Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Определение минимального стока рек Болгарии с учетом антропогенного влияния

ВАК РФ 11.00.07, Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Дакова, Снежанка Тодоровна

Введение.

1. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ «ШАЛЬНОГО СТОКА

1.1. Понятие минимального стока.

1.2. Анализ существующих методов определения минимального стока.

2. ФАКТОРЫ, ФОРМИРУЮЩИЕ ЖНИМАЛЪШЙ СТОК.

2.1. Естественные факторы.

2.2.'Антропогенные факторы.

2.2.1. Классификация факторов.

2.2.2. Влияние факторов, находящихся в речной сети.

2.2.3. Влияние факторов, ¡действующих на водосборе.

2.2.4. Классификация водосборных'бассейнов по степени нарушения стока.

2.2.5. Методы оценки влияния хозяйственной деятельности на режим стока.

3. АНАЛИЗ ИСХОДНОЙ ИНФОРМАЦИИ.

3.1. Качество исходных данных.

3.2. Оценка репрезентативности рядов.,.

3.3. Определение времени наступления нарушенного режима стока.'.

3.4. Оценка случайности и однородности рядов минимального стока

4. РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИ1Ш МИНДАЛЬНОГО СТОЮ! ПРИ ECTECTv

ВЕННОМ РЕЖИМЕ РЕК.\

4.1. Определение нормы минимального стока.

4.1.1. Аналитические зависимости.

4.1.2. Карты изолиний стока.

4.2. Расчет гарантированных водных ресурсов НРБ.

4.3. Оценка изменчивости минимального стока.

5. ОЦЕНКА ИЗМЕНЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК МИНИМАЛЬНОГО СТОКА

ПОД ВЛИЯНИЕМ ХОЗЯЙСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ.

5.1. Характер изменения минимального стока на реках НРБ.

5.2. Способы учета хозяйственной деятельности при расчетах минимального стока.

6. ПЕРЕСЫХАНИЕ РЕК

Введение Диссертация по географии, на тему "Определение минимального стока рек Болгарии с учетом антропогенного влияния"

За годы строительства социализма в Народной Республике Болгарии в результате выполнения обширной социальной программы КГБ с целью интенсификации про мышленности и сельского хозяйства потребление воды резко повысилось. Суммарный объем воды возрос с 600 х 10б м3 в 1944 г. до 8000 х Юб м3 в 1980 г. За этот же период размеры орошаемых площадей увеличились в 32 раза, а потребление воды для бытовых нужд - почти в 10 раз. Таким большим количеством воды нужно обеспечить народное хозяйство в период наиболее неблагоприятных по водности условий. Большая часть территории Болгарии находится в полузасушливых зонах, характеризующихся неравномерным распределением осадков и стока, как в многолетнем разрезе, так и в рамках годового цикла. Это вызывает необходимость создания большого числа водохранилищ с многолетним и сезонным регулированиемстока. К 1975 г. было сооружено свыше 2000 больших, средних и маб 3лых водохранилищ суммарным объемом почти 6600 х 10 м Искусственные водоемы аккумулируют воды многоводных сезонов и перераспределяют их в маловодные периоды, а также перебрасывают воды с одного водосбора в другой. В результате на разных участках рек режим и величина стока коренным образом изменяются в зависимости от используемой водохозяйственной схемы регулирования. Вместе с тем индустриализация промышленности, химизация сельского хозяйства и другие факторы вызывают изменения химических и биологических качеств воды в результате сброса в реки промышленно-коммунальных вод и стока ядохимикатов с сельскохозяйственных полей. Все это заставляет относиться к воде как к одному из основных природных ресурсов, имеющих ограниченные запасы. Наиболее напряженным становится водохозяйственный баланс в маловодную фазу речного стока, когда водность рек снижается в десятки и даже сотни раз по сравнениюс величиной стока в многоводную фазу.

Целью исследований является изучение условий формирования естественного минимального стока, определение степени влияния хозяйстЕенной деятельности на его режим и величину и разработка методов расчета основных характеристик минимального стока для условий естественного и нарушенного режимов рек.

Для решения указанных задач осуществлен анализ физико-географических факторов, определяющих величину минимального стока в разные сезоны года, установлены и классифицированы по степени влияния основные антропогенные факторы оценено качество исходной гидрометрической информации проанализирована связь минимального стока с основными факторами и на этой основе разработаны методы расчета естественного и нарушенного минимального стока с учетом явлений пересыхания рек.

