Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Водные ресурсы крупных водохозяйственных систем и оценка их изменений с учетом асинхронности стока и влияния хозяйственной деятельности

ВАК РФ 11.00.07, Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

Автореферат диссертации по теме "Водные ресурсы крупных водохозяйственных систем и оценка их изменений с учетом асинхронности стока и влияния хозяйственной деятельности"

Одесский гидрометеорологический институт

На правах рукописи

ВОЙЦЕХОВИЧ Валентина Александровна

УДК 556.16:556.18:626.81

Водные ресурсы крупных водохозяйственных систем и оценка их изменений с учетом асинхронности стока и влияния хозяйственной деятельности (на примере основных рея УССР )

II.00.07 - гидрология суши,водные ресурсы,гидрохимия

Автореферат ,

диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Одесса - 199/

Работа выполнена в Украиноксы региональном научно' иооледовательокрм"г|вдрометеорологичеоком инотитуте.

Научный руководитель - кандидат техничеоких наук.

от. науч. сотрудник ШЕРЕШЕВСКИЙ А.И.

Официальные оппоненты - доктор географических наук ■ СЕМЕНОВ В.А.

.кандидат техшяеоких наук ЛАШШН Н.В.

Ведущая организация - ГГК. Ленинград

Защита .о оотоитоя "2?" июня 1991 г. в " 14 " чаоов : на за о еда шш специализированного совета при Оцеооком гедрометео-рологичеоком инотитуте.

- Отзывы и замечания в 2-х экземплярах, заверенше печатью, прооим. направлять по адреоу: 270016, 0деооа-16, Львовокая, 15, ОШИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Одеоокого 'гидрометеорологического инотитута.

Автореферат разоолаи пЛкп 1991

■ ученый оекр'етарь . ъ-Кла специализированного, оовета (ШШ/ Н.С. ЛОБОДА

ir

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работ. В настоящее ¿реш в развитии народнохозяйственного комплекса Украины проблема водообеопеченяя явля-атоя одной из наиболее актуальных. Ограниченность водных реоур-оов УКраины'уке в современных условиях является существенным препятствием при удовлетворении потребности в воде народного хо-зяйотва.

Практическое осуществление разработанного комплекса мер по экономному и рациональному использованию водных ресурсов на Украине, наряду о продолжением изучения проблем, связанвых о региональным перераспределением стока, предуомотреннйх постановлением директивных органов ("О первоочередных мерах по улучшению использования водных ресурсов в стране" - 1988 г.; призвано решть, либо в какой-то мере улучшить в перспективе проблемы во-доойеопечения в регионе.

В связи с этим чрезвычайно важно всестороннее обоснование проектов создания тзодохозяйотвенных комплексов по рациональному использовании стока peí:, объединяемых в единые системы, а такке других водохозяйственных мероприятии, улучша'слцях водоснабжение УКраины.

Оценка располагаемых водных реоуроов рек, объединяемых в единую систему в еотесгвенных уоловиях, а также на современном уровне и в перспективе являетоя основополагающей при любых пла- " нируемых вариантах усовершенствования и развития водного хозяйства Украины. "

Для эффективного использовчния водных реоуроов Украины необходимо иметь такие четкое представление о реальной потребности в воде орошаемого зенлецалия и о возможностях обоснованного его с нижекия.

Целью работы является разработка методики оценки водных реоуроов рек. объединяемых в единые системы, с учетом аоинхронно-оти отокп в условиях их совместного использования, а также разработка рекомендаций по ониженш расчетных значений водных реоуроов, иополъзуемнх на орошение за счет учета асгнхрошюоги отека и увлажнения орошаемой территории.

Методика поо.дедопаччй ботруется ::а гончтичоохск и вероят-

ноитно-отатиотичеоком анализа гидрометеорологических данных. Для исследования ааиахронности агока рек. объединяемых в единые воцохозяйотвенные сиотеш, а также аоинхроннооти огока рек и увлажнения территории в зоне орошения, используютоя методы математической статистики.

Настоящее исследование выполнено на основе многолетних материалов наблюдений за о током рек. метеорологическими характеристиками. а таклсе проектных дал них организаций Минводхоза УССР и Гооглана УССР." . ■ ■'

Научная новизна результатов иооледованпй оосюит в следующем :

- разработана методика определения водных ресурсов водохозяйственной. сиотемы в аоотаве крупных рочных водосборов, учитывающая ааинхроинооть их стока и антропогенную нагрузку на водные

" объекты;

*■ разработана методика анализа и учета аоинхронности колебаний водности реки (объединения рек) и увлажненности территории (осадки, Дефицит водопотребления) на основе раочета частотно-вероятностных матриц "отск-осадии", "сток-дефицит водопотреб-

- ления";

- иооледовано влияние хозяйственной деятельности на многолетние колебания отека рек, как в целок для воего ряда, так и для

■ отдельных ооотавляющих (циклической и случайной);

- иооледовано влияние расчетного интервала оореднения походных метеорологических данных на точноогь определения дефицита

' водопотребленин сельхозкультур;

- построены для территории УССР картограммы дефицитов водопотребления различных сельхозкультур и среднеструктурного гек- •

• тара для различных по засушливости лег;

- разработаны рекомендации по учету эффекта асинхррннооти отока рек в зонё'его формирования и увлажненности территории в зоне орошения при. водохозяйственном проектировании.

