CC BY
14НАУЧНЫЕ СТАТЬИ
Гидрометеорология и экология № 1 2019
УДК 556.16
Геогр. гылымд. докторы С.К. Давлетгалиев1
Э.С. Абдуллаева1
ЖАЙЬЩ бЗЕНШЩ ОЦ САЛАЛАРЫНЬЩ КвКТЕМП АГЫНДЫСЫНЬЩ СИПАТТАМАЛАРЫН ЕСЕПТЕУ
Тушн свздер: кектемп агынды набаты, максималды агынды, регрессия тендеуi, аналогия эдю, статистикалыщ сипаттамалар, айырымдыщ интеграл ^исыгы
Мацалада Жайыц езеттц оц салаларыныц квктемг1 агынды цабаты жэне максималды су вт1м1 бойынша есептеулер нэтижелерг керсетшген. Сонымен цатар, агынды шамалары кепжылдыц кезецге келт^ршп, статистикалыц сипаттамалары Yш кезец бойынша есептелген. Жылдыц агынды сипаттамаларыныц дэлдтг1не багалау жумыстары ЖYргiзiлген.
Юркпе. Жайьщ езеш - басым белт ^ар суымен ^оректенетш езендердщ бiрiне жатады. Эзеннщ кектемдiк агыны жылдыц агынныц 80...90%-ын ^¥райды. Б^л уа^ытта езен суыныц децгей 2...2,5 м дейiн кетершед^ Эзен ендiрiстiк ма^сатта кещнен ^олданылады, жэне оныц бойында т^ратын миллиондаган адамдардыц су кезi болып табылады.
Жайыщ езеншщ оц салаларыныц кектемп агынды сипаттамаларын зерттеу, ец алдымен, т^ргындардыц т^рмыс тiршiлiгi Yшiн Yлкен мацызга ие. Жылдыц агындыныц на^ты сипаттамаларын есептеу су ^орыныц т^ргындардыц т^рмыс тiршiлiгi Yшiн, рационалды пайдаланылуы Yшiн жэне гидротехникалыщ бекеттердiц сипаттамаларын на^тылау Yшiн ^ажетп су шаруашылыщ есептемелерiндегi мацызды ^ызметтердщ бiрi. Сол себепп, Жайыщ езенiнiц оц салаларыныц жылдыщ агындысыныц сипаттамаларын есептеу, су ресурстарын пайдаланудагы тиiмдiлiктi арттыру болып табылады.
Карастырылып отырган Жайыщ езеншщ оц жагалауындагы негiзгi езендерге - Шаган, Чижа-1, Чижа-2, Деркел езендерi жатады. взендер орналасу жагдайына байланысты жамылгы беттiк сипатымен
1 эл-Фараби атындагы ^аз¥У, Алматы Казахстан
ерекшеленед^ Олардьщ бойында кепжылдык бакылау жYргiзiп отыратын бес бекет ж^мыс жасауда. Олар е. Шаган - а. Чувашинское (ауданы -4600 км2), е. Чижа-1 - а. Чижа-1 (ауданы - 456 км2), е. Чижа-2 - а. Чижа-2 (ауданы - 509 км2), е. Деркел - а. Белес (ауданы - 1820 км2), е. Деркел - а. Таскала (ауданы - 392 км2) бекеттер1 Эзендердщ агын сипаттамалары еткен гасырдыц 70 жылдары зерттелген [6]. Б^л акпараттар соцгы бакыланган 1965 жылдан кейiнгi деректерд^ алаптагы шаруашылыктарды, ауа-райыныц езгеруiнен мYмкiн болган эсерлердi есепке ала отырып, нактылауды кажет етедi. Сондыктан, соцгы 30...35 жылдыц деректерi жеткiлiксiз болгандыщтан, агын сипаттамаларын кепжылдык кезецге кел^ру кажет [4, 5].
Бастапкы деректер жэне зерттеу нэтижелерь Жайык езеншщ кектемгi агындысыныц статистикалык сипаттамаларын аныщтау Yшiн есептелу кезещ белгiлендi. Жайык езенi оц жагалауындагы аталган бес бекеттщ кектемгi агын кабатыныц айырымдыщ интеграл кисыктары бойынша есептелу кезещ ретiнде 1940...2015 жж. алынды (1сурет).
Б^л ж^мыста регрессия тендеуiн колдана отырып, аналогия эдiсi бойынша жылдык агынды катарына калпына келтiру ж^мыстары жYргiзiлдi. Аналог-езендер койылган талапка сай тандалынып, Якр>0,70 шарты бойынша орындалды [4, 5] (2 сурет). Сонымен, е.Шаган -а.Чувашинское, е.Чижа-1 - а. Чижа-1, е. Чижа-2 - а. Чижа-2, е.Деркел -ау.Белес, е.Деркел - а.Таскала бекеттершдеп R мэндерi сэйкесiнше 0,95, 0,76, 0,75, 0,73, 0,71 (1 кесте).
