность года Сезонный сток

111-1Х Х-Х1 Х11-11

Многоводный 76,0 11,3 12,7

Средний 75,6 11,4 13,0

Маловодный 75,0 11,7 13,3

Очень маловодный 73,7 12,3 14,0

Кривые продолжительности (обеспеченности) суточных расходов воды. Построение кривых продолжительности (обеспеченности) суточных расходов воды - один из способов описания внутригодового распределения стока. Они выражают продолжительность стояния внутри года расходов, равных данному или превышающих его без привязки к календарной последовательности. Данная кривая позволяет определять величины среднесуточных расходов воды, обеспеченных в течение определенного количества дней в году и наоборот определять, сколько дней в году будет обеспечен определенный расход. Если по оси ординат откладываются расходы воды, а по оси абсцисс - продолжительность в днях, то кривая называется кривой продолжительности, если по оси ординат откладывать величины этих расходов в долях от нормы, то кривая называется кривой обеспеченности. На рис. 1 приведены кривые продолжительности суточных расходов воды за реальные годы различной водности, а в табл. 6 - продолжительность суточных расходов воды для реальных лет различной водности р. Терисбутак - устье. На рис. 2 приведена кривая обеспеченности средних суточных расходов воды К = /(Р) по р. Терисбутак - устье в среднем за период с 1947 по 2011 гг. В табл. 7 приводятся ординаты средней кривой продолжительности суточных расходов воды за многолетний период (1947.2011 гг.) для р. Терисбутак - устье.

Виутригодовое распределение расходов воды за характерные по водности годы по исследуемым гидростворам, м7с

Обеспеченность, % Год (факт) Месяц 0-ср. год О-ср.вегет.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

р. Терисбутак - устье

25 2010 0,26 0,22 0,27 0,49 0,66 1,14 0,99 0,69 0,58 0,52 0,45 0,41 0,56 0,76

50 1990 0,23 0,24 0,26 0,4 0,96 0,99 0,52 0,4 0,31 0,31 0,29 0,25 0,43 0,60

75 1978 0,16 0,16 0,17 0,31 0,63 0,84 0,51 0,37 0,28 0,24 0,23 0,22 0,34 0,49

1962 0,21 0,21 0,26 0,29 0,59 0,7 0,4 0,32 0,25 0,24 0,24 0,29 0,33 0,43

80 1971 0,21 0,2 0,26 0,38 0,66 0,69 0,39 0,28 0,23 0,22 0,22 0,2 0,33 0,44

средн. 0,21 0,21 0,26 0,34 0,63 0,70 0,40 0,30 0,24 0,23 0,23 0,25 0,33 0,43

90 1974 0,20 0,15 0,2 0,44 0,67 0,36 0,24 0,25 0,23 0,2 0,2 0,17 0,28 0,37

95 1968 0,21 0,21 0,21 0,44 0,58 0,35 0,22 0,17 0,18 0,16 0,16 0,14 0,25 0,32

97 1975 0,14 0,13 0,17 0,26 0,35 0,46 0,25 0,2 0,21 0,23 0,21 0,16 0,23 0,29

Ср. арифм. (фиктив.) 0,22 0,21 0,23 0,44 0,87 1,02 0,66 0,44 0,36 0,32 0,29 0,26 0,45 0,63

Р . Терисбутак - расчетный створ №1

25 2010 0,040 0,034 0,042 0,076 0,10 0,18 0,15 0,11 0,090 0,080 0,070 0,063 0,087 0,12

50 1990 0,036 0,037 0,040 0,062 0,15 0,15 0,080 0,062 0,048 0,048 0,045 0,039 0,066 0,093

75 1978 0,025 0,025 0,026 0,048 0,097 0,13 0,079 0,057 0,043 0,037 0,036 0,034 0,053 0,076

1962 0,032 0,032 0,040 0,045 0,091 0,11 0,062 0,049 0,039 0,037 0,037 0,045 0,051 0,066

80 1971 0,032 0,031 0,040 0,059 0,10 0,11 0,060 0,043 0,036 0,034 0,034 0,031 0,051 0,068

средн. 0,032 0,032 0,040 0,053 0,097 0,11 0,062 0,046 0,037 0,036 0,036 0,039 0,051 0,066

90 1974 0,031 0,023 0,031 0,068 0,10 0,056 0,037 0,039 0,036 0,031 0,031 0,026 0,043 0,057

95 1968 0,032 0,032 0,032 0,068 0,090 0,054 0,034 0,026 0,028 0,025 0,025 0,022 0,039 0,049

97 1975 0,022 0,020 0,026 0,040 0,054 0,071 0,039 0,031 0,032 0,036 0,032 0,025 0,036 0,045

Ср. арифм. (фиктив.) 0,034 0,032 0,036 0,068 0,13 0,16 0,10 0,068 0,056 0,049 0,045 0,040 0,070 0,097

Обеспеченность, % Год Месяц & ср. год ср.вегет.