При осуществлении анализа условий формирования минимального стока и обобщении данных использованы генетические и вероятностно-статистические методы. Определение репрезентативности рядов наблюдений за минимальным стоком произведено по нормированным раз-ностно-интегральным кривым. Статистический анализ рядов минимального стока сделан по критериям числа и длин серий, а также непараметрическому критерию Уилкоксона. При определении времени наступления нарушений режима минимального стока использованы интегральные кривые. Для восстановления естественного стока применены методы аналогии и водного баланса. Обработка данных произведена на ЭВМ. При разработке методов расчета минимального стока использован аппарат множественной линейной корреляции.

На защиту выдвигаются следующие основные положения диссертационной работы:1. Методы расчета минимального естественного стока малых и средних рек, базирующиеся на использовании географической интерполяции и морфометрических характеристик водосборов.

2. Способ учета изменений минимального стока в районах с интенсивной хозяйственной деятельностью, величина и тенденция этихизменений.

3. Районирование территории НРБ по условиям формирования минимального естественного стока и классификация рек и водохранилищ по степени антропогенного воздействия на него.

4. Величина гарантированных водных ресурсов НРБ.

5. Способ оценки частоты и продолжительности пересыхания рек.

Результаты исследований нашли практическое применение при оценке гарантированных водных ресурсов горных районов НРБ (по заказу Государственного Совета НРБ), методика расчетов вошла составной частью в методические указания ГУГМС - НРБ. Практические *рекомендации будут использованы при строительном проектировании, водохозяйственных и мелиоративных расчетах на реках НРБ.

Исследования выполнялись по теме Н.21.8.2. плана НИР Института гидрологии и метеорологии НРБ и по теме 2.20 плана НИР ЛГММ.

Заключение Диссертация по теме "Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия", Дакова, Снежанка Тодоровна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате исследований минимального стока рек, осуществленных по территории всей Болгарии, получены следующие результаты:

1. Построена карта изолиний нормы минимального среднесуточного стока рек НРБ в летне-осенний сезон. Карта учитывает изменение минимального стока с высотой водосбора и применима для рек с площадью бассейна более 100 км*\ Карта не применяется для озерных и карстовых рек.

2. Разработана расчетная схема для определения обеспеченных величин минимального стока малых неизученных рек, в основе которой находятся районные зависимости модуля минимального стока и его коэффициента изменчивости ( Су ) от средней высоты водосбора.

3. Исследованы условия формирования минимального стока при естественном и нарушенном режиме стока рек, что позволило районировать территорию НРБ по однородностиформирования естественного минимального стока. Систематизировано антропогенное влияние водохранилищ на сток рек в меженный период и е результате выделено четыре группы водохранилищ с разным характером их влияния на минимальный сток и три группы рек с различными возможностями удовлетворения водохозяйственных запросов.

4. Разработан способ оценки величины изменения минимального летне-осеннего стока под влиянием основных видов хозяйственной деятельности при наличии и отсутствии гидрометрических данных, основывающийся на использовании метода руслового водного баланса или способа соотношений.

5. Выделены два периода с разной степенью нарушений минимального стока: 1936-1955 г.г. - период условно ненарушенного стока и 1956-1975 г.г. - период интенсивных нарушений минимального стока. Естественный сток за выделенный 20-летний период отвечает норме минимального стока. Осуществлен статистический анализ рядов минимального стока с оценкой их однородности, репрезентативности и качества исходных данных.

6. Установлено, что величина минимального стока за период 19561975 г.г. возросла для Северной Болгарии на 7,8% и для Южной Болгарии на 31,7% за счет его перераспределения во времени и по территории.

7. Рассчитан объем гарантированного естественного стока рек НРБ, составляющий 2762 млн м^, т.е. 14,6% от нормы годового стока. При этом 87% гарантированного стока формируется в горных районах. Среднемноголетний модуль минимального стока рек НРБ в среднем составляет' 0,79 л/с км^ и существенно меняется по высоте местности р от 5,45 л/с км для водосборов, расположенных выше 1600 м, до 1,93 л/с км^ на высотах 600 м и 0,21 л/с км** при высоте водосбора менее 300 м.

8. Исследована возможность пересыхания рек в естественных и нарушенных условиях формирования стока -и построена карта, хаоактери-зующая возможность и продолжительность пересыхания рек для лет разной водности.

9. Предложен способ выравнивания эмпирических рядов мини?;тального стока для переодически пересыхающих рек, что позволяет оценить вероятность (обеспеченность) пересыхания рек.

Библиография Диссертация по географии, кандидата географических наук, Дакова, Снежанка Тодоровна, Ленинград

1. Алексеев Г.А. Объективные методы выравнивания и нормализации корреляционных связей. -Л., Гидрометеоиздат, 1971 363 с.

