Оценка современной изменчивости стока р. Белая (Республика Башкортостан) под влиянием природных и антропогенных факторов

Головина, Анастасия Владимировна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Оценка современной изменчивости стока р. Белая (Республика Башкортостан) под влиянием природных и антропогенных факторов
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Оценка современной изменчивости стока р. Белая (Республика Башкортостан) под влиянием природных и антропогенных факторов"

На правах рукописи

00504731э

ГОЛОВИНА Анастасия Владимировна

ОЦЕНКА СОВРЕМЕННОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ СТОКА Р.БЕЛАЯ (РЕСПУБЛИКА БАШКОРТОСТАН) ПОД ВЛИЯНИЕМ ПРИРОДНЫХ И АНТРОПОГЕННЫХ ФАКТОРОВ

Специальность 25.00.36 - геоэкология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

2 7 СЕН 2Ш2

Казань - 2012

005047315

Работа выполнена на кафедре «Безопасность производства и промышленная экология» ФГБОУ ВПО Уфимского государственного авиационного технического университета (УГАТУ)

Защита диссертации состоится «04» октября 2012 г. в 15 часов 00 минут на заседании диссертационного совета Д 212.081.20 при ФГАОУ ВПО «Казанский (Приволжский) федеральный университет» по адресу: 420008, г. Казань, ул. Кремлевская, 18, корп. 2, ауд. 1211.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке им. Н.И. Лобачевского ФГАОУ ВПО «Казанский (Приволжский) федеральный университет».

Автореферат разослан «_» _ . 2012 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять по адресу: 420008, г. Казань, ул. Кремлевская, 18.

Ученый секретарь /

диссертационного совета

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Красногорская Наталия Николаевна Научный консультант кандидат географических наук, доцент

Фащевская Татьяна Борисовна Официальные оппоненты доктор химических наук, профессор

Тунакова Юлия Алексеевна

ФГАОУ ВПО «Казанский (Приволжский)

федеральный университет»;

кандидат географических наук, доцент

Загитова Лариса Рашитовна

ФГБОУ ВПО Башкирский государственный

аграрпый университет

Ведущая организация ФГБОУ ВПО Башкирский государственный

университет

кандидат географических наук, доцент

Ю.Г. Хабутдинов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Интенсивность антропогенного воздействия и вариабельность характеристик климата определяют изменения гидрологического режима водных объектов. Климатическая изменчивость приводит к увеличению вероятности неблагоприятных, в том числе опасных, гидрометеорологических явлений, а хозяйственная деятельность человека на водосборе и в русле реки - к количественному и качественному изменению основных характеристик гидрологического режима, снижению биоразнообразия и деградации речных экосистем. Изменение состояния водных объектов, как продуктивной среды обитания организмов-гидробионтов и источника ресурсов для человека, можно планировать на основе учета динамики характеристик стока.

Знание закономерностей изменения речного стока имеет важное значение для обеспечения жизненных потребностей населения и его экономического развития, предупреждения опасных природных и техноприродных процессов, а также для сохранения целостности речных экосистем. В этой связи оценка изменчивости речного стока является практически значимой.

Река Белая относится к водным объектам, на протяжении десятилетий подверженных интенсивному техногенному воздействию. По берегам р.Белой в крупных промышленных центрах расположены водоемкие производства, что определяет высокую степень использования её вод. Также происходят изменения климатических условий формирования водных ресурсов р.Белая. Поэтому знание закономерностей изменчивости стока р.Белая под влиянием климатических и антропогенных воздействий, и разработка научных основ рационального использования водных ресурсов реки являются весьма актуальными.

Работа выполнена в соответствии с планом фундаментальных научно-исследовательских работ Уфимского государственного авиационного технического университета «Развитие теоретических основ и модели мониторинга и прогнозирования состояния атмосферы и гидросферы в условиях антропогенного воздействия и климатических изменений» (ЭФ-БП-20-10-03).

Цель работы - оценка многолетней и внутригодовой изменчивости стока р.Белая с учетом динамики климатических колебаний и антропогенного воздействия на водосборе.

Задачи исследовании:

- исследование динамики природных и антропогенных условий формирования стока р.Белая для выявления периодов, отличающихся интенсивностью и направленностью воздействия на водоток;

- анализ пространственно-временной динамики многолетних, сезонных и характерных расходов воды для выявления закономерностей техноприродных трансформаций стока р.Белая;

- выявление вклада природного и антропогенного факторов в изменчивость стока р.Белая в условиях их совместного влияния и динамики;

- оценка изменчивости стока р.Белая при различных сценариях изменения климата для выявления условий возникновения опасных техноприродных ситуаций.

Научная новизна:

1. Разработана методика идентификации природных и антропогенных воздействий по изменению характеристик водного режима рек на основе сопоставления скользящих средних двух гидрологических характеристик;

2. Создана методика для оценки последствий влияния природных и антропогенных факторов при их совместном воздействии на водоток, в качестве научных основ рационального использования водных ресурсов;

3. Разработаны теоретические подходы к определению зависимостей между стоком и метеорологическими характеристиками природной среды при наличии хозяйственной деятельности человека на водосборе на основе учета количественного вклада каждого фактора в формирование стока рек.

Практическая значимость.

1. Выявлены многолетние и сезонные закономерности изменчивости стока р.Белая, позволяющие планировать и корректировать хозяйственную деятельность на её водосборе в условиях климатической изменчивости.

2. Результаты проведенных исследований используются в Башкирском территориальном управлении по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Баш.УГМС) (акт о внедрении результатов диссертационной работы № 1-181416 от 11.05.2012).

3. Результаты проведенных исследований использованы при разработке комплексной программы социально-экономического развития городского округа города Уфа Республики Башкортостан на 2011-2015 года (пункт 4.1.7 -Окружающая среда).

4. Методы исследования и результаты, полученные в диссертационной работе, внедрены в учебный процесс Уфимского государственного авиациошюго технического университета, и используются при подготовке бакалавров по направлению 280200 «Защита окружающей среды» и инженеров по направлению 280100 «Безопасность жизнедеятельности» по специальностям 280101 «Безопасность жизнедеятельности в техносфере» и 280103 «Защита в чрезвычайных ситуациях».

На защиту выносятся:

- результаты установленных климатических изменений на водосборе р.Белая;

- результаты установленных за многолетний период пространственно-временных изменений среднегодовых, сезонных и характерных расходов воды р.Белая в современных природно-антропогенных условиях;

- методика определения количественного соотношения между последствиями влияния природных и антропогенных факторов при их совместном воздействии на водоток по изменению расходов воды р.Белая;

- математические зависимости изменения количества водных ресурсов р.Белая от изменений температуры воздуха и количества осадков в различных физико-географических зонах Вельского бассейна при наличии хозяйственной деятельности на водосборе.

(2008, 2009, 2010, 2011), Невинномысск (2009), Минск (2009, 2010, 2011), Челябинск (2009), Тольятти (2009), Карлсруэ (Германия) (2010), Курган (2010), Иркутск (2008, 2009,2011), Сургут (2009), Томск (2009), Вологда (2009), Пермь (2009).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 49 работ, в том числе 3 статьи в журналах, входящих в Перечень ВАК; имеется 5 свидетельств об официальной регистрации программ для ЭВМ и базы данных.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав и заключения, списка использованной литературы и приложений. Основное содержание изложено на 200 страницах машинописного текста, иллюстрировано 60 рисунками и 26 таблицами. Список литературы включает 222 наименования, в том числе 22 на иностранном языке.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе выполнен анализ работ в области оценки влияния природных факторов и хозяйственной деятельности человека на формирование стока рек различных физико-географических районов. Установлено, что проблеме оценки изменчивости стока рек, в условиях стабильности климата, под влиянием хозяйственной деятельности человека посвящено много работ (Гареев A.M., 1981, 2000; Шикломанов И.А, 1979,1989; Родионов В.З., 1975, 1978; Коронкевич Н.И., 1990; Водогрецкий В.Е., 1979,1990; Исмайылов Г.Х., 2007). Однако исследования по оценке изменения гидрологического режима рек при изменчивости климата стали актуальными лишь с конца XX века. Результаты оценки влияния климатической вариабельности на сток приведены в работах: Шикломанов И.А., Георгиевский В.Ю., 2002,2006; Коронкевич Н.И., 2007; Бабкин В.И., 2004; Новороцкий П.В., 2004, 2007; Сен-Лоран Д., 2009; Переведенцев Ю.П., 2001, 2006; Семенова В.А., 2011. Выявлено, что в настоящее время отсутствует единая методика оценки изменчивости стока рек в условиях совместного воздействия и динамики климатических и антропогенных факторов.

Во второй главе приведена характеристика объекта исследования, исходных данных и используемых в работе методов.

Объектом исследования является основная водная артерия Республики Башкортостан - река Белая. Особенности физико-географического положения и рельеф водосборного бассейна реки Белая влияют на климат территории, который характеризуется большими колебаниями температуры воздуха (0,6-2,8°С) и количества осадков (300-700 мм) внутри года, а также в неравномерном их распределении от сезона к сезону.

В качестве исходных дашшх использовались результаты наблюдений за водным режимом (расходами воды) и метеорологическими характеристиками (температурой воздуха и количеством осадков) на водосборе р.Белая в 4 пунктах (створах) -д/о «Арский камень» (горная местность - верхнее течение реки), г.Стерлитамак, г.Уфа и г.Бирск (равнинная местность - среднее и нижнее течение реки). Выбор пунктов наблюдения обусловлен возможностью оценки изменчивости стока реки, протекающей в различных физико-географических условиях и подвергающейся различным видам антропогенного воздействия. Схема расположения пунктов наблюдения приведена на рис. 1.

д/о «Арский камень» г.Стерлитамах г.Уфа Исток J——Q-О-О-

г.Бирск р.Белая Обработано свыше

—Q-Ы Устье 100 тыс. значений

гидрометеорологиче-

272 км

ских характеристик, опубликованных в метеорологических

493 км

753 км

1297 км

ежемесячниках и материалах Государст-

1430 км

Рис. 1. Схема расположения пунктов наблюдения на венного водного ка-р.Белая (стрелкой показано направление течения реки) дастра (ГВК) из

фондов Центрального научно-исследовательского института комплексного использования водных ресурсов (ЦНИИКИВР, г.Минск), Башкирского территориального управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Баш. УГМС) и сайта Организации объединенных наций по вопросам образования, науки и культуры (ЮНЕСКО) за период с начала инструментальных наблюдений по 2007гг.

Оценка изменчивости стока р.Белая проведена по 4 гидрологическим показателям: среднегодовым и характерным (максимальным и минимальным в период зимней и летне-осенней межени) расходам воды. Оценка изменения климатических условий формирования стока осуществлялась по 2 метеорологическим показателям: среднегодовой температуре воздуха и годовому количеству осадков.

Ввиду большой внутригодовой неравномерности стока р.Белая изменение её гидрологических характеристик рассмотрено по следующим фазам водного режима: половодье (апрель-май), летне-осенний период, включающий летшою межень и период дождевых паводков (июнь-октябрь), зимняя межень (декабрь - март месяцы).

В работе использовались следующие методы: анализ статистической однородности временных рядов для установления факта и времени начала изменения исследуемых характеристик (Дружинин B.C., 2001; Сикан A.B., 2007); метод гидрологической аналогии с изученной рекой для восстановления гидрологических данных (Канарский Н.Д., Михалев М.А., 1984; Шикломанов И.А., 1989); корреляциошш-регрессиошшй анализ для установления зависимостей между гидрометеорологическими характеристиками (Лучшева А А., 1983; Орлов А.И., 2004); верояттюстао-статистический анализ кривых обеспеченности (Рождественский A.B., Чеботарев А.И., 1974; Лучшева A.A., 1983; Шелутко В.А., 1984, 2007); анализ относительных средних квадратических погрешностей статистических характеристик для определения репрезентативного ряда наблюдений (Лучшева A.A., 1983; Евстигнеев В.М., 1990); метод скользящей средней для идентификации природных и антропогенных воздействий на характеристики водного режима (David R. Brillinger, 2001; Голубев В.В., 2003; Helms M., 2005); спектральный анализ Фурье для выявления циклов многолетних колебаний расходов воды (Витязев В.В., 2001; Nestmann F., 2002; Helms M., 2005).