Практическая пеннооть и реализации полученных результатов.

Диссертация выполнялась в рамках темы Ш.2Ба.Ю плана НИР на 1981-1985 гг. Гоокомгвдромета "Дать оценку влияния территориального перераспределения водных рэсуроов на гидрометеорологический и гидрохимический режим в зоне трассы канала Дунай-Днепр, в уотьевых облаотях Дуная, Днепра, Днестра. Южного Буга

и оеверо-заг.алной части Черного ьфря" и II.16а.13 (1985-1990 гс) плана НИР Госкомгкдрокета "Дать оценку, влияния переброски частя а тока р.Дунай л р.Днепр на гидрологический, гидрохимический режим и качество воды в зонах изъятия, аккумуляции, транспортирования и использования вод".

Основные выводы и результаты исследований попользованы при разработке технико-экономического обоснования канала Дунай-Днепр, проекта Дкепровско-Бугского гидроузла и вошли в ооотав "Схемы комплексного использования водных ресурсов СССР до 2005 года (западный регион)". Кроме этого отдельные фрагменты работы использованы различными водохозяйственными организациями для отдельных проектов и оперативными органами при назначении режима эксплуатации Днепровского каокада водохранилищ.

Апробация работы и публикации. Основные положения диооерга-цяи обсуждались и положительно оценены на оемянарах и сессиях Ученого совета УкрБШЖ (1985-1990 гг.). га IX (1982 г.) и на X (1984 г.) конференциях молодых ученых УкрНИГМИ, на научно-технической конференции молодых ученых и специалистов 1ТИ (1982 г.), на Всесоюзном научно-техническом совещании "Соотояние и задачи комплексного использования ^одннх реоурсов страны" (1933 ■?.) и на 5-ом Гидрологическом съезде (1986 г.). Основное содержание и результаты настоящих исследований опубликованы в 14 работах.

Объем к структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, опиока литературы из 120 наименований и приложений на 94 страницах.

Объем работы - 147 о границ машинописного текста, 16 ряоунков и 1в таблиц.

■ содтан-Е работы

Во введении обооновнааетоя актуальность теми, излагаются цели и задачи работы, кратно сформулированы основные положения,-составляющие научную новизну и являющиеся предметом защиты.

В первой глава приводится краткая характеристика физико-географических условий формирования стока в баооейнах основных рек УХУ - Днепра, Днестра. Южного Буга, Севорокого Донца к Дуная.

Раооштрашекао бассейны рек кроме Дуная, формируются в относительно однородных физико-географических уолошях, но разли-

.чвюгоя по дайне, площади воцообора. степени зарегулированнооти и т.ц. Различен и вклад источников формирования стока в об^дее питание рок. лотя' основной фазой в водном режиме воех рассматриваемых рек являемся весеннее половодье, однако заметно выделяются особенности режима каждой реки, что оказывается на нарушении синхронности колебаний стока.

Следует отметить также изменение уоловий формирования стока рек Украшш вниз по течению. Как правило, уоловия формирования отока более благоприятны в верховьях рек. за счет лучшего увлажнения. В среднем течения рек формирование отока. в основном, завершается, а ь низовьях реки приобретают характер транзитных водотоков. Особенно это касается бассейна Днепра, где около 80$ отока формируетоя в пределах зоны достаточного увлажнения.

Поскольку водность рек в низовьях фактически обусловлена климатом верхних чаогей баооейноз, то увлажненность нижней чао-та баооейна, гда расположены основные массивы орошаемых земель, и сток в низовье реки ке о овладеют по раочегной обеспеченности.

У4ет несовпадения по обеопеченнооти воцноотя рек о необходимым для орошении объемом воды, позволяет при водохозяйогван-ном проектировала уменьшать ороаятельныа нормы или же дает возможность орошать дополнительные площади при неизменном водозаборе.

]Во второй главе основное внимание уделено оценке водных реоуроов,основных рек УССР для естественных условий формирования отока и измененных под влиянием хозяйственной деятельности на .современном уровне и на перопективу. -

По мере развития хозяйственной двягалыюоги в баооейнах рек Украины: Днепра. Днеотра, Северокого Донца, Южного Буга к Дуная потребности в водных реоуроах возрастают, что оущеотвенко оказывается на их величине. Многолетние ряды наблюдений за стоком рек оодержат-в себе периоды как о естественным, так и измененным под влиянием хозяйственной деятельности о а1 оком, неоднородны и не могут быть положены в основу расчетов водных ресурсов, водохозяйственных балансов и др.

