Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Зимний сток рек криолитозоны России
ВАК РФ 25.00.27, Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия
Содержание диссертации, доктора географических наук, Аржакова, Светлана Кирилловна
Гидрология рек криолитозоны является одним из наиболее слож-э1х научных направлений гидрологии суши. Под гидрологией рек эиолитозоны понимается учение о закономерностях формирова-ля водных ресурсов и гидрологического режима рек, водного ба-шса речных бассейнов, а также о специфических гидрологических шениях и процессах, происходящих на реках территории распрос-)анения многолетнемерзлых пород.
Как научное направление гидрология рек криолитозоныор-ировалось в 80-х годах XX в. в результате расширения гидрологи-хких исследований на территории многолетнемерзлых пород, бщие иециальные вопросы гидрологии рек криолитозоны, ос-эвные ее проблемы и задачи освещены в трудах Б.Л. Соколова, нализируя результаты гидрологических исследований, выполнении на территории мерзлых пород к концу 80-х годов, Б.Л. Соко-)в писал: "Специфика природных условий формирования водных курсов и гидрологического режима рек в районах многолетнемер-[ых пород. требует иецифических методов их изучения, и нашего обобщения данных наблюдений. Это приводит к относитель-эму обособлению части гидрологического знанияцелью более [убокого проникновения вщность природных процессов, появ-;нию новых идей, гипотез, принципов, объектов и предмета изуче-1Я, уточнениюществующих и разработке новых понятий, тер-инов и их определений и пр. Таким образом,точки зрения 1утренних потребностей развития гидрологической наукианов-;ние гидрологии рек криолитозоны. необходимый и закономерен процесс" [144, 204 ].
Начало изучению водного режима рек криолитозоны было по->жено В.Е. Водогрецким, которого по праву считают одним из основоположников гидрологии рек криолитозоны. В 50-х годах оь впервые обобщил данные наблюдений по режиму и стоку рек Севе ро-Востока СССР и на этой основе им были разработаны методь расчета годового, максимального, минимального и внутригодово го распределения стока рек региона. Значительный вклад в изуче ние гидрологии рек криолитозоны внесли A.M. Владимиров
A.M. Комлев, Б.М. Гинзбург, О.Н. Толстихин, В.Р. Алексеев Д.А. Бураков, Л.М. Корытный, A.B. Петенков, B.C. Антонов
B.В. Иванов, Г.А. Плиткин и др.
Следует особо отметить научную деятельность Дальневосточно го научно- исследовательского гидрометеорологического институ та (ДВНИГМИ), который не только проводит гидрологически' исследования на обширной территории Сибири и Дальнего Восто ка, но и является научным центром, организовавшем всю работу i этом регионе. Начиная с 60-х годов ДВНИГМИ было организова но три научне конференции, по гидрологии рек криолитозоны, н; которых обсуждались научные и практические достижения в 3Toi области, координировались работы по дальнейшим исследовани ям. На первой научной конференции, состоявшейся в 1961 г., рас сматривались проблемы прогнозов и расчетов дождевых паводко на реках Сибири и Дальнего Востока. Проведенная в 1983 г. втора конференция была посвящена проблемам гидрологии рек зоны BAN и Дальнего Востока. Третья научная конференция проходила в 19881 На ней было заслушано 190 докладов по 10 секциям. Конференци показала, насколько глубоко и разносторонне развивается гидрс логия рек криолитозоны в современный период.
Предлагаемая работа представляет собой первый опыт обобщс ния результатов исследований в области гидрологии рек криолите зоны. В качестве объекта исследования выбран зимний сток реь поскольку изменения водных ресурсов, происходящие под влиянк ем как хозяйственной деятельности, так и глобальных изменени климата, проявляются в первую очередь на зимнем речном сток как наиболее чувствительном водном индикаторе, лимитирующе] водопотребление и водопользование, а также условия существования гидробионтов.
В настоящее время накоплен достаточно большой объем гидре метеорологической информации и научной литературы о зимне токе рек криолитозоны и появилась возможность глубже осмыс-швать имеющийся фактический материал. Имеются определенные достижения как в изучении условий формирования и закономерно-Л'ей изменения зимнего стока, так и в разработке методов его расчета и применения результатов исследований в практической деятельности. Однако зимний сток рек криолитозоны, особенности его формирования и изменения в сложных мерзлотно- гидрогеологических условиях до сих пор достаточно полно не изучались. В связи с этим обобщение имеющихся исследований и данных стационарных наблюдений по зимнему стоку, доведенное до конкретных рекомендаций по его расчету и прогнозу, представляется своевременным и весьма актуальным в современных условиях, когда в результате антропогенного воздействия возрастает дефицит водных ресурсов и ухудшается экологическое состояние водных объектов.
В монографии показывается сложность формирования речного стока в зимний меженный период года в условиях глубокого промерзания гидрогеологических структур, характерного для районов распространения многолетнемерзлых пород. Приведены общие сведения о водном режиме рек региона и его особенностях в зимнюю межень. Даются конкретные рекомендации по расчету характеристик зимнего стока при различном объеме исходной гидрометеорологической информации.
Вопросы изучения условий и закономерностей формирования зимнего стока рек криолитозоны являются весьма сложными, поэтому выполненные разработки по количественной его оценке еще не мог ут претендовать на очень высокую точность, хотя базирую тся на современных методах гидрологического анализа. Приведенные в монографии сведения отражают современный уровень изученности зимнего стока рек исследуемого региона. Ввиду сложности исследования автор считает, что проблема количественной оценки зимнего стока остается еще до конца не разрешенной. Для дальнейшего развития и уточнения методов расчета зимнего стока рек необходимы прежде всего расширение сети гидрологических станций и постов, постановка комплексных исследований на базе организации воднобалансовых станций в регионе и улучшение гидрогеологической изученности территории. Автор полагает, что для уточнения и совершенствования изложенных в работе методов требуется поиск новых решении для описания закономерностей изменения зимнего стока рек в сложных мерзлотно-гидрогеологических условиях.
В основу монографии положены результаты исследований автора в различных геокриологических районах Якутии, опубликованные в отечественной литературе материалы, а также данные стационарных наблюдений Федеральной службы по г идрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромета) Российской Федерации. Работа над монографией проходила при постоянном внимании и консультациях академика A.M. Владимирова. Автор выражает признательность и глубокую благодарность О.Н. Толсти-хину, II.П. Гаврильеву и другим за советы и критические замечания, которые были учтены при подготовке рукописи к печати.
Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Зимний сток рек криолитозоны России"
Интенсивное хозяйственное освоение природных богатств Сибири и Дальнего Востока привело к тому, что обеспечение водой населения и промышленных объектов в необходимом количестве и требуемого качества, особенно зимой, является здесь одной из главнейших проблем. Решение этой жизненно важной проблемы зависит от степени изученности зимнего стока рек региона, поскольку сток рек в зимний меженный период является одной из основных гидрологических характеристик, используемых при водохозяйственном и строительном проектировании, при решении проблем рационального использования и охраны водных ресурсов. Характеристики зимнего стока лимитируют водопотребление и водоот-ведение: они имеют определяющее значение при размещении производительных сил и населенных пунктов. Поэтому изучение условий формирования и закономерностей изменения речного стока в зимний маловодный период года имеет большое научное и практическое значение.
Научное значение исследований заключается в разработке более обоснованных методов расчета характеристик зимнего стока применительно к сложным мерзлотно-гидрогеологическим условиям территории криолигозоны. Существующие методы расчета не являются достаточно надежными, поскольку не учитывают особенности распределения подземного стока, в частности его дискретность в районах сплошного распространения многолетнемерзлых пород. Кроме того, в них отсутствуют рекомендации по определению таких важных гидрологических характеристик, как водность и продолжительность периода истощения зимнего стока.
Практическое значение результатов исследований связано с применением разработанных методов расчета зимнего стока и перемерзания рек в пределах исследуемого региона при строительном и водохозяйственном проектировании. Результаты исследований могут быть использованы в различных отраслях народного хозяйства, в частности в водоснабжении, когда не допускается даже кратковременных перебоев в подаче воды. Зимой в районах распространения многолетнемерзлых пород возникают сложности в водоснабжении из-за перемерзания рек, наледеобразования и других криогенных явлений и процессов.
При изучении закономерностей изменения зимнего стока главное внимание в работе уделено:
1) установлению закономерностей формирования зимнего стока рек криолитозоны на основе анализа его режима и природных условий региона;
2) разработке методов расчета характеристик зимнего стока рек при различном объеме исходной гидрометеорологической информации и с учетом, где это возможно, влияния хозяйственной деятельности в их бассейнах.
Поставленные задачи решаются в регионе, где специфические особенности формирования зимнего стока проявляются с наибольшей интенсивностью и имеют широкое распространение. Площадь территории, на которой выполнены исследования, составляет 10,98 млн. км2, или 65 % общей площади России.
Монография состоит из пяти глав. В первой главе приводится краткий обзор и анализ природных условий и факторов формирования зимнего стока рек региона. Рассматриваются вопросы формирования и распространения зажоров, наледей, криогенных "паводков", проявляющихся как результат сложного взаимодействия климат - реки - многолетняя мерзлота. Анализ физико-географических условий (рельефа и геологического строения, мерзлотно-гидрогеологических и климатических особенностей, озерности. заболоченности региона и др.) позволил выделить на исследуемой территории два района, резко различающиеся условиями формирования зимнего стока: относительно равнинный и горный.
Вторая глава посвящена обзору развития исследований водного режима рек в зимнюю межень, выполнен анализ существующих методов расчета зимнего стока рек мерзлой зоны. Основное внимание уделено причинам, ограничивающим возможности их при
1енения в условиях сплошного распространения многолетнемерз-[ых пород.
В последующих двух главах дается характеристика зимней меже-ш, на основе анализа условий формирования зимнего стока уста-ювлены основные региональные закономерности процессов исто-цения стока и перемерзания рек. Анализ закономерностей вменения зимнего стока сопровождается конкретными рекомендациями по его расчету в условиях сплошного распространения мно-'олетнемерзлых пород.
В пятой главе излагаются особенности хозяйственного освоения 1 использования водных ресурсов ра йона. Рассматриваются возможные изменения характеристик зимнего стока в результате ожидаемых изменений климатических условий и влияния хозяйственной деятельности на конкретных примерах.
Заключение Диссертация по теме "Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия", Аржакова, Светлана Кирилловна
Основные результаты исследований зимнего стока рек криоли-тозоны, выполненные в 1961-1988 гг., были представлены на трех научных конференциях, посвященных проблемам гидрологии рек региона и организованных ДВНИГМИ.