В третьей главе исследована динамика климатических и антропогенных условий формирования стока р.Белая.

Для оценки многолетних изменений метеорологических параметров на водосборе реки построены хронологические графики изменения среднегодовых значений температуры воздуха и годового количества осадков в четырех исследуемых пунктах. Для примера на рис. 2 приведены графики изменения значений среднегодовой температуры воздуха в пунктах д/о «Арский камень» и

а) д/о «Арский камень» б) г.Стерлитамак

Рис. 2. Изменение среднегодовых значений температуры воздуха (Т) в пунктах д/о «Арский камень» и г.Стерлитамак (--- линия тренда)

Оценка статистической значимости линейного тренда многолетних колебаний метеорологических параметров при достоверном уровне 95% свидетельствует о нестационарности среднегодовых значений температуры воздуха и годового количества осадков за исследуемый период. Таким образом, установлено значимое увеличение среднегодовых значений температуры воздуха и годового количества осадков к 2007 году во всех исследуемых пунктах.

Для выявления периодов, в пределах которых средние многолетние значения температуры воздуха и годового количества осадков неизменны, проводился анализ статистической однородности временных рядов исследуемых метеорологических параметров в следующей последовательности: 1) графический анализ интегральных кривых; 2) статистический анализ существенности нарушения однородности временного ряда с помощью параметрических (Фишера (/•), Стьюдента (5/)) и непараметрических (Вилкоксона-Манна-Уитни (Щ) критериев; 3) проверка значимости трендов исследуемых характеристик в пределах выделенных статистически однородных периодов.

На основе графического анализа выделены прямолинейные участки интегральных кривых, определяемые как статистически однородные. Для примера на рис. 3 приведены интегральные кривые среднегодовых значений температуры воздуха (Х7) в пунктах д/о «Арский камень» и г.Стерлитамак.

Определялся закон распределения значений среднегодовой температуры воздуха и годового количества осадков. Установлено, что временные ряды метеорологических параметров подчиняется нормальному закону распределения. Поэтому оценка существенности нарушения однородности исследуемых выборок проводилась по параметрическим и непараметрическим критериям при уровне значимости 5%, которая подтвердила достоверность графически установленного

нарушения однородности рядов метеорологических параметров. Результаты анализа статистической однородности временных рядов метеорологических параметров приведены в табл.1.

а) д/о «Арский камень» б) г.Стерлитамак

Рис. 3. Изменение набегающей суммы среднегодовых значений температуры воздуха (Е7) в пунктах д/о «Арский камень» и г.Стерлитамак (Ш - номер статистически - год начала статистически однородного периода)

Таблица 1

однородного периода;

1961

Результаты оценки статистической однородности временных рядов

Пункт наблюдения Среднегодовая температура воздуха 7", °С Годовое количество осадков Р, мм

Статистически однородный период Среднее значение Статистически однородный период Среднее значение

д/о «Арский камень» 1947-1960 1961-1976 1977-1998 1999-2007 0,5 ±0,1 0,8 ±0,2 1,3 ±0,2 2,1 ±0,1 1945-1986 1987-2007 461 ± 14 485 ± 24

г.Стерлитамак 1937-1986 1987-2007 2,9 ±0,2 4,1 ±0,3 1936-1984 1985-2007 487 ± 15 591 ±24

г.Уфа 1937-1984 1985-2007 2,8 ±0,1 3,6 ± 0,3 1937-1955 1956-1984 1985-2007 432 ±22 544 ± 16 608 ± 24

г.Бирск 1936-1983 1984-2007 2,9 ±0,1 3,6 ±0,2 1935-1955 1956-1984 1985-2007 435 ± 17 548 ± 16 584 + 23

Путем сравнения между собой средних значений метеорологических параметров в первом и последнем из расположенных в хронологической последовательности статистически однородных временных периодов определялось увеличение среднегодовой температуры воздуха и годового количества осадков в исследуемых пунктах. Графическая интерпретация средних многолетних изменений метеорологических параметров по течению р.Белая приведена на рисунке 4. Как видно из рис. 4, увеличение среднегодовой температуры воздуха к 2007 году на водосборе р.Белой составляет 0,7°С (в 1,2 раза) в г.Бирск - 1,6°С (в 4,2 раза) в д/о «Арский камень». Увеличение годового количества осадков составляет 5-41%.

Для оценки внутригодоеых изменений метеорологических параметров

рассчитаны средние сезонные значения температуры воздуха (как средние значения температуры воздуха за сезон) и сезонное количество осадков (как сумма выпавших осадков за сезон) за каждый статистически однородный временной период, выделенный на основе анализа многолетних рядов. Продолжительность сезонов года выбрана в соответствии с длительностью фаз гидрологического режима р.Белая.

АТ.-С (%) АР, мм (%) Определялось увели-

чение сезонной температуры воздуха (рис. 5) и сезонного количества осадков в исследуемых пунктах. Как видно на рис. 5, к 2007 году средняя температура водуха во все сезоны года повышается во всех исследуемых

пунктах. Наибольшее увеличение температуры воздуха происходит в зимний сезон и составляет от 3,2'С (в 1,32 раза) в верхнем

течении реки до 1,5'С (в 1,15 раза) в нижнем течении реки, при этом максимальное увеличение температуры воздуха отмечено в феврале месяце.

Увеличение сезонного количества осадков в горной и равнинной местности различно. Наибольшее увеличение количества осадков в горной местности отмечено в весенний сезон -на 25%, а на равнинной местности - в зимний сезон - на 48,3% (г.Стерлитамак) - 93,5% (г.Уфа).

Определен весовой вклад сезонов года (Вс) в среднегодо-

Рис. 4. Изменение среднегодовой температуры воздуха (Д7) и годового количества осадков (ДР) на водосборе р.Белая в исследуемых пунктах за период 1936-2007гг. (стрелкой показано направление течения реки)

Д Г, «С 3,5

3 2,5 2 1,5

3.2

п 1,9

1,5

Д8 ! 0,7 0Л

0.4 0.4

щ ИІ °>2 шш яэт 0.3

■ С- _ _

д/о "Арский камень"

г.Стерлитамак

г.Уфа

г. Би рек

Рис. 5. Увеличение температуры воздуха на водосборе р.Белая в исследуемых пунктах за период 1936-2007гг. в различные сезоны года: □ - зимний сезон, и - весенний сезон, алетне-осенний сезон

вых значений температуры воздуха и годового количества осадков по следующим формулам:

изменение

где дмс— изменение значений метеорологических параметров в каждый сезон; п -количество месяцев в сезоне; 12 — количество месяцев в году; изменение

среднегодовых (годовых) значений метеорологических параметров за период 19362007 годы. Примечание: при расчете весового вклада сезонов года в изменение среднегодовых значений температуры воздуха используется формула 1, при расчете весового вклада сезонов года в изменение годового количества осадков применяется формула 2.

Как показал расчет, величина весового вклада зимнего сезона в увеличение среднегодовой температуры воздуха варьируется по течению реки в диапазоне 61,0% (г.Стерлитамак) - 79,0% (г.Уфа). Величина весового вклада зимнего сезона в увеличение годового количества осадков варьируется по течению реки в диапазоне 41,0% (д/о «Арский камень») - 56,0% (г.Стерлитамак).

Результаты расчета весового вклада сезонов года в изменение среднегодовой температуры воздуха и годового количества осадков в исследуемых пунктах графически интерпретированы на рис.6.

Определены виды

антропогенного воздействия на водоток, осуществляемые в русле и пойме р.Белая (дноуглубление, добыча несчано-гравийного материала, строительство мостовых переходов и водохранилищ, использование водных ресурсов на промышленное, коммунально-бытовые и сельскохозяйственные нужды), и на водосборе реки (степень распаханности водосбора и вырубка леса).

Рис. 6. Весовой вклад сезонов года в изменение среднегодовой температуры воздуха и годового количества осадков в исследуемых метеорологических пунктах

р - Весенний сезон Ц Летне осенний сезон - - Река Белая

Масштаб 1:25С0000

Установлено, что

интенсивность антропогенной деятельности в русле и пойме реки Белая возрастает с начала-конца 1950-х годов, а с середины 1980-х гг. - начала 1990-х годов по настоящее время уменьшается.

что

Выявлено, что такие антропогенные факторы, как вырубка леса и распашка земель, с 1936 года не являются факторами, влияющими на изменчивость стока водосборного бассейна р.Белая. Степень распаханности территории уменьшается с середины 1990-х годов, а лесистость с середины 1960-х годов остается неизменной. Установлено, что ландшафтные изменения территории водосборного бассейна р.Белая начались задолго до начала инструментальных наблюдений за гидрологическим режимом реки, поэтому существующая база данных наблюдений за речным стоком уже учитывает последствия воздействия сложившегося на водосборе к моменту начала наблюдений «антропогенного фона».

В четвертой главе исследована многолетняя и внутригодовая изменчивость стока р.Белая.

Так как время начала и продолжительность периодов инструментальных наблюдений за расходами воды р.Белая различны в исследуемых створах, то для оценки изменчивости стока выбирался общий репрезентативный временной ряд. Определена необходимая длина временного ряда по статистическим характеристикам (средним многолетним значениям расходов воды и коэффициентам вариации) и их средним квадратическим погрешностям. Выявлено, что длина общего репрезентативного временного ряда должна составлять не менее 55 лет. Такому условию отвечает период с 1936 по 2007 гг., длина которого составляет 72 года.

На основе спектрального анализа Фурье определялось, учитывает ли общий временной ряд 1936-2007гт. цикличность водности р.Белая. Для выявления многолетних циклов водности р.Белая в исследуемых створах строились графики спектральной функции (периодограммы) от частоты Фурье для периода весеннего половодья и периода летне-осенней межени, которые влияют на годовые колебания стока.

Установлено, что колебания водности реки Белая в период весеннего половодья происходят с периодичностью около 14 лет (среднее и нижнее течение реки) и 11 лет (верховье реки). Колебания водности в период летне-осенней межени повторяются через 21 год в створах г.Стерлитамак, г.Уфа и г.Бирск, и через 18 лет в створе д/о «Арский камень».

Проведен расчет многолетних циклов колебаний водности р.Белая, которые объединяют циклы периодов половодья и летне-осенней межени и составляют: в верховье реки 21 год, в среднем и нижнем течении - 43 года. Для примера на рис.7 приведен график цикличности многолетних колебаний расходов воды в створе д/о «Арский камень».

Таким образом, определен общий репрезентативный период для выявления закономерностей техноприродной трансформации водного режима р.Белая - 19362007 годы, который включает в себя как минимум один полный цикл колебаний среднегодовых расходов воды р.Белая в каждом из исследуемых створов, и который отражает состояние водного объекта в условиях «малого» и «интенсивного» антропогенного воздействия.

Для установления закономерностей межгодовой динамики расходов воды проанализированы графики изменения их среднегодовых значений (Qcp) за репрезентативный период во всех исследуемых створах. Установлено, что по всему

течению р.Белой отмечается тенденция увеличения среднегодовых расходов воды к 2007 году, которая является значимой.

