Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Особенности формирования и преобразования стока малых горных рек Узбекистана (на примере бассейна Кашкадарьи)

ВАК РФ 11.00.07, Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

Автореферат диссертации по теме "Особенности формирования и преобразования стока малых горных рек Узбекистана (на примере бассейна Кашкадарьи)"

1 ^ ЬЫвНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПО ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИИ ПРИ КАБИНЕТЕ МИНИСТРОВ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

СРЕДНЕАЗИАТСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ им. В. А. БУГАЕВА

(САНИГМИ)

На правах рукописи

УДК 556.16: 556.52:627.42

СИБУКАЕВ Эмиль Шаиильевич

Особенности формирования и преобразования стока малых горных рек

Узбекистана (на примере бассейна Кашкадарьи)

1ециальность: 11.00.07—Гидрология суши, водные

ресурсы, гидрохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ташкент—1996

Работа выполнена в Институте водных.пройдем Академии наук Республики Узбекистан

Научные ру-с.ьодители: доктор технических наук . Э.И.Махмудов, доктор географических наук Э.И.ЧемЗарисов

Официальные оппоненты: доктор технически наук X.А.Исмагилов, ■ кандидат технических наук Ф.Э.Рубинова

Ведущая организация: Ташкентский Государственный

университет имени Мирзо Улугбека

Защита диссертации состоится " 16 " октября 1Э95 года в 13 часов на заседании Специализированного Совета К.128.10.01 ври САНШШ им. В.А.Бугаева по адресу: 700052, г. Ташкент, ул. Обсерваторская, 72.

С диссертацией можно ознакомится в' научно-техническое лиотеке САНИГМИ им.. В.А.Бугаева.

Автореферат разослан " 15 " сентября 1995 года.

Отзывы на автореферат в. двух экземплярах, заверен.;.: печатью учреждения, просим направлять в адрес Специализированного■ Совета. '- '

Ученый секретарь Специализированного'(Завета • кан£. физ.-мат. наук /у^Уа^ ■.■ З.Н.Назаров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

В использовании водных ресурсов Республики Узбекистан мож-о выделить характерные особенности преобразования естественно-о гидрологического редима малых водотоков горных и предгорных ерриторий. Это связано с тем, что область интересов водного озяйства все более распространяется на те небольшие водные бъекты, из которых в последствии, как правило, образуются рупные равнинные среднеазиатские водные артерии.

Актуальность пртблемы. Специалисты, когда это необходимо, одразделяюг реки, в соответствии с их гидрологическими харач-еристикамн на большие, средние и малые. Такое деление обусловлю массой доеодов, сформулированных на основании как минимум вух подходов: научного и практического. С точки зрения послед-его, подобная типизация продиктовала необходимостью выделения естных водных ресурсов и, в частности, местного стока как ос-овной статьи воднобалзпсоЕЫХ расчетов. Как правило, местный ток формируется за счет небольших водотоков. Если больше peil, в силу своей первостепенной важности, находятся под регу-арным наблюдением, то малые горные центральноазиатские реки с эдавних пор явно лишены должного внимания. Несмотря на эколз-яческую и природообразующую роль небольших водотоков, состав-акпшх основу гидрографической сети, мы не только не знали тен-энции развития этих еодных объектов в современных условиях при :иливающемся техногенном влиянии на природную среду, но даже эльЗовались не совсем подходящим их -определением, больше отве-зюцим особенностям равнинных малых рек.

Цаль исследования, с учетом вышесказанного, заключается в изучении особенностей формирования и антропогенного преобразования стока малых рек и разработке на этой основе комплекса научно обоснованных методических положений по эффективному использованию и регулирован!« речного стока.

Для достижения цели были решены следующие задачи.

1. Осуществлена классификация водотоков горной территории республики по четырем гидрологически.) признакам.

2. Выполнена'оценка годового стока бассейна Кашкадарьи за весь период Наблюдений и описаны особенности его пространственно-временного изменения.

3. базе гидрометеорологических данных рассчитаны гидролого-статистические параметры основных природных и техногенных факторов, обуславливаю^« режим речного стока, проведена адаптация единой системы вычислительных методов исследования антропогенного влияния на сток малых рек к условиям формирования и преобразования стока горных рек Узбекистана под влиянием хозяйственной деятел! ности.

4. Описаны главные факторы техногенного преобразования речного стока, их активность, значимость и механизм воздействия на водный баланс и режим водотоков.

5. Усовершенствован статистический метод оптимального регулирования уровеиным режимом водохранилища, построенного н: малой реке, в период его максимального наполнения.

6. Разработана система экспертно-балльной оценки гидроло-го-зкологического состояния бассейновых геосистем малых рек.

?. Обобщены основные положении концепции формирования, комплексного использования и охраны стока малых рек.

Объектом исследования является неотъемлемый элемент горного ландшафта - малая река. Гидрологические характеристики этого водного объекта обуславливаются особенностями гидрологического цикла окружающего ландшафта, сформированного под влиянием геоклиматических условий, характерных для определенного высотного пояса из фоне общей вертикальной зональности физико-географических явлений и процессов. К малым центральноазиатским рекам также относятся притоки крупных рек. имеющие соответствующие геоморфологические и морфометрические признаки.

Предметом исследования следует считать выявление особенностей формирования и преобразования стока малых гор":'х рек Узбекистана. усовершенствование существующих методов исследования влияния хозяйственной деятельности на сток малых рек и создание на апробированном материале единой универсальной системы учета техногенного преобразования режима речного стока, количества и качества вод при ведении воднога хозяйства.

Методи количественной оценки антропогенного влияния на сток малых рек представлены аппаратом статистического анализа временных гидрометеорологических рядов и Есднобалансовыми методами расчета необходимых элементов водного и теплового балансов речного бассейна или его характерного участка для определения степени воздействия на них каждого фактора хозяйственной деятельности в отдельности и суммарно.

Методологи» исследований можно сформулировать: 1) как совокупность логически взаимосвязанных гидролого-статистических методов, образующих целостную систему целенаправленного анализа гидрометеорологических данных, скомпано-занных в идентичные по генезису статистические ряды (выборки);

2) как совокупность научных положений о построении анализе и синтеза результатов гидролого-статистических и гидролого-экологических изысканий по оценке состояния бассейновых геосистем малых рек.

lpcTcB2pt:ocTö результатов определяется погрешностью стандартных гидрологических наблюдений и вычислений.

Обоснование выбора рабочего полигона исследования. Бассейн Кз^кздарьи является репрезентативным природным объектом исследования. Природные условия и ресурсы бассейна весьма разнообразны й благоприятны для развития многих отраслей народного хо-аяйот:-..*. В бассейне Каимадарьп реки длиной до 60 км составляют 99 7. ог их общего числа, а их суммарная длина составляет порядка 66 Z общей длины гидрографической сети. Воды р.Кашкадарьи v ее притоков интенсивно используются на орошение. Для регулярного обеспечения водой орошаемых земель в бассейне построено 1É водохранилищ, крупнейсими из которых являются Чимкургадское (емкостью 500 млн.м1-'1), Пачкамарское (емкостью 260 млн.м3) j Гиссаракское (емкостью 170 млн.м3). Общая емкость водохранилищ составляет 1031,9 млн.м3 воды. Площадь орошаемых земель в бассейнах малых рек составляет свыше 100 тыс.га.