Можно считать, что в 70-х - 80-х годах были заложены основы теоретических представлений о закономерностях формирования зимнего стока рек в различных природных условиях, разработаны методы его расчета при различном объеме исходной гидрометео-рологичекой информации, что нашло отражение в нормативных документах, имеющих общесоюзный законодательный характер. Несмотря на некоторые недостатки, указанные нормативы сыграли исключительно важную роль в области развития инженерно-гидрологических расчетов и ознаменовали собой завершение целой "эпохи" в развитии научного познания о водном режиме рек крио-литозоны в маловодный период года.
2.2. Существующие направления в исследованиях зимнего стока
Основные направления исследований низкого стока рек в зимний период как в СССР, так и в других странах наиболее полно изложены в работах [3, 39, 40]. Установлено, что результаты обобщений по низкому стоку послужили основой для составления официальных нормативных документов, в которых приведены основные методы и практические приемы расчета меженного и минимального стока.
Первый нормативный документ по минимальному стоку рек (СН 346-66) был создан в 1966 г. Затем в ГГИ аналогичные нормативы были подготовлены по максимальному стоку, другим гидрологическим характеристикам и в 1972 г. были созданы "Указания по определению расчетных гидрологических характеристик" (СН 435-72). В последующем рост изученности стока рек, а также возрастающие объемы водохозяйственного проектирования и строительства требовали дальнейшего совершенствования методов расчета гидрологических характеристик. Поэтому в течение последующего десятилетия велась работа по совершенствованию расчетных методов, но уже с привлечением большого дополнительного материала организаций разных министерств и ведомств. Все дополнительные разработки, существенно уточняющие расчеты минимального стока, особенно на перемерзающих и пересыхающих реках, были учтены при составлении нового СНиПа 2.01.14-83.
Обзор результатов анализа по практическому применению рекомендаций, приведенных в СНиПе, показал, что рекомендуемые методы не всегда обеспечивают достаточную точность результатов расчета минимального стока [Амусья, Ратнер, Соколов, 1991; Владимиров, Иманов, Сакович, 1994]. Невысокая точность расчетов обусловлена в основном относительно малым объемом данных гидрометрических наблюдений, использованных при разработке расчетных методов. Поэтому начиная с середины 80-х годов дальнейшие научные исследования были нацелены на повышение точности и надежности гидрологических расчетов при отсутствии данных наблюдений на водных объектах. В настоящее время эти исследования ведутся по следующим основным направлениям.
Первое направление заключается в разработке и совершенствовании методов расчета, основанных на использовании многолетних данных гидрометрических наблюдений за зимними расходами водь: (эмпирическое моделирование). Обзор научных исследований в данном направлении показывает, что эмпирическое моделирование £ течение вот уже более 80 лет является единственным положительнс зарекомендовавшим себя направлением. В.Е. Водогрецкий [1992] подчеркивая это обстоятельство и характеризуя положительные аспекты его использования и дальнейшего развития, отмечает, чтс методы, разработанные на основе эмпирического моделирована прежде всего весьма просты в практическом применении и хорошс зарекомендовали себя в практике гидрологических расчетов. Так ошибки при определении гидрологических характеристик по эмпирическим формулам находятся в большинстве случаев в допустимых пределах и незначительно превышают ошибки измерений расходов воды.
Второе направление научных исследований заключается в разработке методов математического моделирования процессов формирования минимального речного стока, в частности в более широком использовании факторно-регрессионных моделей. Факторно-регрессионный анализ использован в исследованиях В.П. Герасименко [54], А.З. Амусья, В.Г. Гутниченко, В.А. Шелутко [2], В.В. Кравченко, A.M. Гизетдинова [93] и др., которых объединяет стремление математизировать процесс формирования речного стока зимой, т. е. составить математические уравнения, описывающие взаимосвязь зимнего стока с определяющими его факторами. Авторы исследований подчеркивают ограниченность традиционных подходов и отмечают, что факторно-регрессионные модели наиболее полно раскрывают механизм формирования зимнего стока и в первую очередь его гидрогеологическую природу.
В настоящее время крупномасштабными разработками в области моделирования процессов речного стока занимаются в Гидрометцентре РФ, Институте водных проблем РАН, Государственном гидрологическом институте, Томском государственном университете, Институте географии СО РАН и др. В Институте водных проблем под руководством Л.С. Кучмента ведется большая работа по созданию системы физико-математических моделей гидрологического цикла, включающих ряд расчетных схем, учитывающих формирование снежного покрова и снеготаяния, процессы тепло- и вла-гопереноса в почвогрунтах, инфильтрацию талых вод в мерзлую и оттаявшую почву, испарение и транспирацию, склоновое и русловое стекание вод, поверхностный и подземный сток. В ГГИ исследования по математическому моделированию речного стока проводятся под руководством Ю.Б. Виноградова. В настоящее время из серии моделей модифицируется модель формирования стока "Гидрограф".
Анализ существующих работ показывает, что на современном этапе научных исследований, несмотря на достигнутые успехи в области математического моделирования, физико-математическое описание гидрологических процессов еще не доведено до практического применения по ряду причин/
Во-первых, ошибки в расчетах не меньше ошибок при вычислении по эмпирическим формулам.
Во-вторых, отсутствуют экспериментальные исследования по более глубокому изучению закономерностей формирования минимального стока, таких как процессы тепло- и водообмена речных вод и дренируемых водоносных горизонтов, накопления и сработ-ки запасов подземных вод, фазовых переходов сезонного оледенения и т. д. В результате при составлении математических уравнений из литературных источников заимствуется вся недостающая информация: фильтрационные характеристики почв; водно-физические, гидрогеологические и мерзлотные характеристики почвогрунтов бассейна: характеристики рельефа и тектонического строения территории; климатические характеристики для расчета испарения и др. Иными словами, существующая гидрометеорологическая информация обеспечивает расчеты лишь на 50 %.
Тем не менее, как уже упоминалось выше, в практике расчетов все более широко используется метод множественной корреляции, позволяющий учитывать многофакторность процесса формирования зимнего стока. В отличие от однофакторных связей регрессионный анализ позволяет количественно оценить не только влияние всего комплекса факторов, определяющих зимний сток, но и степень их связанности между собой и "вклад" каждого из них. Указанный анализ позволяет отобрать наиболее эффективные факторы и получить уравнение регрессии для определения расчетных характеристик зимнего стока. При применении метода следует иметь в виду, что с увеличением числа факторов, включаемых в анализ, увеличивается погрешность расчетного уравнения. Это обстоятельство вынуждает относиться к многофакторным связям весьма осторожно.
Как отмечают авторы [3], разработка факторно-регрессионных моделей требует решения следующих задач, связанных с методикой их применения:
1) выбора оптимальной структуры и вида моделей в разных природных условиях;
2) оценки устойчивости параметров моделей и определения их оптимальных значений;
3) оценки качества уравнений регрессии.
Третье направление заключается в разработке методов расчета, основанных на использовании кратковременных или эпизодических гидрометрических наблюдений вплоть до единичного измерения расхода воды. Методология подобных расчетов рассмотрена
Б.Л. Соколовым, Н.С. Ратнер, A.B. Рождественским, В.Н. Колотае-вым и др. Сущность метода заключается в следующем.
Теоретически утверждается, что за какой-либо промежуток времени г практически равен сток (Q) двух рек х и у, сформированный в бассейнах с однородными природными условиями и с примерно одинаковыми гидрографическими характеристиками. Из этого утверждения следует равенство отношений характеристик стока за интервалы времени х, и х,, т. е.
Qxl/Qx2)x = (Qxl/Qx2)y =К, где xi > т2; К-коэффициент пропорциональности.
Пусть водоток у является рекой-аналогом, в этом случае сток реки л" за период X, можно определить по формуле
Qxl)x=K(Q х2)х, где К - коэффициент- пропорциональности, определенный по данным реки-аналога.
Рассмотренный метод В.Н. Колотаевым назван методом многократных соотношений. Определение расчетных характеристик выполняется по'следующим трем схемам:
Q' Q -> Q ,
Д ^ Д - ■ м где б'д- измеренный расход воды во время гидрометрической съемки на дату Д: О. средний суточный расход на дату Д; Q м WQ м-средние расходы воды соответственно за меженный период конкретного года и за многолетний период; Qr - средний расход воды на посту за т суток; Qr и "О - средние расходы воды соответственно за конкретный год и многолетний период.
Результаты исследований [Соколов, 1974,1978; Ратнер, 1977,1978, 1991; Рождественский, 1987; Колотаев, 1988, 1991] показали, что метод многократных соотношений существенно повышает точность расчетов, поскольку учитываются особенности формирования речного стока в створе гидрометрических наблюдений. При этом метод позволяет значительно снизить большие случайные погрешности, имевшие место до его применения.
В настоящее время существуют разные подходы для реализации отмеченных направлений. Например, в работе [3] отмечается сложность разработки расчетных методов минимального стока рек в ус ловиях распространения многолетнемерзлых пород и предлагают ся два подхода по учету мерзлотно-гидрогеологических факторов в частности сезонного оледенения. Первый подход основан на вве дении поправочных коэффициентов к значениям параметров кри вых распределения вероятностей, второй подход - на определенш минимального зимнего стока по разности между полным объемод дренируемых реками подземных вод и объемом воды в сезоннол оледенении с учетом интенсивности его формирования в зимнш период, Наиболее интересны в этом плане исследования, проводи мые В.В. Кравченко и A.M. Гизетдиновым, которые впервые пост роили устойчивую регрессионную модель путем объединения исход ных аргументов в комплексы, отражающие все разнообрази мерзлотно-гидрогеологических условий речных бассейнов. Расче ты по уравнению регрессии показали довольно высокие результа ты. Для 43 речных бассейнов Ангары, Верхней Лены и оз. Байка средняя квадратическая ошибка расчета среднего многолетнего зим него подземного притока в реки составила 18,3 %. В настоящее вр« мя в ГГИ ведутся исследования но апробации использованного м« тода на массовом материале.
Другой путь научных исследований - это использование традг ционных гидрологических методов обобщения: карт изолиний эмпирических формул .
Изложенные направления легли в основу существующих мете дов расчета зимнего стока рек. Ниже дается в общих чертах их крг тический анализ.
2.3. Критический анализ методов расчета зимнего стока
В настоящее время в гидрологической практике в зависимости т наличия исходной информации используются следующие мето-ы расчета зимнего стока.