Для получения достоверных количественных оценок увеличения стока р.Белой проведен анализ статистической однородности временных рядов среднегодовых расходов воды. Анализ свидетельствует, что во всех створах изменение средних многолетних расходов воды происходило дважды: с начала 1950-х годов по всему течению реки они уменьшились, а с середины 1980-х годов в

1933 1938 1943 1948 1953 1958 1963 1968 1 973 1 978 1983 1 988 1993 1998 2003 Год

Рис. 7. График колебаний среднегодовых расходов воды р.Белая в створе д/о «Арский камень»: — многолетние циклы колебаний водности, выявленные на основе анализа Фурье; — - многолетние изменения среднегодовых расходов воды; ■•—- - длина полного цикла среднем и нижнем течении реки (конца 1990-

х годов в верхнем течении) - увеличились, компенсируя предыдущее уменьшение. В результате к 2007 году (рис. 8) в створе г.Уфа отмечено наименьшее увеличение среднегодовых расходов воды на 3,6%, несмотря на наибольшее увеличение количества осадков в этом створе (рис.4). Наибольшее увеличение среднегодовых расходов воды произошло в верхнем течении реки (19,4%), при наименьшем увеличении количества осадков (рис.4).

Влияние природных и антропогенных факторов на изменчивость стока рек по-разному проявляется в годы различной водности,

поэтому проанализированы изменения стока в многоводные и маловодные годы.

Для выявления

динамики средних годовых расходов воды р.Белая в годы различной водности эмпирические кривые статистически однородных

дом отдыха "Арский камень"

г.Стсрлигамак

г.Бцзсх

Рис. 8. Изменение среднегодовых расходов воды р.Белая в исследуемых створах за период 1936-2007гг. л^т^ои« >

ЦОС 1 рОСгЦд!

обеспеченности стока для каждого из выделенных временных периодов. Для сглаживания и аппроксимации эмпирических кривых обеспеченности использовались теоретические кривые - биномиальные кривые Пирсона III типа (при С5/Су>2) и трех-параметрическое гамма распределение Крицкого-Менкеля (при С\;/Су<2), показавшие удовлетворительную сходимость с

эмпирическим распределением. Для примера на рис. 9 приведены кривые обеспеченности среднегодовых расходов воды р.Белая в створе г.Уфа.

Определены параметры кривых обеспеченности, описывающие закономерности меж-

з 40 К4^'1---- I I 1 I———--—-| годовых изменений

расходов воды: средние многолетние значения ¡2ср> коэффициенты вариации С„ и асимметрии а также значения стока в диапазоне варьирования 1 -99% обеспеченности. Для примера в таблице 2

приведены результаты Рис. 9. Кривые обеспеченности среднегодовых расходов расчетов для схвора воды р.Белая в створе г.Уфа в статистически однородные ^ у^ временные периоды '

20 30 40 50 60 70 80 96 95 99 99,9 99.99

Обеспеченность, %

Установлено, что к 2007 году в маловодные годы расходы воды увеличились во всех исследуемых створах от 1,4 раза в г.Уфа до 19 раз в д/о «Арский камень». В многоводные годы расходы воды уменьшились в среднем и нижнем течении р.Белая от 1,1 раза в г.Уфа до 1,4 раза в г.Стерлитамак, а в верхнем течении реки -увеличились в 1,2 раза.

Для оценки внутригодовых изменений расходов воды рассчитаны средние значения стока в различные фазы водного режима за статистически однородные временные периоды, выделенные на основе анализа многолетних рядов. Установлено, что увеличение расходов воды в период зимней межени к 2007 году превышает увеличение стока в летне-осенний период по всему течению р.Белой. В период половодья расходы воды в верхнем течении реки и в г.Стерлитамак увеличились, а в створах г.Уфа и г.Бирск - уменьшились.

Для выявления изменений характерных расходов воды р.Белая проведен анализ многолетней динамики максимальных расходов воды минимальных

расходов ВОДЫ В период зимней (£тт-з) и летне-осенней межени (Х^тт-по) в годы различные по водности. Выделение периодов статистической однородности значений характерных расходов воды и сравнение их средних многолетних значений в эти периоды позволило установить динамику максимальных и минимальных расходов воды в период зимней и летне-осенней межени в средние по водности годы. На рис. 10 приведены результаты оценки динамики характерных расходов воды в средние по водности годы.

«Арский камень» г.Стерлитамак г.Уфа

г.Бирск

Рис. 10. Результаты оценки динамики характерных расходов воды реки Белая за период 1936-2007 годы: Ш - максимальный расход воды, И - минимальный расход воды в период зимней межени, а - минимальный расход воды в период летне-осенней межени

Как видно из рис. 10, к 2007 году минимальный расход в период зимней межени увеличивается по всему течению реки, наибольшее его увеличение отмечено в створе г.Стерлитамак (109%). Максимальные расходы воды увеличиваются в верховье р.Белая на 36%, а в среднем и нижнем ее течении уменьшаются на 7,1-29%. Противоположная динамика изменению макси-

мальных расходов воды выявлена для минимальных расходов в период летне-осенней межени: увеличение в среднем и нижнем течении реки на 23-34% и уменьшение в верхнем течении на 7,5%.

Результаты анализа изменения значений характерных расходов воды в годы, отличные по водности от средней, на основе построения кривых обеспеченности за статистически однородные временные периоды приведены в табл. 2.

Таблица 2

Расчетные параметры кривых обеспеченности расходов воды реки Белая в створе

Расход воды Период а',мз/с Су/С, Расход воды с обеспеченностью, м~Ус £?2008> м3/с

Г/о 5% 10% 50% 90% 95%

Средний годовой, 2сР 1936-1950 1951-1986 1987-2007 814 ±74 710± 27 843 ±45 0,30/0,23 0.23/-0.01 0,24/0-25 1497 1115 1400 1273 995 1217 1160 931 1125 803 711 832 500 493 585 423 431 523 522

Максимальный, (2тах 1936-1950 1951-1963 1964-1984 1985-2007 5961 ±677 5194 ±553 5121 ±402 5370 ± 327 0,44/0,60 0,38/1,15 0,36/0,41 0,29/0,12 16011 14536 10790 9521 12122 10609 8856 8235 10314 8853 7899 7563 5485 4603 4983 5342 2942 3227 2716 3279 2634 2580 2185 2717 3170

Минимальный зимней межени, фтт-э 1936-1963 1964-1983 1984-2007 145 ±7,9 200 ± 9,4 269 ± 12,7 0,29/0,26 0,21/0,61 0,22/033 257 329 442 221 282 385 202 260 357 143 195 269 93 150 196 79 140 179 206

Минимальный летне-осенней межени, Ожп-ю 1936-1950 1951-1963 1964-1984 1985-2007 283 ± 26,7 222 ± 12,7 278 ±16,3 347 ±21,6 0,37/0,02 0,21/-0,19 0,27/2,40 0,29/1,74 556 326 521 720 469 298 424 566 424 283 379 496 280 224 263 320 152 159 207 248 119 139 203 224 285

* - 0,'" среднее многолетнее значение; ** - бгш" значение характеристики стока за 2008 год

Как видно из таблицы 2, в среднем и нижнем течении реки увеличение среднегодовых расходов воды в маловодные годы и их уменьшение в многоводные годы привело к уменьшению межгодовой изменчивости стока, о чем так же

свидетельствует уменьшение коэффициента вариации С, по всему течению реки Белая: в 1,25 раза (в г.Уфа) - 1,71 раза (в г.Бирск).

Для установления причин изменениям расходов воды р.Белая выполнена идентификация техноприродных воздействий на водоток по разработанной методике. В соответствии с разработанной методикой определены причины изменения расходов воды р.Белая в исследуемых створах путем сопоставления двух скользящих средних линий. Для примера на рис. 11 приведены скользящие средние линии среднегодовых и минимальных расходов воды в период зимней межени в

Рис. 11. Скользящие средние линии минимальных Qmi„.3 расходов воды в период зимней межени и среднегодовых Qcp расходов воды р.Белая в створе г.Уфа за репрезентативный период (стрелками показана динамика фактора: | - увеличение, 1 -уменьшение)

С начала 1%0-х годов (рис. 11) произошло увеличение минимальных расходов воды в период зимней межени вследствие совместного воздействия на речной сток антропогенного (строительство Павловского водохранилища, как мгновенная реакция) и природного (увеличение количества осадков, как долговременная реакция) факторов. Дальнейшее отдаление двух скользящих средних линий связано с последующим снижением уровня антропогенной нагрузки и увеличением количества осадков и температуры воздуха.

В пятой главе разработаны научные основы определения количественного соотношения между последствиями совместного влияния на водоток климатических изменений и хозяйственной деятельности человека.

Разработана методика оценки изменчивости стока в условиях совместного воздействия и динамики климатических и антропогенных факторов. Методика основана на сравнении измеренных значений характеристик водного режима водотока с их значениями, которые наблюдались бы, если бы климатические

изменения имели бы место, а антропогенное воздействие на водоток отсутствовало. Общий алгоритм предлагаемой методики представлен на рис. 12.

Оценка количественного соотношения между природными и антропогенными факторами при их совместном воздействии на водоток

1 ЛЗыбор реки-аналога исследуемого водотока

2. Анализ статистической однородности многолетних рядов различных характеристик водного режима реки-аналога и исследуемой реки_

3. Определение общего статистически однородного периода, в пределах которого водный режим реки-аналога и исследуемой реки является естгественным

4. Установление зависимости между гидрологическими характеристиками реки-аналога и исследуемой реки за период, когда вод»™_режим сравниваемых_рек был естественным

5. «Восстановление» гидрологических характеристик исследуемой реки, которые наблюдались бы, если бы отсутствовало антропогенное воздействие на водоток

6. Анализ статистической однородности рядов «восстановленных» значений гидрологических характеристик исследуемой реки

7. Выделение общих временных интервалов, в пределах которых наблюдается статистическая однородность рядов измеренных и «восстановленных» значений гидрологических характеристик исследуемой реки

8. Определение средних многолетних значений измеренных (Хаби,) и «восстановленных» (Х^,) гидрологических характеристик в пределах общих статистически однородных временных интеовалов

9. Расчет изменения гидрологических характеристик по разнице между средними многолетними значениями измеренных (Хоби1) или «восстановленных» (Х^,) рядов в хронологически последовательно расположенные общие временные интервалы:

9.1 под влиянием совместного воздействия климатических изменений и хозяйственной деятельности человека (ДХобщ);

9.2 _под_влиянием природных факторов (ЛХ^)

10. Расчет изменения гидрологических характеристик под влиянием хозяйственной деятельности человека (&Хштр) согласно принципам, учитывающим результат сравнения величин ДХ^щ и АХпр, и тенденцию их изменения

11. Выявление роли природных (Ъ-Х'пр) И аН'фОПОГСННЫХ (ЬЗГмтр) факторов как отношение изменения гидрологических характеристик под воздействием климатических изменений (АХ„Р) или хозяйственной деятельности человека (ЬХаитр) к её общему изменению (ДЛ^,) в процентном соотношении

Рис. 12. Алгоритм определения количественного соотношения между природными и антропогенными факторами при их совместном воздействии на водоток

Тенденция и величина изменения характеристик водного режима под влиянием антропогенных факторов ДЛГ0(Ц,,Р определяется в зависимости от количественного соотношения ДЛТ^ и АХ^, а также от их сонаправленности или разнонаправленное™. Выделение роли природных АХv и антропогенных АХтщ, факторов в изменении характеристик водного режима осуществлялось по формулам:

Ал-оби, '"ей»

где АХ^АХ^АХ^ - изменение характеристики под влиянием природных факторов, под влиянием хозяйственной деятельности человека, под влиянием совместного воздействия природных и антропогенных факторов, соответственно.

По предложенному алгоритму определены последствия влияния природных и антропогенных факторов на среднегодовые и характерные расходы воды р.Белая в исследуемых створах. По результатам вычисления количественного соотношения ролей природного и антропогенного факторов в изменении расходов воды р.Белая построены гистограммы. Для примера на рис. 13 приведены количественные соотношения изменений среднегодовых расходов воды р.Белая в створе г.Уфа, произошедших под воздействием природных и антропогенных факторов.