Выполненные различными авторами оценки изменений стока от-, дельных рек под влиянием хозяйственной деятея-л.олти базируютоя в ооновном на методах сопоставления двух периодов: естественного и измененного. Полученные величины изменений отока за очвт

влияния хозяйственной деятельности для различных периодов но дают полной и объективной оценки изменений отека за очет вариации климатических уоловий и безвозвратного содопотребления и не позволяют определить оовремекныо водные рооурои и их возможные изменения в будущем.

Основным методическим подходом к оценке оозршэнкых воднчх реоураов л их изменений на перспективу явилоаь моделирование рядов отока при соответствующих в реальных условиях процепаах формирования отока я антропогэнных воздействий, задаваемых уровнем развития. Для моделирования антропогенных воздействий на сток рек использованы балансовыз раочеты, учитнвавщш реально сложившийся коыплеко водолотребит&лей.

Оценка водных реоурсоы основных рек Укрэини в современных уоловиях и их возможных изменений на перопективу выполнена на оаново унифицированных рядов отока за многолетний период (19211985 гг.).

Многолетние данные о еотеотвенных раоходах воды в. отворах водпоотов на Днепре за весенний период установлены в результате расчетов перемещения паводочного отока на основе упрощенного решения уравнений движения и неразрывнооти.

Бри этом расчет перемещения паводочной волны выполнен как последовательный расчет трансформации среднесуточных'расходов но 30-и участкам, длина которых принята такой, чтобы время движении основной масоы воды в пределах каздого учлотка било равным' или близнмн продолжительности! расчетного интервала времени. В " оонову расчета естественных меженных раоходов волы положено уравнение г „«-» а-г) 0 с

Ц ■= г-Ц„ +11 Б + Р -£ + и. + к , (!) где - среднедекадный (ореднемеоячный) райход воды в одном

из створов водпоотов на Днепре; 21 - Ор*

■+ Чоумма расходов зоды зо входных отво-

рах водпоотов на Днепре у г.Речлца, Ор. Припяти у г.Морнря Ом- , Сол у г.Гомеля Ог . Десне у г .Чернигова О ¿, ; О - боко-

вой приток; Р - осадки; Е - испарение; 1С - безвозвратное, во-допотреблоиио на притоках Днепра; к - постоянное значение трутовой поставляющей отока; Ь - календарное начало декада (меоя-цз); V - врекя добегания от входных до расчетных отпоров.

Восстановление естественного отока Дуная. Днестра, Юг-лого

Буга и Свверакого Донца проведено на основе данных наблюдений за стоком в .заминающих атворах рек при учете ■ динамики безвозвратного водепотребления в баооейнах рек.

Ряды-измененного (зарегулированного) стока рек на современном уровне хозяйственной деятельности и на перспективу определены на основе водохозяйственных раочетов, выполненных с учетом регулирования отека в бассейнах, безвозвратного вйдопотреб-ления, потерь на испарение и сущесгвующях на современном уровне, а также запланированных в перспективе мероприятий по перераспределению о тока.

В результате получены количественные показатели водных ре-ауроов одного из важнейших регионов отраны, которые могут быть-определяющими при любых гидрологических обоонованиях водохозяйственных и .народнохозяйственных объектов:

Таблида I

Водные ресуроы основных рек УССР

• Значения стока (км3) при различной!

! Рока обаопеченноати. Р % {

! | 50 ! 75 ! 95 |

Еагвогвенный

Днепр 52.0 43,5 ■ 32.3

Днестр э. а 8.2 6,0

¡0. Буг 5.2 2,3 1.4

Сев.Донец 4.4 3.3 2,2

Дунай 204 161 141

Измененный (современный уровень)

Днепр 36,0 29,7 27.0

Днеотр 7,6 5.7 3.5

Ю.Буг'" 2.0 1.0 •0,4

Сев.Донец • 3,1 2.4 1.6

Дунай 192 171 134

Оценка влияния хозяйственной деятельности на величину и степень изменчивости стока выполнена на основа расчета и сопоставления характеристик естественного и зарегулированного стока.

как в целом для всего рила, ток и для отдельных, составляющих (цикличеокой и случайной). Ллннниэ хозяйственной деятельности на характер многолетних колебаний отока опредатено поооедством ввдатештя и последующего сопоставления хронологического хода этих составляющих. Разложение исследуемых рядов на составляющие осуществлено методом окользящего полиномиального сглаживания.

