CC BY
16НАУЧНЫЕ СТАТЬИ
Гидрометеорология и экология № 1 2016
УДК 556.167
Д.Д. Арыстамбекова * Геогр. гылымд. канд. Д.К. ЖYсiпбеков *
Н¥РА - САРЫСУ АЛАБЫ ЭЗЕНДЕРШЩ КвКТЕМП АГЫНДЫ СИПАТТАМАЛАРЫН ЦАЛПЫНА КЕЛТ1РУ
АЙЫРЫМДЬЩ ИНТЕГРАЛ ЩСЫГЫ, КвКТЕМП АГЫНДЫ ЦАБАТЫ, МАКСИМАЛ СУ вТ1М1, КОРРЕЛЯЦИЯ КОЭФФИЦИЕНТ, РЕПРЕССИЯ ТЕЦДЕУ1
Нура - Сарысу алабы езендертщ квктемг1 агынды сипаттамаларын щалпына келт1ру уш1н есепт1к кезе+ та+далып алынды. Цатардъщ репрезентативтмгт анъщтау уш1н айырымдъщ интеграл щисыгы тургызылды. Нура - Сарысу алабындагы езендердщ квктемг1 агынды щабаты мен е+ жогаргы су вт1мдер1 байщалмаган жылдар щайта щалпына келт^ршп бащылау щатары узартылды. Квктемг1 агынды щабатыныц, максимал су ет1мдертщ орташа жылдыщ су вт1мдер1мен байланыс графиктер1 тургызылды. Квктемгг агынды параметрлерг мен жылдыщ агынды арасындагы регрессия тецдеулер1 аныщталды.
Юркпе. К^рп танда елiмiзде кектемп су тасу жагдайы ете манызды мэселеге айналып отыр. Себеб^ кектемп су тасу кезещнде агындыньщ шамамен 70...90 % етеицщктен кеп жагдайда елдi - мекендердi су басып едэу!р экономикалыщ шыгындарга ^шыратуда. Сондыщан езендердiн кектемп агынды параметрлерш зерттеу ете манызды рел ащарады. «Весенний сток равнинных рек Европейской части СССР, условия его формирования и методы прогнозов» атты монографияда КСРО Еуропалыщ белтндеп эр тYрлi физико-географиялыщ зоналардагы жазыщ езендердiн кектемгi агындысынын к;алыптасу жагдайлары к;арастырылган [4]. Б^л енбекте ^ар еру процесстерiн физикалыщ талдау, топыравда судын сiнуi (инфильтрация), жэне гидрографиялыщ желiге ерiген сулардын келуi жагдайларына Yлкен назар аударылган.
* эл-Фараби атындагы Каза^ ¥лттык; универистетiнiн. Алматы
103
KercreMn cy тacyдьщ негiзгi элементтеpiн болжay эдicтеpi жеpгiлiктi жеpдiц физико-геогpaфияльщ œnaiTaMarapbi мен aFыиды фaктоpлapынa бaйлaныcты rçapacтыpылFaн.
H^pa - Capbcy aлaбы eзендеpi pежимiнiц rçaлыптacyы кeп жaFдaйдa келеа aзонaлды фaктоpлapмен aньщтaлaцы: eзендеp cyыньщ кец ayrçымдa жaйылyынa cебепшi болaтын жеpгiлiктi жеpдiц бacым кeп бeлiгiнiц жaзьщ 6олуы, cy тacyдьщ кeтеpiлy децгешн тeмеидетiп, aFындыны ^cran rçaлaтын pелеьефтщ кeптеген ^ca^ т¥ЙьщтaлFaн ойыcтapыньщ болуы, cонымен rçaтap беттiк aFындыньщ едэyip бeлгiнiц жоFaлy yчacкеci - ^мды мaccивтеpдщ болуымен cипaттaлaды.