Научная понизил работы состоит в следующем:

- обосновано целостное представление о малой центральноа-зиатской горной реке, физико-географических характеристиках ее бассейна и структуре гидрографической сети;

- проведено достаточно полное исследование пространственно-временной изменчивости годового стока малых рек изучаемо1: территории под влиянием хозяйственной деятельности на фоце региональных климатических флуктуации;

- выявлены и научно объяснены особенности малой горней ре-1, которые отличают ее от равнинной;

- дана качественная и количественная оценка современных 5ьемов изъятия и потерь стогя малых рек в процессе его исполь-эвания в отдельных отраслях еоцного хозяйства;

- дан сравнительный анализ различных гидролого-статпсти-:?ских методов по расчету изменения речного стока под давлением итропогенных факторов с учетом специфик!1 водохозяйственной детальности в пределах небольших речных бассейнов.

Практическая значимость. Методические подходы, изложенные диссертации, даот возможность квалифицированно а>..1и;зировагь систематизировать гидролого-экологическую информацию, анали-ичеекпми и графичеашми методами рассчтивать ресурсы поверх-остного стока малых рек. Проведенные исследования позволяют пределить маситабы тех.чогенного преобразования поверхностных одных ресурсов, оценить состояние бассейнов;« геосистем малых ек и сделать соответствуют» прогнозы развития изучаемых вод-ых объектов. Б работе такие содержаться конструктивные предло-ения, направленные на повышение надежности управления уровен-ым режимом водохранилищ, построенных на малых реках.

В отделе гидрологических исследований САНТЕГМЛ им.В.А.Буга-ва внедрена карта изолиний среднего многолетнего годового слоя тока в бассейне Каикадарьи.

Апробация работы. Материалы диссертации рассматривались на аседаниях отдела "Научных основ использования водных ресурсов алых рек и неорошаемой территории" ИБП АН РУз в 1992-1593 годы; сновные результаты докладывались на заседаниях Научно-м-зтоди-еской комиссии ИБП АН РУз (18.11.1994 г.), секции систем уп-

равления и водного хозяйства Ученого Совета НПО САНИМР (7.06ЛЭ95 г.), кафедры гидрологии суши и гидрогеологии ТЙЮШС.' (30.06.1995 г.), Ученого Совета ИБП АН РУз (4.07.1995 г.), ка^ федры гидрологии суши ТашГУ (17.04.1996 г.), гидрологическоп семинара САНИГМИ и Главгидромста (27.06.1996 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатни) работ, в т.ч. 2 статьи написаны в соавторстве.

Структура и обгзи диссертации. Работа общим объемом 16С страниц машинописного текста состоит из введения, трех глав, заключения, пршюжения и спиага использованное литературы из 9.' наименований, в т.ч. 2 иностранных. Текст включает в себя I1. рисунков и 22 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во Евсдакни обосновывается актуаишость теш диссертации 1 выбор рабочего полигона исследования, формулируется объект, предмет, цели, задачи, методы и методология; определяются научная новизна и практическая значимость работы, рассмотрены предпосылки, исходная информация для написания диссертации.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМ ИЗУЧЕННОСТИ МАЛЫХ гЕК

Имеющееся на данный момент определение малой реки (ГОСТ 19179-73. Гидрология суши, термины и определения, 1978) недостаточно отражает особенности гидрологии небольших горных водотоков центральноазиатского региона. Поэтому, учитывая опыт типизации водотоков, изложенной в работах Ю.Н.Иванова, А.В.Карау-шева, Б.Т.Кирсты, А.С.Садаова, В.Л.Шульца, Д.Ю.Юсуповой и др., и согласно методическому подходу, разработанному Е.А.Черных,

- о -

юсертантом осуществлена классификация водотоков по четырем |уппам показателей: 1) общегеографическим, 2) общегидрологи- ' 'ским, 3) собственно гидрографическим (морфометрическим) и водохозяйственным.

Основные классификационные положения, обобщенные в табли-1, позволяют четко, по совокупности признаков, выделять при-дный объект исследования - малые горные реки,- и, тем самым, риори, иметь представление об особенностях гидрологии и о по-нциальных водных ресурсах небольших горных речныл бассейнов.

!аблица 1

Классификация водотоков

Тип Длина Площадь Ср г'днегодовой Порядок

водотока реки,км бассейна, км"1 расход воды,м3/с водоток.а

а < 25 < 100 0,1 - 2,0 I, П

пая река 25 - 100 100 - 1000 2,0 - 18,0 III, IV

гдняя и > 100 > 1000 > 18,0 V, VI

яьиая река

Рассмотренные нами физико-географические факторы, обуслав-ззющие гидрологический режим малых горных рек, анализ науч-•технических материалов и фактические натурные наблюдения шолили установить, что на сток с малых водосборов оказывают [ьшое влияние местные (азональные) факторы, что проявляется в мительной изменчивости их водности и меньшей естественной 1егулирсванности стока. С уменьшением площади бассейна увели-:ается вероятность отклонения стока от зональных характерис-:. Коэффициент вариации (Су) срочных и среднегодовых максима-ых расходов воды водотоков с площадями бассейнов до 100 км2

значительно выше, чем эта же характеристика у рек с плоадяк бассейчов больше 10С км2. В то же время сток за лимитирующ период с октября по апрель у водотоков с плоидцями бассейнов I 100 км2 самый высокий в процентном отношении (порядка 40 X гс добого стока). Это говорит о том, что подземный грунтовый стс сагь осуществляется аолее интенсивно, чем у других категор! водотокоь.

Выявленные особенности формирования стока малых горных р* зажчаатся в след,тем.

1. Средник модуль стока (л/с/км2) малых рек с лло;;а,дя) бассейнов от 100 до 1000 км2 Несколько выше, чем у водотоко! плоиадй бассейнов которых маньше 100 км2 и больше 1000 |«м* Очевидно, что почленно-геологические и климатические услов; единичной плокдди ¿ормир1вания стока .у малых рек находятся более благоприятном сочетании, ч--м у других категорий ьсдотога

2. В бассейне Кал:адарьи е области формирования и транзи стока среднегодовой расход воды увеличивается с ростом плошд бассейна.

3. Установлено, что за последние 64 года объемы стока г. ловодья и осенне-зимней межени имеют тенденцию к снижению.

4. Среднеазиатские маме горные реги, в силу больших укл нов поверхности водосборов, высокой фильтрационной способнос почьогрунтов в областях конусов выноса рек, так или иначе ги равлически связаны с главными крупными реками.

Отличие горных среднеазиатских малых рек от российск равнинных состоит в следующем. На равнинной территории антроп сенное воздействие на гидрологический режим реки осуществляет по всему бассейну и в силу этого происходят изменения в проце

:ах формирования стока и его транзита по русловой сети. В Узбекистане же техногенное влияние в бассейнах малых горных рек в эсновном преоб-йадает в зонах равновесия и рассеивания стока, точти не затрагивая зону его формирования. Иными словами, здесь 1меют место изменения условий трансформации стока в предгорной зоне и на равнине. Все эти особенности малых среднеазиатских зодотоков определяют довольно высокую их естественную способ-юсть к самовосстановлению.

