ЖАЙЫҚ ӨЗЕНІ - КӨШІМ БЕКЕТІ БОЙЫНША СУЫ МОЛ ЖӘНЕ СУЫ ТАПШЫ МЕРЗІМДЕГІ МИНИМАЛДЫ АҒЫНДЫ МӨЛШЕРІНІҢ ҰЗАҚТЫҒЫ МЕН ҚАЙТАЛАНҒЫШТЫҒЫН БАҒАЛАУ Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

НАУЧНЫЕ СТАТЬИ

Гидрометеорология и экология №2 2015

УДК 519.16:556.072

Геогр. гылымд. докторы С.К. Давлетгалиев *

Ж.У. Бексултанова

ЖАЙЬЩ еЗЕН1 - КвШШ БЕКЕТ1 бойынша суы мол жэне

СУЫ ТАПШЫ МЕРЗ1МДЕГ1 МИНИМАЛДЫ АГЫНДЫ МеЛШЕРШЩ ¥ЗАЦТЫГЫ МЕН ЦАЙТАЛАНГЫШТЫГЫН

БАГАЛАУ

МИНИМАЛДЫ АГЫНДЫ, МОДЕЛЬДЕНГЕН КАТАР, КАНОНДЫК Ж1КТЕУ, СУЫ МОЛ ЖЭНЕ СУЫ ТАПШЫ МЕРЗ1МДЕР, КАЙТАЛАНГЫШТЫК, ТОПТАР, ЭМПИРИКАЛЫК

КАМТАМАСЫЗДЫК ЩСЫГЫ

Жайъщ езеш - Квшгм бекетг бойынша модельденген цатарлары нег1зтде суы мол жэне тапшылыщ кезеудерд1у узацтыгы мен щайталангъштыгы багаланган. Суы мол жэне тапшылыщ жыглдар топтамаларыныц сулылыгы эр турлг мэндерг ушгн эмпирикалыщ щамтамасыздыщтар келтгрглген.

Айлык минималды агындыныц кеп жылдык тербелуi суы мол жэне суы аз мерзiмдер топтарыныц алмасуымен сипатталады. Шаруашылыктыц эр тYрлi салаларыныц дамуы, су тугынуга деген с^раныстардыц артуы суы мол жэне суы аз жылдардыц алмасып келу заццылыгын бiлудi талап етедi. Байкалган катарлардыц узак болмау себебшен м^ндай зацдылыкты толык бшу мYмкiн емес. Суы тапшы жэне суы мол топтардыц эр тYрлi тYрде алмасуын тек моделденген жасанды узак катарлар аркылы бiлуге болады.

Модельдеу эдiсiне койылатын талап - модельденген катардыц статистикалык параметрлерi: агынныц орташа мэнi, вариация жэне асимметрия коэффициенттер^ корреляциялык байланыстары бастапкы мэлiметтердщ осындай параметрлерiне сэйкес болуы кажет. Статистикалык модельдеу байкалган гидрологиялык катарлармен немесе зерттелмеген езендердщ мэндерi бойынша есептелед1 Осы параметрлердщ кемегiмен жэне соларга сай айлык агынныц Yлестiрiм кисыктарыныц кемегiмен (кебiнде Крицкий-Менкель Yлестiрiм кисыгы колданылады) минималды айлык агынныц катарларын модельдеу жYргiзiледi.

Модельденген катар непзшен агынныц циклдык ауыспалылыгын керсетед^ бiрак соцгыларга караганда кез-келген кайталангыштык Yшiн

* КазНу им. аль-Фараби, г. Алматы 78

есептелше алады. Есептелген ;атаp ^зыньфа; болса, сог^лым ол болатын циклдаp санын ;амтиды. Модельденген ;атаp e3imrç Yлкен ^айталангыштыгымен кeбiнде сиpек кездесетiн агынды мэндеpiн зеpттеyге кeмектеседi. Б^л Yлкен дэлдiкпен ap тYpлi дэлдiлiк Y™rn меpзiмдеpдщ ^за^тыгы мен ^айталангыштыгын ^prei^i. Осындай модельденген ;атаpды тYpFызy ма;сатында б^л ж^мыста канонды; модельдеу жуйеа алынган [1]. Б^л жагдайда агынды кepсеткiштеpi коppеляцияланбаFан кездейсо; шамалаpдыц сызьщтьщ ^иыстьфуы тYpiнде беpiледi:

кооpдинаттьщ фyнкциялаp; Vv - математикалы; кYтiмi нолге тец, коppеляцияланбаFан кездейсо; шамалаp.