H^pa eзенi aлaбыньщ теppитоpияcы екi ipi оpогpaфияльщ жэне геоморфологиялы^ мaccивтеp шепнде жaтrçaн дaлaлы жэне шeлейттi кещст1кп aлып жaтыp: бaтыcтa ТоpFaй Ycripri жэне оpтaльщ пен шыFыcтa Ka3aKibi4 ^carç шо^ьгсы.
АFыицы pежимi ce3ci3 бipкелкi емеc. 0зеидеpдщ ^оректену^ непзшен кeктемгi rçap cyымен, aздaп жер acra cyымен жYзеге acaды. KeRTCM^ May^iM^i^ rçap еpy кезiиде eзендеp cyды xen мeлшеpде aлaцы. Hpa eзенiнен кeктемгi cy тacy кезещнде жылдьщ aFыидыcыньщ SS % ei^i. Су тacy кезещ нaypыз - cэyip aйлapыидa бacтaлып ею - Yш aптaдaн 6ip - ею aЙFa дей1н cозылaды, cоидaй - arç б^л кезде eзеидеpдегi cy децгеш 2...3 м дей1н кeтеpiлyi мYмкiн. Жылдьщ 6acrça мезгiлдеpiиде eзеидеpдщ rçоpектеиyi кYpт тeмеидейдi (Hpa eзеmнщ aFыидыcы жaздa жылдьщ aFыидыиьщ тек 3 % rç^paca, кYЗде -2 % Faнa, aл K^cia - 7 %) жэне негiзiнен жеp acты cyымен rçоpектенедi. Жылдap бойыншa aFыицы шaмacы e1е eзгеpмелi, cебебi жayFaн жayын-шaшыниьщ мeлшеpiне бaйлaныcты [4].
Сapыcy eзенi 700...900 м бткпкте оpнaлacк;aн Б¥Faлы жэне А^тау тayлapы беткей1нен aFып келетш Жaдcы-Сapыcy мен Жaмaи-Сapыcy деген тapмaк1apдaн 6acray aлaцы жэне олapдьщ rçоcылyынaи кейiн 7б1 км ^шы^'ы^та Атacy ayылы мaцыидa Kызылоpдa облыcыидaFы Тел^л мен Ащыкeл кeлдеp жYЙеciмен aякraлaды. K^pFarç жылдapы eзен кeлдеpге жетпей ^гады. 6зеидеpдщ ^о^лу оpиыидa Поливное cy ^ÜMa^i оpнaлacrçaн. Сapыcy eзеиi cy жинay aлaбыиьщ жaлпы ay^rni S16 мьщ км2 rç^parç^i.
H^pa - Сapыcy aлaбыидaFы eзеидеpдiц ^отеми aFыиды cипa1тaмaлapы моногpaфиялapдa жэне бетпк cyлap pеcypcтapы (pеcypcы повеpхноcтных вод) деpеккeздеpiнде келтipiлген [1, 2, 3, 5, б, 7].
Бастапк;ы мэлiметтер жэне зерттеу нэтижелерь Эзеидеpдiц такты 6ip т¥CтaмacындaFы немеcе 6a^rnay бекетшдеп гидpологияльщ
104
ба;ылаулардын статистикалы; татары мэлiмегтердiн басты жиынтыгынын белiгi болып табылады. Сонды;тан ;олда бар ба;ылау ;атары немесе есептеуге тандалып алынган кезен (есептiк кезен) агындынын уа;ыт бойынша езгеруiн ;аншалы;ты сипаттайтындыгын, ягни есептiк ба;ылау татары ;аншалы;ты репрезентативтi екендiгiн багалауда ;олданылады.
Гидрологиялы; мэлiмегтер ;атарынын репрезентативтiлiгi агынды нормасынан ;аншалы;ты ауыт;итындыгын керсететiн ба;ылау ;атарынын орташа мэнiнiн орташа квадратты; ;ателтмен аны;талады. Сонды;тан репрезентативтiлiк ба;ылау ;атарынын узактыгына, езгергiштiк коэффициентiне жэне ;атардын езара байланыстылыгына тэуелдi, ягни ба;ылау ;атарында ен суы мол жэне су аз жылдардын ;аншалы;ты шамада кездесуiмен байланысты.