Как видно на рисунке 13, уменьшение среднегодовых расходов воды с начала 1950-х годов произошло в результате воздействия на водоток только антропогенного фактора (100%): увеличение объемов водопотребления связанное с увеличением темпов роста объемов производства в Республике Башкортостан. С середины 1980-х годов изменение значений расходов воды обусловлено разнонаправленным воздействием природного (увеличение стока на 78%) и антропогенного (уменьшение стока на 22%) факторов. Для примера, обоснование причин изменчивости стока р.Белая в створе г. Уфа приведено на рис. 14.

Проводилось сравнение результатов оценки изменчивости стока, полученных с помощью разработанной методики" (методики I), с результатами, полученными по методике, основанной на построении двойных интегральных кривых, где в качестве аргументов используется информация о водотоке-аналоге (методики II -метод гидрологической

Рис.' 13. Количественное соотношение изменений среднегодовых аналогии). Установлено, ЧТО расходов воды реки Белая в створе г.Уфа, произошедших под использование МетОДИКИ II воздействием природных и антропогенных факторов: □ - антропогенный

фактор, □ - природный фактор ограничено В УСЛОВИЯХ

динамики климата, так как в этом случае нарушается статистическая однородность

рядов гидрологических характеристик исследуемого водотока и водотока-аналога. При этом, время и абсолютные значения изменений характеристик водности исследуемого водотока и водотока-аналога под влиянием климатических факторов могут не совпадать из-за разницы в размерах и условиях протекания. Методика I позволяет учесть климатические изменения условий формирования стока водотока-аналога.

Также использование методики II может не выявить динамику гидрологических характеристик исследуемого водотока в условиях разнонаправленного на него воздействия природных и антропогенных факторов. В тоже время методика I позволяет выявить направленность воздействия каждого из факторов, а также установить их количественное соотношение.

ч _

/ -

і і і і І4« 8 і 18 І І 1І І І 5 8 І І

1913 1928 1940 1945 1М5 1970 1980 1990 2000 2007

Рис. 14 - Обоснование причин изменчивости стока р.Белая в створе г. Уфа: □ -антропогенный фактор, □ - природный; 1 - Динамика объемов потребления воды из природных источников по Республике Башкортостан; 2 - Изменение набегающей суммы годового количества

осадков (ХР): (Ш - номер статистически однородного периода; Г1956 | _ ГОд начала статистически однородного периода); 3 - Темпы роста объемов производства в РБ: —"— - черная металлургия, * - химическая и нефтехимическая промышленность; 4 - Темпы роста объемов машиностроительной и металлообрабатывающей промышленности в РБ

Полученные по разработанной методике количественные соотношения позволяют установить зависимость величины стока от изменяющихся метеорологических параметров при наличии хозяйственной деятельности на водосборе, для выявления условий возникновения опасных техноприродных ситуаций.

Методом корреляционного анализа получены математические зависимости среднегодового стока от метеорологических параметров (среднегодовой температуры воздуха и годового количества осадков) в исследуемых створах на водосборе р.Белая.

Так как роль изменчивости климата и хозяйственной деятельности человека в динамике стока р.Белая различна в горной и равнинной местности, то установление зависимостей между характеристиками водного режима и метеорологическими параметрами проводилось отдельно для верхнего (рис. 15), среднего (рис.16) и нижнего течения реки за статистически однородные временные периоды, характеризующиеся различными значениями средних многолетних температур воздуха, и когда наблюдалось преобладающее воздействие климатических факторов на формирование стока. Установленные зависимости аппроксимируются уравнениями вида у-кх+Ь с коэффициентами корреляции 0,70-0,90.

Как видно на рис. 15,

I 200

- 2010 Факт- Расчет ± 6, V. у- 0.43Х+ 17,9

в 14,9 13,5 9 .к

И 204 185

2 < Т<3°С ' / у ,44х- 30

'Л у-С

185 2010 '' / ' \ о<т: 1"С

158 / 1 / ✓ ' / У

,141 ■Л Л-г У

✓

У I <Т < 38

при неизменном количестве выпадающих осадков увеличение температуры воздуха в горной местности приводит к увеличению значения годового слоя стока.

Устанавливались корреляционные зависимости характерных расходов воды р.Белая от средне-__ __ ___ годовых значений стока

гошнеи-тотою».-« ддя всех исследуемых

Рис. 15. Зависимость годового слоя стока р.Белая от годовой суммы створов. Для примера на осадков в створе д/о «Арский камень» при различных значениях с ПрИведены завИСИ-среднегодовой температуры воздуха „ости характерных

расходов воды от среднегодовых их значений в створе г.Стерлитамак. Коэффициенты корреляции линейной аппроксимации зависимостей составляют 0,69-0,77.

Апробация полученных зависимостей осуществлялась на значениях гидрометеорологических параметров за 2008-2010 годы. Для примера на рис. 15 пунктирными линиями нанесены результаты оценки изменчивости стока реки Белая в горной местности для маловодного 2010 года, характеризующегося максимальными температурами воздуха в летний период в условиях отсутствия осадков. По уравнениям регрессии установлено значение годового слоя стока (/?) в

верхнем течении реки Белая в 2010 году, которое составляет 185 мм, в то время как фактическое значение слоя стока - 204 мм (погрешность оценки - 9%).

Qmm,M3/c

0 20 40 60 80 100

300 -

200 300 400 500 600 700 800 900 Годовое количество осадков, мм

500 1000 1500 2000 2SOO 3000

Qmax, M3/С

Рис. 16. Зависимости среднегодового Рис. 17. Зависимости характерных расхода воды р.Белая от годового расходов воды р.Белая от количества осадков и средней годовой среднегодовых расходов в створе температуры воздуха в створе г.Стерлитамак г.Стерлитамак

Полученные зависимости позволяют по значениям годового количества осадков и средней годовой температуре воздуха без трудоемких вычислений оценивать изменчивость стока (среднегодовых и характерных расходов воды) в различных физико-географических районах на территории водосборного бассейна реки Белая, а также анализировать возможные опасные техноприродные ситуации, вероятные в современных природно-антропогенных условиях с погрешностью не более 30%.

Анализ опасных техноприродных ситуаций (наводнений и маловодий) проведен для участка реки в створе г.Стерлитамак. Уровень выхода воды на пойму (в период половодья или паводок) в створе г.Стерлитамак составляете 125,0 мБС, а величина среднего меженного уровня (в период летне-осенней межени) < 121,6 мБС. В соответствии с кривой Q = f(H), построенной за 2007 год, а значит учитывающей предшествующее антропогенное воздействие на русло реки, уровню воды в 125,0 мБС соответствует расход воды в 900 м3/с: а уровню воды в 121,6 мБС -25м3/с. Затопление хозяйственных построек происходит при уровне воды 126,0 мБС, что соответствует расходу воды 1400 м /с.

В условиях изменчивости климата для исключения возможности наступления маловодья (или состояния когда уровень воды понижается ниже отметки среднего меженного уровня) годовое количество осадков должно быть > 592 мм (рис. 16 и

17). Ранее при среднегодовой температуре воздуха ниже на 1,2°С отсутствие маловодья обеспечивало годовое количество осадков > 502 мм.

Условия для затопления прибрежных территорий в створе г.Стерлитамак формируются в настоящее время при годовом количестве осадков > 546 мм, а ранее при средней годовой температуре воздуха на 1,2°С ниже условия для затопления складывались при годовом количестве осадков > 457 мм (рис.16,17).

Алгоритм установления зависимостей величины стока от изменяющихся метеорологических параметров реализован в виде компьютерных программ. Разработанные в диссертационной работе подходы, методы и программы расчета могут применяться при оценке изменчивости стока под влиянием природных и антропогенных факторов для других речных бассейнов.

ВЫВОДЫ

1. Исследована динамика межгодовых и сезонных значений метеорологических параметров в различных физико-географических районах водосборного бассейна р.Белая. Определено, что среднегодовая температура воздуха и годовое количество осадков увеличились к 2007 году во всех исследуемых пунктах. Увеличение температуры воздуха в горной местности составило 1,6°С, на равнине 1,2°С (г.Стерлитамак). Количество осадков в горной местности увеличилось на 5%, на равнине увеличение составило 21% (г.Стерлитамак) - 41% (г.Уфа).

Проведена оценка весового вклада сезонов года в увеличение среднегодовых значений температуры воздуха и годового количества осадков на водосборе р.Белая. Наибольшее увеличение температуры воздуха произошло в зимний сезон (весовой вклад в среднегодовое значение - 61-79%) по всей территории водосборного бассейна р.Белая. Наибольшее увеличение количества осадков в горной местности произошло в весенний сезон (весовой вклад в годовое значение - 50%), а на равнинной местности - в зимний сезон (весовой вклад в годовое значение до 56,0%).

Изучена динамика основных показателей антропогенного воздействия, осуществляемого на водосборе, в русле и пойме р.Белая. Установлено, что интенсивность хозяйственной деятельности человека в русле и пойме р.Белая возрастает с начала 1950-х годов, а с середины 1980-х - начала 1990-х годов по настоящее время уменьшается.

Выявлено, что на водосборе р.Белая степень распаханности территории и лесистость не оказывают значимого воздействия на сток реки. Ландшафтные изменения территории водосборного бассейна начались задолго до начала инструментальных наблюдений за гидрологическим режимом реки, поэтому существующая база данных наблюдений за речным стоком уже учитывает последствия воздействия сложившегося на водосборе (к моменту начала наблюдений) «антропогенного фона».

2. На основе выявления цикличности колебаний водности р.Белая установлено, что длина репрезентативного ряда для исследования изменчивости стока р.Белая, как геоиндикатора изменения природной среды под влиянием хозяйственной деятельности человека, должна составлять не менее 55 лет.

Выявлены пространственно-временные закономерности изменения расходов воды р.Белая в условиях техноприродной трансформации водных ресурсов водотока:

- увеличение среднегодового стока по всему течению р.Белая: на 3,6% (в створе г.Уфа) - 19,4% (в верховье реки);

- увеличение среднегодового расхода воды р.Белая в горной местности обусловлено увеличением стока в период половодья (весовой вклад в среднегодовую величину 89%), в равнинной местности - увеличением стока зимней межени (весовой вклад - 46-67%).

Разработана методика идентификации природных и антропогенных воздействий по изменению характеристик водного режима рек на основе сопоставления скользящих средних двух гидрологических характеристик. Идентифицированы причины изменения расходов воды р.Белая в условиях совместного воздействия и динамики климата и хозяйственной деятельности человека.

3. Разработана методика определения количественного соотношения между природными и антропогенными факторами при их совместном воздействии на водоток. Установлено, что в различных физико-географических районах на водосборе р.Белая количественное соотношение между последствиями техноприродного воздействия на расходы воды отличается (например, уменьшение среднегодового расхода воды с начала 1950-х годов в горной местности произошло как результат увеличения температуры воздуха, а на равнинной местности -вследствие увеличения объемов водопотребления).

4. Установлены зависимоста между величиной стока и изменяющимися метеорологическими характеристиками природной среды при наличии хозяйственной деятельности на водосборе р.Белая. На основе установленных зависимостей получены количественные оценки водности р.Белая в современных меняющихся природно-антропогенных условиях, погрешность которых составляет 5-30%. Полученные зависимости позволяют:

> проводить оценку условий возникновения опасной техноприродной ситуации на р.Белая с целью обеспечения безопасности жизнедеятельности человека и сохранения условий функционирования речных экосистем;

> вовремя проводить мероприятия по снижению последствий чрезвычайных ситуаций, связанных с затоплением прибрежных территорий или осушением водоемов.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых журналах, определенных Высшей аттестационной комиссией

1. Красногорская H.H., Фащевская T.R, Елизарьев А.Н., Головина A.B. Оценка изменений водности реки Белой как фактора обеспечения безопасности жизнедеятельности человека// Безопасность жизнедеятельности, 2009. №2. - С.20-26.