Жайык езеш оц жагалауыныц агыны 1974 ж. бастап су коймаларыныц салынуы жэне езен суыныц эртYрлi шаруашылык кажеттшктерше каркынды алынуы нэтижесiнде б^рмаланган болып есептелiнедi [1]. Сондыктан кектемп агын сипаттамалары эртYрлi кезецде - 1940...1974 жж. накты бакылау деректер^ 1940...2015 жж. кепжылдык бакылау кезещ, сонымен катар соцгы кырык жыл 1975...2015 жж. бойынша аныкталды. Кектемп агын сипаттамаларыныц 3 кезец бойынша есешгк нэтижелерi 2 жэне 3 кестелерде керсетшген.
2-кесте бойынша аныщталган нэтижелердi талдайтын болсак, зерттелген езендердщ агынды шамаларында езгерiстердiц жYргенiн бай^ауга болады. Э. Чижа-1-а.Чижа-1 бекетiнде 1940...1974 жж. Yшiн кектемгi агынды кабаты 40,2 мм болса, 1975...2015 жж. 35,1 мм^ к¥райды. Кектемгi агынды кабатыныц екi кезец бойынша салыстыру нэтижесi, оныц 12,8 %-га темендегенш керсетедi.
122
Сур. 1. Жайыщ озеш оц салалары бойындагы нег1зг1 бекеттер бойынша тургызылган айырымдъщ интеграл щисыгы. (а) вз.Шаган -а. Чувашинское; (б) вз.Дерквл - а.Белес.
Келеа е.Чижа-2 - а.Чижа-2 бекеинде 1940...1974 жж. кектемп аынды кабаты 56,7 мм болса, 1975...2015 жж. 58,5 мм-ге тец болтаны аныкталды. Б^л бекетте кектемп агынды кабатыныц керiсiнше 3,2 %-га ескен.
Ал, е.Шаган-а.Чувашинское бекетiнде 1940...1974 жж. бойынша кектемп агынды кабаты 53,6 мм, 1975...2015 жж. Yшiн 45,4 мм-дi к¥райды, ягни соцгы кырык жылда 15,3 %-га езгерген.
в. Чижa-1 - a. Чижa-1
в. Чижa-2 - a. Чижи-2
а)
Сур. 2. (a) Квктемгi agbmdbi цй6ambi мен ортaшa жылдъщ су emiMi h=f(Qopn), (б) мaксимaлды су emiMi мен квктемгi aгынды цaбamыQmax=f(h) aрaсындaгы бaйлaныс грaфигi.
Сонымен ^атар, e.Деркeл-a.Тaсrçaлa жэне e.Деркeл-a.Белес бекеттершде ^отеми aFынды цабаты 1940...1974 жж. 114,6 жэне 41,8 мм-дi ^рсетсе, 1975...2015 жж. 64,3 жэне 38,2 мм-д к¥PaFaн, яFни 43,4 %^а жэне 8,7 %-Fa eзгергенi белгш болды.
Кесте 1
Калпына кел^ршген ^атарлар, регрессия тендеуi, тецдеу сипаттамалары жэне аналог езендер туралы мэлiметтер
взен Регрессия Тендеу сипаттамалары Калпына
тендеYi Я Од Я к Келтiрiлген
Од жылдар
е. Чижа-1- у=0,002х+0,93 0,76 0,123 6,14 4,18 1940...1957,
а.Чижа-1 1989,
1994...1995,
1998...2001,
2003, 2004,
2006,
2008...2012
е. Чижа-2- у=0,34х+0,20 0,75 0,086 8,74 10,7 1940...1953,
а.Чижа-2 1956, 1987,
1991...1992,
1998...1999,
2005, 2006,
2007...2011
е. Шаган- у=0,021х+0,143 0,95 0,029 12,9 10,4 1942...1951,
а.Чувашин- 1984, 1991,
ское 1999
е. Деркел- у=0,143х+0,068 0,71 0,157 4,53 3,08 1940...1965,
а.Тас^ала 1992,1995,
1998...2008
е. Деркел- у=0,30х+0,20 0,73 0,156 4,69 4,33 1940...1963,
а.Белес 1979, 1984,
1989,1993,
1995,1996,
1998...2003,
2006...2009
Кепжылдыщ орташа максималды е^мдердщ нэтижелерiне келетiн болса^ (3 кесте), 1940...1974 жж. аралыгында е.Чижа-1 - а.Чижа-1 бекетi Yшiн максималды су етiмi 78,8 м3/с, ал 1975...2015 жж. 52,6 м3/с. Кепжылдыщ кезенде, ягни 1940...2015 жж., орташа максималды су етiмi 65 м3/с прайды. Табиги (1940...1974 жж.), шартты-табиги кезецдердщ (1975...2015 жж.) максималды етiмдерiн салыстыру барысында, оныц 33,2%-га езгергенi бай^алды.