2. Андреянов В.Г. Внутригодовое распределение речного стока.-Л., Гидрометеоиздат, 1960, 327 с.

3. Антонов X., Данчев Д. Подземни води в НРБ. -София, Техника, 1980, 359 с.

4. Артемьева Н.Г1. Построение обобщенных моделей распределения вероятностей минимального стока рек Полесья.- Сб. "Водное хозяйство Белоруссии", Минск, вып.7, 1977, с.196-184.

5. Аткарская Т.Н., Шимельмиц И.Я. Влияние развития орошения на величину и режим стока. Известия АН СССР, сер.геогр., М, с. 56-65.

6. Бецински П.А., Зяпков Л., Васильева Л., Дакова С. Относно взаи имовръзката между повърхностните и подземни води през лятноесенното маловодие на реките върху северните склонове на Стара планина. "Проблеми на географията", том 1У, София, 1977, с.53-65.

7. Бецински П.А., Панайотов Т. Влияние на карста върху оттока в горното течение на р.Вьча. Известия на ММ, том XX, София, 1972, с.103-135.

8. Бецински II.А. Върху методите за определяне на подземната съста-вяща на речния отток. Хидрология и метеорология, кн.4, София, 1980, с.5-17.

9. Бочков А.П. 0 влиянии агротехнических и лесомелиоративных мероприятий на сток рек лесостепных районов. Труды ГГИ, вып.127, 19.65, с. 10-82.

10. Ю.Ван дер Варден. Математическая статистика. -Л., Гидрометеоиздат, 1960.

11. Владимиров A.M. Сток рек в маловодный период года. -Л., Гидромете оиздат, 1976. 295 с.

12. Владимиров A.M. Минимальный сток рек СССР. -Л., Гидрометеоиз-дат, 1970, 213 с.

13. Владимиров A.M. Необычайное маловодье на реках ЕТ СССР летом 1972 г. Метеорология и гидрология, 1974, №10, с.75-80.

14. Владимиров A.M. Расчеты минимального стока. Материалы международного симпозиума "Специфические аспекты гидрологических расчетов водохозяйственного проектирования", Л., Гидрометео-издат, ЮНЕСКО, 1981.

15. Владимиров A.M. Расчеты низкого стока. Методы расчета речного стока, часть I, Изд.МГУ, с.18-34.

16. Вершинин А.П. Изменение гидрометеорологического режима под влиянием орошения. Труды ГГИ, вып.167, 1972, с.147-159.

17. Водогрецкий В.Е. Влияние агролесомелиоротивных мероприятий на водные ресурсы территорий. В кн. "Влияние орошения и мелиорации на сток", м., 1973, с.26-34.

18. Водогрецкий В.Е. Влияние агролесомелиорации на годовой сток. Л., Гидрометеоиздат, 1979, 184 с.

19. Водогрецкий В.Е., Гридасова Т.В. Оценка и учет влияния агролесомелиоративных мероприятий на' испарение с водосборов. Труды ГГИ, вып.221, 1974, с.160-183.

20. Гергов Г. Върху картирането на някои хидроложки характеристики. Хидрология и метеорология. София, кн.4, 1967.

21. Грегов Г., Нанева Т., Пенева В. Вероятностно описание на ва-лежите при изграждане на математически модел за управление на ресурси. Доклад, Национален симпозиум на младите научни ра-ботници отдел Икономика, 1973, с.201-109.

22. Гергов Г., Нанева Т., Пенева В. Статистически модел ежеднев-ните валежи. Съвременни проблеми на техническата кибернетика, издание ЕАН, София, 1975, е.39-43.

23. Гидрологические основы гидроэнергетики. М., "Энергия",1979, 253 с.

24. Грушевский М.С. О математическом моделировании процесса формирования речного стока. Тр.ГГИ, вып.211, Л., 1973, с.3-59.

25. Дакова С. Минималвнн отток на реките от северозападна Бълга-рия. Хидрология и метеорология, София, кн.5, 1976, с.20-26.

26. Дакова С. Влияние на водостопанската дейност върху оттока на р.Искър през периода на лятното маловодие. Хидрология и метеорология, София, кн.4. 1977, с.45-50.

27. Дакова С. Проблеми на минималния отток.при нарушен режим на реките от Северна България. Хидрология и метеорология, София, кн.2, i960 , с. 18-28.

28. Дакова С. Изменение на режима на минималния отток на реките в НРБ под влияние на водостопанската дейност. Хидрология и метеорология. София, кн.2, 1981, с.32-42.