1. При наличии гидрометрических наблюдений вероятностно-гатистические методы. В этом случае расчетные значения зимнего тока определяются по кривой обеспеченности, описываемой тре-[я параметрами: средним многолетним стоком Q, коэффициентом зменчивости С\. и коэффициентом асимметрии Cs. Для сглажива-ия и экстраполяции эмпирической кривой обеспеченности приме-яются трехпараметрическое гамма-распределение, биномиальная ривая распределения, при неоднородности ряда гидрометрических аблюдений используются усеченная и составная кривые распреде-ения ежегодных вероятностей превышения.
2. При недостаточности данных наблюдений определение рас-етных минимальных расходов воды производится путем приведе-ия параметров кривых распределения к многолетнему периоду, если облюдаются следующие условия: и1 > 10; R >0,7; к/ак>2; где п' - число лет совместных наблюдений; R - коэффициент корреляции между минимальными расходами воды исследуемой реки и >еки-аналога; к - коэффициент регрессии; к/<зК - средняя квадра-ичная ошибка коэффициента регрессии.
3. При отсутствии данных гидрометрических наблюдений рас-ет обеспеченных значений зимнего стока производится по двум ероятностно-статистическим схемам: по полной схеме (метод параметризации) и методу переходных коэффициен тов. Для опреде-ения параметров аналитической кривой обеспеченности Q, Cv и Cs [рименяются следующие методы:
- метод географической интерполяции, использующий карты тока, построенные по данным наблюдений на изученных реках;
- метод районных расчетных зависимостей параметров низкого тока от определяющих факторов.
Подробная характеристика этих методов приводится в [41, 110 134, 166]. В настоящей работе существующие методы расчета ана лизируются в двух направлениях: в зависимости от эффекта исполь зования того или иного метода в условиях распространения много летнемерзлых пород и в зависимости от полноты учета в ни: факторов глубокого промерзания гидрогеологических структур поскольку именно эти факторы определяют подземный приток i реки.
Конечной целью расчетов зимнего стока является определени зимних расходов воды различной вероятности превышения (обес печенности), а также расчетных характеристик промерзания рек При наличии материалов наблюдений решение этой задачи в уело виях распространения многолетнемерзлых пород также осуществ ляется путем вероятностно-статистического анализа имеющегос ряда наблюдений. В случае отсутствия гидрометрической инфор мации степень применимости существующих методов может быт различной.
В исследованиях низкого стока рек, протекающих в районах рас пространения многолетнемерзлых пород, наиболее широкое при менение получил метод географической интерполяции (изолиний' который используется преимущественно на равнинных территори ях. Карты позволяют определить с достаточной точностью расчет ные характеристики неизученных рек. Обычно они составляютс для модуля минимального стока 80%-ной обеспеченности и дл определенного диапазона площадей водосборов.
Метод географо-гидрологического обобщения, реализуемый виде карт основных параметров функции распределения вероятне стей, или так называемый метод трех параметров, используется практике гидрологических расчетов сравнительно редко. Как от мечает A.M. Владимиров, это вызвано тем, что использование дат ного метода предусматривает наличие трех расчетных способо! позволяющих определить норму стока, коэффициент вариации С и коэффициент асимметрии Cs. Причем каждый из способов облг дает некоторой ошибкой, что в сумме отражается на точности me года трех параметров.
В исследованиях зимнего стока метод параметризации был и< пользован A.M. Комлевым [86]. Расчет зимних расходов воды ра: шчной обеспеченности на большей части территории Западной Сибири он предложил проводить по биномальной кривой обеспе-{ениости при Cs = 2Су, а в зоне недостаточного увлажнения - по фивой трехпараметрического гамма-распределения при Cs = 1,5 Cv ; определением нормы стока и коэффициента С^по карте. Позднее шологичный прием использовали Э.И. Гаррисон, В.М. Евстигнееве, A.B. Христофоров для территории Забайкалья [48]. По мнению этих авторов, параметры функций распределения вероятностей реч--юго стока имеют отчетливую географическую природу, поэтому принципы географо-гидрологического обобщения на основе параметризации могут быть применены и при построении расчетных схем низкого стока рек зимой.
Способ использования переходных коэффициентов был предложен А.М. Владимировым в 1970 г. и в настоящее время является официально принятым способом, широко используемым в практике расчетов минимального стока. Расчетные значения зимнего стока неизученных рек устанавливаются по переходным коэффициентам от минимального стока 80 %-ной обеспеченности, определяемого по карте. Коэффициенты весьма устойчивы по районам и дают возможность переходить от расхода воды 80 %-ной обеспеченности к расходам воды 75, 85, 95 и 97 %-ной обеспеченности.
Можно высказать следующее соображение в отношении использования рассмотренных методов расчета зимнего стока в районах распространения многолетнемерзлых пород. Повышенная дискретность подземного стока в этих районах, обусловленная глубоким промерзанием гидрогеологических структур, исключает их применение в практических расчетах из-за полного отсутствия стока воды на реках зимой, т. е. картирование зимнего стока в виде изолиний возможно лишь в тех районах, где нет многолетней мерзлоты.
Метод гидрологической аналогии предусматривает определение многолетнего стока и его изменчивости путем сопоставления водности изучаемой реки и рек-аналогов за зимний сезон и многолетний период. Для повышения точности расчетов рекомендуется проводить гидрометрические наблюдения хотя бы в течение 2-3 лет [130]. При наличии более продолжительных рядов наблюдений на изучаемой реке расчеты зимнего стока проводятся графическим сравнением данных или методом парной или множественной корреляции. Объективность и точность определения расчетных характеристик зимнего стока при применении методов аналогии во многом зависит оттого, насколько удачно подобрана река-аналог. В условиях слабой взаимосвязи речных и подземных вод, характерной для территорий многолетнемерзлых пород и в особенности для ее горных районов, выбрать надежную реку-аналог сложно, поэтому метод гидрологической аналогии используется в научных исследованиях весьма осторожно. При приведении рядов наблюдений к многолетнему периоду по аналогам методом парной и множественной корреляции рекомендуется контролировать их графически [130].
При обобщении данных по низкому стоку рек зимой широко используется метод районных расчетных зависимостей. Характеристики зимнего стока, связываемые с показателями природных условий, обычно устанавливаются по районам с однородными физико-географическими условиями. Выделение однородных районов производится прежде всего на основе анализа геолого-гидрогеологических условий, которые определяют подземный сток в реки зимой.
В соответствии с классификацией природных факторов [40, 41], определяющих условия формирования зимнего стока, существуют три типа расчетных зависимостей.
Первый тип отражает связь зимнего стока и промерзания рек с условными факторами, к которым относятся гидрографические характеристики (площадь бассейна и длина реки, средняя высота водосбора и его уклон, глубина эрозионного вреза русла, густота речной сети и др.). Для территории мерзлой зоны наиболее чаете используются связи зимнего стока с площадью бассейна [40, 41, 70. 86, 133, 138] и средней высотой водосбора [34, 68, 133]. В некоторых исследованиях к ним прибавляются такие факторы, как площадь, занятая моховым покровом [Папернов, 1965], густота речной сети заболоченность, лесистость, наледность [Догановский, 1968, 1969 Ветошкина, 1973; Герасименко, 1973; Романова, 1983]. В большинстве случаев эти связи не линейны. Принято считать, что размер речного водосбора отражает бассейновую зарегулированность стока, являясь косвенным показателем полноты дренирования водоносных комплексов. Чем значительнее размеры речного бассейна тем больше подземное питание.
Площадь водосбора не всегда является эффективным показателем условий формирования зимнего стока рек, расположенных в районах распространения многолетнемерзлых пород [39]. Опыт исследований [11, 14, 39, 40, 99] показывает, что в качестве эффективного показателя условий питания рек подземными водами может служить глубина эрозионного вреза русла, однако авторы в своих исследованиях четкого подтверждения этого фактора не нашли.
На наш взгляд, использование площади речного водосбора в качестве основного параметра при расчетах зимнего стока рек зоны многолетней мерзлоты недостаточно корректно, поскольку на территориях, где отмечается развитие многолетнемерзлых пород, создаются специфические условия формирования подземных вод и их дренирования речными долинами. Исследованиями, выполненными в Институте мерзлотоведения СО РАН, установлена чрезвычайная неоднородность промерзания гидрогеологических структур по площади и профилю: распространение подземных вод носит здесь дискретный, локальный характер, а основное питание и разгрузка их происходят в таликовых зонах речных долин. Таким образом, в зоне многолетней мерзлоты формирование зимнего стока происходит не равномерно со всего бассейна, а лишь сосредоточенно за счет таликовых вод речных долин и вод аллювиальных речных отложений. Поэтому при расчетах зимнего стока точнее использовать не площадной, а линейный показатель, отражающий зависимость водности рек зимой от мощности рыхлых отложений и водообиль-ности подрусловых таликов. Исследования И.А. Некрасова [114] и В.Е. Афанасенко [21] подтверждают сказанное, так как показали, что основным фактором, определяющим размеры подрусловых таликов, является мощность (расход) водотока и что между ними существует взаимосвязь: чем больше расход воды, тем больше объем подрусловых таликов, а следовательно, тем меньше река подвержена промерзанию и перемерзанию. Таким образом, для более достоверной оценки зимнего стока малых и средних рек целесообразно использовать связь зимнего стока с длиной реки, а не с площадью водосбора.
Второй тип зависимостей показывает связь параметров зимнего стока и перемерзания рек с различными стоковыми характеристиками: средним многолетним годовым стоком, летне-осенним минимальным стоком рек и другими. В этих зависимостях стоковые характеристики используются в качестве косвенных показателей общей увлажненности территорий. Примером использования этого методического приема являются исследования [9, 70, 86 и др.], где за показатель летне-осенней увлажненности территории приняты минимальный летне-осенний и средний многолетний модули годового стока. Однако, по мнению A.M. Владимирова, этот способ в расчетах многолетних характеристик зимнего стока неизученных рек применять не целесообразно, поскольку исходные стоковые значения для этих рек приходится определять косвенным путем, что снижает эффективность метода.
В третьем типе зависимостей используются характеристики зимнего стока и климатические факторы: атмосферные осадки, температура воздуха и почвы, глубина промерзания почвогрунтов и др. В практике расчетов использование связей стока с зимними осадками и температурой воздуха встречается, например, в [34, 80, 86]. Однако исследованиями [40, 86] было установлено, что теснота связей зимнего стока с указанными факторами весьма слабая. Это объясняется тем, что выпавшие зимой осадки, а также зимние температуры воздуха практически не участвуют в формировании зимней водности рек. Как правило, заметное влияние этих факторов отмечается или в конце зимы, или в следующие за ней сезоны.