Э.Чижа-2-а.Чижа-2 бекеинде максималды eтiмнiц кeпжылдьщ оpташа мэнi 1940...1974 жж. 72,8 м3/с тец болса, 1975...2015 жж. Yшiн 62,8 м3/с. Шаpтты табиFи кезец Yшiн (1940...2015жж.) ^п^иды^ оpташа максималды eтiмнщ мэнi 67,55 м3/с-ке тец болды. Ekí кезендi cалыcтыpy нэтижешнде, максималды eтiм 13,7%-Fа тeмендеген.
¥^сас кepiнic e.ШаFан-а.Чyвашинcкое бекетiнде де байкалады. ТабиFи кезенде (1940...1974 жж.) максималды eтiм 406,9 м3/с кepcетcе, шаpтты-табиFи кезецде (1975...2015 жж.) 212,7 м3/с болды. ^п^иды^ оpташа максималды eтiмшц 1940...2015 жж. тец мэнi - 301,5 м3/с. Этiмнiн мэнi 47,7%^а тeмендеген.
Ал, e.Деpкeл-а.Таcк;ала бекетiцце галжь^ы^ оpташа максималды eтiм 38,3%^а, ал e.Деpкeл - а.Белес бекетiццегi ^п^оды^ оpташа максималды eтiм 1975...2015 жж. бакылау жылдаpында 21%-Fа тeмендегенi байк;алды.
Ба^ылаотан жэне ^п^иды^ катаpFа кел^шген катаpлаp бойынша жылдык кeктемгi аFынды cипаттамалаpынын дэлдiлiгiн баFалаy ^мыш^ы жYpгiзiлдi.
АFын cипаттамалаpынын дэлдiлiгi накты ба^ылаетан кезец деpектеpi, кeпжылдьщ кезецге кел^шген деpектеp жэне cонFы кыфыщ жылдык кезец (1975...2015 жж.) деpектеpi бойынша еcептелiндi.
Бipiншi жаFдайда тандалFан оpта мэннiн кездейсок оpташа квадpатталFан кателш келеci тэyелдiлiк бойынша аныкталды:
^д = (°Q/л/П X/(l + r)/(l - r) , (1)
м^нда r < 0,5. Жылдык аFын катаpлаpында r=0,2...0,3 [2].
Ваpиация коэффициентiнiн оpташа квадpатталFан кателш келеci тэyелдiлiк бойынша С.Н.Кpицкой жэне М.Ф.Менкельдщ фоpмyлаcымен аныщаетан [3, 7]:
Cv n(l + Cv2) 3Cvr2
1 (l +-) (2)
n+4Cv y 2 4 l+r
АFын ноpмаcын кeпжылдьщ кезецге кел^у тиiмдiлiгiн сандык баFалаy Yшiн тиiмдiлiк кepcеткiшi К пайдаланылады [4] :
Ky =
l -Vl - R2 + nR2 / N /(l-4 n / N )
l00%, (3)
м¥ндаFы Л-ж^п коppеляция коэффициентi, п-ба^ылаетан жылдаp
саны.
^Cv =
Тшмдшш керсеткiшi ^атарды N кезецге узарту барысында орташан ^ателштщ темендеуiн сипаттайды.
Вариация коэффициентiн кепжылдыщ кезецге келирудеп тиiмдiлiк керсеткiшi келесi формула бойынша аныщталады:
К, =
(1 -л/1 - Я4 + пЯ4 /N ) /(1 -л/ п / N )
100% (4)
Тиiмдiлiк керсеткiшi ^атарды кепжылдыщ кезецге кел^ру барысындагы орташа ^ателштщ жэне вариация коэффициентiнiц темендеу пайызын керсетед^
Кектемгi агынды набаты нормасы жэне вариация коэффициентш кепжылдыщ кезецге кел^ру барсыныда тиiмдiлiктi багалау ж^мыстары жYргiзiлдi. Есептеу нэтижелерi бойынша агын нормасыныц тиiмдiлiк керсеткiшi - 97...76%, вариация коэффициент - 77...56%-ды к¥рады.