В оанове метода оглаживания лежит апрокшшация по п- -членным окользящим участкам исследуемого ряда#(^) сглаживающим полиномом первой, второй или третьей отепени и последующее определение лдн каждой _точки tj. этого ряда соответствующего ей сглаженного значения Q(ij) . Это значение раоочигываетоя как среднее или средневзвешенное из апроксимированных О (i/) . полученных по сглаживающим полиномам ¡-(i) , соответствующим различным включающим в оебя точку tj п. -членным участкам ряда. В наследований для всех рассматриваемых рядов стока в качеотве оглаживающего полинома выбрана квадратичная парабола, а длина скользящего интервала оглаживакия. принята равной п- =6, что не превышает минимального периода циклических колебаний огока исследуемых рек, а значит выделяет эти иакакения о минимумом их искажений по амплитуде . ■

Аппроксимация оглаживаемого ряда Qd) квадратичным параболами осуществляется посредством метода наименьших квадратов.

Сопоставление хронологической последовательности величин среднегодовых расходов воды показало, что влияние хозяйственной деятельности в бассейнах рассматриваемых рек не повлияло на ха-" рактер их циклических колебаний и не повлекло за ообой ни сдвига фаз циклов зарегулированного стока относительно естественного, ни сколько-нибудь заметного уменьшили их амплитуд. Изменилоя лишь средний уровень относительно которого ооваршаютоя эти колебания.

Отоутотвие изменений в ходе циклических составляющих естественного и зарегулированного стока для воех рек, кроме Днепра, объясняется отсутствием в их баооейнах многолетнего регулирования. На Днепре, где такое регулирование имеет место, это влияние не проявляется вследотаие недостаточной его глубины.

Для количественной оценки и анализа влияния хозяйственной -деятельности в rtaocefiim рек проанализированы статистические характеристики отока: Q . G", С? и Ps .

В качестве количественной оценки изменения отока под влиянием хозяйственной деятельности били использованы также коэффициенты вл;шния оС , в виде отношений:

О ИЗМ • Ру или

= ; ^ ' (2)

Наибольший эффект влияния хозяйственной деятельности при анализе закономерности колебаний отока рек проявляется в уменьшении срецнемноголетнего раохода воды Ц . что характеризуется зкачателькнм отличием коэффициента об^ от I.

По сравнению о величинами среднегодовых расходов воды, влияние хозяйственной деятельности на абсолютную изменчивость, характеризуемую параметром СУ ' . существенно меньше и для всех рассматриваемых рек выражаетоя близкими к единице коэффициентами , лежащими обычно в интервале 1 + 0,06.

Несколько сложней анализировать влияние регулирования отока на его коэффициент вариации, характеризуемое коэффициентом влияния оСV , Увеличение коэффициента вариации С„ у рядов зарегулированного отока объясняется либо увеличением абсолютной изменчивости С ряда раоходов води при уменьшении его оредней величины 0 . либо более интенсивным уменьшением среднего раохода воды по оравкению с уменьшением среднеквадратического отклонения.

Первая из этих причин характерна только для годового отока Днепра, тогда как для всех остальных случаев сказывается вторая причина. Отмеченное увеличение коэффициента вариации вследствие 'влияния хозяйственной деятельности в наибольшей мере проявляется на Днепре и Южном Буге.

Таким образом, выполненные исследования показали, что на рассматриваемых реках влияние хозяйственной деятельности на современной уровне оказывается на характере и хронологическом ходе многолетних колебаний отока и .заметно проявляется лишь в изменении их отдельных статистических характеристик: уменьшении средней величины Ц . и увеличении коэффициента вариации . Параметр <Г характеризующий, абоолютную изменчивость стока для всех рассматриваемых рек, в результате осуществления-хозяйственной деятельности в баооейнах рек почти не меняетоя, что подтверждается также оинхронноотью хода и близоотью амплитуд колебаний .еотеотвенного и зарегулированного стока, как в целом, так и на

уровне их циклических а оставляющих.

В третьей главе предложена методика определения водных ре-оуроов крупных рек, объединенных в единую водохозяйственную ои-отему, учитывающая несовпадение по обеспеченности характеристик стока различных рек и антропогенную нагрузку на рассматриваемые водные объекты,