29. Дакова С. Върху пресъхването на някои Бьлгарски реки в услови-ята на нарушен режим на оттока. Хидрология и метеорология. София, кн.З, 1981, с.58-62.

30. Дакова С. Характеристики на минималния отток в поречието на р.Арда. Хидрология и метеорология. София, кн.6, 1983, с.48-54.

31. Дакова С. Оценка на минималния отток в планините в България.- Хидрология и метеорология, София, кн.1, 1984, с.7-14.

32. Дакова С. Минимален отток на реките от Югозападна България,- Хидрология и метеорология, София, кн.2, 1984, с.21-32.

33. Дунин-Барковский И.В., Смирнов . Теория вероятностей и математическая статстика в технике. Гос.издательство технико-теоретической литературы, М., 1955.

34. Дружинин И.П. Свойства многолетних колебаний стока рек, ихпредсказание и математические модели. Методы расчета речного стока. МГУ, 1980, с.47-50.

35. Доброумов Б.М., Устюжанин B.C. Преобразование водных ресурсов, Гидрометеоиздат, 1980, 224 с.

36. Доброумов Б.М. Некоторые закономерности многолетних колебаний минимального стока рек ETC в зимний период. Труды ГГИ,вып.182, 1970, с.160-183.

37. Задорожная Р.Г. Формирование и расчет составляющих минимального стока. Труды НИГИ, вып.116, 1972, с.119-120.

38. Зяпков JI. Относно антропогенните изменения на хидроложсите условия ьъв водосбора на р.Марица. Хидрология и метеорология, София, кн.4, 1979, с.36-50.

39. Йорданова М. Минимален отток в поречието на р.Арда.- анализ на някои негови генетически фактори. -"Известия на Географс-кия институт на БАН", София, кн.6, 1974, с.55-74.

40. Горошков И.Ф. Гидрологические расчеты. Л., Гидрометеоиздат, 1979, 430 с.

41. Картвелишвили H.A. Регулирование речного стока. -Л., Гидрометеоиздат, 1970, 217 с.

42. Калчева Р. Някои процентни данни за разпределението на вале-жите. Хидрология и метеорология, София,кн.3-4, 1952, с. 1820.

43. Калчева Р. Климатичен справочник на валежите в НРБ. -София, 1962, 173 с.

44. Клим&тичните райони на България и техния климат. Трудове на ИХМ, София, том У, 1984.

45. Крюков В.Ф. Методика территориального обобщения статистических характеристик минимального стока рек. Тр.ГГИ, вып.213, 1974, с.102-126.

46. Куприянов В.В. Гидрологические аспекты урбанизации. Л., Гид-рометеоиздат, 1977, 181 с.

47. Ковалев Г.П. Частный случай построения кривой обеспеченности низкого стока в зоне маловодных лет.- Тр. ГГИ, вып.200,1972, с.69-87.

48. Курганова Н.М. Асинхронность колебаний меженного и минимального среднего месячного стока рек Белоруссии. "Вопросы водохозяйственного строительства", 1970, с.21-32.

49. Краснюк М.Г., Лившиц И.М. Расчет многолетних колебаний минимального стока. "Водное хозяйство Белоруссии", Респ, межведомств. сборник, вып.1, 1971, с.20-29.

50. Лысенко Минимальный сток рек Украины и Молдавии. Тр.ГГИ, вып. 64? 19С'\

51. Маринов кв. Маловодие на реките в България, Трудове ММ, том Х1У, София, 1963, с.102-136.

52. Маринов Ив., Иванов К., Панайотов Т. Хидрология на България, София, 1961, 3X4 с.

53. Маринов Ив. Пресъхване на реките в България. Хидрология и метеорология, София, кн.4, 1958, с.3-14.

54. Маринов Ив. Пресьхван Минимален отток на реките в НРБ. -Хидрология и метеорология, София, кн.6, 1958, с.14-23.

55. Мандаджиев Д.А. Влияние на хидромелйоративните мероприятия върху режима на речния отток. Хидрология и метеорология, София, кн.6, 1979, с.3-11.

56. Мандаджиев Д.А. Определяй© на характеристиките на сезонния игодишен отток при нарушен режим. Хидрология и метеорология. - София, 1973, кн.6.

57. Мандаджиев Д.А. Районни криви на обеспеченност за годишния отток. Хидрология и метеорология, София, кн.1, 1979.

58. Мандаджиев Д.А. Потенциални водни ресурси на планините. Хидрология и метеорология, София, кн.2, 1984, с.II—21.

59. Мандаджиев Д.А., Дакова С. Криви на обозначеност на редовете за минимальния отток. Хидрология и метеорология, София, кн.5 1982, с.38-46.