К¥рамында ен суы мол жэне ен суы аз жылдарды ;амтитын циклды аны;тау Yшiн кенiнен ;олданылатын эдiс агындынын айырымды; интеграл ;исыгын т^ргызу болып табылады.
Н^ра - Сарысу алабындагы езендердiн кектемгi агындысынын статистикалы; сипаттамаларын аны;тау Yшiн Кара - Кенпр - Жыланды езенi сагасынан 12 (5,0) км жогары жэне Жа;сы Сарысу - Сарысу ауылы гидрологиялы; бекегтерiндегi кектемгi агынды ;абатынын айырымды; интеграл ;исы;тары т^ргызылды. Графикке талдау жYргiзу нэтижесiнде есептiк кезен - 1932...2012 жылдар аралыгы тандалып алынды (сурет 1).
Кептеген езендерде ба^ылау татары жеткiлiксiз болгандыщтан, ягни агынды нормасын 5...10 %-га жэне вариация коэффициентш 10...15 %-га дейiн р^к;сат етiлген салыстырмалы катетЕте есептеу мYмкiндiгi жо; болганды^тан агынды шамасы бакыланбаган жылдар аналог - т^стамалар ар;ылы кепжылды; кезенге ;алпына келтiрiлдi. Аналог - т^стаманы тандау барысында есептж т^стама мен аналог - т^стамадагы езен агындысынын тербелiсi синхронды болуы басты критерий болып табылады. Б^л критерий ж^п немесе кеппк корреляция ар;ылы сипатталады. Сонымен ;атар теменде келтiрiлген шарттар орындалуы тиiс [8]:
п'>(6 -10), Я > Якр, уа > Лкр, V > Бкр , (1)
/ я /к
/
м^ндагы п - ;арастырып отырган т^стамадагы жэне аналог -т^стамадагы бiрдей бай;алган ба;ылау жылдарынын саны (п' > 6 бiр аналог кезiнде, п' > 10 екi не одан кеп аналогтар болганда); Я -;арастырып отырган т^стамадагы жэне аналог - т^стамадагы агынды шамаларынын арасындагы ж^пты; немесе кептiк корреляция
105
коэффициенту К - регрессия тецдеушщ коэффициенту <7К - регрессия коэффициентшщ орташа квадраттыщ ^ателш; Якр - жртгьщ немесе квптiк корреляция коэффициентшщ критикальщ мэнi (эдетте ол > 0,70 болады);
А
кр '
В - К
кр /о„
жэне
К/
^атынастарыныц сэикесiнше критикалыщ
мэндерi (эдетте ол > 2,0).
2 (к,-1)
5,0 -
4,0 -
3,0 -
2,0 -
1,0 -
0,0 -н
, п I ' 1 \ I' 1 ^ ^ -1,0 ^ ^ ^
-2,0
-3,0
-4,0
-5,0
-6,0
2 (М)
8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0
0,0 -1,0 £
-2,0 <л -3,0 -4,0 -5,0 -6,0 -7,0 -8,0 -9,0
Сур. 1. Кектемгя агынды цабатыныц айырымдъщ интеграл щисыгы. а - Цара-Кенгiр - Жыланды езет сагасынан 12 (5,0) км жогары; э - Жащсы Сарысу езет - Сарысу а.
Гирологиялыщ сипаттамалары аз зерттелген аудандарда Якр, Акр жэне Вкр мэндерi азайтылуы мYмкiн, квбшесе Я шамасы 0,6-га деИiнгi
мэндерш ^олдануга болады.
Жылдыщ агынды шамасын бiр аналогпен ^алпына келтiру Yшiн регрессия тендеуi ^олданылады (сурет 2).