Длительное время в эмпирических зависимостях не учитывались факторы многолетнего промерзания недр, что связано в основном с отсутствием во многих случаях количественных характеристик промороженное™ гидрогеологических структур. Так, единственным обобщением, учитывающим сезонное промерзание почвогрунтов. является исследование И.М. Папернова [1965], в котором показана связь расходов воды с глубиной промерзания почвогрунтов. Зависимости, полученные Паперновым, отражают закономерное снижение зимних расходов воды по мере увеличения промерзания почвогрунтов и их постепенного смыкания с толщей многолетнемерзлых пород.
Анализ методов расчета зимнего стока рек зоны многолетней мерзлоты позволил установить, что в настоящее время они не позволяют оценить ряд важнейших гидрологических характеристик зимней межени. Так. в существующих методах практически отсутствуют рекомендации по расчетам меженного стока, объема и продолжительности истощения зимних расходов воды.
Таким образом, критический анализ существующих методов расчета зимнего стока рек приводит к следующим основным выводам.
1. Существующие методы расчета зимнего стока рек разработаны на основе как эмпирического, так и математического моделирования. При отсутствии данных гидрометрических наблюдений ошибки в расчетах по обоим методам отличаются друг от друга незначительно и отвечают требованиям, предъявляемым в практике гидрологических расчетов. Поэтому преимущество того или иного метода определяется главным образом степенью гидрологической изученности исследуемого региона, а также степенью изученности не только самой исследуемой характеристики, но и определяющих ее физико-географических факторов.
2. В настоящее время гидрологические исследования ведутся в основном в двух направлениях: обобщение гидрометрических данных выполняется в виде карт изолиний стока, а также путем районирования исследуемых территорий и установления районных параметров эмпирических зависимостей характеристик зимнего стока рек от определяющих их физико-географических факторов.
3. Практически отсутствуют работы, связанные с исследованиями зимнего стока с учетом факторов многолетнего и глубокого промерзания гидрогеологических структур. Поэтому в настоящее время отсутствуют различия в методах, применяемых для оценки зимнего стока рек, расположенных как в пределах зоны многолетней мерзлоты, так и вне этой зоны. Большинство расчетных схем не учитывают дискретность подземного стока во времени и по площади речного бассейна, поэтому в них в качестве основного интегрального показателя условий формирования зимнего стока и промерзания рек используется площадь бассейна реки. Отмеченная особенность в распределении подземного стока осложняет использование существующих методов? в частности метода географической интерполяции (изолиний) применительно к расчетам зимнего стока рек исследуемой территории. Недостаток расчетных схем усугубляется также отсутствием четких рекомендаций о критериях деления рек на малые, средние и большие. Отсутствие такого критерия затрудняет разработку практических рекомендаций по расчетам зимнего стока рек в данном регионе.
Приведенный обзор экспедиционных, стационарных, экспериментальных и теоретических исследований в области изучения зимнего стока рек криолитозоны показывает развитие представлений и знаний о водном режиме рек региона и о его неразрывной, тесной связи с климатом и многолетней мерзлотой. Правильное практическое понимание режима рек мерзлой зоны началось в России одновременно с их освоением в XI и XII вв., но первые научные обобщения были выполнены лишь в середине XVIII в. Во второй половине XVIII -первой половине XX вв. продолжается накопление знаний о водном режиме рек мерзлой зоны и к концу 70-х годов XX в. были сформулированы основные теоретические положения о закономерностях формирования низкого стока рек, разработаны методы его расчета при различном объеме исходной гидрометеорологической информации, что нашло отражение в нормативных документах, имеющих обязательный характер.
Современный этап исследований характеризуется более углубленным изучением низкого стока рек зимой. Основные усилия гидрологов направлены на повышение точности измерений зимних расходов воды, более детальное изучение закономерностей изменения зимнего стока во времени и пространстве, усовершенствование методов расчета зимнего стока за счет более полного учета влияния естественных природных факторов и факторов хозяйственной деятельности. Получены конкретные результаты гидрологических исследований, выполненных на территории распространения мно-голетнемерзлых пород, которые позволили существенно расширить и углубить представления о зимнем стоке рек региона. Так, в Институте мерзлотоведения СО РАН создана мерзлотно-гидрогео-логическая карта Восточной Сибири, дающая возможность установить условия формирования и распространения подземных вол при многолетнем промерзании гидрогеологических структур. Кроме того, в последние годы выполнена количественная оценка потерь зимнего стока на образование речного льда и наледей речны* вод, которые до недавнего времени совершенно не учитывались Расчеты объемов воды, содержащихся во льдах различного происхождения, свидетельствуют о существенном их влиянии на зимний сток рек зоны многолетней мерзлоты [91, 147, 162].
Таким образом, в настоящее время возникла реальная возможность в обобщении имеющихся исследований с целью дальнейшегс изучения процессов формирования зимнего стока рек и разработке на этой основе надежных количественных методов его расчета и прогноза. Поэтому актуальность исследований, направленных на совершенствование имеющихся методов расчета зимнего стока рек криолитозоны не вызывает сомнений.
2.4. Краткий анализ статистической структуры рядов зимнего стока
Для изучения условий формирования и закономерностей изменения зимнего стока рек сплошной криолитозоны на основании предварительного качественного анализа из 378 гидрометрических пунктов отобрано 182 пункта, сток которых является естественным и где период наблюдений составляет более 9 лет. Все реки относятся к категории средних, малых и очень малых. Площади водосборов изменяются от 8,2 км'(руч. Кривуля - устье) до 50 100 км'(р. Колыма - г, п. Дусканья). Для анализа использованы данные по стоку 25 рек с устойчивым зимним стоком и данные 157 гидрологических пунктов, расположенных на ежегодно и периодически перемерзающих реках. При этом по 57 рекам использованы материалы многолетних наблюдений по 1995 г. включительно (реки Якутии), по остальным рекам -по 1988 п Средняя по всем рекам продолжительность рядов составляет 20-25 лет. На долю рядов продолжительностью 30 лет и более приходится 51%.
Следует отметить, что в качестве основных характеристик зимнего стока рек в анализ включены не только основные принятые его характеристики (меженные и минимальные расходы воды, продолжительность перемерзания), но и дополнительные, позволяющие значительно расширить объем исходной информации: минимальные средние 10-суточные, декадные и наименьшие суточные значения расхода воды в пределах выбранной декады, а также объем и продолжительность истощения зимнего стока.
Известно, что точность расчета гидрологических характеристик прежде всего определяется качеством исходной информации. В связи с этим с помощью статистических критериев ряды зимнего стока исследованы на случайность и независимость их формирования, стационарность и внутрирядную связанность.
Проверка гипотезы о случайности и независимости формирования многолетних рядов зимнего стока производилась с помощью критериев общего числа и максимальной длины серий [134, 166]. Указанная проверка основана на нулевой гипотезе об отсутствии внутрирядных связей. Анализ результатов расчета показал, что примерно 10 % рядов зимнего стока не отвечают условию случайности при 5 %-ном уровне значимости.
Анализ статистической однородности и стационарности исходной информации выполнен с помощью критериев Стьюдента и Фишера. В результате проверки гипотезы об однородности данных оказалось, что для всех анализируемых рек только менее 10 % рядов являются нестационарными как по средним, так и по дисперсиям при 3 = 5 %.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что для большинства рек ряды зимнего стока являются однородными совокупностями, состоящими из случайных и независимых величин. Однако имеется небольшая группа рек, для которых гипотезы об однородности и случайности опровергаются. Эти реки расположены в основном в горных районах Северо-Востока, где наблюдается высокая тектоническая трещиноватость горных пород. Представляется, что основной причиной неслучайности рядов, а также их повышенной внутрирядной связанности является то, что зимний сто* этих рек формируется главным образом за счет подмерзлотных вод характеризующихся значительной инерцией во времени. Одной и: вероятных причин неоднородности рядов зимнего стока являете? хозяйственная деятельность, поскольку отдельные случаи опровержения гипотезы об однородности и стационарности встречаются I тех районах, где ведется интенсивная разработка месторождений полезных ископаемых (р. Норилка и др.).
Для изучения многолетних колебаний зимнего стока рек и выделения маловодных и многоводных групп лет по всем гидрометрическим пунктам построены разностные интегральные кривые. Е разных районах исследуемого региона продолжительность группи ровок маловодных и многоводных лет колеблется от 4 до 15 лет Наиболее низкая водность рек зимой наблюдалась в 1930- 1940 годы
Комплексный анализ статистической структуры рядов зимнего стока и интегральных кривых позволяет более обоснованно выбрать теоретическую функцию при обобщении гидрометрических данных. Для большинства пунктов наблюдений (около 70 %) функция трехпараметрического гамма-распределения более точно описывает эмпирические кривые по сравнению с другими законами распределения. Только для временных характеристик зимнего стока для описания их многолетней изменчивости рекомендуется использовать нормальное распределение [19].
По результатам расчета параметров теоретических кривых обеспеченности определены переходные коэффициенты для определения расчетных характеристик зимнего стока низкой обеспеченности. Осредненные по районам значения переходных коэффициентов могут быть использованы для расчета характеристик зимнего стока неизученных рек районов сплошного распространения многолетне-мерзлых пород. * *
Таким образом, формирование представлений и знаний о водном режиме рек криолитозоны в зимний меженный период года происходило на протяжении многих веков. От простейшего описания рек до количественных гидрометрических измерений и обобщения опыта многолетних наблюдений, а также детального изучения особенностей водного режима рек региона - таков путь научного познания связи климат - реки - многолетняя мерзлота.
Глава 3
Сток рек криолитозоны в зимнюю межень
Зимняя межень наступает на реках криолитозоны в конце летне-осеннего сезона, когда приток поверхностных вод в речную сеть прекращается и реки переходят на подземное питание. Сток малы> и средних рек в этот период характеризуется резким его снижением а затем и полным прекращением. Закономерности развития процесса истощения и прекращения зимнего стока рек определяются прежд( всего в зависимости от климатических и мерзлотно-гидрогеологи ческих условий речных бассейнов.
В главе рассматриваются закономерности режима зимнего сток; в условиях повсеместного распространения многолетнемерзлы: пород. Приступая к анализу процесса истощения и прекращени: зимнего стока, сначала необходимо рассмотреть вопросы выделе ния границ меженного зимнего периода и дать краткую характери стику межени на реках исследуемого региона.