Кездейсо; шаманы Vv канонды; жiктеy коэффициент деп атайды,

ба;ылау мэлiметтеpi бойынша аньщталады [1].

Бай;алFан табиFи ^rap (1922...1956 жж.) жэне бай;алFан pеттелген ;атаp (1957...2010 жж.) бipтектiлiкке тексеpiлдi. Зеpттеy ж^мысы Стьюдент жэне Фишеp кpитеpийлеpi бойынша жасалды. Зеpттеy нэтижешнде салыстыpылFан ;атаpдьщ бipтектi еместiлiгi аньщталды.

Осы ж^мыста Жайы; e3. - Кeшiм бекетшщ минималды айлы; аFынньщ ap тYpлi сулыль^ыньщ узактыль^ы жэне ;айталаетышть^ы модельденген бай;алFан жэне шаpтты-табиFи мэндеpмен зеpттелген. Каноникалы; эдiспен модельденген ;атаpлаpдьщ узакгаль^ы - 1000 жыл. Жайы; e3. - Кeшiм бекетшщ аFынды мeлшеpлеpiн модельдеу ма;сатында 1940...2010 жылдаp мэлiметтеpi алынып, модельдендi. Модельденген ;атаpдьщ сенiмдiлiгi мен сапасын бай^етан жэне модельденген жылдаpдьщ статистикалы; мэлiметтеpi кестесiнен кepе аламыз (кесте 1).

Ескеpтy. Кестеде кepсетiлген бeлшектщ алымындагы сандаp байк;алFан к;атаp (n = 71) бойынша аFынды мэндеpi, ал бeлшектщ бeлiмiндегi мэндеp модельденген к;атаpлаp (n = 1000) бойынша альютан аFынды мэндеpi.

ЖоFаpыдаFы кесте мэлiметтеpiнен оpта мэннщ, ваpиация жэне ассиметpия коэффициент^^ш^ бай;алFан деpектеp мен жасанды ;атаp мэндеpiнiц сэйкес екенiн rapyre болады.

(1)

( t = 5,23 > t5% = 3,35; F = 3,67 > = 2,08).

5%

5%

79

Модедьденген 1GGG жылдык кaтap мэлiметтеpi гамепмен Жaйык eзенi Кeшiм бекетi Yшiн суы мод жэне суы тaпшы жыддapдьщ топтapы еcептелдi (кесте 2-3).

Кесте 1

Жaйык eзенi - Кeшiм бекетi бойыншa бaйкaлFaн жэне модедьденген кaтapдap Yшiн aFынды мэндеpiнщ cтaтиcтикaдык пapaметpлеpi

БaйкaдFaн модедьденген кaтap К^пыт кедipiдген тaбиFи модедьденген кaтap

жaзFы кыскы жaзFы кыскы

Qopm 119 73,3 127 57,5

126 77,7 125 5S,G

cv G,4G G,42 G,5G G,52 G,64 G,66 G,47 G,49

С G,SG G,9G 1,33 1,1G 3,76 1,24 1,22 1,G3

Б^д кеcтелеpдегi caндык мэндеpге келеci cипaттaмaлap беpiлген:

1) окиFa caны,

2) жыд caны,

3) жaлпы жыддap caныньщ тйыздьщ мэнi жэне,

4) P(n) - тайызбен, яFни жглпы жыд caнынaн, од дегенiмiз суы мод жэне суы тaпшы топтap (гpyппaлap).

Бipiншi cипaттaмaдa - ipiктеy apкыды 1GGG жыддык модедденген кaтapдaн aдынып, непзшен кaншa оки^ caны суы мод жэне суы тaпшы топтapдaн болFaндыFы жэне кaмтaмacыздыктьщ ^aK^^rn 1, 2, 3 жэне т.б. жыддык тэpтiппен бодFaндыFын кepcетедi. Екiншi cипaттaмaдa - окиFaлap caнын сэйкес су топтapыньщ ^aK^^im кeбейгемiз, яFни одap ^^ap caнын кepcегедi. Yшiншi cипaтгaмaдa - кездейсок caндap мэнi ^^ap caнын, тйыздьщ гYpде 1GGG жыддык K^ap Yшiн кepcегедi. Тepтiншi cипaтгaмaдa -caндык мэндеp суы мод жэне суы тaпшы кaтap Yшiн жыддык кaмтaмacыздыкты кepcегедi жэне жaдпы жылдapдьщ caндык мэншщ тйыздьщ гYpiн беpедi, яFни од дегенiмiз суы мод жэне суы тaпшы кезецнщ кaйгaлaнFыштыFы. Нэтижеciнде эp гYpдi судыдык Yшiн жыддapдьщ caндык мэнi бipкaлыпcыз кемyiмен, aл n caндapыньщ ecyiмен, кaмтaмacыздыкгьщ eзгеpмегендiгi кepiнедi. Осыньщ нэтижеci apкыды 2, 3 кесте мэдiметгеpi бойыншa эмпиpикaлык киcыкгap г¥pFызaмыз n = f [P(n)]. Б^д эмпиpикaлык ^^i^ap eзеннщ суы тaпшы кезендеpiнщ мэдiметгеpi бойыншa кедтipiдiп г¥pFызыдaды n = f [P(n)] [2, 3].