к
а
э
106
б=к,-а+к>. (2)
Ал екi аналог болганда Yш айнымалысы бар регрессия тендеуi ;олданылады
б = К, - <2а1 + К2 - бй2 + К0. (3)
Калпына келтiрiлген мэлiмегтердiн дисперсиясынын жYЙелiк азаюын жою Yшiн келесi формула ;олданылады:
О, = 0 - 0) + О, (4)
г
м^ндагы - регрессия тендеуi бойынша есептелген гидрологиялы; сипаттамалардын жылды; мэндерi; Оп* - бiрдей бай;алган ба;ылау
жылдарындагы гидрологиялы; сипаттамалардын орташа мэш [8].
Кектемп су тасу кезенiнiн сипаттамаларын кепжылды; кезенге келтiру алгоритмi темендегiдей:
1. есептш кезендi тандау;
2. жылды; агынды ;атарын ;айта ;алыптастыру (реконструкциялау);
3. жылды; агындынын магл^маттары бойынша кектемп су тасу кезещндеп агынды ;абатын ;айта ;алпына келтiру;
4. кектемп агынды ;абатынын мэлiмегтерi бойынша кектемп су тасу кезещндеп ен жогаргы су етiмдерiн ;айта ;алыптастыру.
Осылайша ;арастырып отырган алаптын непзп езендерiнiн кектемгi агынды ;абаты (Н, мм) мен орташа жылды; су етiмдерiнiн (0Ор, м3/с) жэне максимал су етiмдерi (Отах, м3/с) мен кектемгi агынды
;абатынын (Ь, мм) арасындагы байланыс графиктерiнiн бiрнешеуi 2-суретте керсетiлген.
Кектемгi су тасу кезещндеп ;айта ;алпына келпршген жылдар, агынды ;абаты мен ен жогаргы агынды мэлiмегтерi жэне регрессия тендеулерi алаптын негiзгi бекегтерi Yшiн 1 жэне 2 кестелерде орын алды.
^орытынды. Карастырылып отырган Н^ра - Сарысу алабындагы езендердiн кектемп агынды ;абаты мен ен жогаргы су етiмдерi ба;ыланбаган жылдары ;айта ;алпына келтiрiлiп ба;ылау ;атары ^зартылды. Кектемгi агынды ;абатынын жэне максимал су епмдершщ орташа жылды; су етiмдерiмен байланыс графиктерi т^ргызылды.
Сонымен ;атар кектемгi агынды параметрлерi мен жылды; агынды арасындагы регрессия тендеулерi аны;талды.
107
Ma«^a4a aлынгaн негiзгi бекеттердегi кектемп aFbin^iRbirç зерттелген гидрoлoшялык сипaттaмaлaры тек шrцрoлoшяльщ есептеyлерде Fana кoлдaнылмaИ, сoнымен к^тар шrцрoлoгиялык мэлiметтердi пaИдaлaнaтын сaлaлaрдa дa (су шaрyaшылык есептеyлер, гидрoлoгиялык бoлжaмдaр, к^рлык беткi сyлaрын кoрFay жэне т.б.) кoлдaнылaды.
108
20Qop, M'Ve 2 5
30 h, ми 40
Il мм
30
25 20 15 10
5
0 0,0
у - 20,5 7бх - 0,2635 R2 - 0,9925
Ï, 2 296N +■ 6,1889
0,5
1,0 Q„pV/c 1,5
25 h, мм 30
Сур. 2. Квктемг; агынды цабатыныц орташа жылдык, су втлмдершен жэне оныц ец жогаргы су втшдершен байланые графиктерi. а, э - H ура взеш - Сергиопольское а. ; б, в Атасу озеи! - Ацтауский а.
Н^ра - Сарысу алабындагы езендердщ кектемп агынды кабатыныц кайта калпына келтчршген жылдардын мэл1меттер!
жэне регрессия тендеулер!