3.1. Зимняя межень на реках криолитозоны
Сроки начала и конца зимней межени, когда реки питаются и( ключительно подземными водами, весьма тесно связаны с климатт ческими процессами. Зимняя межень нареках наступает после пере хода средних суточных температур воздуха через О °С отрицательным значениям, что ведет к образованию ледовых явл< ний. промерзанию почвогрунтов, прекращению поверхностног стока на водосборах и переходу рек на подземное питание. Зака> чивается зимний период перед началом притока весенних талых во; который совпадает обычно с датой устойчивого перехода темпер* туры воздуха через О °С к положительным значениям. Поэтому гидрологической практике установление границ зимней межен производится путем анализа гидрографов стока с учетом преж/ всего хода температуры воздуха осенью и весной, а также по отдельным фазам ледового режима реки.
Определение сроков начала и конца зимней межени на реках сплошной криолитозоны выполнено автором путем анализа гидрографов стока, построенных в средние по водности годы по всем гидрометрическим створам. Первоначально, согласно [130], за начало зимней межени была принята дата появления ледяных образований на реках. Оказалось, что эта дата в 75 % случаев наблюдается в период спада летне-осенних паводков, в остальных случаях она совпадает с датой начала зимнего истощения расходов воды на гидрометрическом створе.
Дата перехода рек с поверхностного питания на подземное определена по перелому линии кривой истощения зимнего стока по способу, предложенному Б.Л. Соколовым [145]. Анализ кривых истощения (рис. 3.1) показывает, что в 71 % случаев отмечается совпадение дат перехода рек на подземное питание со сроками появления ледяных образований, а в 29% случаев происходит более ранний переход рек на подземное питание. Ранний переход может быть обусловлен разными причинами. В основном он связан, видимо, с
Рис. 3.1. Сбязь расходов воды за предыдущие (()1; и последующие (С*^,,, сутки в период осеннне-зпмнего спада расходов воды р. Дэрбэки за 1959 г. (а) и р. Чаркы в 3,5 км от устья за 1977 г. (б). 1- дата появления ледяных образований. условиями увлажнения предшествующего летне-осеннего сезона Совпадение времени перехода рек на подземное питание со сроками появления ледовых образований обусловлено природными особенностями зоны сплошной многолетней мерзлоты. С началом осенних заморозков (после перехода средних суточных температур воздуха через О °С к отрицательным значениям) поверхность почвы быстро промерзает. Снежный покров, как правило, образует« уже на мерзлой почве. Приток воды в речную зону за счет осэдкое прекращается, и питание рек начинает осуществляться за счет подземных вод: происходит совпадение дат начала ледообразования V перехода рек на зимний режим. В соответствии с этим на территории сплошного распространения многолетнемерзлых пород за начало зимней межени принята дата появления ледяных образование на реках.
В пределах районов прерывистого и островного распространения многолетнемерзлых пород подземное питание рек имеет весьмг сложный характер. Большая часть этой территории расположена г зоне влияния теплых воздушных масс, поступающих с Центральной Азии и Тихого океана. Поэтому здесь из-за более мягкого климата осени, по сравнению с северными районами, формируют« высокие летне-осенние паводки, нарушающие генетическую однородность формирования зимнего стока, если за начало зимней межени принимать дату появления ледяных образований. В этой связи в гидрологических исследованиях за начало зимней межен!-принимается либо дата установления устойчивого ледостава [100] либо дата устойчивого перехода средней суточной температурь воздуха через О °С [85], либо назначается на основе сопоставлена дат перехода температуры воздуха через 0 °С и окончания последнего дождевого паводка [92].
Следует отметить, что генетический подход при выделении меженных периодов имеет исключительно важное значение, поскольку позволяет с единых позиций анализировать закономерности формирования речного стока в этот период. Поэтому если рассматривать зимнюю межень как генетически однородную фазу, то первый подход при установлении границы начала зимнего меженного периода является, безусловно, более обоснованным, поскольку в условиях более мягкого климата и тесной гидравлической связи между поверхностными и подземными водами из-за прерывистости многолетней мерзлоты полный переход рек на подземное питание происходит только при установлении на них устойчивого ледостава. В этой связи в пределах прерывистой и островной мерзлоты при выборе границ начала зимней межени целесообразно ориентироваться на дату образования устойчивого ледяного покрова.
Развитие ледовых явлений на реках определяется главным образом особенностями атмосферных циркуляций. На большинстве рек сплошной криолитозоны сроки появления ледяных образований обусловлены формированием и развитием восточносибирского антициклона и вторжением холодных воздушных масс с севера и северо-запада. На реках Северо-Востока на появление ледовых явлений определенное влияние оказывает также формирование зимнего тихоокеанского муссона. Весенние климатические процессы, определяющие окончание зимнего меженного периода и начало весеннего половодья на реках, также обусловлены особенностями атмосферной циркуляции. Установлено, что раннее вскрытие рек отмечается при ослаблении развития Восточносибирского антициклона [55,64]. При этом происходит вынос теплых воздушных масс с Японского моря и Манчжурии, а также перемещение циклонов из Средней Азии на центральную часть Сибири. В результате окончание зимней межени наблюдается в более ранние сроки. Поздний конец зимней межени и позднее вскрытие рек отмечается в годы с частыми вторжениями холодных арктических воздушных масс, способствующих значительной задержке перехода температуры воздуха через О °С в сторону положительных значений.
Анализ данных многолетних наблюдений показал, что из-за суровых природных условий региона зимняя межень наступает почти одновременно на малых, средних и больших реках. В средние по климатическим условиям годы зимняя межень на реках тундровой зоны начинается в последних числах сентября и длится до первой декады июня. На реках остальной части территории криолитозоны зима устанавливается в течение первой половины октября.
Зимний меженный период на реках заканчивается, как выше было отмечено, перед началом весеннего притока талых вод. Конец зимней межени обычно рекомендуется определять по дате резкого увеличения расходов воды на гидрографе [130]. Анализ построенных гидрографов, а также результаты аналогичных исследований вне зоны сплошной мерзлоты [85, 92, 100] показали хорошее совпадение дат конца зимней межени, установленных по рекомендованному способу, с датами перехода средней суточной температуры воздуха через 0 °С в сторону положительных значений. Разница между этими датами находится в пределах трех суток. Отмеченная особенность объясняется тем, что весной вследствие быстрого роста температуры воздуха происходит интенсивное таяние снега, вызывая начало дружного половодья почти на всех реках региона. Интенсивное развитие весенних климатических процессов обусловливает и сравнительно небольшие различия в сроках конца зимней межени по всему региону. Установлено, что зима на реках заканчивается в течение 1,5 месяцев. Раньше всего зимой заканчивается в южных районах (конец апреля - начало мая), что находится в соответствии с широтной зональностью распределения радиационного тепла. В течение мая конец зимней межени отмечается на большинстве рек региона. Самые поздние сроки наблюдаются в зоне тундры (первая декада июня).
Отличительной чертой водного режима рек криолитозоны является весьма длительная и устойчивая зимняя межень. Продолжительность меженного периода на реках ту ндры составляет в среднем 220 -230 дней, затем она постепенно уменьшается с севера на юг от 220 до 160- 170 дней. Изменение длительности зимней межени зависит от достаточно устойчивых дат ее наступления и окончания, поэтому она также характеризуется низкими значениями СУ(СУ<0,2-ОД). Слабая изменчивость сроков меженного периода не позволила выявить зависимость их от осадков, а также от площади и средней высоты водосборов.
В практике гидрологических расчетов расчетные характеристики зимней межени определяют для лет различной водности. Однако на территории криолитозоны под влиянием суровых климатических условий ледообразование происходит почти одновременно на большей части рек, поэтому четко выраженной зависимости сроков зимней межени от водности рек не прослеживается. Незначительная изменчивость их во времени как на малых, так и на средних реках {Су < 0,15) позволяет ограничиться в расчетах одним средним по водности годом (табл. 3.1).
Заключение
Проблема количественной оценки зимнего стока рек криолито зоны сложна и многообразна. Ее сложность связана прежде всеп со слабой гидрологической и гидрогеологической изученностьк этой территории. До настоящего времени закономерности форми рования подземных вод, питающих реки зимой, их взаимосвязь < речными водами изучены недостаточно полно. Критический ана лиз существующих методов показал, что большинство расчетны) схем не учитывают дискретность подземного стока во времени и пс площади речного бассейна, поэтому базируются на использована интегрального показателя условий формирования стока рек и их связи с дренируемыми водоносными горизонтами - площади водосбора. Недостаток расчетных схем усугубляется также многозначностью и неопределенностью понятий "промерзание" V. "перемерзание". Все это осложняет гидрологические исследование и затрудняет разработку практических рекомендаций по расчету стока, в частности по расчету зимнего стока малых и средних рек е данном регионе.
К настоящему времени накоплен сравнительно большой объем исходной гидрометеорологической информации о зимнем стоке рек криолитозоны. Его обобщение и анализ позволяют уточнить существующие представления о формировании и закономерностях изменения зимнего стока рек региона и на этой основе разработать новые методы его расчета при отсутствии данных гидрометрических наблюдений.
С этой целью автор исследовала общие закономерности его формирования с учетом генезиса и изменения под влиянием хозяйственной деятельности на базе использования современной технологии расчетов с применением компьютерной техники. Установлено, что вследствие дискретности подземного стока во времени и по площади речного бассейна формирование зимнего стока происходит не равномерно со всего бассейна, а лишь сосредоточенно за счет подземных вод, накопленных в летне-осенний период в таликовых зонах речных долин. В этих условиях гидрогеологический фактор (мощность и водообильность таликовых зон речных долин) и фактор предшествующего увлажнения водосбора (общие запасы воды в речном бассейне) формируют зимнюю водность рек и определяют длительность периода истощения зимнего стока, а также условия промерзания рек. В качестве показателя, косвенно отражающего мощность и водообильность таликовых зон, принят линейный параметр -длина реки. Количественным показателем общих запасов воды, накопленных в летне-осенний период к началу зимней межени, принят расход воды, при котором река переходит на подземное питание.
На основе выполненного исследования разработаны практические рекомендации по расчету характеристик зимнего стока рек в пределах сплошного распространения многолетнемерзлых пород. Разработанные методы характеризуются в большинстве случаев приемлемой для практики точностью. Одним из условий объективности и обоснованности рекомендуемых методов является максимальное использование гидрометеорологической информации, а также учет особенностей формирования и распределения подземного стока в районах сплошного распространения многолетнемерзлых пород. В этом состоит главное отличие разработанных методов от существующих в настоящее время расчетных схем. Кроме того, их отличительной чертой является единство способа оценки характеристик зимнего стока малых и средних рек, что значительно упрощает их практическое применение.