SG

Кесте 2

Жайык езеш - Кеппм бекет! бойынша калпына келт1ршген табиги модельденген жылдар (п = 1000) катары на катысты

суы аз жылдар катар ынын эртурл1 сулыльщ мэндер1 уппн таралуы

Мшездеме Минималды жылдык катардагы мэндер, п = 1000 Барлыгы

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 25

Р > 40 %, К <1,02

Оцига саны 73 49 33 23 14 8 5 5 2 1 1 1

Жыл саны 73 98 99 92 70 48 35 40 18 10 11 25 619

% жалпы жылдар санынан 7,30 9,80 9,90 9,20 7,00 4,80 3,50 4,00 1,80 1,00 1,10 2,50 61,9

Р(п) 61,9 54,6 44,8 34,9 25,7 18,7 13,9 10,4 6,4 4,6 3,6 2,5

Р > 50 %, К <0,86

Оцига саны 87,0 56,0 32,0 14,0 17,0 10,0 2,0 1,0 1,0

Жыл саны 87,0 112,0 96,0 56,0 85,0 60,0 14,0 9,0 10,0 529,0

% жалпы жылдар санынан 8,7 11,2 9,6 5,6 8,5 6,0 1,4 0,9 1,0 52,9

Р(п) 52,9 44,2 33,0 23,4 17,8 9,3 3,3 1,9 1,0

Р > 75 %, К <0,51

Оцига саны 116,0 46,0 14,0 2,0

Жыл саны 116,0 92,0 42,0 8,0 258,0

% жалпы жылдар санынан 11,6 9,2 4,2 0,8 25,8

Р(п) 25,8 14,2 5,0 0,8

Р > 90 %, К <0,31

Оцига саны 73,0 14,0 2,0

Жыл саны 73,0 28,0 6,0 107,0

% жалпы жылдар санынан 7,3 2,8 0,6 10,7

Р(п) 10,7 3,4 0,6

оо ю

Мшездеме Минималды жылдык катардагы мэндер, п = 1000 Барлыгы

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 25

Р > 95 %, К <0,21

Окига саны 38,0 5,0

Жыл саны 38,0 10,0 48,0

% жалпы жылдар санынан 3,8 1,0 4,8

Р(п) 4,8 1,0

Y >91%, К <0,17

Окига саны 25,0 2,0

Жыл саны 25,0 4,0 29,0

% жалпы жылдар санынан 2,5 0,4 2,9

Р(п) 2,9 0,4

Кесте 3

Жайык езеш - Кеппм ockctí бойынша байкалган модельденген жылдар (п = 1000) катары на катысты суы аз жылдар

катарынын эртурл1 сулыльщ мэндер1 уппн таралуы

Мшездеме Минималды жылдык катардагы мэндер, п = 1000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 16 19 22 23 26 28 31 Барлыгы

Р > 40 %, К <1,05

Окига саны 32 22 9 7 9 4 5 6 2 3 5 2 1 1 2 1 1 1

Жыл саны 32 44 27 28 45 24 35 48 18 30 55 24 14 16 38 23 26 31 558

% жалпы жылдар санынан 3,20 4,40 2,70 2,80 4,50 2,40 3,50 4,80 1,80 3,00 5,50 2,40 1,40 1,60 3,80 2,30 2,60 3,10 55,8

Р(п) 55,8 52,6 48,2 45,5 42,7 38,2 35,8 32,3 27,5 25,7 22,7 17,2 14,8 13,4 11,8 8,0 5,7 3,1

Р > 50 %, К <0,94

Окига саны 38 22 8 18 7 2 5 3 1 5 2 1 1 1 1

Жыл саны 38 44 24 72 35 12 35 24 10 55 26 16 19 22 28 460

% жалпы жылдар санынан 3,80 4,40 2,40 7,20 3,50 1,20 3,50 2,40 1,00 5,50 2,60 1,60 1,90 2,20 2,80 46