2. Красногорская H.H., Фащевская Т.Е., Янгирова Э.Р., Головипа A.B. Оценка многолетних изменений уровня воды реки Белой в результате хозяйственной деятельности человека и природных факторов// Безопасность жизнедеятельности, 2010. №7. - С.32-41.

3. Красногорская H.H., Фащевская Т.Е., Головина A.B. Межгодовые и сезонные изменения метеорологических параметров в бассейне реки Белой// Вестник ВГУ. Серия: География. Геоэкология, 2011. №1. - С. 48-56.

Свидетельства о регистрации программ для ЭВМ

1. Ганцева Е.М., Фащевская Т.Е., Головина Л.В., Садикова Г.Р. Расчет устойчивости речных русел по гидролого-морфологическим параметрам. - Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2009611192 от 26.02.2009г.

2. Красногорская H.H., Головина A.B., Ганцева Е.М., Симонова Л.А., Абдуллина Э.К. Расчет высоты и скорости смещения гряд в зависимости от порядка рек. - Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2009611301 от 03.03.2009г.

3. Красногорская H.H., Фащевская Т.Е., Головина A.B., Павлов A.B., Амерзянов P.M. Информационно-аналитическая база и сведения о руслоформирующих характеристиках реки Белой. - Свидетельство об официальной регистрации базы данных №2009620117 от 13.03.2009г.

4. Красногорская H.H., Фащевская Т.Е., Головина A.B., Нечаева Ц.В., Волков Я.С., Янгирова Э.Р. Сведения о гидрометеорологических характеристиках водотоков бассейна реки Белой. -Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2010615365 от 20.08.2010г.

5. Красногорская H.H., Фащевская Т.Е., Головина A.B., Янгирова Э.Р., Волкова Ц.В., Меркулов Д.А. Исследование статистических зависимостей гидрометеорологических характеристик. -Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2011610202 от 11.01.2011г.

Статьи, опубликованные в материалах конференций

1. Головина A.B., Нечаева Ц.В., Янгирова Э.Р. Оценка влияния водного объекта с измененным гидрологическим режимом на жизнедеятельность человека //Материалы второй международной научно-практической конференции «Молодежь и наука: реальность и будущее». Невинномыск, 2009г. -С.123-127.

2. Krasnogorskaya N.N., Fachshevskaya Т.В., Golovina A.V., Nechaeva T.V. Monitoring of extremum runoff values of Belaya river //Сахаровские чтения 2009 года: экологические проблемы XXI века: Материалы 9-ой международной научной конференции. - Минск: МГЭУ им. А.Д. Сахарова, 2009г. - С.275-276.

3. Красногорская H.H., Фащевская Т.Е., Головина A.B., Нечаева Ц.В. Изменение экстремальных значений стока реки Белой в результате природных и антропогенных воздействий //Экология и безопасность жизнедеятельности промышлегаю-транспортных комплексов: сборник трудов второго международного экологического кошресса ELPIT-2009. - г.Тольятти: ТГУ, 2009. - т.З -С.249-256.

4. Красногорская H.H., Фащевская Т.Е., Головина A.B., Янгирова Э.Р., Нечаева Ц.В. Оценка изменения режима минимального стока реки Белой //Современные проблемы безопасности жизнедеятельности «Безопасность -09»: Материалы XIV всероссийской студенческой научно-практической конференции с международным участием. - Иркутск, 2009г. -С.189-191.

5. Красногорская H.H., Фащевская Т.Е., Головина А.В, Нечаева Ц.В. Анализ пространственно-временной динамики максимального стока реки Белой //Вопросы гидрологии, геоэкологии и охраны водных объектов: Материалы 1П всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Пермь, 2009г. - С.65-68.

6. Красногорская H.H., Фащевская Т.Е., Головина A.B., М. Хельмс, Применение статистических методов анализа для исследования времешшх рядов расходов воды реки Белой //Мавлютовские чтения: Материалы всероссийской молодежной научной конференции - Уфа, 2010,-том 5,-С.242-243.

7. Красногорская H.H., Фащевская Т.Б., Головина A.B., М. Хельмс, Применение двойного массового анализа для оценки изменений экстремальных расходов воды реки Белой

//Материалы международной научно-практической конференции «Экология. Риск. Безопасность». - Курган: КГУ, 2010. -С.44

8. Красногорская H.H., Фащевская Т.Б., Головина A.B. Анализ изменений климатических факторов формирования стока реки Белой // Молодые исследователи - регионам: Материалы всероссийской научной конференции студентов и аспирантов. В 2-х т. - Вологда: ВоГТУ, 2009г. -Т.]. -С.330-332

9. Фащевская Т.Б., Головина A.B., Нечаева Ц.В. Анализ изменения климатических параметров на водосборе реки Белой // Научное творчество молодежи: ХШ Всероссийская научно-практическая конференция. - Томск: Изд-во Том. Ун-та, 2009г. - Ч. 1. - С.228-231

10. Красногорская H.H., Фащевская Т.Б., Головина A.B., Нечаева Ц.В. Изменение особенностей руслового режима реки Белой в условиях антропогенного воздействия (на примере участка водотока в районе г. Стерлитамак) // Наука и инновации XXI века: IX Окружная конференция молодых ученых. - Сургут: ИЦ СурГУ, 2009г. Том 1.-С.135-136

11. Krasnogorskaya N.N., Fachshevskaya Т.В., Golovina A.V., М. Helms, Analysis of long-term flow series of the Belaya river as a base for environmental monitoring //Сахаровские чтения 2010 года: экологические проблемы XXI века: Материалы 10-ой международной научной конференции. -Минск: МГЭУ им. А.Д. Сахарова, часть 2, 2010г. - С.90-91.

ГОЛОВИНА Анастасия Владимировна

Специальность: 25.00.36 - геоэкология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Подписано в печать 18.07.2012. Формат 60x84 1/16. Бумага офисная. Печать плоская. Гарнитура Тайме. Усл. печ. л. 1,5. Уч.-изд. 1,3.

Тираж 100 экз. Заказ № 852. ФГБОУ ВПО Уфимский государственный авиационный технический университет Редакционно-издательский комплекс УГАТУ 450000, Уфа-центр, ул. К.Маркса, 12

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Головина, Анастасия Владимировна

Введение.

Глава 1 Современное состояние проблемы изменчивости стока рек йод влиянием природных и антропогенных факторов.

1.1 Факторы формирования речного стока и оценка последствий их изменений.

1.1.1 Природные факторы формирования стока рек и их динамика

1.1.2 Антропогенные факторы формирования стока рек и их динамика.

1.1.3 Изменчивость стока рек при воздействии на водоток природных и антропогенных факторов.

1.2 Методы оценки изменчивости стока рек.

Выводы по первой главе.

Глава 2 Характеристика объекта исследования и исходных данных.

Методы исследования.

2.1 Физико-географические и геологические характеристики водосборного бассейна реки Белая.

2.1.1 Геологические особенности и рельеф.

2.1.2 Климатические особенности.

2.1.3 Почвенный покров и растительность.

2.1.4 Природные зоны.

2.1.5 Особенности гидрологического режима реки Белая.

2.2 Характеристика исходных данных.

2.3 Методы исследования.

Выводы по второй главе.

Глава 3 Исследование динамики природных и антропогенных условий формирования стока реки Белая.

3.1 Анализ динамики метеорологических параметров.

3.1.1 Оценка многолетних изменений.

3.1.2 Оценка сезонных изменений.

3.1.3 Определение роли сезонов в изменении годовых значений метеорологических параметров.

3.2 Анализ динамики хозяйственной деятельности человека.

3.2.1 Оценка изменения интенсивности антропогенной деятельности в русле и пойме р.Белая.

3.2.2 Оценка изменения интенсивности антропогенной деятельности на водосборе р.Белая.

Выводы по третьей главе.

Глава 4 Исследование многолетней и сезонной изменчивости стока р.Белая.

4.1 Определение репрезентативного ряда характеристик водности реки Белая.

4.1.1 Оценка репрезентативности рядов среднегодовых расходов воды.

4.1.2 Выявление цикличности колебания водности реки Белая на основе спектрального анализа Фурье.

4.2 Анализ изменений расходов воды реки Белая.

4.2.1 Выявление многолетних изменений расходов воды.

4.2.2 Выявление сезонных изменений расходов воды.

4.2.3 Выявление изменений характерных расходов воды.

4.3 Идентификация природных и антропогенных воздействий на сток реки Белая.

4.3.1 Выявление причин и последствий изменения характерных расходов воды.

Выводы по четвертой главе.

Глава 5 Выделение роли природного и антропогенного факторов в изменчивости стока реки Белая.

5.1 Методика определения количественного соотношения между природным и антропогенным факторами при их совместном воздействии на водоток.

5.2 Выделение роли природного и антропогенного факторов в изменении расходов воды реки Белая. ^

5.3 Прогнозирование изменчивости стока реки Белая при климатических изменениях в современных природноантропогенных условиях.

5.3.1 Прогнозная оценка среднегодовых расходов воды в различных физико-географических зонах на водосборе реки Белая.

5.3.1.1 Установление зависимости между стоком и метеорологическими параметрами в горной местности.

5.3.1.2 Установление зависимости между стоком и метеорологическими параметрами в равнинной местности.

5.3.2 Выявление зависимости характерных расходов воды от среднегодовых значений стока в различных физико-географических зонах на водосборе реки Белая.

5.3.3 Оценка возникновения опасных техноприродных ситуаций.

Выводы по пятой главе.

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Оценка современной изменчивости стока р. Белая (Республика Башкортостан) под влиянием природных и антропогенных факторов"

Знание закономерностей изменения речного стока имеет важное значение для обеспечения жизненных потребностей населения и его экономического развития, предупреждения опасных природных и техноприродных процессов, а также для сохранения целостности речных экосистем [1,2]. В этой связи оценка изменчивости речного стока является практически значимой.

Река Белая относится к водным объектах!, на протяжении десятилетий подверженных интенсивному техногенному воздействию. По берегам р.Белой в крупных промышленных центрах расположены водоемкие производства, ч то определяет высокую степень использования её вод. Также происходят изменения климатических условий формирования водных ресурсов р.Белая. Поэтому знание закономерностей изменчивости стока р.Белая под влиянием климатических и антропогенных воздействий, и разработка научных основ рационального использования водных ресурсов реки являются весьма актуальными.

Задачи исследования:

Научная новизна:

Практическая значимость:

4. Методы исследования и результаты, полученные в диссертационной работе, внедрены в учебный процесс Уфимского государственного авиационного технического университета, и используются при подготовке бакалавров по направлению 280200 «Защита окружающей среды» и инженеров по направлению 280100 «Безопасность жизнедеятельности» по специальностям 280101 «Безопасность жизнедеятельности в техносфере» и 280103 «Защита в чрезвычайных ситуациях».

На защиту выносятся:

- результаты установленных климатических изменений на водосборе р.Бслая;

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 12 международных, 7 всероссийских и 7 региональных научных конференциях, симпозиумах и семинарах в городах Уфа (2008, 2009, 2010, 2011), Невинномысск (2009), Минск (2009, 2010, 2011), Челябинск (2009), Тольятти (2009), Карлсруэ (Германия) (2010), Курган (2010), Иркутск (2008, 2009, 2011), Сургут (2009), Томск (2009), Вологда (2009), Пермь (2009).