Вопросы изучения условий формирования и закономерностей изменения зимнего стока весьма сложные, поэтому выполненные разработки по количественной его оценке еще не могут претендовать на очень высокую точность, хотя базируются на современных методах гидрологического анализа. Для дальнейшего развития и уточнения методов необходимы прежде всего расширение сети х ид-рологических станций и постов и улучшение мерзлотно-гидрогео-логической изученности территории, а главное, развитие полевых экспериментальных гидролого-гидрогеологических исследований на базе организации воднобалансовых станций на малых и средних реках в пределах изучаемой территории типа ст. Могот в зоне БАМ.
Дальнейшие исследования требуется сосредоточить на более детальном изучении закономерностей спада зимних расходов воды и поиску новых решений для описания процесса истощения и прекращения зимнего стока, поскольку существующие методы базируются на эмпирических моделях и не учитывают всего многообразия природных условий региона. Необходимо исследовать влияние за-жорных и наледных явлений, криогенных "паводков" на процессы истощения речного стока и в связи с этим активизировать региональные исследования, раскрывающие механизм формирования и развития этих явлений на реках мерзлой зоны.
Необходимо уделить особое внимание вопросам расчета характеристик зимнего стока периодически перемерзающих рек. С этой точки зрения должны получить развитие исследования, направленные на изучение закономерностей чередования так называемых перебойных лет, т. е. лет с нулевыми значениями зимнего стока, и их группирование. Такие исследования являются большой самостоятельной проблемой, для решения которой необходимо объединение усилий гидрологов, метеорологов, гидрогеологов, мерзлотоведов.
В связи с возможными глобальными изменениями климата необходимо продолжить исследования по его влиянию на зимний сток рек криолитозоны. Особое внимание в этих исследованиях должны занять вопросы изучения возможных изменений геокриологических условий: усиление деградации мерзлых пород, активизация криогенных явлений и процессов, ухудшение криоэкологической ситуации в речных бассейнах.
Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора географических наук, Аржакова, Светлана Кирилловна, Санкт-Петербург: Изд-во РГГМУ
1. Алексеев В. Р. Наледи. Новосибирск: Наука, 1987. - 158 с.
2. Амусья А.3.,ГутниченкоВ.Г., ШелуткоВ.А. О расчетах среднего многолетнего значения минимального зимнего стока для неизученных рек. -Труды ГГИ, 1988, вып. 335, с. 43-53.
3. Амусья А.3., Ратнер U.C., Соколов Б.Л. Минимальный сток рек: состояние и перспективы исследований. Труды ГГИ, 1991, вып. 355, с. 3-28.
4. Андерсон А.Б., Артемьева Н.П. Оценка стационарности многолетних колебаний низкого стока рек земного шара. Труды ГГИ, 1988, вып. 335, с. 161-175.
5. Андреянов В.Г. Внутригодовое распределение речного стока. Л.: Гид-рометеоиздат, 1960. - 327 с.
6. Анисимов O.A. Оценка макроклимата криолитозоны Евразии и распределение вечной мерзлоты в условиях глобального потепления. Метеорология и гидрология, 1994, № 9, с. 12-20.
7. Анисимов O.A. Глобальное потепление и вечная мерзлота в северном полушарии. В кн.: Научная конференция по результатам исследований в области гидрометеорологии и .мониторинга загрязнений природной среды. -М.: 1996, с. 46-48.
8. Анисимов O.A., Нельсон Ф.Е. Зональность криолитозоны России в условиях антропогенного изменения климата. Метеорология и гидрология, 1993. № ! 0, с. 87-93.
9. Антонов Н.Д. Минимальный сток рек СССР. Труды НИУ ГУГМС. 1941, серия 4, вып. 2, с. 65-89.
10. Антропогенные изменения климата. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. -406 с.
11. Аржакова С.К. О промерзании рек в зоне сплошной многолетней мерзлоты. -В кн.: Антропогенное воздействие на водные ресурсы Якутии. Якутск: 1984, с. 55-65.
12. Аржакова С.К. О классификации рек Якутии, В кн.: Водные ресурсы Сибири: изучение, использование, охрана. Красноярск: 1988, с. 37-40.
13. ХЪ. Аржакова С.К. Расчеты гидрографа зимнего стока на промерзаю щих реках Якутии. В кн.: Вопросы географии Якутии. Вып. 8. Якутск ЯНЦ, 1995, с. 49-52.
14. ХЪ.Аржакова С.К Расчеты зимнего стока и характеристик промерза ния рек сплошной криолитозоны. В кн.: Тезисы докладов. Международ ный симпозиум «Расчеты речного стока». СПб.; Гидрометеоиздат, 1995 с. 45-46.
15. Аржакова С.К. Расчеты зимнего стока рек криолитозоны. Материалы конференции «Гидрология и геоморфология речных систем». Иркутск: Изд. Института географии СО РАН, 1997, с. 241-242.
16. Аржакова С.К. Гидрология северных рек. В кн.: Международна« конференция "Развитие Арктической транспортной системы в XXI веке" СПб: 1999, с. 117-121.
17. Аржакова С.К., Константинов А.Ф. Водные ресурсы Южно-Якутского ТПК и их использование. В кн.: Географические исследования в Якутии. Якутск, 1983, с. 25-29.
18. Аржакова С.К., Сикан А.В. О расчете сроков появления льда на реках криолитозоны. Труды V конференции "Динамика и термика рек, водохранилищ и прибрежной зоны морей" - М., 1999, с. 98-100.
19. Бачурин Г. В. К-вопросу о классификации рек. -В кн.: Доклады Института географии Сибири и Дальнего Востока СО АН СССР. Новосибирск, 1963, вып. 3.
20. БейкерДж. История географических открытий и исследований. / Пер. с англ. М.,1950. - 648 с.
21. Будыко М.И., Ванников К.Я., Менжулин Г.В. Современное изменение климата. В кн.: Проблемы современной гидрологии. JL: Гидрометео-издат, 1989, с. 108-124.
22. Будыко М.И., Ефимова H.A., Локишко И.Ю. Ожидаемые антропогенные изменения глобального климата. Известия АН СССР, 1989, № 5.
23. Бураков Д. А., Земцов В. А К расчету минимального стока в лесной зоне Занадно-Сибирской равнины. Труды ЗапСибНИГМИ, 1983, вып. 56, с. 3-11.
24. ЪЪ.Быкадорова А.Я. Минимальный зимний сток на реках Приморского края. Владивосток, 1975. - 128 с.
25. Важное А.Н., Кумани М.В. Меженный сток рек Камчатки. В кн.: Вопросы оценки взаимосвязи поверхностных и подземных вод и качества воды. М., 1972, с. 142-151.
26. Вдовин Ю.И. Водоснабжение населенных пунктов на Севере. Л.: Стройиздат, 1980.- 131 с.
27. Велышна H.A. Особенности гидрогеологии мерзлой зоны литосферы. М.: Недра, 1970. - 326 с.
28. Ветошкина НИ. Минимальный сток рек западного склона Полярного, Приполярного и Северного Урала.-Труды Коми филиала АН СССР, 1973, МЬ 26, с. 93-112.
29. Виноградов В. А., Руднев A.C. Гидрология в Якутии. К 50-летию Великого Октября. Сборник работ Якутской ГМО. Якутск, 1969, № 2, с. 3-15.
30. Владимиров A.M. Минимальный сток рек СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1970.- 214 с.
31. Владимиров A.M. Сток рек в маловодный период года. Л.: Гидрометеоиздат, 1976. - 295 с.
32. Владимиров A.M. Гидрологические расчеты. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. -364с.
33. Водные ресурсы рек зоны БАМ. Л.: Гидрометеоиздат, 1977.-271 с
34. Водные ресурсы и режим рек Западной Сибири и Крайнего Севера i зоне прохождения магистральных газопроводов. Л.: Гидрометеоиздат 1986.-120с.
35. Водогрецкий В.Е. Антропогенные изменения стока малых рек. JI. Гидрометеоиздат, 1990.- 175 с.
36. Воейков А.И. Рецензия на книгу М.А. Рыкачева "Вскрытия и замерзания вод в Российской империи". Известия РГО, 1887, т. 23, с. 51-78.
37. Гавртова М.К. Климат холодных регионов Якутск, 1998. - 206 с.
38. Гаврилова М.К. Современный климат и вечная мерзлота на континентах. Новосибирск: Наука, 1981. - 111 с.
39. Гаррисон Э.И., Евстигнеев В.М., Христофоров A.B. Картирование характеристик речного стока (на примере Забайкалья). В кн.: Расчеты речного стока. М., 1984, с. 83-110.
40. Географическое изучение Азиатской России. Иркутск, 1997. - 263 с.
41. Геокриологические условия Западной Сибири, Якутии и Чукотки. -М.: Наука, 1964.
42. Геокриология СССР. Восточная Сибирь и Дальний Восток. М.: Недра, 1989,- 515 с.
43. Геокриология СССР. Западная Сибирь. М.: Недра, 1989. - 454 с.
44. Георгиевский В.Ю. и др. Оценка влияния возможных изменений климата на гидрологический режим и водный режим рек территории бывшего СССР. Метеорология и гидрология, 1996, № 11, с. 89-99.
45. Герасименко В.П. Применение множественной линейной корреляции к анализу и расчетам минимального стока рек Западно-Сибирской равнины.- Труды ГГИ, 1973, вып. 196, с. 185-208.
46. Гинзбург Б.М. Вероятностные характеристики сроков замерзания и вскрытия рек и водохранилищ . Труды Гидрометцентра СССР. 1973, вып.И 8,- 110 с.
47. Гинзбург Б.М. О расчете сроков замерзания и вскрытия рек севера Сибири. Труды Гидрометцентра СССР, 1987, вып. 295, с. 149-173.
48. Гинзбург Б.М., Полякова К.Н., Солдатова ИИ. Вековые изменения сроков появления льда на реках и их связи с изменением климата. Метеорология и гидрология, 1992, № 12, с. 71 -79.
49. ЬЧ.Доброумов Б.М. и др. Некоторые аспекты влияния хозяйственной деятельности на водные ресурсы и режим рек зоны БАМа.-Труды ГГИ, 1986, вып. 312, с. 84-89.
50. Доброумов Б.М., Лапук Г.А. К вопросу оценки подруслового стока перемерзающих рек зоны БАМа. Труды ГГИ, 1978, вып. 254, с. 93-99.
51. Догановский A.M. Об участии наледей в стоке рек верховьев Яны и Индигирки. В кн.: Наледи Сибири. М.: Наука, 1969, с. 160-167.бЪ.Доманицкий А.П., Дубровина Р.Г., Исаева А.И. Реки и озера Советс-<ого Союза. Л.: Гидрометеоиздат,1971.- 103 с.
52. Донченко Р. В. Ледовый режим рек СССР,- Л.: Гидрометеоиздат,1987. 247 с.
53. Евстигнеев В.М. К расчетам минимального стока эпизодически перемерзающих рек Забайкалья.-Вопросы гидрологии, 1965,вып. 2,с. 126— 127.
54. Евстигнеев В.М., Сагитова H.A. Красчетам минимального зимнего стока неизученных рек Забайкалья. Вестник МГУ, серия 5. География. Деп. ВИНИТИ, № 1992-13, 1986. - 13 с.
55. Евстигнеев В.М., Христофоров A.B. О возможных подходах к географическому обобщению данных по минимальному стоку. Вестник МГУ, серия 5. География, 1981, с. 41-47.
56. Евстигнеев В. М., Шайбонов Б.Б. Географические закономерности низкого зимнего стока рек Бурятии. Вестник МГУ, серия 5. География, 1994, №5, с. 74-79.
57. Зажов БД. Очерки гидрологических исследований в России. Л.: Гидрометеоиздат, 1973. - 325 с.
58. Земцов В.А. Методика расчета минимального стока рек нефтегазоносных районов Западной Сибири. В кн.: Изучение и освоение новых районов Сибири и Дальнего Востока. Иркутск, 1979, с. 52-57.
59. Зильберштейн H.A. К изучению промерзания рек Забайкалья. Известия Казанского филиала АН СССР. Серия энергетика и водное хозяйство. 1961, вып. 3, с. 15-21.
60. Зильберштейн И. А. О промерзании рек Забайкалья. Известия Забайкальского филиала ВГО, 1969, т. 5, вып. 3, с. 43-49.
61. Изразль Ю.А., Павлов A.B., Анохин Ю. А. Анализ современных и ож: даемых в будущем изменений климата и криолитозоны в северных рай< нах России. Метеорология и гидрология, 1999, № 3, с. 18-27.
62. Т&.Йохелъсон В.И. По рекам Ясачной и Коркодону. Известия РГ( Типография В. Безобразова, 1898, с. 255-290.
63. Калабин А.И. Вечная мерзлота и гидрогеология Северо-Восток СССР. Труды ВНИИ-1, 1960, вып. 20.-471 с.
64. Карпечко Ю.В. Карпечко В.А. Влияние температурного фактора н зимний минимальный сток. В кн,: Почвы Карелии и вопросы их мелиор; ции. Петрозаводск, 1982, с. 128-132.
65. Какунов Н.Б. Прогноз изменения водного режима на Крайнем Еврс пейском Северо-Востоке. В кн.: Стратиграфия и тектоника на Европеш ком Северо-Востоке СССР. Геологическая конференция Коми АССР, Сьп< тывкар, 1982, т. 4, с. 150-153.
66. Коваленко В В. и др. К оценке гидрологических последствий измене ния климата. Труды РГГМИ, 1992, вып. 113, с. 3-11.
67. З.Колотаев В Н. Изменение взаимодействия речных и подземных во. в межень по длине рек в условиях прерывистого распространения много летней мерзлоты (на примере центрального участка зоны БАМ).-Тру ды ГГИ, 1988, вып. 335, с. 126-140.
68. Колотаев В Н. Водообмен рек и бассейнов подземных вод в района: многолетней мерзлоты. Материалы V Всес. гидрол. съезда, т. 6, с. 379-386
69. Комлев А. М. Особенности истощения стока рек Западной Сибири i течение зимнего сезона. В кн.: Гидроклиматические ресурсы Сибири и и: использование. Новосибирск: Зап.-Сиб. кн. изд-во, 1970, с. 89-101.
70. Комлев A.M. Исследование и расчеты зимнего стока рек (на пример! Западной Сибири). М.: Гидрометеоиздат, 1973. - 200 с.
71. Кошев A.M., Храповицкий Г.А. Гидрология рек Западной Сибири. -Труды Новосибирского РГМЦ, 1967, вып. 1(5), с. 89-99.
72. Коковкин A.B., Урнышев А.П. Статистический анализ влияния фак торов подстилающей поверхности на минимальный сток рек Большезе мельской тундры. В кн.: Географические чтения, посвященные 40-летик Коми филиала ГО СССР. Сыктывкар, 1989, с. 76-83.
73. КорытныйЛ. М. Классификация речных систем Сибири по их величине. География и природные ресурсы. 1985, № 4, с. 32-36.
74. Кравченко B.B. Роль наледей в формировании стока рек юга Восточной Сибири. Иркутск, 1983. - 52 с. - Деп. в ВИНИТИ 09.03.83, №1219.
75. Кравченко В В., Гизетдинов A.M. Расчет зимнего стока рек криоли-тозоны на основе восстановления его гидрографа. Труды ГГИ, 1991, вып. 355, с. 41-60.
76. Крапивин И.В. Расчет минимального суточного стока рек бассейна верхнего Енисея по данным единичных измерений в зимний период. В кн.: Исследования водных ресурсов Сибири. 1985, с. 43-45.
77. Кузин П.С., Бабкин В.И. Географические закономерности гидрологического режима рек,-Л.: Гидрометеоиздат, 1979. 199 с.
78. Кузнецов A.C. Краткая характеристика режима рек бассейна р. Малый Аиюй. Сборник работ Магаданской. ГМО, 1965, вып. 1, с. 76 86.
79. Кузнецов A.C. Наледи и полыньи на Северо-Востоке СССР. Сборник работ по гидрологии. Л.: Гидрометеоиздат, 1961, jYe 2, с. 72-86.
80. Ломоносов М.В. Слово о рождении металлов от трясения земли. О слоях земных. М.: Госгеолиздат, 1949, с. 170-173.
81. Любимов Г.А. О перемерзании рек зоны БАМ. Труды ГГИ, 1980, вып. 275, с. 64-73.
82. Любимов Г.А. Расчет временных характеристик периода зимнего стока рек зоны БАМ. Труды ГГИ, 1991, вып. 355, с. 85-93.
83. Львов A.B. Поиски и испытания водоисточников водоснабжения на западной части Амурской железной дороги в условиях вечной мерзлоты почвы. Иркутск, 1916. - 82 с.
84. Маис>ель Г.Л. Путешествие по северо-восточной части Якутской области в 1868-1870 годах. СПб. Изд. АН, 1894-1896, т. 1-2.
85. Малик Л.К. Гидрологические проблемы преобразования природы Западной Сибири. М.: Наука, 1978. - 180 с.
86. Марков М.Л. Роль криогенного барража в формировании стока рек районов многолетней мерзлоты. Метеорология и гидрология, 1994, № 2, с. 98-104.
87. Мирков М.Л., Беренсен А.К. О формировании наледных полян и их влияние на гидрологический режим рек. Вопросы гидрологии суши (доклады молодых ученых и специалистов). Л., 1985, с. 172-177.
88. Мельников П.И., Толстихин О.Н., Шепелев В В. О мерзлотно-гид-рогеологическом районировании Восточной Сибири. География и природные ресурсы. 1980, № 1, с. 3-10.
89. Методические рекомендации по учету влияния хозяйственной деятельности на сток малых рек при гидрологических расчетах для водохозяйственного проектирования. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. - 176 с.
90. Методические рекомендации по учету стока на реках в зимний и переходные периоды. Валдай, 1980. 49 с.
91. Методические указания по оценке влияния хозяйственной деятельности на сток средних и больших рек и восстановлению его характеристик. — Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 77 с.
92. Методы расчета низкого стока. Л.: Гидрометеоиздат, 1984.— 122 с.
93. Миддендорф А.Ф. Путешествие на север и восток Сибири. Ч. 1. -СПб., 1860.-428 с.
94. Налимов Ю.В. Ледовый режим р. Анабар. Труды ААНИИ, 1967, т. 278, с. 54-65.11 3. Некрасов И. А. Новые данные об особенностях строения и площади развития криолитозоны в пределах территории СССР. ДАН СССР. 1970, т. 4, № 3, с. 643-646.
95. Некрасов И.А. Талики речных долин и закономерности их распространения (на примере р. Анадырь). М.: Наука, 1967. - 138 с.
96. Норватов A.M. Географическое распространение промерзания и пересыхания рек СССР. -Труды ГГИ, 1950, вып. 6, с. 55-139.
97. Определение расчетных гидрологических характеристик. СНиП 2.01.14-83. М.: Стройиздат, 1985,- 35 с.
98. Павлов A.B. Закономерности формирования криолитозоны при современных изменениях климата. Вестник МГУ, серия 5. География, 1997, с. 61-75.
99. Панов Б.П. Зимний режим рек СССР. Л., 1960. - 240 с.
100. Петенков A.B. Количественная оценка неполноты минимального стока малых неизученных рек. Труды V Всес. гидрол. съезда, 1989, т. 6, с. 479-484.
101. ПетерсенЗ.И. Минимальный сток рек Забайкалья.-Труды ГГИ, 1968, вып. 163, с. 41-54.121 .ПетерсенЗ.И. Продолжительность промерзания рек Забайкалья. Груды Института ВОДГЕО, 1973, вып. 41, с. 70-73.
102. Петров Г. Н. К вопросу об определении термина гидрографическая сеть и изображении ее элементов на картах. Известия Казанского филиала АН СССР. Серия энергетика и водное хозяйство, 1961, вып. 3, с. 162173.
103. Пигузова В.М. Подземное питание рек Якутии, его изменчивость и взаимосвязь с общим речным стоком. В кн.: Вопросы гидрогеологии криолитозоны. Якутск, 1975, с. 58-63.
104. Пигузова В.М., Толстихин О Н. Условия формирования подземного пит ания горных рек криолитозоны. Труды V Всес. гидрол. съезда, 1989, т. 6, с. 365-370.
105. Водный баланс и ресурсы речного стока Сибири и Дальнего Востока (методология и основные результаты исследований). СПб.: Деп. ВИНИТИ №1561-1596, 1996. - 347 ¿.
106. Подъяконов С. А. Наледи Восточной Сибири и причины их возникновения. Известия РГО, 1903, т. 39, вып. 4, с. 305-337.
107. Пономарев В.П. Подземное питание горных рек юга Дальнего Востока. Труды ГГИ, 1981, вып. 272, с. 25-36.
108. Попов Е.Г. Методика долгосрочного прогноза меженного стока рек.- Метеорология и гидрология, 1990, № 11, с. 84-92.
109. ПоповО. В. Подземное питание рек.-JI.: Гидрометеоиздат, 1968.-291 с.
110. Пособие по определению расчетных гидрологических характеристик. JL: Гидрометеоиздат, 1984. - 447 с.
111. Практические рекомендации по расчету гидрологических характеристик в зоне хозяйственного освоения БАМа. JL: Гидрометеоиздат, 1986.- 108 с.
112. Пространственно-временные колебания стока рек СССР /Под ред. A.B. Рождественского. J1.: Гидрометеоиздат, 1988. - 376 с.
113. Ресурсы поверхностных вод СССР. т. 3, 15,16, вып. 1, 17, 19.
114. Рождественский A.B., Чеботарев А.И. Статистические методы в гидрологии. Л.: Гидрометеоиздат, 1974. - 424 с.
115. Романовский H.H. Подземные воды криолитозоны.- М., 1983. 231 с.
116. Рыкачев М.А. Вскрытие и замерзание вод в Российской империи. -СПб., 1886.- 309 с.
117. Рябова Л.И. Расчет минимального зимнего стока зоны восточного участка трассы БАМ.-Труды ДВНИГМИ, 1980, вып. 84, с. 77-85.
118. С-емивскнй Н. Новейшие повествования о Восточной Сибири. СПб., 1817, прим. 6.
119. Силъницкая М.И. О некоторых особенностях сроков замерзания рек севера европейской части СССР. Труды ГМЦ СССР, 1988, вып. 300, с. 120-128.
120. Соколов A.A., Чеботарев А.И. Очерки развития гидрологии в СССР.- Л.: Гидрометеоиздат, 1970. 304 с.
121. Соколов Б.Л. Наледи и речной сток. Л.: Гидрометеоиздат, 1975 - 189 с.
122. Соколов Б.Л. Возможные изменения речного стока при нарушении режима подземных вод в районах многолетней мерзлоты. Труды ГГИ, 1986, вып. 312, с. 3-11.
123. Соколов Б.Л. Гидрология рек криолитозоны новый раздел гидрологии суши. - В кн.: Проблемы современной гидрологии. Л.: Гидрометеоиздат, 1989, с. 195-205.
124. Соколов Б.Л., Саркисян В О. Подземное питание горных рек. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. - 240 с.
125. Соколов Б.JI., Херсонский Э.С. Особенности гидрологического режима рек с наледями. В кн.: Исследование наледей. Якутск, 1979, с. 6-20.
126. Соколов Б.Л., Черная Ф.Ф. Оценка ежегодных потерь зимнего стока на образование речных наледей и речного льда (на примере рек Северо-Востока СССР). Труды ГГИ, 1981, вып. 272, с. 37-62.
127. Солдатова И.И. О сроках ледовых явлений на реках в условиях современного климата. Метеорология и гидрология, 1996, № 4, с. 87-94.
128. Соловьев П.А. Мощность поверхностной сезонно-мерзлой толщи на территории Якутии. В кн.: Геокриологические и гидрогеологические исследования Якутии. Якутск. 1978, с. 3-12.
129. Стеженская И.Н. Сезонный сток рек Западно-Сибирской равнины. -Л.: Гидрометеоиздат, 1971. 67 с.
130. Стефанович Я.В. К вопросу о донном льде. Известия ВосточноСибирского отдела РГО, СПб., 1898, т. 29, вып. 3, с. 191-245
131. Тихоцкий К.Г. О перемерзании рек Забайкалья. В кн.: Проблемы регионального зимоведения. Чита, 1968, вып. 2, с. 73-76.
132. Тихоцкий К.Г. и др. Промерзание малых рек Забайкалья. В кн.: Вопросы географии. М., 1981 с. 183-187.
133. Ткаченко Л.А. О вероятности перемерзания рек и нормах модулей зимнего минимального стока на юге Дальнего Востока.-Труды Дальневосточного политехнического института, 1961, т. 59, с. 53-67.
134. Толстихин О.Н. Природные условия: Подземные воды и гидрогеологическое районирование. В кн.: Ресурсы поверхностных вод СССР. Т. 17: Лено-Индигирский район. - Л.: Гидрометеоиздат, 1972, с. 57-66.
135. Толстихин О.Н. Наледи и подземные воды Северо-Востока СССР. Новосибирск: Наука, 1974. - 164 с.
136. Толстихин Н.И., Толстихин О.Н. Криогенез и водоносность гидрогеологических структур. В кн.: Очерки по гидрогеологии Сибири: Материалы комиссии по изучению подземных вод Сибири и Дальнего Востока. Вып.6. - Новосибирск, 1974, с. 21-29.
137. Толстихин Н.И., Толстихин О.Н. Подземные и поверхностные воды территории распространения мерзлой зоны. В кн.: Общее мерзлотоведение. - Новосибирск, 1974, с. 192-229.
138. Федосеев И.А. Развитие гидрологии суши в России. М.: Наука, 1960.-300 с.
139. Фурман М.Ш. Условия формирования зимнего минимального стока в горном Забайкалье на примере реки Нижний Ингамакит.-Труды ДВНИГМИ, 1974, вып. 43, с. 101-109.
140. Чеботарев А.И. Гидрологический словарь-Л.: Гидрометеоиздат, 1970.-306 с.
141. Чижов А.Н., Кравченко В.В. Вопросы наблюдений за элементамизимнего режима рек Восточной Сибири и Дальнего Востока. Труды ГГИ, 1985, вып. 309, с. 66-67.
142. Царева С.П. Влияние водохранилищ Севера на микроклимат. В кн.: Антропогенное воздействие на водные ресурсы Якутии. Якутск, 1984, с. 28-36.
143. Шаночкин C.B. Пространственная структура осенних ледовых явлений на реках Северного края. Труды ГГИ, 1975, вып. 227, с. 109-115.
144. Швецов Л.Ф. Краткие итоги и перспективы изучения гигантских наледей Якутии. В кн.: Мерзлотоведение, 1946, т. 1, № 1, с. 17-22.
145. Шелутко В.А. Численные методы в гидрологии. Л.: Гидрометео-издат,1991.-238 с.
146. Шепелев В.В. К вопросу о происхождении полыней на реках Восточной Якутии. В кн.: Гидрогеологические исследования криолитозоны. Якутск, 1976, с. 114-120.
147. Шепелев В.В., и др. Мерзлотно-гидрогеологические условия Восточной Сибири. Новосибирск: Наука, 1984 - 191 с.
148. Шестаков A.B. К вопросу о перемерзании рек Якутии. Труды ДВНИГМИ, 1976, вып. 58, с. 83-85.
149. Шикпоманов А.И. Влияние антропогенных изменений глобального климата на сток в бассейне Енисея. Метеорология и гидрология, 1994, № 2, с. 84-93.
150. Шикломанов А.И. Влияние хозяйственной деятельности в бассейне и глобального потепления климата на сток р. Енисей. В кн.: Тезисы докладов. Международный симпозиум «Расчеты речного стока». СПб.: Гид-рометеоиздат, 1995, с. 120.
151. Шикломанов И.А. Антропогенные изменения водности рек. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. - 300 с.
152. Шикломанов И.А. Влияние хозяйственной деятельности на речной сток. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. - 334 с.
153. Шостакович В.Б. Вскрытие и замерзание вод в Азиатской России. -Известия Восточно-Сибирского отделения РГО, 1906, т. 37, с. 1-179.
154. Шперк Ф. Четыре великие сибирские реки. Научное обозрение. СПб., 1895, М? 19,20, 22, с. 497-510.
155. Якутия М.: Наука, 1965. - 464 с.
156. Arzhakova Sveilana. Deep freezing of cryolithozone rivers. Hygrological extremes: understanding, predicting, mitigating. - IUGG XXII General Assembly, Birminham, 1999, 1745-02 HS1/W/12-B4.
157. Lobanova H.V. Methods of Flood Water Management in Changing Conditions- Proceedings of the Intern. Symposium on Water Management and Hydraulic Engineering, Dubrovnik, Croatia, 14-17 September, 1998.
158. Northen hydrology: Canadian perspectives / Ed's T.D. Prowse, O.S.L. Ommanney. Saskatoon: NHRI, 1990. - XVI, 308 p.
159. Scott K.M. Effects of permafrost on stream channel behavior in arctic Alaska. Washington: USA, Governm.Print.Offise.1988. - 19 p.
160. Harrington L. The Yukon River in Canada. Canad.Geogr.Jour, 1972,VXXV: № 6, p. 200-209.
161. Seifried Anke. Canadian river regimen. Freiburg, geogr. Hefte, 1972, № 12, p.l 19-158.1. Оглавление1. Предисловие.31. Введение.71. Глава 1
162. Условия и факторы формирования зимнего стока
163. Природные условия и факторы формирования зимнего стокарек криолитозоны.10
164. Краткая характеристика речной сети . .2013. Водный режим рек зимой.2213.1. Зажоры.2513.2. Наледи.2813.3. Криогенные "паводки".311. Глава 21. Изученность зимнего стока
165. Развитие научных представлений и знанийо водном режиме рек криолитозоны зимой.38
166. Существующие направления в исследованиях зимнего стока.55
167. Критический анализ методов расчета зимнего стока.60
168. Краткий анализ статистической структуры рядов зимнего стока.691. Глава 3
169. Сток рек криолитозоны в зимнюю межень
170. Зимняя межень на реках криолитозоны.72
171. Закономерности процесса истощения стока не перемерзающих рек .12133.1. Физическая модель процесса истощения стокане перемерзающих рек.126
172. Региональные особенности стока рек в зимнюю межень.1281. Глава 4
173. Методы расчета зимнего стока рек криолитозоны
174. Расчет характеристик зимнего стока при наличиии недостаточности гидрометрических наблюдений.135
-
Аржакова, Светлана Кирилловна
-
доктора географических наук
-
Санкт-Петербург: Изд-во РГГМУ, 2001
-
ВАК 25.00.27
- Сток наносов и русловые процессы на реках криолитозоны
- Влияние ледяного покрова на взаимодействие поверхностных и подземных вод
- Зимний сток рек Бурятии
- Многолетние колебания стока р. Лена и распространения речных вод на шельфе моря Лаптевых
- Геоэкологические основы развития и предупреждения водноэрозионных процессов в криолитозоне при промышленном освоении газовых месторождений полуострова Ямал