Оценка антропогенного преобразования стока малых горных )ек выполнена отдельно для областей формирования и транзита :тока, а также области рассеивания или активного использования :тока. Это обстоятельство вызвано спецификой имеющейся исходной шформации и, как следствие, различными методами исследования ишяния хозяйственной 'деятельности на речной сток. Наиболее шачимым в этой связи является то. что в процессе решения одной [рикладной задачи удалось объединить в единую логически взаи-юсвязаннуга последовательность вычислительных процедур и апро-|цровать на фактическом материале достаточно представительный :абор гидролого-статистических методов.

По результатам обобщения климатических исследований и обственных расчетов автора, можно сделать вывод о том, что для ассейна Кашкадарьи характерна тенденция к потеплению и у владению. Линейные тренды временных рядов годовых суш осадков авняются в среднем за последние '50-100 лет 0,3-1,3 мм/год. Ус-аноЕ~еко, что.на фоне этих климатических изменений местный ток из зоны формирования и транзита за период с 1927 по 1590 оды постепенно уменьшался в среднем на 0,033 м5/с в год. Средня итоговая величина.снижения среднегодового расхода малых рек

- -

при выходе на равнину достигла на уровень 1990 года 2,1 и3/с.

Корреляционный анализ временных рядов среднегодовых расходов воды малых рек совместно с анализом совмещенных хронологических графиков отразил достаточно синхронное изменение стока рек е данном бассейне.

Путем построения и анализа графических связей последовательно суммированных значений стока, выраженных в среднегодовых расходах воды,

ЕУ - .Г ( Т ), Е V = { (1Да ). ( 1 )

где Т - годы; 2 У и Ц Уа - последовательные суммы годовых значений с/ока соответственно исследуемой реки и реки-аналога; установлено, что точки перелома интегральных кривых приходятся на конец 70-х начало 80-х годов. Именно в это время стали особенно заметны изменения естественного стока.

Обобщение результатов гидрологических методов количественной оценки техногенного преобразования речного стока таких, как метод сравнения, метод восстановления естественного стока по уравнению линейного тренда, метод гидрологической аналогии позволило сделать вывод о том, что сток большинства малых рек бассейна Кашкадарьи за период с 1961 по 1991 годы по сравнению с периодом с 1927 по 1960 годы уменьшился в среднем на 20 % в зоне формирования и транзита при том, что количество выпавших 'осадков увеличилось приблизительно на 8 X.

Выполненная оценка ресурсов поверхностных вод бассейна К££1кадзд>ьи отражает существование двух подходов к этой проблеме.

1. Построены карты изолиний среднего многолетнего слоя

стока в бассейне Кашкадарьи для Б временных интервалов в пределах фактического периода наблюдений с 192? по 1990 годы. Анализ этих карт показал пространственно-временную изменчивость естественной водности рек. Наиболее водоносными являются верховья рек Акдарья и Яккабагдарья (420-460 и 350-400 мм стока соответственно) . Средневзвешенный по площади бассейна слой стска равнялся 244 мм в год. В бассейне Кашкадарьи водность еодотоков увеличивается с повышением абсолютной высоты водосбора (с запада на восток) и уменьшается с севера на юг (рис.1).

2. Оценены ежегодные' ресурсы местного стока, складывающегося из стока основных притоков р.Кашкадарьи:

• = Ко + 'Г-(41 + 02 +...+ Оп) .п = 1,2,...,12.

Здесь - местный сток за конкретный год, км3; 01, Q2.---.Qn расходы воды двенадцати основных водотоков, принятых для оценки поверхностных водных ресурсов, мэ/с; Ко - подземный приток за год, км3; Т = 31,5-10® с.

Колебания значений временного ряда местного стока, рассчи-' танные за период с 1927 по 1990 годы, соответствуют колебаниями водности малых рек бассейна Кашкадарьи. Среднегодовой расход местного стока равен 42,2 м3/с.

Проблема разработки системы экспертно-балльной оценки (СЭБ0) состояния бассейновых геосистем продиктована необходимостью обобщения информации по целому комплексу гидролого-экологических характеристик речных бассейнов малых рек. Оценка состояния бассейновых геосистем производилась на основе тестирования интегральных, наиболее информативных, показателей водосбора и н^-

- 1 ь -

посредственно водотока относительно их предельных (пороговых) значений. Структура СЗБО задается тремя группами интегральных показателей (ИП): 1) гидрометеорологические показатели водности реки, 2) гидрохимические показатели качества воды и 3) водохозяйственные показатели использования водных ресурсов.

Процедура экспергно-балльной оценки '•проводится по соответствующей методике. Сначала'по каждой группе ИП с помощью табл.2-4, содержащих предельные (пороговые) значения, подсчиты-вается фактическая суша экспертных баллов. При этом отдельная гидролого-экологическая характеристика оценивается по пятибалльной системе, когда благоприятное состояние объекта оценивается в 5 баллов, удовлетворительное - 3 балла, а неудовлетворительное - 1 балл. Далее вычисляется общая для всех трех групп сумма баллов, которая сравнивается с гипотетической суток. Каждой гипотетической сумме баллов соответствует определенная, эмпирически полученная, степень антропогенной нагрузки на бассейновую геосистему. Расчеты показали, что фактическая сумма в интервале от 66 до 44 баллов указывает на слабую общую нагрузку на бассейн, от 44 до 28 -на умеренную, от 28 до 12 - на сильную антропогенную нагрузку. Результаты зкспертно-балльной оценки оформляются в виде итоговой табл.5. Следует заметить, что структура СЭБО скомпанована по модульному принципу: отдельные элементы экспертных групп в зависимости от обстоятельств могут заменяться на другие, более информативные или подходящие ИП, без ущерба для всей системы. Проведенная по данной методике оценка состояния речных геосистем малых рек бассейна Кашкадарьи (табл.5) показала, что гидролого-экологическое состояние данных . водных объектов можно считать удовлетворительным.

Тайпша 2

Гидрометеорологические показатели водности

Коэффициент Критическая глу- Водоохранный Тенденция изме-

Водообеспеченность увлажненности бина залегания расход воды, нения речного

бассеГша водосборз.б/р грунтовых вод,м ма/с стока, мэ/с/год

реки

ГО В Ш Б ПЗ Б ПЗ Б

Хорошая 1:00-0,77- 5 2-4 5 Оср 5 <-0,01 5

Удовлетворительнал 0,77-0,55 3 >4 3 0*Ср 3 -0,01-0,1 3

Плохая 0,55-0,22 1- <1-2 1 5 мин 1 >-0,1 1

Примечание. 1. ПЗ - пороговые значения, Б - баллы. 2. <2»ср - среднегодовой

расход воды 95% обеспеченности. <2*мии - минимальный расход воды 35% обеспеченности. |

Таблица 3 5л

Гидрохимические показатели'качества воды • ■ 1

Индекс концен- Ирригационный Показатель на- Характеристика

Качество трации вред- коэффициент личия сточных загрязненного

воды ных веществ,0/р Стеблерз,6/р вод, б/р 'участка реки,2

ГО & ГО Б ПЗ Б го' Б

Хорошее <0,5 ' 5 >18 5 ' >60 5 <10 5

Удолетворитель ное 0,5-1,0 3 18-6 3 60-50 3 10-50 3

Плохое >1,0 1 <6 1 <50 1 >50 1

Водохозяйственные показатели водообеспеченности, управляемости и охраны годных ресурсов