(факт) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

25 2010 0,13 0,11 р. Казашка 0,14 0,25 - расчетный створ №2 0,34 0,59 0,51 0,36 0,30 0,27 0,23 0,21 0,29 0,39

50 1990 0,12 0,12 0,13 0,21 0,50 0,51 0,27 0,21 0,16 0,16 0,15 0,13 0,22 0,31

75 1978 0,08 0,08 0,09 0,16 0,33 0,43 0,26 0,19 0,14 0,12 0,12 0,11 0,18 0,25

1962 0,11 0,11 0,13 0,15 0,31 0,36 0,21 0,17 0,13 0,12 0,12 0,15 0,17 0,22

80 1971 0,11 0,10 0,13 0,20 0,34 0,36 0,20 0,14 0,12 0,11 0,11 0,10 0,17 0,23

средн. 0,11 0,11 0,13 0,18 0,33 0,36 0,21 0,16 0,12 0,12 0,12 0,13 0,17 0,22

90 1974 0,10 0,08 0,10 0,23 0,35 0,19 0,12 0,13 0,12 0,10 0,10 0,09 0,14 0,19

95 1968 0,11 0,11 0,11 0,23 0,30 0,18 0,11 0,09 0,09 0,08 0,08 0,072 0,13 0,17

97 1975 0,07 0,07 0,09 0,13 0,18 0,24 0,13 0,10 0,11 0,12 0,11 0,083 0,12 0,15

Ср. арифм. (фиктив.) 0,11 0,11 0,12 0,23 0,45 0,53 0,34 0,23 0,19 0,17 0,15 0,13 0,23 0,33

в % (для створов р. Терисбутак - устье, р. Терисбутак - расчетный створ №1 и р. Казашка - расчетный створ №2)

Многоводный 25 % 3,89 3,29 4,04 7,34 9,88 17,1 14,8 10,33 8,68 7,78 6,74 6,14 100 68,11

Средний 50 % 4,46 4,65 5,04 7,75 18,60 19,19 10,08 7,75 6,01 6,01 5,62 4,84 100 69,38

Маловодный 75 % 3,88 3,88 4,13 7,52 15,29 20,39 12,38 8,98 6,80 5,83 5,58 5,34 100 71,36

80% 5,30 5,18 6,57 8,46 15,78 17,55 9,97 7,58 6,06 5,81 5,81 6,19 100 65,40

90% 6,04 4,53 6,04 13,29 20,24 10,88 7,25 7,55 6,95 6,04 6,04 5,14 100 66,16

Очень маловодный 95 % 6,93 6,93 6,93 14,52 19,14 11,55 7,26 5,61 5,94 5,28 5,28 4,62 100 64,03

97% 5,07 4,71 6,16 9,42 12,68 16,67 9,06 7,25 7,61 8,33 7,61 5,80 100 62,68

99% 5,07 4,71 6,16 9,42 12,68 16,67 9,06 7,25 7,61 8,33 7,61 5,80 100 62,68

Ср. арифм. (фиктив.) 4,19 3,97 4,32 8,31 16,24 19,08 12,34 8,29 6,79 6,06 5,48 4,93 100 59,2

Расчетное распределение стока по месяцам методом компоновки, за период 1947...2011 гг.

Водность года Месяц

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

р. Терисбутак - устье

Месячный сток в % от годового

Многоводный 4,03 3,68 3,53 9,11 16,09 21,05 12,64 7,57 6,04 5,94 5,33 4,99

Средний 4,23 4,00 4,15 8,33 16,59 21,56 11,46 7,34 6,21 6,05 5,35 4,74

Маловодный 4,37 3,99 5,82 11,11 19,27 14,95 8,98 7,84 7,03 6,01 5,64 4,99

Очень маловодный 4,57 4,17 5,72 10,91 18,94 14,69 8,82 7,71 6,91 6,36 5,97 5,22

Месячные расходы воды для лет различной водности, м7с

Многоводный, 25 % 0,25 0,23 0,22 0,57 1,01 1,33 0,80 0,48 0,38 0,37 0,34 0,31

Средний, 50 % 0,22 0,20 0,21 0,42 0,84 1,10 0,58 0,37 0,32 0,31 0,27 0,24

Маловодный, 75 % 0,18 0,16 0,24 0,46 0,79 0,62 0,37 0,32 0,29 0,25 0,23 0,21

Очень маловодный, 95 % 0,14 0,13 0,18 0,34 0,58 0,45 0,27 0,24 0,21 0,20 0,18 0,16