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Головина, Анастасия Владимировна

183 Выводы

1. Исследована динамика межгодовых и сезонных значении метеорологических параметров в различных физико-географических районах водосборного бассейна р.Белая. Определено, что среднегодовая температура воздуха и годовое количество осадков увеличились к 2007 году во всех исследуемых пунктах. Увеличение температуры воздуха в горной местности составило 1,6°С, на равнине 1,2°С (г.Стерлитамак). Количество осадков в горной местности увеличилось на 5%, на равнине увеличение составило 21% (г.Стерлитамак) - 41 % (г.Уфа).

Проведена оценка весового вклада сезонов года в увеличение среднегодовых значений температуры воздуха и годового количества осадков на водосборе р.Белая. Наибольшее увеличение температуры воздуха произошло в зимний сезон (весовой вклад в среднегодовое значение - 6179%) по всей территории водосборного бассейна р.Белая. Наибольшее увеличение количества осадков в горной местности произошло в весенний сезон (весовой вклад в годовое значение - 50%), а на равнинной местности -в зимний сезон (весовой вклад в годовое значение до 56,0%).

Установлены пространственно-временные закономерности изменения расходов воды р.Белая в условиях техноприродной трансформации водных ресурсов водотока:

- увеличение среднегодового стока по всему течению р.Белая: на 3,6% (в створе г.Уфа) - 19,4% (в верховье реки);

3. Разработана методика определения количественного соотношения между природными и антропогенными факторами при их совместном воздействии на водоток. Установлено, что в различных физико-географических районах на водосборе р.Белая количественное соотношение между последствиями техноприродного воздействия на расходы воды отличается (например, уменьшение среднегодового расхода воды с начала 1950-х годов в горной местности произошло как результат увеличения температуры воздуха, а на равнинной местности - вследствие увеличения объемов водопотреблеиия).

4. Установлены зависимости между величиной стока и изменяющимися метеорологическими характеристиками природной среды при наличии хозяйственной деятельности на водосборе р.Белая. Па основе установленных зависимостей получены количественные оценки водности р.Белая в современных меняющихся природно-антропогенных условиях, погрешность которых составляет 5-30%. Полученные зависимости позволяют: проводить оценку условий возникновения опасной техноприродной ситуации на р.Белая с целью обеспечения безопасности жизнедеятельности человека и сохранения условий функционирования речных экосистем; вовремя проводить мероприятия по снижению последствий чрезвычайных ситуаций, связанных с затоплением прибрежных территорий или осушением водоемов.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Головина, Анастасия Владимировна, Уфа

1. Руководство по информационно-пропагандистской деятельности «Вода ради жизни» 2005-2015гг. Всемирная организация здравоохранения, 2005. - 32с.

2. Водная стратегия Российской Федерации на период до 2020 года и план мероприятий по её реализации. Распоряжение правительства Российской Федерации № 1235-Р от 27.08.2009. - 15с.

3. Шикломаиов И.А. Динамика водопотребления и водоотведения в мире // Водные ресурсы. №6, 1986. - С. 119-139.

4. Шикломанов И.А., Цыценко К.В. Орошение и сельскохозяйственное водоснабжение. // Водные ресурсы России и их использование. СПб: ГГИ. - 2008. - С.299-306.

5. Шикломанов И.А., Георгиевский В.Ю., Бабкин В.И., Балонишникова Ж.А. Проблемы изучения формирования и оценки изменений водных ресурсов и водообеспеченности России // Метеорология и гидрология. -№1, 2010. С.23-32.

6. Эдельшгейн К.К., Гречушникова М.Г. Воздействие гидротехнического строительства на сток Амура // Метеорология и гидрология. №5 - 2006. - С.86-95.

7. Беркович K.M., Злотина Л.В., Турыкин JI.A. Антропогенные деформации русла реки Белой //Эрозия почв и русловые процессы. вып. 13, - М., 2001.- С. 184203.

8. Отчет о выполненной работе по теме «Исследование русловых процессов на примере реки Белой для обоснования методов оптимизации путевых и добычных работ»,- Москва: МГУ, 2000.- 90с.

9. Беркович K.M. Взаимное влияние добычи ПГС и путевых дноуглубительных работ на судоходных реках // Современное состояние водных путей и проблемы русловых процессов. М. 1999.- С.41-48.

10. Шикломанов И.А. Влияние хозяйственной деятельности на речной сток.-JI: Гидрометеоиздат, 1989.-336с.

11. Шикломанов И.А. Антропогенные изменения водности рек.- J1: Гидрометеоиздат, 1979,- 302с.

12. Коронкевич И.И. Водный баланс Русской равнины и его антропогенные изменения. М.: Наука 1990.- 205с.

13. Водогрецкий В.Е. Антропогенные изменения стока малых рек. JL: Гидрометеоиздат, 1990. - 198с.

14. Thomas D.Potter, Bradlcy R.Colman Ilandbook of weather, climate and water. 2003.-955p.

15. Короикевич Н.И., Барабанова E.A., Зайцева И.С. О влиянии изменения годовых значений температуры воздуха и осадков на сток рек Русской равнины // Известия РАН. Серия География. №5, 2007. С.64-70.

16. Шикломанов И.И., Линз.Г. Влияние изменений климата на гидрологию и водное хозяйство // Метеорология и гидрология. №4, 1991. - С.51-66.

17. Мякишева Н.В. Климатическая система Земли. Спб: РГГМУ, 2008. 95с.

18. Гуревич Е.В. Влияние температуры воздуха на зимний сток рек (на примере бассейна р.Алдан) // Метеорология и гидрология. -№9, 2009. С.92-99.

19. Влияние изменения климата на экосистемы бассейна реки Амур. М.: WWF России, 2006. -128с.

20. Изменение климата: Обзор состояния научных знаний об антропогенном изменении климата. Кокорин А. О.: РРЭЦ, GOF, WWF России, 2005. -20с.

21. Цыценко К.В. Гидроэкологические аспекты водопользования в бассейнах Арала, Балхаша и Иссык-Куля. В сб. «Вода и рынок». - СПб.: изд. СПбГТУ, 2005. - С.64-75.

22. Беркович К.М. Географический анализ антропогенных изменений русловых процессов. М.: ГЕОС. 2001. 164с.

23. Барышников Н.Б. Антропогенное воздействие на русловые процессы. -Л.: ЛГМИ, 1990,- 140с.

24. Чалов Р.С. Естественные и антропогенные изменения рек России за историческое время // Науки о Земле. -№1, 2000. С.71-78.

25. Шикломанов И.А., Георгиевский В.Ю. Влияние антропогенных изменений климата на гидрологический режим и водные ресурсы //Изменения климата и их последствия. СПб.: Наука, 2002. С. 152-164.

26. Исмайылов Г.Х., Федоров B.M. Межгодовая изменчивость и взаимосвязь элементов водного баланса бассейна р.Волги // Водные ресурсы. том 35, - №3, 2008.-С.259-277.

27. Исмайылов Г.Х., Федоров В.M. Оценка возможных антропогенных изменений стока р.Сырдарьи на основе математической модели // Водные ресурсы.- том 34, №4, 2007. - С.389-403.

28. Бабкин В.И., Воробьев В.Н., Смирнов Н.П. Колебания стока Оби, Енисея и Лены и динамика циркуляции атмосферы в Северном полушарии //Метеорология и гидрология. -№1, 2004. С.74-80.

29. Шикломанов И.А., Георгиевский В.Ю. Сток рек России при глобальном потеплении климата // Водные ресурсы и водное хозяйство -Москва. Секция 1, -2006.-С.3-4.

30. Helms M., Evdakov О., Ihringer J., and Nestmann F. A hydrologie contribution to risk assessment for the Caspian Sea. Limnologica, № 35, 2005. P.l 14— 122.

31. Балков В.A., Максютока JI.P. Изменение водности р.Белой и ее притоков в связи с естественными и антропогенными факторами // Проблемы изучения, охраны и рационального использования природных ресурсов Башкирии, Уфа. 1986.- С.4-6.

32. Раткович Д.Я. Актуальные проблемы водообеспечения. М.: Паука, 2003.-352с.

33. Михайлов В.Н, Морозов В.Н., Черой Н.И., Михайлова М.В., Завьялова Е.Ф. Экстремальное половодье на Дунае в 2006г. // Метеорология и гидрология. -№1, 2008. С.80-89.

34. Shahzad, М.К, Lindenmaier, F, Ihringer. J, Plate, E.J. and Nestmann, F. Statistical ilood forecasting for the Mékong River: European Geo-Sciences Union Assembly, Vienna, Austria, 2009. P.58-60.

35. Бузин B.A. Опасные гидрологические явления. Спб: РГГМУ, 2008.228с.

36. Владимиров А.М. Опасные гидрологические явления. // Проблемы современной гидрологии. Сборник научных трудов сотрудников гидрологического факультета. СПб: Изд-во РГГМУ, 2004. - С.60-65.

37. Евстигнеев В.М. Практические работы по курсу «Учение о стоке». М.: МГУ, 1983. - 72с.

38. Гареев, А. М. Природная среда и нефтегазовый комплекс Башкортостана.- Уфа Китап 2000. -218с.

39. Чеботарев А.И. Общая гидрология. -JL: Гидрометеоиздат, 1975. 544с.

40. Орлов В.Г., Сикан А.В. Основы инженерной гидрологии. Спб: РГГМУ, 2003,- 187с.

41. Давыдов Jl.К., Дмитреева A.A., Конкина II.Г. Общая гидрология. -Л.:Гидрометеоиздат, 1973г. -463с.

42. David R. Maidment, Applied Hydrology. 1988. 565p.

43. Лучшева A.A. Практическая гидрометрия. Л.: Гидрометеоиздат. 1983,423 с.

44. Горошко Н.В., Бураков Д.А. Факторы и закономерности пространственной корреляции годового стока рек Бассейна Верхней Оби //Метеорология и гидрология. №1, 2007. - С. 101-109.

45. M. J. M. de Wit, В. van den Hurk, P. M. M. Warmerdam, P. J. J. F. Torfs, E. Roulin, W. P. A. van Deursen, Impact of climate change on low-flows in the river Meuse // Climatic Change. №82, 2007. P.351-372.

46. Лурье П.М, Панов В.Д. Влияние изменений климата на гидрологический режим р.Дон в начале XXI столетия // Метеорология и гидрология. №4, 1999.- С.90-100.

47. Воейков А. И. Климаты земного шара, в особенности России. СПб. 1884; 2-е изд. Избранные произведения, т. 1, 1950. - 640с.

48. Соколовский Д.Л. Речной сток. Гидрометеорологическое издательство. -Ленинград, 1968г.-540с.

49. Маккавеев Н.И. Эрозионно-аккумулятивные процессы и рельеф русла рек. Избранные труды. М.:изд-во МГУ. 1998. 285 с.

50. Алексеевский II. И., Чалов Р. С. Движение наносов и русловые процессы. М.: МГУ. 1997. 170 с.

51. Догановский A.M., Малинин В.Н. Гидросфера Земли. Спб: Гидрометеоиздат, 2004. 618с.

52. Барышников Н.Б., Попов И.В. Динамика русловых потоков и русловые процессы. Л.: Гидрометеоиздат. 1988. 456 с.

53. Федорова Ю.В. Осадки в бассейне р.Риоии // Метеорология и гидрология. №8, 2000. С. 102-111.

54. Дмитриева В.А. Характеристика исходной информации и режима атмосферных осадков (на примере метеостанции Лиски) // Вестник ВГУ, Серия география и геоэкология. Воронеж. -2003. №1 С.97-103.

55. Угрюмов А.И., Харькова Н.В. Современные изменения климата Санкт-Петербурга и колебания циркуляции атмосферы // Метеорология и гидрология. -№1, 2008. С.24-30.

56. Алексеевский Н.И., Лебедева М.Ю., Соколовский Д.К. Источники питания и изменчивость их вклада в формирование стока рек европейской территории России // Водные ресурсы, том 34, №1, 2007. С.5-17.