Ежегодное-изъятие Коэффициент за- РаспахЕнность Эффективность ис-

Характер освое- стска из реки,2 регулированнос- водосбора. г пользования вод-

ния речного от годового ти стока,б/р ных ресурсов,ц/и3

ПЗ Б ПЗ Б ПЗ ■ Б ПЗ Б

Приеьаешй <30 5 0-2 5 <40 5 >0,005 5

Нейтральный 30-50 3 2-5 3 40-ео 3 0,005-0.002 3

Неприеьаегдй >50 1 >5 1 >60 1 <0.003 1

•Таблица' 5

Результаты экспертно-Саллънсй оценки состояния бассейновых экосистем

Группы интегральных показателей Фактическая суша баллов Обдая нагрузка на бассейновую экосистему

1 11 111

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 11 111 г

Река Акдаръя

3 3 3 3 3 3 5 5 5 3 3 3 12 16 14 -5 У Умеренная

Река Лжиндыдарья

3 1 1 3 3 1 3 3 3 1 3 3 8 10 10 28 УыгроЕпая

ГЛАВА 2. ГЛАВНЫЕ ФАКТОРЫ ТЕХНОГЕННОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ РЕЧНОГО СТОКА

Изучение водопотребления из малых рек, его особенностей и структуры, показало, что доля безвозвратного водопотребления в процессе использования забранной воды состовЛяет приблизительно 73,1 X, а относительно природных водных объектов : 88,4 7..

Установлено, что изъятая из реки вода, распределяется между потребителями следующим образом (в 7. от общего'водозабора): 1) регулярное орошение - 89,6; 2) хозяйственно-бытовые нужды -3,71; 3) производственные нужды - 3,47; 4) сел^кохозяйственное водоснабж<*нкз - 2,00; 5) прудово-рыбное хозяйство - 0,77; 6) прочие нудды - 0,45.

Имеющийся довольно обширный информационный материал позволил исследовать водопотребление с точки зрения: 1) динамических показателей использования воды, 2) водохозяйственного баланса, 3) источников водопотребления, 4) перераспределения и утилизации воды, Б) качественного состава воды.

Рассмотрено регулирование стока мальщ рек бассейна Кашкадарьи, которое является ключевой проблемой схемы комплексного использования водно-земельных ресурсов. На данный момент в бассейне шестнадцатью водохранилищами перераспределяется,, .в общей сложности, свыше 1 км3 воды в год.

Установлено, что годовой и весенний .сток имеют тенденцию к понижению. Это связано С хозяйственным использованием воды, заполнением емкостей, дополнительным испарением, постоянным подземным оттоком (фильтрацией) воды из водохранилища . Изменение годового стока малых рек под влиянием водохранилищ было оценено двумя методами: 1) по объему заполнения чаши водохранилища и

2) по дополнительному испарению с водной поверхности водоема по сравнению с испарением с суши до его создания. Изменение выражалось в абсолютных величинах (млн.м3)

" дУ * Уе - «д

и с помощью коэффициента изменения стока (з долях единицы) :

1 - ид / У0 , ( 2 )

1 - Ид / ( Уб + Ыд ), ( 3 )

где коэффициент изменения (снижения) речного стока; У0 -

естественный речной сток, млн.м3; Уб - бытовой сток, измененный под влиянием хозяйственной деятельности, млн.м3; Мд - суммарный объем заполнения водохранилища или дополнительные (безвозвратные) потери на испарение с водной поверхности водоема и за счет отъемов воды на хозяйственные нужды (орошение, водоснабжение и др.), млн.м3 (В.Е.Водогрецкий, 1390).

Учет влияния водохранилищ на годовой сток малых рек, основанный на оценке потерь на дополнительное испарение с водной поверхности водоема, показал на 5-10 Х-ное уменьшение стока.

Изучено влияние водохранилищ на изменение Енутригодового распределения стока малых рек.

В целсм; как показывают расчеты, русловые водохранилища сезонного регулирования стока незначительно изменяют годовой сток и их строительство в предгорной зоне вполне оправдано.

В диссертации рассмотрены особенности развития орошаемого земледелия и агротехнических мероприятий на водосборах малых рек бассейна Каякадарьи, а также дана оценка изменения стока за

-SO'-

с

счет изъятия речной воды для полива сельскохозяйственных культур. В верховьях и среднем течении малых рек иорфогенетический тип рельефа и в целом весь комплекс природных факторов обуславливают развитие пастбищного скотоводства, богарного земледелия и садоводства. Орошаемое земледелие как фактор антропогенного преобразования стока наиболее значим в нижнем течении малых рек и устьевых участках. Сначала происходит интенсивный забор воды из реки для полива, а затем сброс обратно в реку загрязненных коллекторно-^ренажных вод. Кроме того, наблюдается выклинивание возвратного стока и наличие сточных еод населенный пунктов.

Изменение стока за год в бассейне с развитым орошением определяется соотношением (Н.В..Поньковг.19в5):

A Y - Q6p " Yb + Д Е-Fop-. Ю-6 , ( 4 )

где дУ в млн.м3; Q6p - суммарный водозабор (брутто) из источника орошения, объем которого определяется недостатками водо-потребления сельскохозяйственных культур, способом полива и техническими параметрами оросительных систем, млн.м3; Ув - сток возвратных вод от орошения, / достигающий замыкающего створа ■ на реке, млн.м3; л Е - изменение испарения е бассейне под влиянием замены дикорастущей, растительности сельскохозяйственными культурами, мм; F0p - площадь орошаемых зецель. га.

Расчеты, выполненные по формуле ( 4 ) для основных водотоков бассейна Кашкадарьи показали, что изменение годового стока & Y (в % от среднегодового стока реки) составило за период с 1970 по 1990 годы для р.Акдарья в среднем 73 1, что в абсолютных величинах равняется приблизительно 300 млн.м3 воды в год.

Для р.. Танхизадарья изменение годового стока дУ составило в среднем за тот же период 71,6 X годового стока. Относительные изменения стока других рек исчислялись в пределах от 36 до 902, что в абсолютных величинах равнялось соответственно 42 и 280 млн.м3. Судя по рассчетам, 'наиболее существенным оказалось изменение речного стока под влиянием орошения в бассейне р.Якка-багдарья. Здесь за период с-1970 по 1990 годы в нижнем течении реки изменение стока достигло более 95

В диссертации изложены также основные положенчя концепции формирования, комплексного использования и охраны водных ресурсов малых рек'. Основные положения концепции проблени рационального использования стока,малых горных рек раскрываются как способ понимания и трактовки водохозяйственных вопросов, дают руководящую идею для освещения проблемы, ведущий замысел и конструктивный принцип (механизм) ее решения.

ГЛАВА 3. УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ МЕТОД ОПТИМАЛЬНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВЕННЫМ РЕЖИМОМ ВОДОХРАНИЛИЩА.