Р, клГ Кектемп агынды байк;алган жылдар Регрессия теддеу! Тек.цеуд] есептеу кезец! Teцдeyдiд сипаттамалары Кдлпына ке.тпршген жылдар Аналог
Я Щпк
Нура - Бссоба а.
1050 1960... 1983, у = 28,26 х - 1,545 1961...1983, 0,99 0,01 98 1932... 1959, 1984, Жылдык
1986...1994, 1986... 1992, 1985, 1995, агынды
1996...2000, 2006 1994, 2001...2005,
1996...2000, 2007..,2012
п = 36
Нура - Сергиопольское а.
17960/12300 1935...1974 у= 1,522'Х- 0,558 1940... 1974, 0,97 0,01 97 1932.,,,] 934, -II-
п = 35 1975.. .2012
Н^ра - Романовское а.
50760/45100 1916...1919, 1928, у = 0,546-х-0,68 1933... 1943, 0,97 0.01 97 1932, 1944, -II-
1929, 1933... 1943, 1945...1975, 1976... 1980,
1945... 1975, 1981...1985, 1986...2012
1981...1985 11 = 47
Атасу - Актауский
1500 1971...1982, у = 20,6х - 0,263 1971. ..1982, 0,99 0,03 3,96 1932... 1970, 1983,
1985... 1990 1985... 1990, 1984, 1991...2012
п= 18
г- 2 Г, КМ Кектемп агынды байкалган жылдар Регрессия тендеу! Тевдеущ есептеу кезен1 Тецдеудщ сипаттамалары Калпына кслт1р!лгсн жылдар Аналог
Я/ак
Жаксы-Сарысу - Сарысу а.
570 ¡932, 1984, у-47,3-х-3,754 1933...1983, 0,91 0,05 19,8 1932, 1984,
199!...2012 1985...1990, 1991...2012
п = 56
Сарысу - 189 р!д.
26 900 1963, 1965...1994, у — 1,08-х-0,066 1963, 0,99 0,02 66,0 1932... 1962, 1964,
1996,2000...2012 1965...1994, 1995, 1997... 1999
1996,
2000...2012,
п-45
Сарысу - Кызыл жар ст.
34 600 1960... 1983, 1985, у = 0,83-х + 0,14 1960... 1979, 0,98 0,02 51,6 1932.. Л 959, 1984,
1986, 2008...2012 1981...1983, 1987...2007
1985,
2008...2012,
п = 28
Шеруоаин^ра - Караыурын рзд.
8700 1947...1950, у = 2,99б-х - 0,72 1947...1950, 0,98 0,02 51,6 1932...1946,
1957...2012 1957... 1997, 1951...1956
2000, п = 46
Ну pa -Сарысу алабындагы езендердщ кактемп ен жогаргы агындыныц кайта калпына келт1ршгеи жылдардыц
мшпмсттср1 жэнс регрессия тсндсулср1
Ен, жогаргы агынды байцалган жылдар Регрессия Те h.- i еу; i, i есептеу Тендеудщ Калпына
сипаттамалары Аналог
тецдеу! кеч'-iu R R/ax келтфшген жылдар
I I^pa Бесоба а.
I960...1983, 1985...2012 у - 1,59-х + 3,18 1961...1983, 1986...1994, 1996...2000, п = 37 0,86 0,04 21,5 1932... 1959, 1984 Кектемп агыкды кабаты
I lypa — Сергиополь. а.
1935...1974 у = 25,9-х + 4,20 1935... 1974, п = 40 0,89 0,03 29,7 1932... 1934, 1975...2012 -II-
Нздэа - Романовское а.
1916... 1928, 1929, у = 55,56-х - 19,0 1933. ..1943, 0,94 0,06 15,7 1932, 1944. -II-
1933...1943, 1945..1975, 1945...1975, 1976. .1980,
1981...1985 1981...1985,п = 47 1986...2012
Атасу Актауский а.