60. Методични указания по изчисляване на оттока на реките през перо ида на маловодие. (Бецински П.А., Владимиров A.M., Дакова С.) Кзд.ИХМ, Ленинград-София. 1976, 70 с.

61. Норватова A.M. Минимальный сток рек ETC. Тр.ГГИ, вып.52, 1956, с.112-137.

62. Николов Ж. Вьрху минималния отток в поречието на р.Марица при Белово. Известия на централната научно изследовотелска лаборатория по хидравлични изследвания, София, 1973, с.107-117.

63. Определение расчетных гидрологических характеристик. СНиП 2.01.14-83. М., 1983, 97 с.

64. Попов О.В. Подземное питание рек. Л., Гидрометеоиздат,1968, 291 с.

65. Попов О.В. Методические рекомендации по изучению подземных -вод. Л., Гидрометеоиздат, 1974, 53 с.

66. Печинов Д.А. Влияние небольших водохранилищ на сток рек Болгарии, "Метеорология и гидрология", №5, 1967, с.19-28.

67. Печинов Д.А. Вьрху нарушения режим на отток на р.Искър. София. Известия ИХМ, 1968,

68. Проблемы гидрологии. М., "Наука", JfJI, 239 с.

69. Ратковач Д.Я. Стохастическая модель колебаний речного стока и ее применение в гидрологических и водохозяйственных расчетах. Сб."Методы расчета речного стока", изд.МГУ, 1980, с.40-54.

70. Рождественский A.B., Чеботарев А.И. Статистические методы в гидрологии. -Л., Гидрометеоиздат, 1974, 424 с.

71. Руководство по определению рсчетных гидрологических характеристик. -Л., Гидрометеоиздат, 1973, 1Г1 с.

72. Руководство по гидрологической практике. ВМО, Г° 168, Гидрометеоиздат, 1975, 514 с.

73. Соколов Б.Л. Методика приведения единичных измерений расходов воды к среднему расходу за меженный период. Тр.ГТК, вып.213,) 1974, с.171-182.

74. Статистически годищници от 1956 до 1983. София.

75. Стойчев К. Честота и продолжителност на зимния минимален отток на реките в НРБ. "Проблеми на географията", София, кн.4, 1982 .

76. Хидрологичен справочник на реките в българия, том У (Мандад-жиев Д.А., Дакова С.). Изд.ИХМ, 1983, 168 с.

77. Хидрологичен справочник на НРБ, том П и Ш. Изд.ИХМ, Г983.

78. Хидрологичен справочник на реките в НРБ, том I и П. Изд. "Наука и изкуство", 1958.

79. Хидрологичен наръчник, том Г и П, 1982. Изд. Техника, София.

80. Шикломанов А.И. Антропогенные изменения водности рек. -Л., Гидрометеоиздат, 1979, 301 с.

81. Ctp-ptoccibLorió eft }ujd*wCccfy -to wwt&t хмоилсел moirwujernerbt, WHO 356, Cfeneva, 1973.

82. JntlCi PaoLu"toc"Cu "Scu^cgex&oc /nLni/ha afe "¿Lntiße ßomoLibie. ßuewtesiy, Wd.85. b^otv^h^t ' Spzciccß enirí*oDfi/ne/vtexL xepo«U WHO , h/403 . - Cjenwa, 1975.тгл ldb

83. WlzihooU of- amputaction of- tour sttioimMovtr. ~гига sco Polxa^ , mz.

84. JlQittch, Мл, Lvur sittdrrv^tow: -j^wtn. "Potation, and wet-ten Яядотъсел Сл>Сост-$со- ilnw. Sev."1. V<ot. 15, tfw- , J9SI

85. Stdtt ^ohrv. JtUt Усстгл С. "dpaxtiaZduration. tour ~ flour arwi euuity<5ujADUTttv. jyzophy* Ji № , 1966.89. ъиыЬеъ and uratet uitex

86. Haiti JXiKQ ; Jl mini mum ¿iream fiow ictt 'iorbaCe for DtfaAM*;- аШм, Сошещ kev, П, ¿3, W6.

87. Телъскыи^ Uu ¿щЫпг* ос/дръоежк ~to vrot-t&i <ге*оилсел oUvtCopme/bt . UJfSSCO- Paús, J9&b.

88. Teaching thz cxf^ptiaoutLori ofun urfrl&i letouzce-i.- UJ^SSCO PaviS, Ш5.

89. ХАРАКТЕРИСТИКИ МИНИМАЛЬНОГО ЕСТЕСТВЕННОГО СТОКА РЖ БОЛГАРИИ