Очень маловодный, 97 % 0,12 0,11 0,15 0,29 0,50 0,39 0,23 0,20 0,18 0,17 0,16 0,14

Очень маловодный, 99 % 0,10 0,10 0,13 0,25 0,43 0,33 0,20 0,18 0,16 0,15 0,14 0,12

р. Терисбутак - расчетный створ №1

Месячный сток в % от годового

Многоводный 4,03 3,68 3,53 9,11 16,09 21,05 12,64 7,57 6,04 5,94 5,33 4,99

Средний 4,23 4 4,15 8,33 16,59 21,56 11,46 7,34 6,21 6,05 5,35 4,74

Маловодный 4,37 3,99 5,82 11,11 19,27 14,95 8,98 7,84 7,03 6,01 5,64 4,99

Очень маловодный 4,57 4,17 5,72 10,91 18,94 14,69 8,82 7,71 6,91 6,36 5,97 5,22

Месячные расходы воды для лет различной водности, м7с

Многоводный, 25 % 0,039 0,036 0,034 0,088 0,156 0,206 0,124 0,074 0,059 0,057 0,053 0,048

Средний, 50 % 0,034 0,031 0,032 0,065 0,130 0,170 0,090 0,057 0,049 0,048 0,042 0,037

Маловодный, 75 % 0,028 0,025 0,037 0,071 0,122 0,096 0,057 0,049 0,045 0,039 0,036 0,032

Водность года Месяц

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Очень маловодный, 95 % 0,022 0,020 0,028 0,053 0,090 0,070 0,042 0,037 0,032 0,031 0,028 0,025

Очень маловодный, 97 % 0,019 0,017 0,023 0,045 0,077 0,060 0,036 0,031 0,028 0,026 0,025 0,022

Очень маловодный, 99 % 0,015 0,015 0,020 0,039 0,066 0,051 0,031 0,028 0,025 0,023 0,022 0,019

Р- Казашка - расчетный створ №2

Месячный сток в % от годового

Многоводный 4,03 3,68 3,53 9,11 16,09 21,05 12,64 7,57 6,04 5,94 5,33 4,99

Средний 4,23 4,00 4,15 8,33 16,59 21,56 11,46 7,34 6,21 6,05 5,35 4,74

Маловодный 4,37 3,99 5,82 11,11 19,27 14,95 8,98 7,84 7,03 6,01 5,64 4,99

Очень маловодный 4,57 4,17 5,72 10,91 18,94 14,69 8,82 7,71 6,91 6,36 5,97 5,22

Месячные расходы воды для лет различной водности, м7с

Многоводный, 25 % 0,13 0,12 0,11 0,29 0,52 0,69 0,41 0,25 0,20 0,19 0,18 0,16

Средний, 50 % 0,11 0,10 0,11 0,22 0,43 0,57 0,30 0,19 0,17 0,16 0,14 0,12

Маловодный, 75 % 0,093 0,083 0,12 0,24 0,41 0,32 0,19 0,17 0,15 0,13 0,12 0,11

Очень маловодный, 95 % 0,072 0,067 0,093 0,18 0,30 0,23 0,14 0,12 0,11 0,10 0,093 0,083

Очень маловодный, 97 % 0,062 0,057 0,078 0,15 0,26 0,20 0,12 0,10 0,093 0,088 0,083 0,072

Очень маловодный, 99 % 0,052 0,052 0,067 0,129 0,222 0,171 0,103 0,093 0,083 0,078 0,072 0,062

Q ф.суг: M3/C

I. ''.'Il.ll

Рис. 1. Кривые продолжительности суточных расходов воды за реальные годы различной водности р. Терисбутак - устье. 1 - 2010 г. (25 %); 2 - 1990 г.(50 %); 3 - 1978 г.(75 %); 4 - 1968 г.(95 %).

к

7,5 7,0 6,5 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 Р

Рис. 2. Кривая обеспеченности суточных расходов воды K = f (P), р. Терисбутак - устье, за период 1947... 2011 гг.

Таблица 6

Продолжительность суточных расходов воды для реальных лет различной водности р. Терисбутак, 1947...2011 гг.

Продолжительность, сутки Расходы воды по реальным годам различной водности, м3/с

2010 г. (25 %) 1990 г.(50 %) 1978 г.(75 %) 1968 г.(95 %)

р. Терисбутак - устье

0 (Омах) 1,78 1,51 2,5 6,3

30 1,06 0,99 0,78 0,5

50 0,85 0,75 0,52 0,25

90 0,7 0,49 0,43 0,25

180 0,48 0,31 0,24 0,21

270 0,36 0,25 0,21 0,17

355 0,22 0,22 0,15 0,14

365 (О™) 0,19 0,18 0,14 0,14

р. Терисбутак - расчетный створ №1

0 (Омах) 0,28 0,23 0,39 0,97

30 0,16 0,15 0,12 0,077

50 0,13 0,12 0,080 0,039

90 0,11 0,076 0,066 0,039

180 0,074 0,048 0,037 0,032

270 0,056 0,039 0,032 0,026

355 0,034 0,034 0,023 0,022

365 (От1П) 0,029 0,028 0,022 0,022

р. Казашка - расчетный створ №2

0 (Омах) 0,92 0,78 1,29 3,26

30 0,55 0,51 0,40 0,26

50 0,44 0,39 0,27 0,13

90 0,36 0,25 0,22 0,13

180 0,25 0,16 0,12 0,11

270 0,19 0,13 0,11 0,088

355 0,11 0,11 0,078 0,072

365 (Отт) 0,098 0,093 0,072 0,072

Таблица 7

Ординаты средней кривой продолжительности суточных расходов воды (в долях от среднего многолетнего расхода) и коэффициент внутригодовой зарегулированности стока р (в долях от среднего годового расхода для р. Терисбутак - устье, р. Терисбутак - расчетный створ №1 и р. Казашка -расчетный створ №2 (1947 ...2011 гг.)

Наибольший Продолжительность, сутки/доли года Наименьший (

30 0,08 90 0,25 180 0,50 270 0,75 355 0,97

7,41 2,18 1,18 0,74 0,56 0,43 0,39 0,78

В соответствии с полученными данными продолжительность расходов, равных или превышающих средние годовые расходы за многолетний период для р. Терисбутак - устье составляют 128 суток.

Форма кривой продолжительности суточных расходов воды отражает основные черты внутригодового распределения стока реки, в частности степень его естественной зарегулированности.

Обобщенным показателем степени изменчивости стока в течении года является коэффициент естественной зарегулированности стока ( , численно характеризующий долю устойчивого (базисного) стока в годовом его объёме. Графически величина этого коэффициента определяется площадью, ограниченной кривой продолжительности расходов, горизонтальной прямой линией, соответствующей среднему годовому многолетнему расходу и осями координат.

В однородных природно-климатических районах величина ( изменяется главным образом в зависимости от средней высоты речных водосборов. Для рек северного склона Илейского Алатау по данным [7] р

уменьшается от 0,85 при средней высоте водосбора (Н содосб) равной 1000 м БС, до 0,75 при Нсрводосб. = 3200 м БС. При увеличении средней

высоты водосбора до 3500.3600 м БС он уменьшается до 0,7. Определенный в данной работе коэффициент зарегулированности для р. Терисбутак - устье составил величину 0,78 (см. табл. 7).

Для получения абсолютных значений средней кривой продолжительности расходов (см. рис. 1) значения в относительных величинах необходимо умножить на средний за многолетний период расход воды. 110

Выводы. Исследование и расчёт водных ресурсов и внутригодово-го распределения стока воды р. Терисбутак - одна из главных гидрологических задач, которая была решена при обосновании строительства и эксплуатации водозаборов для горнолыжного курорта Кок-Жайлау. Для получения всесторонней характеристики внутригодового распределения стока расчёты его произведены с использованием нескольких методов, что позволяет сделать выбор оптимального варианта при наличии исходных гидрологических данных различного объёма, в зависимости от поставленной цели и необходимой точности. Выше также приведен краткий анализ методов, показаны их положительные стороны и недостатки. Метод компоновки является наиболее универсальным и надежным методом расчета внутригодового стока, так как, применяя его, можно рассчитать внутриго-довое распределение, зная величину среднегодового расхода и его обеспеченность. Метод исключает влияние субъективных факторов реального года. Вместе с тем необходимо знать нюансы колебаний водности и в конкретные годы, в чём поможет метод анализа внутригодового распределения за реальные годы. Анализ результатов свидетельствует о том, что на внутригодовое распределение стока воды рек в рассматриваемом районе, в том числе и р. Терисбутак, оказывают влияние водность года, распределение атмосферных осадков, средняя высота водосбора и ряд других факторов. Сток этой реки за период май - сентябрь для лет разной водности находится в пределах 73,7...76 %, за октябрь - ноябрь 11,3... 12,3 %, за декабрь - февраль 12,7.14,0 %. Наименьший сток наблюдается в феврале (см. табл. 4-5). Коэффициент внутригодовой зарегулированности стока j (в долях от среднего годового расхода) для р. Терисбутак - устье имеет среднюю величину в районе, к которому отнесена эта река, согласно [7]. Результаты и методика проведенных исследований могут быть использованы для гидрологических и водохозяйственных расчётов по другим рекам исследуемого района при дальнейшем освоении горных территорий.