ПОСТРОЕННОГО НА МАЛОЙ РЕКЕ

В третьей главе приводятся основные объективные причины возникновения проблемы оптимизации процесса регулирования уро-венным режимом водохранилища сезонного регулирования стока малой реки, осуществляется постановка задачи, приводится математическая формулировка модели управления, условия, которым должны отвечать описываемые ею процессы, обосновывается метод решения оптимизационной задачи, дается гидрологическая интерпретация основных параметров модельных зависимостей и на примере ре-

ального объекта (Гиссаракского водохранилища на р.Аедарья) выполнен необходимый цикл вычислений, иллюстрирующих правильность решения поставленной задачи, и технические возможности разработанной модели. Также рассмотрен принципиальный подход оценивания частотных характеристик динамической системы, образованной гидротехническим сооружением в комплексе с водохранилищем.

Оптимизационная задача формулируется как поиск оптимального закона управления затворами водосбросного сооружения при известных вероятностных свойствах случайного возмущения притока воды в водохранилище. Для Моделирования процесса регулирования уровенным -чжнмом верхнего бьефа водохранилища при случайном возмущении притока воды используется линейное неоднородное дифференциальное уравнение вида (Э.Ж. Махмудоз, 1989):

сЕ / с1Ь « -кг + и + аи, где г - Н - Но, К * Ос / 2-С(Но)1 (Н0 - £ ао)

(4Н0 - 3ао)-0со . • Оп(Ь) - Опо

и = - -р>г, г(Ь)=--,

2ао(2Но - ао)'С(Но) ■ С(Н0)

Ос = у^'Ь аУ 2г-(Н0 -£ао).

1/Ь = да/дН - коэффициент регулирования исполнительного механизма водосбросного сооружения;

да = (а - ао) - изменение высоты открытия водосбросного отверстия, м;

д Н = (Н - 110) - изменение уровня воды при изменении расхода воды с Опо на Оп(Ь), ы;

■ К - частота опорожнения водохранилища, с"1;

U - переменная управления затвором водосбросного сссруке-ния, м/с;

f(t) - переменная, равная отношению случайного отклонения притока воды ¿Qn(t) =(Qn(t) Qno) к плошади зеркала воды С(Н) в водохранилище: f(t) - AQn(t) / С(Н/.

Для поиска оптшалыюго режима регулирования '-чсвеннкм режимом водохранилища используем метод опткмизащг.' закона управления, основанный на минимизации квадратичного функционала вида:

J - J (m2-Z2(t) + U2(t))dt = п)2с Zz(t) > + < Uz(t) >. о

Здесь < > - обозначение математического ожидания; m2 - параметр, включающий информацию о технических характеристиках гидротехнического сооружения и механизме взаимодействия в системе "возмущения притока - колебания уровня воды в верхнем бьефе водохранилища".

При допущении, что исследуемые нами процесс являются стационарными, для них выполняются следующие условия:

со

Dt = б 2f = < f2(t) > = J*Sf(io)dw= Rf(T=o),

о

^де Df, Sf(w), и Rf(T) - дисперсия, спектральная плотность и корреляционная функция случайного процесса колебаний притока зоды в водохранилище.

Не рассматривая технические ограничения на изменения переленных U, Z, и, опуская промежуточные математические выкладки, запишем аналитическое выражение закона оптимального управлений;

Л = т2-0г + Бц = Бг'

т"(оС + К)"

Чт2 + К2'(Ы +Д|тг + К2' )3 ( с*К - т2 - оНтг + К2')2 + оНт2 + К2 ( К -"^т2 + К2

"^т2 + К2 (ос + "\|т2 + К2 )3 .

Численные эксперименты по минимизации квадратичного фуни циОнала показали, что его значения в целом зависят®от амплитуд колебаний притока воды в водохранилище.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

• Практическая и научная значимость работы складывается 1 целостной системы решенных автором гидрологических задач.

1. На основе анализа и обобщения общегидрологической ш формации и в соответствии с методикой типизации водотоков. уд; лось выявить характерные особенности малых горных рек и выд< лить их в отдельную категорию.

2. Для корректного обоснования причин, обуславливающих и: менение годового стока малых рек, помимо основных .техногенш факторов были исследованы многолетние колебания основных клим;

тических характеристик (годовой суммы осадков к рреднегодов« температуры воздуха в бассейне Кашкадарьи), рассчитаны урав№ ния линейных трендов временных рядов указанных характеристик, также изучены другие природные факторы, определяющие гидролог: ческий режим малых горных рек.

■ 3. По 'результатам генетических и статистических методов «¡следования воздействия хозяйственной деятельности на сток установлено, что в верхнем течении малых рек, в области формиро-зания и транзита стока, за период с .1927 по 1990 годы средний кодовой сток уменьшился приблизительно на £0 X, а в никнем те-1енйи, в области его интенсивного использования, ежегодно на эрошение изымается порядка '65-75 У. годового стока рек. В следствие наличия возвратного и коллекторно-дренажного оюка в малые •¡еки возвращается обратно 30-35 X годового стока воды.

4. Установдено, что наиболее заметные изменения стока .ма-зых рек бассейна Каакадарьи начали происходить в начале 70-х лодов, что совпадает по-времени с мероприятиями по резгому уве-ничению площадей орошаемого земледелия в данном бассейне.

5. Рассчетный средний многолетний местный сток бассейна (аакадарьи оценивается в 42,2 м3/с. Коэффициент вариации рас-¡етного временного ряда равен 0,312, что отражает среднюю изменчивость данной гидрологической характеристики в многолетнем зазрезе времени. По материалам гидрологических наблюдений построены схемы изолиний среднего годового слоя стока в бассейне (ашкадарьи. Средний взвешенный по площади слой стока равен 244 1.М в год.

6. Согласно результата»;I экспертно-балльной оценки состоя-!ия бассейновых геосистем, выполненной по 12 основным интег-)альным показателям, можно сделать вывод о том, что гидролого-жологическое состояние бассейнов малых рек можно считать удов-штворительным.

7. В работе выполнена вычислительная процедура по адапта-уш математической модели управления уровенным режимом верхнего

бьефа водохранилища сезонного регулирования стока к гидрологи-' ческим и морфометрическим условиям водных объектов предгорных территорий.

Основные результаты исследований опубликованы в следующих работах.

1. Об оценке изменения годового стока малых рек Кашкадарь-инской области// Водные проблемы аридных территорий.- Ташкент: Фан, 1993. Вып.1,- С. 57-64.

' 2. Оптимизация режима работы водохранилищ" при случайных колебаниях с?мса реки// Водные проблемы аридных территорий.-Ташкент: Фан, 1993. Вып.1.- С. 47-53 (в соавторстве с Э.Ж.Махмудовым, Х.И.Эаировым, Е.П.Юровой).

3. Малые реки Республики Узбекистан: понятие, критерии выделения, классификация и гидролого-географическая обусловленность// Водные проблемы аридных территорий.-Ташкент: Фан, 1994. Вып.2.- С. 116-122.

4. Водопотребление из малых и средних рек Республики Узбекистан// Труды отраслевой научно-практической конференции "Пресная вода",- Ташкент.- 1935-- С. 36-46. • .

5. Опыт зкспертно-балльной оценки состояния бассейновых экосистем малых рек (на примере бассейна •Кашкадарьи)// 1руды САНИГМИ.- 1995.- Вып. 151(232).'- С. 115-121. '

6. Статистический метод повышения надежности процесса регулирования уровенным режимом водохранилища// Узбекский журнал "Проблемы механики".- 1995.- N 6,- С. 43-48 (в соавторстве с З.Ж.Махмудовым).