57. Груза Г.В., Ранькова Э.Я. Обнаружение изменений климата: состояние, изменчивость и экстремальность климата // Метеорология и гидрология. -№4, 2004.-С.50-66.

58. Новороцкий П.В. Многолетние изменения температуры воздуха и атмосферных осадков в бассейне Нижнего Амура // Метеорология и гидрология. -№5, 2004. С.55-62.

59. Переведенцев Ю.П., Верещагин М.А., Наумов Э.П., Шанталинский K.M. Многолетние колебания основных показателей гидрометеорологического режима волжского бассейна // Метеорология и гидрология. -№10, 2001. С. 16-23.

60. Анисимов, O.A., В.А. Лобанов,С.А. Ренева. Анализ изменений температуры воздуха на территории России и эмпирический прогноз на первую четверть 21 века. // Метеорология и гидрология, № 10, 2007. С.20-30.

61. Зверяев И.И. Климатология и долгопериодная изменчивость годового хода температуры воздуха над Европой // Метеорология и гидрология. №7, 2007. -С. 18-24.

62. Сен-Лоран Д., Месфюи М., Эвен Г. Гидроклиматическая изменчивость и связь с наводнениями (Южный Квебек, Канада) //Водные ресурсы, том 36. -№1, 2009. - С.46-60.

63. Бегалишвили H.A., Берадзе Н.И. и др. Проблема изменения климата в горных странах (на примере Грузии) // Метеорология и гидрология. №3, 2006. -С.46-54.

64. Новороцкий П.В. Климатические изменения в бассейне Амура за последние 115 лет // Метеорология и гидрология. №2, 2007. - С.43-53.

65. Шиловцева O.A., Романенко Ф.А. Многолетние изменения температуры воздуха на Северо-западном Таймыре и Нижнем Енисее в ХХв. //Метеорология и гидрология. -№3, 2005. С.53-68.

66. Коваленко В.В. Гидрологическое обеспечение надежности строительных проектов при изменении климата. Спб: РГГМУ, 2009. 100с.

67. Шерстюков Б.Г. Сценарии климата Московского региона до 2050г. //Метеорология и гидрология. -№7, 2005. 26-32с.

68. Шерстюков Б.Г. Долгосрочный прогноз месячной и сезонной температуры воздуха с учетом периодической нестационарности //Метеорология и гидрология. №9, 2007. - С. 14-26.

69. Георгиади А.Г., Милюкова И.П. Особенности речного стока в бассейне р.Волги в теплые климатические эпохи прошлого и при глобальном потеплении климата в будущем // Водные ресурсы и водное хозяйство -Москва. Секция 1, -2006.-С. 13.

70. Шикломанов И.А., Георгиевский В.Ю. Современные и перспективные изменения стока рек России под влиянием климатических факторов В кн. «Водные ресурсы суши в условиях изменяющегося климата», С-Пб, 2007. - С.20-32.

71. Бабкин В.И. Водные ресурсы Российской Федерации в ХХв. //Водные ресурсы, том 31, - №4 -2004. - 395-400с.

72. Переведенцев Ю.П., Верещагин М.А., Наумов Э.П., Шанталинский K.M. Особенности гидрометеорологического режима волжского бассейна в XX столетии // Водные ресурсы и водное хозяйство Москва. - Секция 1, - 2006. - 5-6с.

73. Доклад о стратегических оценках последствий изменений климата в ближайшие 10-20 лет для природной среды и экономики Союзного государства от 28.10.2009. 18с.

74. Климатическая доктрина Российской Федерации от 17 декабря 2009.14с.

75. Семенова В.А. Климатически обусловленные изменения опасных и неблагоприятных гидрологических явлений на реках России // Метеорология и гидрология. №2, 2011. - С.74-83.

76. Чалов P.C. Русловедение: теория, практика. Т.1: Русловые процессы: факторы, механизмы, формы проявления и условия формирования речных русел. -М.: ЛКИ, 2008-608с.

77. Фащевский Б.В. Основы экологической гидрологии. Минск: Экоинвест, 1996 - 240с.

78. Соколов A.B., Шаликовский A.B. Трансграничные водохозяйственные проблемы верховьев реки Амур. // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. № 4, 2007. С.66-73.

79. Газета «Амурская заря» «Водоканал»: проблемы и перспективы // URL: http://www.amursk.ru/az/08/1029/14.htm

80. В Магнитогорске кризис водопотреблепия: ограничивается подача воды // URL: http://www.rustunnel.ru/news/20263.html

81. Кадраева H.H. Маловодье 2010 года // Табигат. №7, 2010. — С. 10-11.

82. Уразбахтина И. От половодья страдает население, от маловодья -экономика // Табигат. №4, 2004. - С.27.

83. Седьмой европейский транспортный коридор: судоходные условия на Дунае // URL: http://danube.riverships.ru/004-9.htm

84. Трансграничное диагностическое исследование бассейна реки Днестр. 2005. -91с.

85. Республика Башкортостан // Башкортостан: Краткая энциклопедия. Уфа: Научное издательство «Башкирская энциклопедия», 1996. - С. 10-82.

86. Гареев A.M. Реки и озера Башкортостана. Уфа, Китап, 2001. - 260с.

87. Спицкий В.В. Из истории развития речного транспорта Республики Башкортостан // Вестник Башкирского университета. Уфа, Т. 12 - №2, 2007.- С.81-82.

88. Маккавеев Н.И. Русло реки и эрозия в ее бассейне. М.: Географический факультет МГУ, 2003. 355 с.

89. Чернышов Ф.М. Об изменении уровней воды при сохранении водности потока // Метеорология и гидрология. №5, 1980. - С.259-277.

90. Государственный доклад о состоянии природных ресурсов и окружающей среды РБ в 2005г.- 197с.

91. Государственный доклад о состоянии природных ресурсов и окружающей среды РБ в 2007г. 217с.

92. Дегтярев С.Д. Проблема учета русловых процессов при проектировании мостовых переходов // Маккавеевские чтения 2005. Москва. - 2006. - С. 18-21.

93. Металлургический портал //URL: www.metalcom.ru

94. Арсеньев Г.С. Основы управления водными ресурсами водохранилищ. -СПб: Изд-во РГГМУ. 2003. - 78с.

95. Загитова JI. Р. Оценка антропогенных изменений стока в бассейне р.Белой. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук. Пермь, 2004г. 22с.

96. Гопченко Е.Д., Лобода Н.С. Оценка возможных изменений водных ресурсов Украины в условиях глобального потепления //Гидробиологический журнал, Т.36 №3, 2000. - С.67-78.

97. Фащевская Т.Б. Оценка антропогенного воздействия на качество водных объектов (на примере р.Белой). дис. канд. географ, наук Уфа, 2006. - 216с.

98. Регионы России. Социально-экономические показатели. 2004: Р32 Стат. сб. / Росстат. М., 2004. - 966 с.

99. Регионы России. Социально-экономические показатели. 2006: Р32 Стат. сб. / Росстат. М., 2007. - 981 с.

100. Регионы России. Социально-экономические показатели. 2008: Р32 Стат. сб. / Росстат. М., 2008. - 999 с.

101. Регионы России. Основные характеристики субъектов Российской Р32 Федерации. 2002: Стат. сб. / Госкомстат России. М.,2002. - 620 с.

102. Гареев A.M. Географо-экологические основы комплексного использования и охраны водных ресурсов бассейна реки. Из-во Челябинского пед. ин-та, 1989,- 122с.

103. Лаппо Г.М. Города России: энциклопедия. М.: Большая Российская энциклопедия, 1994.-47с.

104. Города и регионы РБ: Статистический сборник. Государственный комитет РБ по статистике. Уфа. 1997. - 435с.

105. Горкин А.П. География России: энциклопедический словарь. М.: Большая Российская энциклопедия, 1998. С.61-63.

106. Галин P.A. Население города Уфы: прошлое, настоящее, будущее. Уфа: РИО БАГСУ, 2001.-96с.

107. Water economy prospects for 1990 and 2000. Econ. Bui. Europe, vol. 34, 1982.- P.91-117.

108. Красногорская H.H., Фащевская Т.Б., Рогозина T.A. Оценка качества водных объектов в условиях антропогенного воздействия: Монография. Уфа: Издательство УГАТУ, 2006. - 278с.

109. Родионов В.З. Оценка влияния комплекса факторов хозяйственной деятельности на сток р.Тобола у г.Кустаная. // Сб. работ rio гидрологии, №13. -1978. С.69-75.

110. Родионов В.З. Влияние прудов и малых водохранилищ на сток рек лесостепной и степной зон бассейна Волги. // Труды ГТИ, вып.229. 1975. - С. 106122.

111. Доброумов Б.М., Устюжанин Б.С. Водные ресурсы рек зоны БАМ. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. -272 с.

112. Загитова J1.P. Оценка антропогенных изменений стока в бассейне реки Белой. дис. канд. географ, наук —Уфа, 2004. - 108с.

113. Булавко А.Г., Ревера О.З., Лалыкин II.B. Тенденции антропогенных изменений ресурсов поверхностных вод Белоруссии, Украины и Молдавии // Сборник работ по гидрологии. Гос. гидрол. ин-т. №17, 1982. - С.33-43.

114. Шулипенко Т.Ф. Оценка влияния хозяйственной деятельности на сток средних рек Украины // Тр. Укр. регион. НИИ Госкомгидромета, №211, 1982. -С.36-46.

115. Водогрецкий В.Е. Склоновый сток и его изменения под влиянием агротехнических и лесомелиоративных мероприятий. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. -264с.

116. Логинов В.Ф., Волчек A.A. Колебания годового стока воды р.Неман у г.Гродно // Водные ресурсы, том 33. -№6, 2006. - С.655-663.

117. Вердиев Р.Г. Расчет и прогноз стока половодья рек Восточного Кавказа // Метеорология и гидрология. -№1, 2009. С.68-74.

118. Варданян Т.Г. Особенности изменения годового стока рек Армении. // Новые подходы и методы в изучении природных и природно-хозяйственных систем: Материалы международной конференции. Алматы, 2006. - С. 169-177.

119. Шикломанов И.А. Влияние изменений климата на водные ресурсы и гидрологический режим и социально-экономические последствия; мероприятия по адаптации и уменьшения негативных явлений //Метеорология и гидрология. №4, 1991. С.51-67.

120. Сидорчук А.Ю., Панин A.B., Борисова O.K. Климатически обусловленные изменения речного стока на равнинах Северной Евразии //Водные ресурсы, том 35, - №4, 2008. - С.406-417.

121. Курдов А.Г. Водные ресурсы Воронежской области: формирование, антропогенное воздействие, охрана и расчеты. Воронеж: Издательство Воронежского университета, 1995. - 224с.

122. Волчек Ан.А. Изменение максимальных расходов воды весеннего половодья на реках Белорусского полесья. // Материалы III международного водного форума «Международное сотрудничество в решении водно-экологических проблем». г.Минск, 2008. -С.212-213.

123. Логинов В.Ф. Изменение климата Беларуси и их последствия. Минск: Тонпик, 2003.-330с.

124. Лурье П.М., Панов В.Д. Речной сток Кавказа в условиях современного изменения климата // Тезисы докл. Всемир. Конференции по изменению климата. -М„ 2003. -256с.

125. Евстигнеев В.М. Речной сток и гидрологические расчеты: Учебник.-М.: изд-во МГУ, 1990.- 304 с.

126. Черняева A.M. Водные ресурсы и водное хозяйство Урала. -Свердловск: Средне-Уральское книжное издательство. 1977. - 272с.

127. Васильев О.Ф., Болгов М.В. Гидрологические последствия изменений климата // Водные ресурсы. том 34, - №6, 2008. - С.762-764.

128. Юмина U.M., Куксина Л.В. Прогнозы и расчеты стока рек в бассейне р.Кубань // Вестник Московского университета. Серия 5. География. №1, 2001. -С.55-59.