Статистические характеристики стока воды р. Терисбутак, результаты исследований и расчёта внутригодового распределения стока использованы для обоснования строительства и эксплуатации водозаборов в бассейне этой реки при эксплуатации горнолыжного курорта Кок-Жайлау.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Андреянов В.Г. Внутригодовое распределение стока. - Л.: Гидроме-теоиздат, 1960. - 328 с.

2. Жандаев М.Ж. Геоморфология Заилийского Алатау и проблемы формирования речных долин. - Алма-Ата: Наука, 1972. - 162 с.

3. Мазур Л.П., Абдрасилов С. А. Анализ и расчет внутригодового распределения стока некоторых горных рек Джунгарского и Заилийского Алатау / Вопросы прикладной физической географии и экологии Казахстана. - Алма-Ата: КазГУ, 1993. - С. 57-73.

4. Ресурсы поверхностных вод СССР. Бассейн оз. Балхаш. Основные гидрологические характеристики. Центральный и Южный Казахстан. -Л.: Гидрометеоиздат, 1967. - Т.13, Вып. 2. - 472 с.

5. Ресурсы поверхностных вод СССР. Бассейн оз. Балхаш. - Л.: Гидрометеоиздат, 1970. - Т. 13, Вып. 2. - 643 с.

6. СНиП 2.01.14-83. Определение расчетных гидрологических характеристик. - М.: Стройиздат, 1985. - 36 с.

7. СП-33-101-2003. Определение основных расчетных характеристик -М.: Госстрой России, - 2004. - 71 с.

8. Фролова Н.Л., Нестеренко Д.П., Шенберг Н.В. Внутригодовое распределение стока рек России // Вестн. Моск. ун-та. Сер.5. География. -2010. - №6. - С. 8-16.

Поступила 10.05.2017

Геогр. гылымд. канд. А.Г. Чигринец Геогр. гылымд. канд. Л.П. Мазур

ТЕР1СБ¥ТАЦ вЗЕНШЩ СУ РЕСУРСТАРЫ ЖЭНЕ АГЫНДЫНЫЦ

ЖЫЛ1Ш1Л1К ТАРАЛУЫ

Тушн свздер: таулы езен, су ет1м^ су ресурстары, агынды ^амтамасыздыгы, гидрологияльщ аналогия эдю, редукция, су жинау алабыныц орташа бшктш, агындыныц жылшшк таралуы, агынды гидрографы, агынды модут, су режимшщ фазалары, жина^тау эдга

Б-л ецбекте Улкен Алматы озеш алабында орналасцан (1ле Алатауыныц солтуст1к беткеш) Тертб-тац таулы озеттц су ресурстарын жэне агындыныц жылшмк таралуын зерттеу нэтижелерi келтгрыген. Агындыныц жылштк таралуын есептеу б1рнеше эдiстердi цолдана отырып ЖYргiзiлдi, б-л оз кезегтде бастапцы колемi эр тYрлi гидрологиялыц мэлiметтер болган жагдайда ец тиiмдi н-сцасын тацдауга MYMKwdiK бередi. Терiсб-тац озеш агындысыныц статистикалыц сипаттамалары осы алапта Кок-Жайлау тау шацгы демалыс орнын -йымдастыруга

цажеттг ц-рылыс жобалары мен су жгберу имараттарын пайдалануга нег1з реттде цолданылды.

Chigrinets A.G., Mazur L.P.

WATER RESOURCES AND INTRA-ANNUAL DISTRIBUTION OF TERISBUTAK RIVER WATER RUNOFF

Keywords: mountain river, duty of water, water resources, runoff probability, method of hydrologic analogue, reduction, average altitude of water shade, intra-annual runoff distribution, runoff hydrograph, runoff module, composition method

There have been given the results of studies of water resources and the intra-annual distribution of the runoff of Terisbutak mountain river, located in the basin of Ulken Almaty river (the northern slope of the Ileisky Alatau). Calculations of the intra-annual runoff distribution are accomplished with the use of several methods, which makes it possible to choose the most optimal variant taking into account the initial hy-drological data of different capacity. Statistical characteristics of Terisbutak river water runoff have been used to justify the construction and operation of water intakes in this basin during the organization of Kok-Zhailau ski resort.