(3) жэне (4) тецдеулер регрессия тендеушщ кепжылдыщ кезецге келтiрiлген орта жэне вариация коэффициентшщ дэлдiлiгiн багалауда ^олдалынады.
Ба^ыланган жылдарга балама мэлiмет ^орын алу нормасыныц эквиваленттiлiнi жэне оныц орташа квадраттыщ ауыт^уы Nа сэйкес
[6, 7] формулалар ар^ылы аныщтайды:
N. =_N__(5)
* [1+^а - я2)]
п — 2
N3«=-^-г (6)
п + (N - п)(1 - Я )
м^ндагы п - зерттелш отырган ^атардыц, аналог ^атарлардыц бiрлестiрiлiп ба^ыланган жылдар саны;
(N-n) - регрессия тендеуi бойынша ^алпына келиршген ^атар
саны;
Я - ж^п немесе жиынтыщ корреляция коэффициентi.
Сонымен ^атар, ^амтамасыздыщ ^исыгыныц максималды агынды шамалары 4 кестеде келтiрiлген. Алынган деректердi сараптау нэтижесiнде, жылдыщ агындыныц ^амтамасыздыщ ^исыгы Крицкий-Менкельдiц (С=2СУ) ^исыгымен сэйкес сипатталды (3 сурет).
^орытынды. Осылайша, Жайык езеш оц салаларындагы бес бекеттщ бакылау мэлiметтерi жэне калпына келтiру ж^мыстарын жYргiзу барысында кепжылдык орташа максималды агынды жэне кектемп агынды кабаты сипаттамалары есептелiндi. Сипаттамалар табиги жэне калпына келпршген агын келемiн ескере отырып, эртYрлi кезецде аныкталды.
Есептеу нэтижесiнде 1975 жылдан кейiн максималды су етiмi мен кектемгi агынды кабаты келемдершщ бiршама темендегенi байкалды. Темендеудщ бiрден-бiр себебi, 1970 жылдардан бастап су коймаларыныц каркынды салынуы, ендiрiс орындарыныц дамуы, шаруашылыктардыц су корын аса жогары келемде талап етуiмен тYсiндiрiледi.
ПАЙДАЛАНЫЛГАН ЭДЕБИЕТТЕР
1. Давлетгалиев С.К., Расчет нормы годового стока рек правобережья бассейна р.Жайык в пределах границы РК // Гидрометеорология и экология - 2008. - №2-3. - С. 64-74.
2. Давлетгалиев С. К. Оценка точности параметров кривых распределения годового стока рек Урало-Эмбинского рай-она//Гидрометеорология и экология. - 2007.- №3. - 85-93с.
3. Крицкий С.Н., Менкель М.Ф. Гидрологические основы управления речным стоком. М.: Наука, 1981. - 249 с.
4. Определение основных расчетных гидрологических характеристик СП-33-101-2003. М.: Госстрой России, 2004 - 71 с.
5. Пособие по определению расчетных гидрологических характеристик. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. - 448 с.
6. Ресурсы поверхностных вод СССР Т.12, вып.2. Урало-Эмбинский район - Л.: Гидрометеоиздат, 1970. - 511 с.
7. Рождественский А.В., Ежов А.В., Сахарюк А.В. Оценка точности гидрологических расчетов. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. - 276 с.
Поступила 04.02.2019
Доктор геогр. наук С.К. Давлетгалиев
Э.С. Абдуллаева
РАСЧЕТ (ОПРЕДЕЛЕ ОСНОВНЫХ ХАРАТЕРИСТИК ВЕСЕСЕН-НЕГО СТОКА ЮЖНЫХ ПРИТОКОВ РЕКИ ЖАЙЫК
Ключевые слова: слой весеннего стока, максимальный сток, уравнение регрессии, метод аналогии, статистические параметры, разностная интегральная кривая
Представлены результаты расчета слоя весеннего стока и максимального расхода воды южных притоков реки Жайык. Характеристики стока приведены в многолетний период и статистические параметры определены по трем периодам. Произведена оценка точности расчета параметров годового стока
.K. Davletgaliyev, A. S. Abdullayeva CALCULATION OF THE MAIN CHARACTERISTICS OF THE SPRING FLOW OF THE SOUTHERN TRIBUTARIES OF THE
ZHAYIK RIVER
Keywords: spring run layer, maximum runoff, regression equation, analogy method, statistical parameters, difference integral curve
The results of the calculation of the spring runoff layer and the maximum water discharge of the southern tributaries of the Zhaik River are presented. The characteristics of the runoff are given in a multiyear period and the statistical parameters are determined for three periods. The estimation of the accuracy of the calculation of the parameters of the annual flow.