Сибуаавн Эниль ШашяьеЕич

Узбеш'стонда лнчш тоглн дзраязр сув шпугор.тш шаклданиши па узгарна хусусияглари (7>г^'гтд.1ре жяз.2си тсотрд)

Диссертацияда Узбекистан кичкк тогли дарёларнинг урганиш-1 нинг х;озирги ^олати. улардаги сув микдорининг технология фак-торлар таъсиридз узгариши, хачда кичик дарёларда курилган ом-борларда сув сатхини боикарищни оптималлантиришнинг статистик усули асослаб берилган.

Кичик дарелар холатини урганизнинг ка.\";нликларини хисобга олган холда, уларни классификация белгилари буйича турлари берилган. Бунпнг учун уларнинг гидрологик режимини белгиловчи асосий физик-географик факторлари, гидрологик хусусиятлари аникланган ва кичик дарелар сув микдори балансига хужалик фао-лиятнинг таъсири бои мезон сифатида хисобга олинган.

Куп микдордаги материалларнинг анализи ва умумлаштирилиши натижасида кичик дарелар х;олатига хужалик фаолиятнинг таъсири-ни белгиловчи гидролого-статистик усул системаси тузилган. Хдм-да ер сатхи сув ресурсларининг миедори ва кичик дарелар хавзаси гессистемасининг гидролого-зкологик холатига бахо берилган.

Диссертацияда гидротехник иняоотлар, сугориш дехдончшшги ва бошка сув истеъмоллари кичик дарелариникг режкми, сув сифати ва микдорини узгартирувчи асосий факторлар эканлиги кгрсатил-гзн. Окимнинг зхтимсллик хусусиятларини урганиш натижасида автор сув омборларида сув сатхини бошцариининг мавкуд булган оп-тимал усулларини такомиллаатиришга зришган.

2i'

SUMMARY (Candidate's Dissertation)

E.Sh.Sibukapv, Peculiarities of Formation and Convertion of Uzbekistan small irxmntainous rivers runoff (a case with Kashkadaria basin)

The work deals with presentday the condition of the problem of studing all small mountainous rivers of Uzbekistan, the main technological factors of the river runoff transformation. The statistical method of the optimum control is substantiated by the process regulation level regine of reservoir, which was constructed on a small river.

To make iv for the lacks of studying the small mountainous rivers was realised the typization of the streams, covering four groups of the classification signs, were described the main geophysical factors which were cause the hydrological regime of small rivers, were revealed the hydrological peculiarities of small mountainous rivers and mechanism of the influence of the economic activity on their's water balance and regime. The system of hydro-statistical methods was made up on ths basis of analysis and generalization of the vast material, ar.d was fulfiled the evaluation of surface water resourses and hydro-ecological condition of the small rivers geosystems.

It was shown that water intake from small rivers, stream flow regulation of reservoir and irrigational agriculture are the main factors, wnich change the regime, balance and quality of stream flow of small mountainous rivers.

The research's results of probable runoff characteristics enabled the author to improve search problem decision of optimum control of level regime of reservoir, which was constructed on the small river.

Текст научной работыДиссертация по географии, кандидата технических наук, Сибукаев, Эмиль Шамильевич, Ташкент

ГЛАВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПО ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИИ ПРИ КАБИНЕТЕ МИНИСТРОВ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

СРЕДНЕАЗИАТСКИМИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ им. В.А. БУГАЕВА (САНИГМИ)

62 12/28

На правах рукописи /7

УДК 556.16:556.52:627.42

СИБУКАЕВ Эмиль Шамильевич

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ И ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СТОКА МАЛЫХ ГОРНЫХ РЕК УЗБЕКИСТАНА (НА ПРИМЕРЕ БАССЕЙНА КАШКАДАРЬИ)

Специальность 11.00.07 - Гидрология суши, водные ресурсы,

гидрохимия .

ДИССЕРТАЦИЯ Т ~С

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научные руководители:

д-р техн. наук Э.Ж.Махмудов,

д-р геогр. наук Э.И.Чембарисов

Ташкент-1996

ОГЛАВЛЕНИЕ

СТр.

ВВЕДШИЕ , . ...............*

ШВА I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЕОД ИЗУЧЕННОСТИ МАЛЫХ РЕЕ (информационно-аналитический обзор) • • •

1.1, Классификация водотоков...... . • . I'-'

1.2. Физико-географические факторы, определяющие гидрологический режим малых горных рек . . . . • 16

Х.З. Основные гидрологические особенности маяих гирнах ре* ш механизм влияния хозяйственной деятельности

на их водный баланс и режим ....... 32

1.4. Система гидролого-статиотических методов исследований воздействие хозяйственной деятельности на

©tos малых рек............52

1*5. Оценка водных ресурс» и гидролого-экологического

состояния бассейновых геосистем малих рек . * »73 ГЛАВА 2. ГЛАВНЫЕ ШТОРЫ ТЕХНОГЕННОГО ШОШЗОЗАйШ

• РШШГО СТОКА. .............912.1. Недопотребление ............91

2.2. Русловое регулирован не стока.......X0I

2.3. Орошаемое земледелие и агротехнические мероприятия

на в©д©об®рах........ . . * ИЗ

2.4. -Основные положения концепции формирования, комплексного использования и охрана водных ресурсов малых рек •

тзк X УСОЗШЕЕНСТЗОВАйН i ú&IOis О/'ТЙ'АДЫЭГЭ РЕГУЛЙРО-

втт твтшм tn. зототнлддд, постош-

ЯОГО Ш ШЮй РЖЕ ........... 126

ЗД. постановка задачи и исходные предпосалки ее

решения ..............126

i#¿. Aetm решения и нрактичеекие рекомендации , . 132

шмтшт . ..............да

ШЮОК ШШШВШСШ 1ЙТШТО ».......146

am адеш....................изб

ВВЕДЕНИЕ

В использовании водных ресурсов Республики Узбекистан адю »«делить характернее особенности преобразования естественного гидрологического режима малых водотиюв г©рвдх и предгорных территорий, Это связано с тем, что область интересов водного хозяйства see более распространяется на те небольшие водные объекты, из «вторых »ноСледствии, как правило, образу* 18тея крушше равнинные ореднеаэиатокие водные артерии.

Актуальною» пройдем«, ипвцкаяиотн, когда ото кеобходи-мо, подразделяют реки в соответствии о их гидрологическими характеристиками на большие, средние й малые. Такое деление ©буе-ловлено массой доводов, сформулированных на базе как минимум двух подходов: научного и практического, 0 точки зрения поеле-днего, разделение продиктовано необходимость* выделения местных водных ресуреоэ и, в частности, местного стока, как основной статьи воднобалансовых расчетов. Как правил®, местный сток формируется за счет небольших водотоков. Если большие реки, в силу своей первостепенной важности, находятся под регулярным наблюдением, то малые центральноазиатекие горные реки до недавнего времени были явно обделены вниманием. Несмотря на около-гическую и яриродообразующуэ роль малых рек, вставляющих ©е-нову гидрографической еети, мы не только не знали тенденцию развитая этих водных объектов в современных условиях ври усиливающемся техногенном влиянии на природную среду, но даже пользовались не еовоем подходящим их определением, белые отвечающим особенностям равнинных малых рек.