Р(п) 46,0 42,2 37,8 35,4 28,2 24,7 23,5 20,0 17,6 16,6 11,1 8,5 6,9 5,0 2,8

Р > 75 %, К <0,70

Окига саны 40 16 10 6 1 2 5 1 1 1

Жыл саны 40 32 30 24 5 12 35 8 10 11 207

% жалпы жылдар санынан 4,00 3,20 3,00 2,40 0,50 1,20 3,50 0,80 1,00 1,10 20,7

Р(п) 20,7 16,7 13,5 10,5 8,1 7,6 6,4 2,9 2,1 1,1

оо

Мшездеме Минималды жылдык катардагы мэндер, п = 1000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 16 19 22 23 26 28 31 Барлыгы

Р > 90 %, К <0,53

Окига саны 19 9 5 2 1 2 1 1

Жыл саны 19 18 15 8 5 14 8 10 97

% жалпы жылдар санынан 1,90 1,80 1,50 0,80 0,50 1,40 0,80 1,00 9,7

Р(п) 9,7 7,8 6,0 4,5 3,7 3,2 1,8 1,0

Р > 95 %, К <0,44

Окига саны 15 3 2 2 1

Жыл саны 15 6 6 12 8 47

% жалпы жылдар санынан 1,50 0,60 0,60 1,20 0,80 4,7

Р(п) 4,7 3,2 2,6 2,0 0,8

Р > 97 %, К <0,39

О^ига саны 7 3 1 1 2

Жыл саны 7 6 3 4 10 30

% жалпы жылдар санынан 0,70 0,60 0,30 0,40 1,00 3

Р(п) 3,0 2,3 1,7 1,4 1,0

Эр тYрлi кзтзр Yшiн тeмендегi кестелер кeмегiмен n жыл Yшiн кaмтaмacыздык ^^^зры т¥рFызылaды. Мыcaлы, жзйы; eзенi - Кeшiм бекетi жaзFы aräbi; кзлпынз келтiрiлген aFынды мэндерi бойыншa cуы тaпшы кезец Yшiн cулылыFы P > 40 %, K < 1,01; P > 50 %, K < 0,S6 топтaрдьщ Ken кездеcетiн ^ззкть^ы 1...3 жыл, он жылдaн зрты; ^aKraFbi 1 рет болaды. Кзтзрлзр cулылыFы P > 75 %, K < 0,51; P > 90 %, K < 0,31, жиi кезде^тш кзтзрлзр 1...2 жыл, ^ззктыль^ы 4-тен зрты; жылдaр кездеcnейдi (2 тесте).

БaйкaлFaн кзтзрлзр (жaзFы зйлык) cулылыFы P > 40 %, K < 1,05, P > 50 %, K < 0,94 топтзрдыц жиi кездеcетiн ;зтзр ^ззктыль^ы 1...5 жыл, ^ззктыль^ы 10 зрты; жылдaр 1...2 рет кездеcтi. Бiр ретп ^ззктыль^ы 2S...30 жыл болFaндaр дa бaр. СулылыFы P > 75 %, K < 0,70; P > 90 %, K < 0,53 минимaлды aFынныц топтзрыныц ^ззктыль^ы жэне кaмтaмacыздыFы тeмендейдi, 20,7 % - Krni болaды (3 кесте).

Ekí кеcтенi caлыcтырFaн жaFдaйдa Жзйы; eзенi - Кeшiм бекетшщ aFынын реттеу нэтижеciнде минимaлды aräbi; aFынды топтзрыныц ^ззктыль^ы кeбейген.

Сулыль™ P > 40 %, K < 1,04; P > 50 %, K < 0,91 6a™^FaR жэне кзлпыт келтiрiлген кьгскы зйлык кaтaрлaрдыц жиi кездеcетiн топгар 1...4 жылдгр, топгардыц ^ззктыльиы он жылдзн зрты; 6олитын жaFдaйлaр кездеcедi. Кзлпыт келтр^ен кзтзрдыц кaмтaмacыздыFы 6aHKaTFaR к;aтaрдaн зз болады. Сулыльгеы P > 75 %, K < 0,63 кзтзр ^зындьгеы он жылдзн зртьщ болмaйды. Сулыльгеы P > 90 %, K < 0,43 кзтзр ^ззктыль^ы 5 жылдзн acnaйды.