■ Для управления существующих систем межбассейнового перераспределения стока (Днепр-Донбасс, Днепр-Кривой Рог, Днепр-Ингул-Иигулец, Северо-Крымскяй канал, Каховский канал я др.). & также планируемых в перспективе необходима достоверная сценка располагаемых водных реоуроов при одновременном использовании в единой оистеие различных сочетаний водных реаураов рек. • ■ " . Суцеогвуыцие традиционные метода подсчета стока путем суммирования равпообеопеченных величин отока отдельных рек дают заниженное представление о располагаемых водных рвоуроах за • счет пеучета ааиюсронноати стока. Для исследования аоинхронпос-ти отока рек используется-усовершенствованный метод-Н.В.Сомова, оонованный на оценке отепеаи отклонения кривой обеспеченности суммарного хронологичеоного отока рек от кривой ойеопечеднооти суммарного равнообеопеченного отока. По методу Н.В.Сомова, чем больше расхождение между кривыми обеспеченности оуммарного хро= нолоЕИчеокого и равнообеопеченного огока, тем больше проявляется асияхронность. Совпадение этих кривых- свидетельствует о полной оинхроннооти колебаний отока. Дм оценки аоинхроннооти отсн ка раооматриваемых рек можно попользовать ряд аояюсроняого отока (противоположнообеопеченного). При совмещении трех кривых обеспеченности на графике овязи. кривая хронологического отока занимает положение между кривыми равнообеопеченного и противоположно обеспеченного а тока. Анализ расположения этих йривых на графике связи позволяет более точно оценить аоинхроннооть отока.

-На основе данных о водных рооуроах отдельных речных бао-. оейнов в еотеотвепных условиях и измененных под атляниом хозяйственной деятельности раоачигани водные реоуроы различных вариантов объединения отока. Количественные показатели аоинхроннооти отока рек, объединенных а рамках какого-либо объединения, определены по формуле

К * Л-И _ ( 3

Опр '

где ßXp. Wxp - оутаршв хронологические раоходы (объемы) ~ отека рак объединений; Qpp, U/pp - суммарные равнообеопечен- • ныв раоходы (объемы) стока рек объединений. Гидрологический эффект асинхронности отока рек-в виде дополнительной аоинхроиной добавки б раочетпые значения-водных реоуроов до выражению (3) получен по следующей формуле:

Л- Wüc = Wxp - Wpp ... • ( 4 )

При объединении всех рассматриваемых рек в единую водохозяйственную оиотему Дунай-Днепр-Днеотр-Ю.Буг-Сев.Донец в естественном состоянии коэффициент аоинхронности для годового отока составляет 1.02-1,03, а на современном уровне хозяйственной деятельности, соответственно 1.05-1,08, Бедные реоурсы

q

объединения отока рек на 10-13 км больше, чем подсчитанные традиционными методами. . . .- .

■ Эффект аоинхроннооти стока для объединения рек Днепр-Сев.■ Донец и Дунай-Днестр существенно ниже за очет того, что объеди-' няемые реки.значительно разнятся по величине и протекают в относительно однородных по природным условиям районах.

Таким'образом, определение водных peoуроов по методике учитывающей; аоинхронноать стока объединяемых рек позволяет аолу-чить более достоверные расчетные значения располагаемых водных

ресурсов..........

Чеувецтая глава посвящена исследованию ааинхроннооги отока Днепра и увлажнения территории (осадки, дефицит водопотреблеаия) в зоне орошения. •

Несовпадение обеспеченноетей водности источника и показателя увлажнения, обусловленное территориальным несовпадением об-лаоти формирования стока и его использования позволяет существенно уменьшить при раочетах необходимое количество воды на орошение, или же'запланировать уменьшение заборов воды_из реки.

Для этой цели предложена-методика выявления аоинхроннооти отока и ооадков, отока и дефицита воцопотребления на основе расчета чаототно-вероятностных матриц'(эмпирических, теоретических, колигацконных и условных обеспеченноотей).

Реализация раочегных овойотв матриц осуществляется на основе расчета матриц уоловных обеспеченноотей Р (.У/л) или Р Элементы матрицы уоловной обеспеченности Р (^Д) раоочитываютоя ло формуле

P(*/»);¿ r tn Д ¿I , ' . ( 5 )

гда - частота превышения величиной верхней границы интервала у-' ; Р({//¿с) - условная обеспеченность этой гранит. при уоловии. что величина Х- попадает в интервал ¿ ;

ТП; - частота попадания Л в интервал /■ .

По матрице условной обеспеченности и заданному значению одной из величин можно определить как абсолютное значение другой величины, так и ее обеспеченность. •

Учет корреляционной связи осадков со стоком Днепра за вегетационный период по матрице условной обеопеченнооти позволяет скорректировать величину расчетной оросительной нормы, которая определяется в завиоиыооти от увлажненности территории, о помощью коэффициента асинхронности

, - и 1*>/ (В)

К ас - н/> / Яр , ■-■(. 6 )

где Hp yi - ос а дли условной обеопеченнооти; Hp*'* - ооадки безусловной обеспеченности.

Установлено, что коэффициенты ааинхронносги для различных уоловий изменяются от 1.03 до I.I8. То есть, учет несовпадения по обеспеченности стока Днепра и осадков в зона орошения дает возможность уменьшить для разных уровней хозяйственной деятельности ирригационный водозабор от 200 до 800 млн.м3.