129. Ресурсы поверхностных вод СССР. Средний Урал и Приуралье. -Гидрометеоиздат: Ленинград, том 11. - 1973. - 848с.

130. Фагкуллин P.A. Природные условия Башкортостана: Учебное пособие. -Уфа: Китап, 1994,- 174с.

131. Гидрологические ежегодники за 1936-2007гг. Т.4, выпуск 5-7

132. Нафикова Э.В. Интегрированный риск экстремальных гидрологических ситуаций в речном бассейне. // 5-ая Всероссийская зимняя школа-семинар молодых ученых «Актуальные проблемы науки и техники». Уфа, 2010. - С.113-117

133. Абдрахманов Р.Ф. Гидрогеоэкология Башкортостана. Уфа: Ипформреклама, 2005. - 344с.

134. Балков В.А. Водные ресурсы Башкирии. Уфа: Башкирское книжное издательство, 1978. 123 с.

135. Красов В.Д. Оценка репрезентативности периода для определения характеристик речного стока // Вестник ВГУ Серия: География. Геоэкология, №2, 2008. -С.133- 141

136. Соломенцев H.A., Львов А . М. Гидрология суши. Учебник для гидрометереологических техникумов ГУГМС. Ленинград Гидрометеоиздат. 1976. -432 с.

137. СП 32-103-97. Проектирование морских берегозащитных сооружений.136с.

138. Витязев В.В. Спектрально-корреляционный анализ равномерных временных рядов. Издательство С-П. Университета, 2001.- 48с.

139. Ulf Grcnandcr, Murray Rosenblatt, Statistical Analysis оГ Stationary Time Series. AMS Bookstore, 2008.- 308p.

140. Franz Nestmann, Bruno Büchele, "Morphodynamik der Elbe": Schlussbericht des BMBF-Verbundprojektes mit Einzelbeiträgen der Partner und Anlagen-CD. Universität Karlsruhe (TH), 2002,- 468p.

141. Christopher Chatfield, The analysis of time series: an introduction. CRC Press, 2004,- 333p.

142. Сикан A.B. Методы статистической обработки гидрологической информации. С-П. РГГМУ, 2007,- 279с.

143. Анализ однородности рядов речного стока.- Минск: ЦНИИКИВР, -1985г. -40с.

144. Методические рекомендации по оценке однородности гидрологических характеристик и определению их расчетных значений по неоднородным данным. -Санкт-Петербург: ГГИ, 2010. 162с.

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

146. Дружинин B.C., Сикан A.B. Методы статистической обработки гидрометеорологической информации. Санкт-Петербург: изд. РГГМУ, 2001. -169с.

147. Рекомендации по статистическим методам анализа однородности пространственно-временных колебаний речного стока. Л.:Гидрометеоиздат, 1984. -78с.

148. Канарский Н.Д., Михалев М.А. Гидрологические расчеты. Учебное пособие. Л.:ЛГ1И им. Калинина, 1984. 64с.

149. David R. Maidment, Handbook of hydrology. McGraw-Hill, 1993. 1424p.

150. Gianfausto Salvadori, Extremes in nature: an approach using Copulas. Springer, 2007. 292p.

151. Karl Hofius, Ilans-Jurgen Liebscher, Statistical analysis in hydrology. Koblez, 1986,- 160p.

152. Шелугко В. А. Методы обработки и анализа гидрологической информации. СПб., 2007. 192с.

153. Шелутко В.А. Численные методы в гидрологии. Л.:Гидрометеоиздат, 1991.-238с.

154. Charles T.Haan, Statistical methods in hydrology. The Iowa State University Press, 1977.-378p.

155. Adiseshappa Ramachandra Rao, Khaled H. Hamed, Flood frequency analysis. CRC Press, 2000,- 350p.

156. Малинин В.H. Статистические методы гидрологической информации. СПб.:РГГМУ, 2008. 408с.

157. Aladjev V., Haritonov V. General Theory of Statistics. Fultus Corporation, 2006.- 256p.

158. Голубев В.В., Никитин В.M., Никитина Д.А. Статистика. Определение общей тенденции развития рядов динамики. М: РГОТУПС, 2003.- 106с.

159. David R. Brillinger, Time series: data analysis and theory. SIAM, 2001.540p.

160. Robert H. Shumway, David S. Stoffer, Time series analysis and its applications. Springer, 2000,- 549p.

161. СП 33-101-2003 Определение основных расчетных гидрологических характеристик. 85с.

162. СНиП 2.01.14-83 Определение расчетных гидрологических характеристик. 47с.

163. Шитиков В.К., Розенберг Г.С., Зинченко Т.Д. Количественная гидроэкология: методы системной идентификации. Тольятти: ИЭВБ РАН, 2003. -463 с.

164. Дмитриев В.В., Панов В.Е., Пряхина Г.В. Методические указания по учебно-производственной практике «Экологическое состояние водных объектов»: Учебно-метод. пособие. СПб.: ВВМ, 2010. - 116с.

165. Рекомендации по статистическим методам анализа однородности пространственно-временных колебаний речного стока. JL: Гидрометеоиздаг, 1984.-74с.

166. Орлов А.И. Прикладная статистика. Учебник. М.: Издательство «Экзамен», 2004. - 656с.

167. Орлов А.И. О проверке однородности двух независимых выборок. // Заводская лаборатория. Т.69. №1, 2003. С.55-60.

168. Шелутко В.А. Статистические модели и методы исследования многолетних колебаний стока. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. - 159с.

169. Гареев А. М. Вопросы хозяйственного использования и охраны водных ресурсов бассейна р. Белой // Перспективы развития исследований по естественным наукам на Западном Урале в свете решений XXVI съезда КПСС: Тез. докл. Пермь, 1981. - С. 121 - 122

170. Леонов Е.А. Космос и сверхдолгосрочные гидрологические прогнозы. -СПб.: Алетейя; Наука, 2010. 352с.

171. Айвазян С.А., Ешоков И.С., Мешалкин Л.Д. Прикладная статистика: Исследование зависимостей. M.: Финансы и статистика, 1985. -487с.

172. Шац М.М. Изменение климата и его роль в надежности инженерных объектов городов в криолитозоне // Чистый город. №2(54), 2011. - С.24-33.

173. Рамсторф Ш., Шельнхубер Х.Й. Глобальное изменение климата: диагноз, прогноз, терапия». М.:ОГИ, 2009. - 271с.

174. Gregory J.M., Huybrechts Р., Raper S.C.B. Threatenedloss of the Greenland ice-sheet // Nature. № 428 2004. - P.616.

175. Talking about climate change. British Council. -2005, - 45p.

176. Thomas C. Extinction risk from climate change // Nature. № 427 2004. -P.145-148.

177. Оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. Том 1. Изменения климата. М.: Росгидромет. 2008. -227с.

178. Алисов Б.П., Полтараус Б.В. Климатология. М.:МГУ, 1974. -299с.

179. Крышнякова О.С. Пространственно-временная изменчивость температуры воздуха и осадков в природных зонах Европейской территории России. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук. Санкт-Петербург, 2010г. -18с.

180. Саруханян Э.И., Смирнов Н.П. Многолетние колебания стока Волги. -Л.: Гидрометеоиздат. 1971, - 166с.

181. Оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. Том 2. Последствия изменений климата. М.: Росгидромет, 2008. - 288с.

182. РД 52.24.633-2002 Методические основы и функционирования подсистемы мониторинга экологического регресса пресноводных экосистем. — 41с.

183. Стратегический прогноз изменений климата Российской Федерации за период до 2010-2015гг. и их влияние на отрасли экономики России. М., 2005. -30с.

184. Абдрахманов Р.Ф., Тюр В.А., Полева А.О., Юров В.М. Особенности гидрологического и гидрохимического режимов крупных водохранилищ Южного

185. Урала // Вестник Воронежского государственного университета. № 1, 2009. -С.23-30.

186. Рождественский A.B. Пространственно-временные колебания стока рек СССР, 1988.-376с.

187. Барлыбаев Х.А. Экономика Башкортостана. Уфа, 2003. - 541с.

188. Регионы России: статистический сборник. Т.1 Госкомстат России. М. 1999.-С.290-291.

189. Состояние окружающей среды в РБ: статистический сборник. Уфа: Башкортостан, - 2011. - 70с.

190. Чаиышев И.О. Почвенно-экологические основы оптимизации землепользования в Республике Башкортостан. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук. Барнаул, 2009г. -44с.

191. Лесной план Республики Башкортостан: Характеристика состояния лесов и их использования. Книга 1, 2008.

192. Стратегия развития агропромышленного комплекса Республики Башкортостан до 2020 года Уфа - 2010

193. Михайлов В.Н., Добровольский А.Д. Общая гидрология. М.: Высш. шк„ 1991.-368с.

194. Ежегодник лесного департамента, 1914

195. Атлас Республики Башкортостан. 2005

196. Методические указания по оценке влияния хозяйственной деятельности на сток средних и больших рек и восстановлению их характеристик.

197. Елизарьев А.Н. Оценка антропогенного воздействия на гидроэкологический режим водных объектов (на примере р.Белой). дис. канд. географ, наук - Уфа, 2007. - 185с.

198. Государственный доклад «О состоянии и использовании водных ресурсов Республики Башкортостан в 2003г.». Уфа, 2004. - 56с.

199. Кондратьев А.Н. Руслоформирующие факторы равнинных рек/ Конференция молодых учёных национальных гидрометслужб стран СИГ. Тезисы докладов, Москва, 1999.- С. 21-23.

200. Маккавеев Н.И., Чалов P.C. Русловые процессы. М.: МГУ, 1986. 264 с.

201. Попов И.В. Деформация речных русел и гидротехническое строительство. Гидролого-морфологическая теория и ее применение. М.: 2001.56 с.

202. Дорожкин Е.В. Управление природно-технической системой бассейна малой реки. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Екатеринбург, 2007. - 23с.

203. Мозжерин В.И., Курбанова С.Г. Деятельность человека и эррозионно-русловые системы Среднего Поволжья. Казань: Изд-во «Арт Дизайн», 2004. -128с.

204. Крестовский О.И. Влияние вырубок и восстановление лесов на водность рек. JI.: Гидрометеоиздат, 1986. - 106 с.

205. Водогрецкий В.Е. Влияние агролесоммелиорации на годовой сток рек. JI.: Гидрометеоиздат, 1979. 184с.

206. Отоцкий П.В. О влиянии леса на грунтовые воды. СПб, 1899. - 148с.

207. Изменение почв во времени, http://www.soil-science.ru/page-id-227.html

208. Мониторинг почвенного покрова // URL: http://ib.komisc.ru/add/old/t/ru/ir/vt/99-22/04.html

209. Спенглер O.A. Слово о воде. Ленинград: Гидрометеоиздат, 1980.152с.

210. Опасность глобального потепления преувеличена? // URL: http://lund-intent.ru/Article/Show/912

211. Муращенкова Н. В. Оценка характеристик речного стока в изменяющихся природно-хозяйственных условиях. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. - Москва, 2007. - 28с.

212. ГОСТ Р 54139-2010 "Экологический менеджмент. Руководство по применению организационных мер безопасности и оценки рисков. Изменение климата"

213. Мильков Ф.Н. Природные зоны СССР / Ф.Н. Мильков. М. : Мысль, 1977.-296 с.

214. Рис. А.1 Многолетние изменения среднегодовых значений температуры воздуха (7) в исследуемых пунктах (--- линия тренда)600а," 500 о400 | 300 £ 200 100 о1

Информация о работе

Головина, Анастасия Владимировна
кандидата географических наук
Уфа, 2012
ВАК 25.00.36

Диссертация

Оценка современной изменчивости стока р. Белая (Республика Башкортостан) под влиянием природных и антропогенных факторов - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы