CC BY
10НАУЧНЫЕ СТАТЬИ
Гидрометеорология и экология № 3 2019
УДК.556.16:556.072
Геогр. гылым. докторы С.К. Давлеткалиев1
2
Геогр. гылым. канд. С.К. Алимкулов
Э.К. Талипова2,1
еЗЕН АГЫНДЫСЫ МЕН ЖАУЫН-ШАШЫННЬЩ АЙЛЫЩ МЭНДЕР1Н Б1РЛЕСТ1Р1П, СТАТИСТИКАЛЫК; МОДЕЛЬДЕУ АРЦЫЛЫ 1ЛЕ еЗЕНШЩ ГИДРОГРАФЫН ¥ЗАК; МЕРЗ1МГЕ БОЛЖАУ
Туйт свздер: статистикалык модельдеу, канондык жiктеу, айлык агынды, агынды гидрографы, жауын-шашын, узак мерзiмдiк болжам, корреляциялык матрица.
Мацалада айлыц агынды мен жауын-шашын мэндерiн канондыц жжтеу здШ арцылы бiрлестiре статистикалыц модельдеу MYMкiншiлiгi керсетыген. Модельденген цатардыц сапасын тексеру мацсатында бацыланган жзне модельденген мзндердщ, ягни орташа мэндерi, ассиметрия жзне вариация, авто жзне езара корреляция коэффициенттерi салыстырылды. Агынды цураушы фактордыц модельденген цатары арцылы климат езгерутщ зртYрлi сценарийлерi негiзiнде айлыц агындыга узац мерзiмдi болжам жасалды.
Гидрологиялык сипаттамаларды алдагы бiрнеше онжылдыктарга болжау мэселеа гидрология саласыныц мацызды белшеп болып табылады. Ол халыкты жэне экономика салаларын сумен камтамасыз етудi жоспарлау бойынша мацызды тэжiрибелiк тапсырмаларды шешумен жэне аумактык, алаптык су белiсу, езен агындысын реттеу барысындагы iрi су шаруашылык ю-шараларды негiздеумен тiкелей байланысты [4].
Бiрак казiргi тацда дYHие ЖYзiнде су ресурстарын алдагы 1...5 жылдан жогары уакытка болжаудыц бiрщFай эдiстемесi жоктыц касы, ягни узак мерзiмдiк болжамдарFа арналFан арнайы эдiстер мен мемлекеттш стандарттар жасалмаган. 0кiнiшке орай, гылымныц казiргi
1 эл-Фараби атын. Каз¥У, Алматы к., Казакстан
2 География институты ЖШС, Алматы к., К^азакстан
даму децгей езен агындысыныц сенiмдi болжамдарын жасауга ;ау;ары жетпейдi, дегенмен тек mymkíh болатын сценарийлер немесе сценарлы; болжамдар беруге болады [4].
Келешектеп езен агындысыныц езгерiсiн болжау ушш негiзгi екi тужырымдаманы ;арастыруга болады. Бiрiншi тужырымдамага сэйкес езен агындысыныц ;алыптасу негiзi оныц стохастикалы; туп непзшде жатыр деп ;араса; болады, ягни езен агындысын ;алыптастыратын процесстердщ тура;тылыгына CYЙенiп езен агындысыныц уа;ытты; ;атарын келешекте MYMкiн болатын езгерк зандылы;тарын ескере отырып болжау. Б!ра; езен агындысын ;алыптастыратын климатты; параметрлер ;азiргi кезде езгерiске ушыраганы аны;. Климат езгерiсi 21 гасырдагы езект мэселелердiц бiрiне айналды [4]. Климаттыц езгеруi женiндегi мемлекетаралы; топтыц (К0ЖМП) бесiншi есебi бойынша галамды; орташа ауа температурасы 1981...2000 жылдармен салыстырганда 0,46 ± 0,1 °C кетершгенш керсетедi [9]. Осы орайда галамды; климат езгерiстерiн ескере отырып езен агындысын уза; мерзiмге болжау туралы екiншi тужырымдама пайда болды. Гидрологиялы; ;убылыстар ауа-райы шарттарымен тжелей байланысты жэне олардыц болжамы уза; мерзiмдi метеорологиялы; болжамдардыц сапасына тжелей багынышты болады. Е.А. Леоновтыц «Космос жэне ете уза; мерзiмдi гидрологиялы; болжамдар» монографиясында климаттыц j Удалено: су ресурстарына эсерiнiц алты каналы атап керсетшген. Бiра; алты каналдыц непзп факторларыныц езен агындысына бiрлескен эсерi элiде толы; зерттелмеген жэне кептеген мамандардыц зерттеуiн талап етедi [8].
Бул ма;алада айлы; езен агындысы мен метеорологиялы; факторлардыц статистикалы; модельденген мэндерш агынды гидрографыныц сценарлы; болжамын жасау MYMкiншiлiгi ;арастырылды. Айлы; агынды гидрографын модельдеуге арналган кептеген жумыстарды атап етуге болады [2, 3, 5-7, 10-16 ], эдктщ жетiстiктерi мен кемшiлiктерi толыгыра; [6] жумыста ;арастырылган. Сондай а; Ресей гылым академиясыныц Су мэселелерi институтында агынды ;алыптасуыныц физика-математикалы; моделi негiзiнде агындыны ;алыптастыратын факторларды ескеретiн жумыс жасалган [10]. Бiра; мундай болжамдардыц уза;тылыгы шектеулi жэне галамды; климаттыц езгеруi нэтижесiнде агынды ;ураушы факторлардыц езгерiсi ескерiлмеген.
Модельдеудiц негiзгi ма;саты атмосфералы; жауын-шашын мен ауа температурасыныц жагдайын ескерiп кептеген агынды гидрографын
95
алу болып табылады. Агынды мен оны ;алыптастыратын факторлардыц гидрографыныц бiрнеше нус;асыныц соцгы уа;ыт HYKтесiне ;ойылган кездейсо; процестер мен векторларды модельдеу ма;саты ретшде ;арастыруга болады. К^алыпты процестер корреляциялы; мезет матрицасымен берiледi, сэйкесшше корреляциялы; теория шецбершде модельдеу кеп eлшемдi Yлестiрiм зацы бойынша модельдеумен тец. Осы орайда агындыны статистикалы; модельдеудiц ец тиiмдi устанымы ре-инде канонды; жiктеудi ;арастыруга болады. Ол кездейсо; шамалар мен кездейсо; емес функциялар жиынтыгын сипаттауга MYMкiншiлiк береди Канонды; жiктеу эдiсi сызы;ты; турлецщру санатындагы тиiмдiсi жэне мацызды арты;шылыгыныц бiрi метеорологиялы; параметрлермен байланысты модельдеу процесш бiрнеше тустамада бiр уа;ытта жасауга болатындыгы [5, 6, 11].
Кездейсо; векторлы; функцияларды канонды; жжтеу бiрeлшемдi жагдай формулаларыныц жина;тау жолымен алынады. Ол Yшiн [11] жумыста кeрсетiлгендей сэйкес келетiн t аргументшщ ;атынасын t аргумент жиынтыгына ауыстырып, кездейсо; векторлы; функцияныц нeмiрiн енпзу керек. Ягни кездейсо; векторлы; функцияны жiктеу тeмендегi формуламен берiледi:
N М
& (К) = те (О + ЕЕфКА*„'У„,
(г, I = 1,..., N)
^ К„- ЕЕОкФ- Ео^ыф^)
Мунда,
о? = к а „к ) - е ЕЛ ) Ф1 (К )]2 - ЕрИ к) (К )];
т=1
(1)
(2)
(3)
Оу - кездейсо; коэффициентiнiц дисперсиясы;
Кц - векторлы; кездейсо; функцияныц V корреляциялы;
жэне eзара корреляциялы; функциясы
Ql (^, М - жыл iшiндегi есепт1к аралы;тар саны (айлар, декадалар) Мунда
к= 1,2,........М;
¡и> 1; ц= 1+1, 2, ...М(1 = 0; и I. 2......М\ 1 = 1+1. ;+2,....N(1 > г).
I =1 К=1
(1) тендеуд орталы; фунциялар Yшiн жазып, математикалы; кутущ орындап жэне кездейсо; корреляциялы; коэффициенттердi ескере отырып, тендеудщ екi жагын V-га кебейту ар;ылы Q1(t) бiрiншi ;ураушысынын координаталы; функциясын аламыз. Одан api Q2(t), Q3(t),
..... QN(t) от Qi(t) ;ураушыларын канонды; жiктеy ар;ылы езара
корреляция функциясын аламыз. Бул формуладан авто жэне езара координаталы; функциялар Q2(t) аны;талады. Осы пpоцестi жалгастыра отырып, кездейсо; векторлы; функциялардын барлы; ;ураушысына Q¿(t) канонды; жiктеy ЖYpгiземiз.
Егер непзп агынды ;алыптастырушы фактор ретвде айлы; жауын-шашын мен ауа температурасы ;арастырылатын болса, онда (1) формуладагы канонды; жiктеy екi кездейсо; функция Yшiн темендегiдей жазылады:
м
Q (t) = Mq(t)+
M M
P(t) = mp (t) +X^S(t)V,(1) +S^f2)(t )K(2\ (4)
V=1 V=1
мунда mQ(t), mp(t), - Q(t), P(t), ;ураушылары Yшiн математикалы;
KYтy;
Vv(1), Vv(2), - математикалы; куту нелге тен болатын реттелмеген кездейсо; шамалар; ) - P(t) жэне Q(t) ;ураушылары бар езара
координатты; функциясы; Q(t) - агынды, P(t) - атмосфералы; жауын-шашын. Агынды ;алыптастырушы факторлар мен агындыны бipтутас модельдеу алгоритмы [8] жумыста керсетшген.
Бул жумыста айлы; агынды гидрографынын болжамын канонды; жiктеy эдiсiмен жасау MYMкiншiлiгiн 1ле езенiнде К^апшагай су бегеншен 164 км жогары орналас;ан гидрологиялы; бекет мэлiметтеpiмен жypгiзiлдi. Модельдi тексеру ма;сатында есептiк кезен pетiнде 1960...2015 жж. аралыгындагы езен агындысы жэне агындыны ;ураушы фактор ретшде атмосфералы; жауын-шашын алынды. Атмосфералы; жауын-шашыннын езен агындысынын арасындагы жаксы корреляциялы; байланыс ягни r>0,60 жогары болган Нарын;ол жэне Мынжыл;ы метеостанцияларынын (МС) мэндеpi алынды. Модельденген ;атар саны 500 жылды ;урайды.
Айлы; aFынды мeн жayын-шaшыннын тapaлy 3aHabrnbiFbi бapлык жaFцaйцa Пиpсoннын X кpитepийi бoйыншa aлынцы. Moцeльцiн сaпaсы ^ИзН жэж мoцeльцeнгeн кaтapлap,цын caлыcтыpyы apкылы ЖYзeгe aсaцы. Айлы; aFынцы мeн жayын-шaшыннын нeгiзгi cипaттaмaлapынын aйлык мандат caлыcтыpy нэтижeлepi тeмeнцeгi 1-4 кeстeлepдe кepсeтiлгeн.
Кeстe 1
Iлe e3em (^aпшaFaй cy бeгeнiнeн 164 км жoFapы) жэж Нapынкoл, Мынжылкы MC бoйыншa afeai; opтaшa cy e-riiui жэж жayын-шaшыннын cтaтиcтикaлык пapaмeтpлepi.
Пapaмeтp
II III IV
Aйлap
VI I VII I VIII I IX I X I XI
Q, м3/с
Cs/Cv
Cs/Cv
Cy втт
226 239 351 408 606 885 1066 1073
228 240 352 410 603 880 1058 1069
0,14 0,15 0,12 0,21 0,27 0,30 0,26 0,20
0,15 0,15 0,12 0,21 0,27 0,30 0,26 0,20
6 2 1 2 2 1 5 6
8 2 1 1 2 1 4 5
0,05 -0,07 0,41 0,02 0,21 0,24 0,19 0,27
0,07 -0,05 0,43 -0,04 0,07 0,06 0,15 0,21
Жayын швш™
15,9 18,1 33,0 62,9 98,2 104,0 97,5 64,9
15,2 17,3 32,5 63,6 99,9 104,5 99,9 63,7
0,58 0,44 0,45 0,39 0,28 0,27 0,36 0,44
0,57 0,44 0,45 0,38 0,29 0,28 0,36 0,47
2 2 3 1 2 1 2 1
2 2 3 1 2 1 2 1
-0,03 0,03 -0,07 -0,05 -0,14 -0,10 -0,02 -0,10
-0,04 -0,02 -0,11 -0,10 -0,13 -0,13 -0,05 -0,14
605 402 350 279 541
602 400 347 277 543
0,16 0,11 0,10 0,15 0,15
0,16 0,12 0,11 0,16 0,15
2 1 1 2 4
3 2 2 3 3
0,32 0,08 0,21 -0,09 0,32
0,21 -0,03 0,17 -0,17 0,11
41,1 39,3 30,5 20,2 52,1
40,1 39,7 31,1 20,2 52,7
0,48 0,44 0,52 0,63 0,15
0,47 0,44 0,53 0,74 0,15
2 1 2 3 3
2 1 2 3 2
0,00 -0,13 -0,19 -0,03 -0,03
0,00 -0,15 -0,16 -0,10 -0,15
V
Cv
I
X, мм
Cv
I
Ескерту: Karap - бaк;ылaнFaн мэлiмeттep, 2^i K^ap - мoцeльцeнгeн
мэлiмeтгep.
Кecтeдeн Kepin T¥pFaнымыздай aйлык aFынцы мeн жayын-шaшыннын мoцeльцeнгeн жэж бaкылaнFaн opтaшa мэш вapиaция кoэффициeнтi apacындa 500 жылFa мoцeльцeнгeн мэлiмeттep бoйыншa caлыстыpмaлы TYpцe жaкcы сай^с-пк бaйкaлaды. Бipiншi peтгiк aвтoкoppeляция жэж accимeтpия кoэффициeнтi apacынцaFы aйыpмaшылык ocы пapaмeтpлepцiн eceптiк далдаинде жaтыp. ^танцы; жiктey эдаа шндай-a; бaстaпкы жэж мoдeльдeнгeн мэлiмeттepцiн
корреляциялы; жэне eзара корреляциялы; матрицаларын да жа;сы шыгарады (кесте 2).
Модельдеудщ дэлдiгiн тексеру Yшiн 1ле eзенi - К^апшагай су бeгенiнен 164 км жогары орналас;ан гидрологиялы; бекеттен алынгын сулылыгы эртYрлi жылдар Yшiн модельденген мэлiметтердi на;ты мэндермен салыстырылды жэне оныц нэтижесi тeмендегi кестеде кeрсетiлдi (кесте 4).
Кесте 2
Су eтiмi жэне жауын шашынныц ба;ыланган (1-шi ;атар) жэне модельденген (2-шi ;атар) корреляциялы; матрица ;атары (п=500 жыл).
Айлар | I 1 II III IV V I VI VII УШ IX X XI XII
Су eтiмi
I 1 0,64 0,22 -0,05 0,05 0,07 0,06 0,10 0,26 0,20 0,19 0,23
0,63 0,21 -0,03 0,13 0,12 0,06 0,09 0,30 0,26 0,29 0,31
II 0,51 0,05 0,10 0,16 0,10 -0,03 -0,01 0,17 0,20 0,31
1 0,45 0,05 0,20 0,25 0,13 -0,01 0,08 0,28 0,33 0,39
III 0,29 0,22 0,15 0,05 0,00 0,00 0,14 0,29 0,08
1 0,20 0,18 0,18 0,04 -0,02 0,03 0,14 0,26
IV 0,37 0,46 0,43 0,53 0,43 0,41 0,36 0,33
1 0,36 0,45 0,45 0,55 0,47 0,45 0,39 0,46
V 1 0,68 0,53 0,50 0,55 0,60 0,54 0,37
0,67 0,53 0,51 0,57 0,62 0,52 0,41
VI 0,65 0,53 0,57 0,73 0,56 0,41
1 0,60 0,46 0,53 0,72 0,53 0,46
Жауын -шашын
VII 1 -0,01 -0,08 0,14 0,11 0,05
-0,03 -0,06 0,14 0,11 0,03
VIII -0,15 -0,04 -0,08 0,04
1 -0,21 -0,05 -0,09 0,06
IX 0,13 -0,09 0,05
1 0,24 -0,13 0,01
X 0,03 0,13
1 0,04 0,23
XI 1 0,01 0,01
XII 1
Кесте 3
Су eтiмi жэне жауын шашынныц ба;ыланган (1-шi ;атар) жэне модельденген (2-шi ;атар) eзара корреляциялы; матрица ;атары (п=500 _жыл)._
Айлар I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
I 0,04 0,05 0,01 -0,02 0,06 -0,03 0,29 0,31 0,31 0,34 0,30 0,28 0,33 0,28 0,39 0,40 0,33 0,39 0,26 0,30 0,24 0,22 0,22 0,27
A^ap
I
II
III
IV
V
VI
IX
X
-0,14 -0,08 0,13 0,06 0,07 0,06 0,11 0,08 0,04 0,03 -0,09 -0,13 0,07 0,06 -0,04 -0,02 -0,01 -0,07 0,00 0,03 -0,12 -0,06
0,01 0,05 0,15 0,13 0,11 0,16 0,28 0,28 0,03 0,05 0,04 0,05 0,12 0,13 -0,17 -0,17 -0,06 -0,09 -0,03 0,07 0,02 0,05
-0,11 -0,09 0,07 0,00 0,19 0,24 0,24 0,20 -0,09 -0,10 0,06 0,11 0,00 0,00 -0,12 -0,09 0,05 0,11 -0,02 0,09 0,00 0,03
0,22 0,23 0,39 0,41 0,24 0,29 0,04 0,03 0,11 0,17 0,34 0,38
0,15 0,10 0,23 0,20 0,12 0,15 0,25 0,26 0,27 0,27 0,33 0,34
-0,16 0,11 -0,24 0,08
0,13 0,19 0,15 0,21 0,13 0,16 0,37 0,41
-0,12 -0,12 -0,05 -0,01 -0,14 -0,17 0,22 0,20
0,41 0,38 0,25 0,26 0,20 0,22 0,32 0,34 0,26 0,22 0,25 0,26 0,25 0,23 0,12 0,09 0,03 0,07 0,10 0,10 0,21 0,23
0,23 0,26 0,24 0,20 0,09 0,06 0,06 0,07 0,20 0,17 0,20 0,22 0,27 0,19 0,09 0,11 0,18 0,23 -0,17 -0,19 0,13 0,15
0,19 0,20 0,38 0,32 0,18 0,13 0,02 -0,02 0,19 0,14 0,17 0,18 0,12 0,02 0,11 0,15 0,25 0,27 -0,14 -0,21 0,30 0,28
0,17 0,15 0,22 0,20 0,12 0,12 0,11 0,08 0,19 0,14 0,18 0,21 0,11 0,02 0,12 0,14 0,05 0,10
0,29 0,31 0,11 0,12 0,13 0,17 0,16 0,17 0,26 0,25 0,26 0,31 0,20 0,12 0,19 0,22 0,02 0,08
-0,02 0,09 -0,04 0,06
0,18 0,20 0,13 0,12 0,17 0,20 0,12 0,13 0,15 0,17 0,22 0,30 -0,11 -0,03 0,19 0,24 0,01 0,05 0,05 0,10 0,07 0,07
0,24 0,26 0,27 0,32 0,08 0,15 0,02 0,05 0,17 0,22 0,22 0,29 0,05 0,08 0,39 0,38 0,11 0,18 0,13 0,16 0,28 0,31
XI XII
II
III
IV
V
VI
IX
X
XI
0,13 0,10
0,14 0,13
KeCTe 4
^e e3em (^aпшaFaй су бeгeнiнeн 164 км жoFapы) жэ^ Нapыщoл, Мыцжылкы МС-гы гидpoлoгиялы; жэте мeтeopoлoгиялы; сипaттaмaлapдыц сaлыстыpмaлы; i^s^^pi
Пapaмeтp Сэй^с кeлeтiн гидpoгpaф Жыл Жaуын-шaшынны H opтaшa жылды; Ben кeзeнiндeгi opтaшa жaуын-шaшын мeлшepl; мм Жыл-дык эгынды Beгeтaция кeзeнiндeгi этынды, м3/с
нoмepl мeлшepl, мм , м3 /с
Суы мoл жыл Aйыpмaшылык;, % № 15, 46, 194, 307, 335 2010 58,1 57,8 0,5 77,8 87,5 12,4 744 641 13,8 1188 943 20,6
Суы opтaшa жыл Aйыpмaшылык;, % № 100, 169, 209, 233, 271, 365 2015 43,7 43,9 0,4 61,0 64,7 6,1 542 482 11,1 776 667 14,1
CyM тапшы жыл № 34, 158,
350, 377, 1974
Aйыpмaшылык;, 450 % 450
48,6 70,1 414 586
48,5 73,1 488 690
0,2 4,3 17,9 17,7
Ескерту: aлымындa бaк;ылaнFaн мэлiмeттep, бeлiмiндe - мoдeльдeнгeн мэлiмeтгep.
Бул мaкcaтты ЖYзeгe acыpy Ymiн бepiлгeн жылдapFa кeлeci пapaмeтpлep тaндaп aлын,цы: жayын-шaшыннын opтama жылды; мeлmepi, вeгeтaция Ke3eH^eri opтama жayын-шaшын мeлmepi, жылцы; aFынды, вeгeтaция кeзeнiндeгi aFынды. Кeптeгeн мoдeльдeнгeн жayын-шaшыннын мэндepiнeн aнaлoгия эдici бoйыншa opтama жэж вeгeтaция кeзeнiндeгi мэндepiнe жaкын бipнeшe жуы; кeлeтiн мэндep тaндaп aлынaды, жэж ocы нeмipлepгe сэй^с aйлык aFынды гидpoгpaфы тaндaлды. ЖoFapыдa a-гап eткeнiмiздeй тaндaлып aлынFaн мoдeльдeнгeн жэж бaкылaнFaн мэлiмeттepдiн бipнeшe н¥cкaлapы бoлyы MYMкiн, яFни afeai; aFындынын мoдeльдeнгeн гидpoгpaфы peтiндe oлap,цын opтaшa мэш aлын,цы.
Cyi>i мoл 2010 жыл Yшiн бaкылaнFaн мэлiмeттep бoйыншa мoдeльдeнгeн aйлык aFындынын бec н^с^сы aлынды (15, 46, 194, 307, 335) жэж мoдeльдeнгeн Karap peтiндe бec нус^нын opтaшacы Kaбылдaнды. 4 - mi кecтeдeн Keprn T¥pFaнымыздaй aFындынын opтaшa жылцык мoдeльдeнгeн мэш бaкылaнFaн мэнжн aйыpмaшылыFы 13,8 %, вeгeтaциялык Ke3eHae - 20,6 % K^paFaH. Cyi>i тaпшы 1974 жыл бoйыншa мoдeльдeнгeн мэннщ гакты мэнжн aйыpмaшылыFы opтaшa жылцык Ke3eH Yшiн - 17,9 %, вeгeтaциялык Ke3eH Yшiн - 17,7 %. Cyi>i opтaшa 2015 жыл YmiH тaндaлынып aлынFaн aлты мoдeльдeнгeн кaтapдын opтaшacы бaкылaнFaн жылцык мэлiмeттepдeн 11,1 % жэш вeгaтaциялык Ke3eHae 14,1 % ayi^^^H. Aйыpмaшылык пaйыздapы eceптiк дэлдэк шeгiндe жaтыp. Afeai; aFынды гидpoгpaфтapынын тeкcepy нэтижeлepi тeмeндeгi c^pe^e кepceтiлгeн.
Оcылaйшa, гарнцы; жiктey эдiciмeн мoдeльдeнгeн aFынды жэ^ жayын-шaшын кaтapы бaкылaнFaн мэнге жaкын, aвтo жэж e3apa кoppeляциялык мaтpицaны caктaйды. ЯFHи гарнцы; жiктey эцюш климaтгын зaмaнayи eзгepiciн ecKepe oтыpып e3eH aFындыcын мepзiмдiк кeзeнгe бoлжaм жacayFa бoлaды. M¥ндaй бoлжaмдapдын ¥зaктыFы мeн caпacы мeтeopoлoгиялык пapaмeтpлepдiн ¥3a; мepзiмдiк бoлжaмдapынa бaйлaнысты бoлaды.
Сурет 1.1ле взентщ (^апшагай су бвгентен 164 км жогары) айлыц агынды гидрографы: а) — суы мол жыл (2010 ж.); б) — суы орташа жыл (2015 ж.); в) суы тапшы жыл (1974 ж.) - бацыланган мзндер; — модельденген мзндер.
Климат езгерушщ api^^í сценарийлерi непзшде езен агындысыныц узак мерзiмдiк болжамы ушш Kipic napaMeTpi ретшде Климаттыц e3repyi женшдеп мемлекетаралык топтыц (К0ЖМП) бесiншi ece6i бойынша элемдш климат модельдершщ кемепмен жасалган жауын-
шaшынныц MSHqepi aлынды. K;олдaнылa'Iын жayын-шaшынныц MSHqepi RCP 4.5 жэне RCP 8.5 сценaрийлерi бойыншa 2030, 2040, 2050 жылдaрFa aлынды. Бaзaльщ кезец ретшде 1981...2000 жж. кaбылдaвды.
1500 г П nAr
Сурет 2. Канондъщ жжтеу 3àici бойынша 1ле езеттц (Цапшагай су бвгентен 164 км жогары) 2030... 2050 жж. агынды гидрографыныц болжамы.
KaHorçqbirç жжте^7 эдгамен модельденген жayын-шaшын мэндершен RCP 4.5 жэне RCP 8.5 сценaрийлерi бойыншa 2030, 2040, 2050 жылдaрFa модельденген жayын-шaшын мэнiне жaкын бiрнеше нус^ тaвдaлып, ^но^ды^ жiктеy эдэсi бойыншa жayын-шaшынныц белгiлi 6ip жылдaрFa (2030, 2040, 2050) ортaшaлaнFaн болжaмдьщ мэнi тaбылaды. Болжaмдьщ жayын-шaшынныц реттiк нeмiрiне сэйкес aFынды гидрогрaфыныц болжaмы aлынaды, яFни aйльщ eзен aFындысыныц келешектегi сцетрльщ болжaмы. ^нондык эдiс бойыншa aлынFaн 1ле eзешнщ RCP 4.5 жэне RCP 8.5 сценaрийлерi бойыншa 2030, 2040, 2050 жылдaрFa aрнaлFaн сцетарлык болжaмы тeмендегi сyретте кeрсетiлген ^рет 2).
0зен агындысыныц жылшшж e3repicÎHÎ4 болжамына сэйкес карастырылып отырган езенде 2030, 2040 жэне 2050 жылдарга карай айлык агынды мэндерi кейбiр айларда ecyi немесе азаюы байкалады. 2030 жылга карай RCP 4.5 климаттык сценарий бойынша KY3ri айларда (кырщйек-караша) 8 % дейн азаю MYMкiн, ал баска айларында керiсiнше 30 % (мамыр) дейiн eсyi, ал 2040 жылга карай су тасу кезещнде агынды мeлшерi 12 % азаюы куплуде. RCP 8.5 климаттык сценарий бойынша 2030 жылы шшде мен тамыз айынан баска айларда агындыныц кeбеюi байкалады. К^орытындылай келе, 1ле eзенiнiц eзен агындысыныц гидрограф формасы 2030...2050 жж. дейiнгi болжамга сэйкес eте Yлкен eзгерiске ушырамайды, тек жыл шщдеп eзгерiстер, атап айтканда су тасу кезецiнiц шыцы алдынгы немесе арткы айларга жылжуы, кузп жэне агындыныц аз гана eзгерyi KYтiлyде. Егер де агындыныц болжамдык жылдык мэнiн карастыратын болсак, RCP 4.5 жэне RCP 8.5 сценарийлерi бойынша eзен агындысы 16 % дейн eседi.
0ДЕТИЕТТЕР Т1З1М1
1. Бельчиков В.А., Полунин А.Я., Симонов Ю.А., Христофоров A.B. Поливариантное оценивание возможных климатических изменений речного стока на примере бассейна Северной Двины // Метеорология и Гидрология. - 2009. - №3. - С.74-84
2. Болгов М.В. Стохастические модели периодически коррелированных внутригодовых колебаний речного стока // Метеорология и гидрология. - 1999. - № 1. - С. 101-116.
3. Бусалаев И.В., Давлетгалиев С.К., Куперман И.Г. Применение метода канонического разложения для моделирования речного стока // Проблемы гидроэнергетики и водного хозяйства // Алматы, Наука. -1973. - Вып.10. - C.143-152.
4. Георгиевский Ю.М., Шаночкин С.В. Гидрологические прогнозы. -РГГМУ, 2007. - 427 с.
5. Давлетгалиев С.К. Совместное моделирование рядов годового стока рек методом канонического разложения // Метеорология и гидрология. - 1991. - № 10. - С. 102-108.
6. Давлетгалиев С. К. Групповое моделирование гидрографов месячного стока // Водные ресурсы. - 2013. - № 4. - С. 350-358.
7. Крицкий С.Н., Менкель М.Ф. О приемах исследования случайных колебаний речного стока // Труды НИУ ГУГМС. - 1946. - Вып.29. -С.3-32.
8. Леонов Е.А. Космос и сверхдолгосрочный гидрологический прогноз. - СПб.: Алтея, Наука, 2010. - 352 с.
9. МГЭИК, 2014: Изменение климата, 2014 г.: Обобщающий доклад. Вклад Рабочих групп I, II и III в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата [основная группа авторов, Р.К. Пачаури и Л.А. Мейер (ред.)]. МГЭИК, Женева, 2013. -163 с.
10. Морейдо В.М. Построение долгосрочного ансамблевого прогноза притока воды в Чебоксарское водохранилище // Труды Всероссийской научной конференции «Научное обоснование реализации Водной стратегии Российской Федерации» на период до 2020 г. - Петрозаводск, 2015. - С. 180-186.
11. Пугачев В.С. Теория случайных функций. - М.: Физматгиз, 1962. - 884 с.
12. Резниковский А.Ш., Великанов М.А. Статистическое моделирование многомерных гидрологических процессов // Тр. V Всесоюз. гидрол. съезда. - Л.: Гидрометеоиздат, 1989. - С. 52-57.
13. Сванидзе Г.Г. Математическое моделирование гидрологических рядов. - Л.: Гидрометеоиздат, 1977. - 293 с.
14. Фролов А.В., Выручалкина Т.Ю., Соломонова И.В. Моделирование негаусова векторного процесса в приложении к гидрологии // Водные ресурсы - 2014. - №6. - С. 559-564.
15. Kuzin V.I., Lapteva N.A. Modeling of simulation of the river runoff in the Ob-Irtysh Basin. Bull. Novosib. Comput. Cent. Ser. Number Model. Atmos., Ocean and Environ. - Study 2014. - №14. - P. 35-39.
16. Nageshwar R. B., Elbert E. Whitlatch. Jr. Application of the HEC-4 monthly stream-flow simulation model // Water Resour. Bulletin. 1980. -Vol. 16. N 4. - 587 p.
Кабылданды 09.05.2019
Доктор геогр. наук Канд. геогр. наук
С.К. Давлеткалиев С.К. Алимкулов Э.К. Талипова
ДОЛГОСРОЧНЫЙ ПРОГНОЗ ГИДРОГРАФА МЕСЯЧНОГО СТОКА Р. ИЛЕ НА ОСНОВЕ СОВМЕСТНОГО СТАТИСТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ СТОКА И ОСАДКОВ
Ключевые слова: статистическое моделирование, каноническое разложение, месячный сток, гидрограф стока, атмосферные осадки, долгосрочный прогноз речного стока, корреляционная матрица.
В статье показана возможность совместного моделирования значений месячного стока и атмосферных осадков с методом канонического разложения. Для проверки качества моделирования, полученные смоделированные данные средних значений осадков и стока, коэффициенты вариации и асимметрии, авто и взаимная корреляция сравнивались с фактическими данными. С помощью смоделированных значений стокообразующих факторов дан долгосрочный прогноз речного стока на основе различных сценариев изменения климата.
S. K. Davletgaliev, S. K. Alimkulov, E. K. Talipova
LONG-TERM FORECAST OF THE MONTHLY FLOW HYDROGRAPH OF ILE RIVER BASED ON JOINT STATISTICAL MODELING OF FLOW AND PRECIPITATION
Keywords: statistical modeling, canonical decomposition, monthly flow, flow hydrograph, atmospheric precipitation, long-term forecast of river flow, correlation matrix.
The article shows the possibility of a joint modeling of the values of monthly flow and atmospheric precipitation with the method of canonical decomposition. For modeling quality verification, modeled data of mean precipitation and flow values, coefficients of variation and asymmetry, auto and mutual correlation were compared with actual data. The long-term forecast of river flow based on various climate change scenarios is given using the modeled values of the flow-forming factors.