Показано, что при оценке увлажненности территории использование в качестве показателя только осадков, иногда может исказит*, истинную величину потребности сельхозкультур в дополнительной • влаге. Поэтому в качестш показателя, характеризующего необходима для нормального вегетированил сельхозкультур увлажненность' орошаемых земель раоомотрена величина дефицита водопотребления.

Походя из анализа существующих методов определения водопотребления, их обоснованности, надежности и обеспеченности информацией в качеогве расчетного для определения иоходных рядов дефицитов водопотребления был принят биоклиматический метод . A.M. и СМ. Алпатьевых в модификации В.П.Остапчика.

Раочегы дефицитов водопотребления сельскохозяйственных культур основаны на решении для каадого декадного интервала времени балансового уравнения

D- = E¡ ~P;+AP;-W¡r , ( 7 )

где 2),' - дефшг'т водного бала но а (дефицит водопотребления сельскохозяйственных культур); Р, - ооадки; А Р; ■■- величина неэффективной чаоти ооадков; К/,- - величина подпитывания активного олоя лочвы грунтовыми водами (по С.И.Харченко); £ / величина суммарного иопарения.

Установление неэффективной чаоти осадков ЛР , пошедшей на поверхностный оток и фильтрацию вглубь подпочвы ведется-на ооново определения динамики активных влагозапаоов \л/ в почве по формуле г ......V/!-, + т( * Р( -а Р; .г е г ( 8 )

где норма полива нетто,'"т.е. количество воды, поступившее в-активный алой почвы в результате полива; если в / -ую декаду влажнооть почвы опуокаетоя ниже оптимального уровня влажности (0,65-0,75 1^нв). - — - ■ - • --.-.. Суммарное иопарение определяется по зависимости

..........£ = " КШи) >......... ( 9 )

где--биологический коэффициент; Е^ - испарение о водной . поверхности иопарителя ГГИ - 3000.

- .Определение дефицитов водопотребления для воех сельскохозяйственных культур, принятого в современных условиях севооборота, произведено по метеорологическим данным 100 репрезентативных метеоотанций за многолетний период. ■ . -

На оонове раочетов.и анализа их динамики о учетом климатических и агроклиматических оообенноотей Украины было выполнено картографирование оуммарных дефицитов водопотребления, как отдельных сельскохозяйственных культур, так и .для условного оред-неотруктурного гектара в различные по засушливости годы.

Результаты раочетов дефицитов водопотребления сельскохозяйственных культур позволили; оценить дефицит водопотребления на орошение "нетто", как для калщого реального года, так и для расчетного по засушливости. Объем необходимого количеотва воды в пределах воех административных областей, экономических районов и в целом для территории ГССР, а также для зон орошения, используемый непосредственно при расчетах чаототно-вероятност-1шх матриц получен на основе данных о структуре орошаемых земель и плошадях орошения. -

Величина объема воды необходимого для орошения юга УССР в современных уоловиях составляет в зависимости от складывающихся

метеоуоловий - 3,0 - 6.2 км3, а для 5ССР - 6.6 - 9.0 км3.

Иооледована возможность применения метода определения дефицита Еодопотребления сельскохозяйственных культур о месячным интервалом осреднении исходных метеорологических данных, что расширяет его применение при ограниченной метеорологической информации. По чанным нескольких мвтеоотакций раоочиганн значения дефицитов водопотребления сельскохозяйственных культур в пределах месячных и декадных интервалов времени. Средняя относительная ошибка расчетов составляет 5%.

Рекомендации по учету эффекта асинхронности воднооти рек я дефицита водопотребления зоны ороления выполнены на основе раоче-та чаототно-вероятностных матриц "сток-водопотребление". Направление и особенности распределения на матричных каргах изолиний позволили сделать выводы о зависимости лоследуемых величин в различных интервалах их значений.

В поле матриц, по заданным условиям, на пересечении о линиями условных обеолеченноотей, определены положения точек, ординаты которых позволили опредалигь уоловные обеспеченности и величину суммарного объема дефицита водопотребления на орошение. То есть, по расходам воды 75 и 95#-ой обеопеченности определены по матрице значения условных обеопеченностей суммарного объема дефицита водопотребления. Суммарный объем дефицита водопотребления безусловной обеспеченности, соответствующий принятой обеспеченности стока, определен по обычной безусловной кривой обеспеченности.

Коэффициенты аоинхронности годового отока Днепра в естественных условиях и дефицита водопотребления на орошение изменяются от 0,93 до 0,89. 3 современных уоловиях хозяйствования коэффициенты аоинхронноотй незначительно отличаютоя от естественных. Это обстоятапьсгво позволяет рекомендовать уменьшение водозабора на ороыеаие в маловодные годы на 400-600 шш.м3.