Цель исследования, с учетом вышесказанного, заключается

» изучении особеннастей формирования п технагеннага преобразования ®тт малых рек ш разраб©«@ на этой аанове тштешт научно обоонаванных шеяодмеаких шттщтш по аффективному шёттщштт и регулирован*» р@ч»г@

Mm даедокояня тттзтттш цехи были ренены ояедуящие течи.

I. классификация вадатокоэ изучаемая t©p-

рюорни » чедереи § бщегидралагичеаким признакам*

2»- Вшшнена о««« штттт гадевего @тшш бассейна Ка* шседарьн m веа* тртд «абяидавий и ёшштшш особеннее?и ©го яровгрвказденнодреиеннехч» наменения»''

it fete гидрологических данных рааачманы лого-статистические параметры основных природных и техногенных факторов, обуаяавхивапщих режим речного o»täe проведена адаптации единой системы вычислительных методов иеалехевания ait» ропогеинаго вдняния ш are* «äx реш к уаловиям формирования i преобразования стока малых горных рек Узбекистана под mm яннем хозяйственной деятельности.

Спиши главные факторы технагенного преобразования pinero еадш» их активиаоть» значимаоть i механизм воздейот-в« на водный баланс и режим водотоков«

% ?ооверяена?»овак етатиатичеекйй метод оптимального управления пранеаеом регулирования уровеннын режимам водо1фа* тшяшщш, настроенного m малой paita»

6.: система зкспертно-балльной оценки cacto*

«нет. бассейновых геосистем мшшж рак*

4Ï Сформулированы основные положения концепции формиро* вания, хамплекенега кспальзовання и охраны атака малых ре«.

Объектом исследования тяшетт неотъемлем^ элемент те«* рюш лаид&афта - малая река. Гадрологичеокие характеристики

водного объекта офолавянваютоя особенностями пщроло* гжееадгэ цикла окдоющего ландшафта, сформированного под влиянием геоклнматичеокях условий, характерных для ©вреде»«* нош внеотюго пояеа на'фоне §бщей верпгшяькой зональности физико-географических явлений и привесов. К налам централью* азиатским рекам тахже относятся притоки трушшшж рек, имеющие соответствующие геоморфологические и морфометрические признаки.

Яраю«етом.. исследования оледует считать уоовервенотвова-иле оущеотвувщях методов исследования влияния яовяйственной -деятельности на сток малых рек ш оседание на апробированном ■ материале единой универсальной системы учета техногенного îipe* образования ' режима речного стока, количества я качества вод ври веден ait водного эсоэяйотва.

Jtogpiur количественной оценки антропогенного влияния » сток малых рек представлены аппаратом отатнотячесного анали* за временных гидрометеорологических рядов а воднобаяаиеевшш методами расчета необходимых моментов водного и теплового ба* ланоа речного бассейна или его характерного учаетка для определения отепени воздействия на них каждого фактора ттШет®<* иной деятельности в отдельнооти и суммарно.

Методологию исследован^ нозкно оформулирозать:

1) кт совокупность логичеоки взаимосвязанных гадролого* статистических методов, образующих цеяостную систему целенан-равлеиного анализа гадэометеорологичееких датшх, ояоияансва* нних в различные m генезису статистические ряды ( внбдон );

2) как шшщшшштъ научных полевений © построении тш* лиза и синтеза результатов гадролого^етатиетичееких и гидре* х

лоЁО-шяодогйчеокйх шшттт яо оценке состояния бассейновых геооиетем малых рек*

Обоснование......выборе |&бочего полигона яео^доюиш* £ае«*

оейн р#Давкадарь«1 является удобндо природным объектом исследо* штт* Природные условия и ресурсы бассейна веоьма раяюобра* ты ш благоприятен для развития многих отболей, народного зяйотвй. ") бассейне '¡аодадярь* реки гдиной де 5' хм составляют от их общего чиела, а ж общая длина порядка Шi /72 Зщ* р.?ыщвдарьи ш ш притоков интенсивно используются »1 орошение, Даш регулярного обеспечения водой орошаемых земель в баесейме построено водохранилищ, крупнейвими из которых являются Чимцурганокое С емкость» 300 шяш и® ). Пачкамарояое С емкость* 260 »я »s ) к Гиосаракокое С емкость» 170 млн м3). Общая ешюоть водохранилищ составляет 3V- **ян м® волн» Яш® цць орошаемых земель равняется тыо»га# ад от

пяоэд&д №*m>tho¿* эедои тыс#г*> составляет 30в8|»

Научная нсв»,1.зш работы оост-шт в оледувщем:

- обосновано целостное представление. о малой центрально* къжчоюй mimU mmt /тит*зтг$вфтеешш характеристиках sü &ссейкк л структуре гидрографической в»;

« проведен© достаточно полное исследование проотранст» векно*вреиенн©й изменчивости годового ©тока малых рек шщчт* втШ территории ад влиянием хозяйственной деятельности на фо» не рбряунаяышзе климатических флуктуация;

- выявлена i научно изменена особенности малой горной реки» которые отличает eg от равнинной;

« дана качественная и количественная оценка. современных объемов иаадтия и потерь стока малых рек s процессе его пег»® яьэования в отдельных отраслях водного хозяйства;

- дан сравнительный анализ различных гидролого-статистических методов по расчету изменения речного стока под давлением антропогенных факторов с учетом специфики водохозяйственной деятельности s пределах небольших речных бассейнов.

Практическая значимость.. Методические подходы, изложенные в диссертации» дают возможность квалифицированно анализировать и систематизировать гидролого-экологическую информации, аналитическими и графическими методами рассчитывать ресурсы поверхностного стока малых рек. Проведенные исследования позволяют определить масштабы техногенного преобразования поверхностных водных ресурсов, оценить состояние бассейновых геосистем малых рек и сделать соответствующие прогнозы развития изучаемых водных объектов. В работе также содержатся конструктивные предложения, направленные на погашение надежности управления уровенным режимом водохранилищ, построенных на малых реках, В отделе гидрологических исследований САНЙГМИ им.Б.А.Бугаева внедрена карта изолиний среднего многолетнего годового слоя садка в бассейне Кашеадарьи.

Достоверность полученных результатов полностью определяется погрешностью стандартных гидрологических наблюдений и точностью вычислений.

Апробация работы. Материалы диссертации рассматривались на заседаниях отдела "Научных основ использования водных ресурсов малых рек и неорошаемой территории" ИБП АН РУз в I992-1993 годы; основные результаты докладывались на заседаниях Научно-методической комиссии ИБП АН РУз (18.11 Л994 г.), секции систем управления и водного хозяйства Ученого Совета НПО САНййРй (7,06.1995 г.), кафедры гидрологии суши и гидрогеологии ТЙЙИМСХ

(30,06.1995 г.), Ученого Совета ИБП АН РУз (4.07.1995 г.). кафедры гидрологии суши ТаиРУ (17.04.1996 г.), гидрологического семинара СШПШ и Гяавгцдромета (27.06.1996 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ» в т.ч. 2 статьи написаны в соавторстве.