Минимaлды aFbi^^rnbi реттеу нэтижеciнде тошзрдыц ^ззктыль^ы жззды; aFынды cMk™ aздan жоFaрылaFaн.

Ocbi aлынFaн ;aмтaмacызды; ;иcы;тaрыныц кeмегiмен белгш жылдaр Yшiн cуы мол кезендi кeрcетуге болaды. Ocbi эдютщ ^мепмен cуы мол жэне cуы тaпшы жылдзрдыц 1000 жылды; кезец шшде тоnтacуын, олзрдыц ^ззкть^ы мен ;aйтaлaнFыштыFын эмпирикзлы; ;aмтaмacызды; тYрiнде кeрcетуге болaды (cурет 1, 2).

Корьта келгенде, модельденген бaйкзлFaн жэне твбиги кзлпыт келтiрiлген кзтзрлзр 6ойыншз cулылыFы P > 40 %, P > 50 % зртьщ болFaндa жи кездеcетiн кзтзрлзр 1...3 жылдзр, ;aмтaмacыздыFы 33...60 %, он жыл болaтын топтзрдыц ;aмтaмacыздыFы 5...25 %. Сулыльгеы P > 75 % кзлпыт келтiрiлген кзтзр 6ойыншз ^aKibmbiFbi 4 жылдзн зрты; топтзр кездеcnейдi, 6a™aTFaR кзтзр 6ойыншз 4 жылдзн зртьщ кзтзр кзмтaмacыздыFы 4...2 %. Pеттелудiц нэтижеciнде минимзлды згындыныц ^ззктыльиы ecre^

S5

00 Q\

Период повторения № лет Период повторения № лет

10000 2000 1000 200 НИ) 20 10 5 5 Ю000 2000 1000 200 100 20 10 5 5

Сур. 1. Жайъщ ез. -Кешгм бекет1 модельденген жылдар цатары бойынша (п = 1000) суы мол (—) жэне суы тапгиы ) жылдарда сулылъщтыц турл1 мэндертщ эмпирикалъщ цамтамасыздъщ цисъщтары: а - жазгы бащалган цатар;

б - жазгы цалпына кел1ршген цатар.

Период повторения № лет Период повторения № лет

10000 2000 1000 200 100 20 10 5 5 10000 2Ш 1000 200 100 20 10 5 5

Сур. 2. Жайыц оз. - Когигм бекетг моделъденген жылдар цатары бойынша (п = 1000) суы мол (—) жэне суы тапгиы ) жылдарда сулылъщтыц турлг мэндертгц эмпирикалыц цамтамасыздыц цисыцтары: в - цысцы бащалган цатар;

г - цысцы цалпына келгртген цатар.

ЭДЕБИЕТТЕР Т1З1М1

1. Бусалаев И.В., Давлетгалиев С.К., Куперман И.Г. Моделирование гидрографа стока методом канонического разложения // Проблемы гидроэнергетики и водного хозяйства. - 1973. - Вып. 10. - С. 143-152.

2. Давлетгалиев С.К., Садвакасова С.Р., Оспанова М.С. Минимальный сток реки Жайык // Вопросы географии и геоэкологии. - 2013. - №2. -С. 16-22.

3. Давлетгалиев С.К., Саркытбаева А.Ж. Оценка длительности и повторяемости маловодных и многоводных периодов рек Жайык-Жемского района // Вопросы географии и геоэкологии. - 2010. - №1. - С. 20-25.

4. Ресурсы поверхностных вод районов освоения целинных и залежных земель. Вып. 1. Акмолинская область, Казахской СССР. - Л.: Гидро-метеоиздат, 1958. - 445 с.

5. Ресурсы поверхностных вод СССР. Центральный и Южный Казахстан. Карагандинская область. Т. 13, вып. 1 - Л.: Гидрометеоиздат, 1966. - 420 с.

Поступила 16.02.2015

Доктор геогр. наук С.К. Давлетгалиев

Ж.У. Бексултанова ОЦЕНКА ДЛИТЕЛЬНОСТИ И ПОВТОРЯЕМОСТИ МАЛОВОДНЫХ И МНОГОВОДНЫХ ПЕРИОДОВ МИНИМАЛЬНОГО СТОКА РЕКИ ЖАЙЫК

На основе смоделированных рядов минимального месячного стока р. Жайык - с. Кушум дана оценка длительности и повторяемости маловодных и многоводных периодов. Приведены эмпирические обеспеченности группировок маловодных и многоводных лет для различных значений водности.

88