Количественный эффект уменьшения необходимого количеотва воды для орошения за очег асинхроннооти для вегетационного периода составляет .для года 75^-ой обеспеченности 500 млн.м3, а для года 95;2-ой обеспеченности, 850 «шим3.

Установлено, что в маловодные годы увлажненность территории на 4-12 % выше той, которая имела бы меото при раочетах необходимого для орошения количеотва воды.

В пятой главе исоледована аоинхронность стока рек оистемы Дунай - Днепр (естественного и измененного) и осадков в зоне орошения, отока и дефицита водопотребленля (при различной структуре селооборота и площадях орошения), Использована методика, примененная для аналогичных исследований по аоинхроннооти стока и ооацков в баосейне Днепра,- Ери этом преследовались те же цели -выявить возможную аоинхроннооть стока и увлажненности и учесть ее при выполнении водохозяйственных обоснований в проектных работах.

Решение панной задачи получено на основе раочета на ЭВМ матриц условной обеспеченности исследуемых величин отока системы Дунай-Днепр. '

Практически зффект аоинхронноста стока при объединении рек в единую систему может быть учтеи за очет приведения осреянен-ных для рассматриваемой территории орооительных норм средне-отруктурного гектара к реальным валичинам. Так, коэффициент аоинхроннооти по осадкам за вегетационный период составляет для года 95^-оЙ обеспеченности 1,08. С учетом этого коэффициента должна быть скорректирована в сторону уменьшения ороодтелькая норма. При этом объем подаваемой воды на орошение моя:ет быть снижен на современном уровне в маловодные годы на 200-600 млн.м3. При раоомотрекии дефиците водопотребленда и стока'за вегетационный период коэффициент аоинхроннооти для воей сиогемы ооотавляег

0.95-0,89. что позволяет уменьшить водозабор на орошение на современном уровне в маловодные годы до 300 млн.м3.

Выводы

1. Восстановлены ряды еотеотвенного отока рек Дунай. Днепр, Днестр, Южный Буг и Северокий Доьец за многолетний период (19Я1-1985 гг.). Раоочитаны ряды измененного (зарегулированного) стока за этот же период для современного уровня хозяйственной деятельности и на перопективу - 2000 г. На основе этих данных определены водные реоуроы рек для лет различной еодносги (табл. I).

2..Оценена происшедшие изменения годных ресурсов под влиянием хозяйственной деятельности. Они существенны практически для воех рассматриваемых рек и составляют в средние по водности

годы для Днепра - 16 км3, Днвотра - 2.0 ям3. Ю.Буга -1,2 км3, Сев.Донца - 1.3 км5, Дуная - 12 км3.

3. Влияние хозяйственной деятельности на современном уровне хозяйственной деятельности не сказывается на характере и хронологическом ходе многолетних колебаний отока и заметно проявляется лишь в изменении их отдельных матиотичеоких характеристик.

4. Предложена методика определения аоинхроннооги отека различных группировок рек водохозяйотьенной системы Дунай-Днепр, ее оценки и количественного учета эффекта аоинхронности стока при опредедешш водных ресурсов. Так, оуммарные эолные рвоур-сы естественного о тока Украины подсчитанные, как сумма равно-обеспеченных величин, составляют для маловодных лет 242 км3, а о учетом эффекта аоинхронности - 246 км3.

Дня современного уровня хозяйственной деягельностя водные реауроы в маловодные годы составляют 198 км3, а о учетом коэффициента аоинхроннооти - 208 км3. Для очень маловодных лет эффект аоинхроннооти более существенен, а асинхронная добавка к раочегным величинам стока монет достигать 13 км3.

5. Для качественной и количественной оценки аоинхронности отока к осадков, стока и дефицита водопотребления на орошение предложена методика, основанная на раочете чаототно-верояткоотннх матриц; Получены расчетные значения осадков и дефицитов водопотребления на орошекяе условной обеспеченности в зависимости от величины отока безусловной обеспеченности.

6. Показано, что принятый в расчетах дефицита водопотребления сельскохозяйственных кудьтур декадный.интервал времени может быть заменен при отсутствии информации меоячннм. При этом ошибка определения дефицита водопотребления не превышает 15-18$, пра средней ошибке - 5?.

7. Полученные картограммы дефицита водопотребления сельскохозяйственных культур для среднеотруктурного гектара позволяли оценить количество воды, необходимое для орошения.,

8. Даны рекомендации по учету эффекта аоинхронности стока и увлажнения территории, что позволяет более обоснованно подхо-" лить к назначению расчетных величин водных реоуроов, используемых на орошение. Рекомендуется уменьшение ирригационного

водозабора з баооейне Днепра от 200 до 800 млн.м8, в зоне водохозяйственной сиотемы Дунай-Днепр от 100 до 300 млн.м3.