Структура и объем диссертации. Работа общим объемом 163 страницы машинописного текста состоит из введения, трех глав, заключения, приложения ш списка использованной литературы из 95 наименований» в т.ч. 2 иностранных. Текст включает в себя 19 рисунков и 25 таблиц.

mm i. С8ВШШШ01 сосшш шшш мшщмош

ШШ ¥Ш ( информацйонноманадитичеокий обзор ) Ш. Классификация тм&ттв

Отттш цель® кааооификацви штаетя уотановление т* яононерноотей формирования mm рек, их гидрологического р* жима и водности, отражающих их природные особенности, для обе* течения наиболее эффективной разработки природоозфанных мер s интересах охрани и рационального использования водных росу» реов. «а », чт тредмцкжноо направление rivpe*

догячеокнх es«©»««, ииевдее довольно бога«ув погори», прин* ципиадытго окончательного единства m нему до сих пор не до* отигнуго* На претят зачастуя пользуется классификацией, ра* зработанной применительно к равнинным рекам, согласно которой малой называют реку б площадь» бассейна и© более 2000 ш2, располагающейся » одной г@@гра#1«е©»й зоне, и гидрологичее* еШ ражим её иод влиянием местных факздр&в может бать ne свой* ственен для рек этей зон» / ГОСТ 19179*73, Гидрология ерш, термина и определения, 1978 /,

Если придерживаться данного определения, w в разряд ми*» их попадав* такие довольно значительные тер»© реки, как йэ* гудем, Ваш, ^шашв1, Покем, Оох, Ахангаран и др# Поэтому ав* тором <&ша предпринята попытка, обобщив всю имевщувся на дай* «ai момент деформация», составить объективное представление об изучаемой водном объекте.

Сейчас имеется достаточно подробное ошюаияа морФомет* ричеокюс характеристик малых тернах рек бтеоейна Аиударьи, данное Ю.й.йвановым / Ресурсы поверхностных вод* /#•

А.ВёНарауаевш предложена тшизацяя водотоков по особе*

нноотям гадродшттеотто режима, Каждый тип характеризуется среднегодовым расходом, коэффициентом Шези, уклоном» условиями перемешивания в потеке и гранулометрическим составом донных штттш / Кетедичеекие основы,,., 1981 /.

Дед руководством А.М.Черняева разработана классификация малых рек йрдаенйтежьно ш регулированию русловых процессов / Йалне рем Восоии, 1988 Д

Необходимо упомянута о работах» выполненных под руковод* етвом А,И.Мухамфкова и З.-Мульца С 1965 )» и», в чаотяооти, исследования» поавяценные среднеазиатским саям / Ирригация Узбекистана, т» 1 и 3, 1979 /,

Существует типизация водотоков БД.Сирота ( 1976 ), вн» полкенная в плане выявления закономерностей ©тремя гйдрогра^ фячеоней сети западных районов Средне! Азии»

Д.Ю,;Шеупояой (1991 ) классификация БЛ^Кирста дополне* «а и конкретизирована с учетам условий Т^ртатэмотт хребта» Согласно методическому подходу» разработанному ЕД.Чер-мх С Ш? )» основу классификации тжт§тш дфяты составлять четыре группы показателей: I) обцегеографичеокяе, 2) о&даги» дрологические» 3) собственно гидрографические (морфоиетричее* кие) и 4) »дох§зяй@т»@н№@.

$изихе«географичеекий подход учитывает положение рем относительно природных зон. При наличии высотной поясности как аналога геогрефичеокой зональности» следует говорить о прина* дяежности большей части бассейна малой горне! рега тшШ из трех характерных зон; а шеи», либо области формирования, ли* бо транзита., рассеивания стока. Климатические условия, геоморфологические процесса» почва, растителыюеть и животный ишр - все гш шесте будет определять гидрологически рш».

количестве и качество речной воды соответствующей высотной области.

Ойщргтр&ютшжтш параметрами является норма oweа, ооотнояение обгомов «ю веоенних шш»мшш9 летает полово* дьн 8 осенне-зимней меяекн; особенности пересыхания ш верше® равняя рек ш т.д.

В градации рек и© морфометричесхим плашкам чаще всего иоподьаувг ддщу реки i«» шяшшть бассейна, реже - зирйну и глубину потока, порядок реки « др,

Критерия выделения малых рек по аяономиво-реографичес-кии « аодохояяйогвеинми принципам не отличаются комплексно©* ть® и четкость», в разных отраслях хозяйства еоть свой показателей и степень их др&бйоети /88/. G учетом опецифи&и цеитрадыюавнатоког© р&гиона основным требованием » малой ре* ке как ио«очжпог воды ддя нузд ороааемого земледелия является сохранение s реле водоохранного минимального раевда »да да* se i уоловиях ©отрог© дефицита политой воды*

Uta«, ддя toreé ч^обы грашт» ©оуадеотвнть клаооифика* цио водотоков по предлагаемой SД »Черных методике, было <щела* m олодувщео*

1,- Согласно типизации водотоков по их длине, приведен* ной в издании / Гидрологическая изученность бассейнов- рек Аму* дарьми Сырйрьи, Ш7 i« 1965 /, и морфометричеохому опивши» горных рек, преяддоенному ¿О.Н.Мвановыы в / Весуреах поверх* ноотных вод СССР 9 т JA, вып.3, 1971 /, удалое* вполне ©баек* тивно определить границы, » »«pax колеблется длина малых горных центральноазиатских рек. Это 25 « 100 км.

2. Далее, » график связи площади бассейна от идеи реки, полученному ' по достаточно представительному описку водото-

Р км2

О 20 40 60 80 100 L км

Рис.1.1« График зависимости площади бассейна ( Р )

от длины реки ( L ).

ков бассейна Амударьм» были установлены пороговые площади водосборов (IQQ-IOüO км2), соответствующие пороговым значениям протяженности малой реки (риеДЛ).

3. Сложнее было определить классификационные величины расхода воды. Анализ материалов показа! на отсутствие четквй

Много летнг>чо

зависимости среднегодового"расхода вода в реке от площади бассейна, Тем не менее удалось установить» что у рек, имеющих площади бассейнов в пределах от 100 до 1000 км , как правило, средник годовой расход изменяется от 2 до 18 м3/с.

4. На заключительном этапе классификаций были рассмотрев

ны некоторые закономерности отроения речной сети и, в частности, определен порядок водотока, соответствующего морфометриче-скйм признакам малой горной реки» Согласно ватты строения речных систем Хортона-йтралер, когда за водотоки первого порядка принимаются нерааветвленные, "единичные" русла элементарных водосборов / 79 /, малая река - ©то водоток третьего или четвертого порядка, который образуется от слияния двух водотоков соответственно либо второго» либо третьего порядка. Этот вывод был сделан по результатам картографической оценю характеристик-речных систем малых рек бассейна Кашкадарьи, выполненной по топографическим картам масштаба 1:200000,

В качестве дополнения к полученным результатам следует отметить следующее, что малая река принадлежит чаще всего какой-то одной из выделенных ранее трех характерных зон. Данной принадлежностью щ определяется гидрологический режим водного объекта, Малая река зоны формирования стока - это водоток, зарождающийся в гляциаяьной и нивальной областях, отличается повышенной водностью, онегозо