Ооновные результаты опубликованы в следующих работах:

1. Водные реоуроы водохозяйственной сиотемы Дунай-Днепр на перспективу о учетом аоинхроннооти отока и хозяйственной деятельности (в соавторстве с А.И.Шарешевокям).- - Тр. УкрНИИ Гооком-гидромета, вып. 194. - М.:-Гидрометеоиздат, 1983. - 0,8 п.л.

2. Оценка изменения водных ресуроов водохозяйственной оисгемы Дунай-Днепр на различных уровнях хозяйственной деятельности (в ооавторотве ó А .И. Шорэпевскш). - Тр. УкрНИИ Гоокомгвдро-мета, вып. 197. - М.: Гидрометеоиздат, 1984. - 1,0 п.л.

3. Изменение отока рек водохозяйственной оистемы Дунай-Днепр на различных уровнях хозяйственной'деятельности. - В сб.: Вопросы гидрологии суши. Доклады молодых ученых и специалистов ГГИ. -.Л.: Гидрометеоиздат. 1984. - 0,3 п.л.

4. Влияние хозяйственной деятельности на оток Днепра (в соавтор-' оуве о А.И.Шерешевоким). - Тр. УкрНШ Гоокомгидромега, выл. 200. - М.! Гидрометеоиздат, 1984. - 0.8 пл.

б,- Изменение" отока Днепра под влиянием антропогенных факторов (в ооавторотве о А.И.Шерешевоким) . - Хр. УкрНИИ Госкомгвдро-мета, вып. 211. - М.: Гидрометеоиздат. 1984. -.1,1 п.л.

6. Изменение отока р.Дуная под влиянием антропогенных факторов (в ооавторотве о А.И.Шерешевоким). - Тр. УкрНИИ Гоокомгидро-мета, шп; 215. - М.: Гидрометеоиздат, 1985. - 0,8 п.л.

7. Гидрслогичеокое обоснование водохозяйственного комплекса Дунай-Днепр (в ооавторотве о 3.С.Максимовым,.. А.И.Шерешевоким, Я.Д.Михальской, З.А.Горецкой). - В об. Тр. У Гидрологического съезда, т.5. - W.: Гидрометеоиздат, 1990. - 1,0 пл.

8. Асинхронноеть отока Днепра и ооадков в зоне орошения (в ооав-• торотве о А.И.Шерешевоким. Т.А.Гальпериной). - Тр.УкрНИИ Гос-

комгидромета, вып. 222. - М.: Гидрометеоиздат, 1987. -0.6 п.л.

9. Водные реоурсы рек оисгемы Дунай-Днепр и оценка их изменений

' на различных уровнях хозяйственной деятельности (в соавторстве о А.И.Шерешевоким). - В сб.: Состояние к задачи комплексного использования водных ресуроов страны. - Минок: ЦНИИКиВР, 1986. - 0,3 п.л.

10. Влияние расчетного интервала оореднэнля на гочнмть раочета дефицитов водного баланаа (в ооавторотве о А.И.Шерешевским).

- Тр. УКрНИИ Гоокомгвдромета, вып. 228. - М.: Гидроматеоиз-дат, 1988. - 0.3 п.л. ...

11. Учет аоянхронкости стока и дефицита водного баланоа на орошаемой территории при плакирования волопотребленяя на ирригацию (в соавторстве с А.Л.Керешевским, X.Д.Гальпериной). -Тр. УкрНИИ Гоокомгияромета, вып. 228, - М.: Гяцрометеоиз-дат, 1968. - 0,<5 п.л.

12. Оценка естественного стока р.Днепра (в соавторстве о ■ ■ ■

. А.И.Шврешеваким); - Тр. УкрНЙГМЙ. вып.255. - М, [ Гадрометео-издат, 1990. - 0,5 п.л. ...

13. К оценке водопотреблеши на ороиеняе в УССР о учетом гвдро- • метеорологических факторов на современном уровне (вооавтор-стве о А.И.Шерешэвоким, Т.А.Гальпериной, О,С,Васильевой).

- Тр. УкрНИШИ. вып. 235. -М.: Гидрометеоиэдат, 1990. -1.0 п.л. . . . .. ..........

14. Картографирование оросительных норм о учетом нлиматячеси:дх и агроклиматических оообенноотей Украины (в ооавторотве о ■ А.И.Шерешевским, Л.Ф.Просунко). - Тр. ЛсрНИШИ, вып. 235. -М.: Гидрометеоиздат. 1990. - 0.8 п.л.

Отпечатано в отделе ОнВП ин-та 'Укргыпроводхоз*

Заказ № 1112 тираж 100 экз.

252035, Киев; ул, Урицкого, 43 1 981г.