1971...1990 у = 2,23-х 1 6,19 1971...1982, 1985... 1990, п= 18 0,82 0,10 8,0 1932...1970, 1991...2012 -II-
Жаксы-Сарысу - Сарысу а.
1933...1983, 1985...1990 у - 1,17-х + 5,06 1932. 1984, 199!..,2012,п = 57 0,73 0,08 9,8 1932. 1984, 1991...2012 -II-
Сарысу - 189 рзд.
1962, 1963, 1965...1994, у = 37,9-х + 11,6 1963, 1965... 1994, 0,81 0,10 7,9 1932...1961, 1964, -II-
1996, 2000...2012 1996, п = 32 1995, 1997... 1999
Ен жогаргы агынды Регрессия Тендеуд1есептеу Тендеудщ сипаттамалары Кддпына Аналог
байкалган жылдар тевдеу! кезещ К Я/а, келтф1лген жылдар
1960... 1963, 1965... 1983, у = 66,6-х + 22,7 Сарысу - Кызыл ж ар ст. 1960... 1963, 0,80 0,09 9,3 1932... 1959, 1964,
1985,1986, 2008, 1965... 1983. п = 23 1984, 1987...2007,
2010. ..2012 2009
1932, 1938... 1966, Кара-Кенпр — Жыланды оз. саг. 12 (5,0) км жогары у = 19,6-х + 13,6 1932, 1938... 1966, 0,93 0,02 40,3 1933... 1937, 1967,
1969...1982, 1984...1987 п - 30 1968, 1983, 1988...1992
1947...1950, 1957...2012 у = 9,17-х - 1,72 Шерубайнура- Карамурын рзд. 1947... 1994, п = 48 0,88 0,08 11,3 1932...1946,
1951...1956
ЭДЕБИЕТТЕР Т1З1М1
1. Беркалиев З.Т. Гидрологический режим рек Центрального, Северного и Западного Казахстана. - Алма-Ата: АН Каз ССР, 1959. - 278 с.
2. Государственный водный кадастр Ресупублики Казахстан. Многолетние данные о режиме и ресурсах поверхностных вод суши 1981-1990 гг. Книга 2. Выпуск 1. Часть 1. Бассейн озера Балхаш и бессточных районов Центрального Казахстана - Алматы: 2002. - 284 с.
3. Государственный водный кадастр Ресупублики Казахстан. Многолетние данные о режиме и ресурсах поверхностных вод суши 1991-1990 гг. Книга 1. Выпуск 1. Часть 1. Бассейн озера Балхаш и бессточных районов Центрального Казахстана - Алматы: 2004. - 171 с.
4. Комаров В.Д. Весенний сток равнинных рек Европейской части СССР, условия его формирования и методы прогнозов. - Л.: Гидрометеоиздат, 1959 - 296 с.
5. Кузин П.С. Режим рек Южных районов Западной Сибири, Северного и Центрального Казахстана. - Л.: Гидрометеоиздат, 1953. - 538 с.
6. Ресурсы поверхностных вод СССР. Гидрологическая изученность. Т. 13, Вып. 1. Центральный и Южный Казахстан. - Л.: Гидрометеоиздат, 1965. - 168 с.
7. Ресурсы поверхностных вод СССР. Карагандинская область. Т. 13. Вып. 1. - Л.: Гидрометеоиздат, 1966. - 482.
8. СП-33-101-2003. Определение основных расчетных характеристик -М.: Госстрой России. - 2004. - 71с.
Поступила 29.03.2016
Д.Д. Арыстамбекова Канд. геогр. наук Д.К. ЖYсiпбеков
ВОССТАНОВЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ВЕСЕННЕГО СТОКА РЕК БАССЕЙНА НУРА - САРЫСУ
РАЗНОСТНАЯ ИНТЕГРАЛЬНАЯ КРИВАЯ, СЛОЙ ВЕСЕННЕГО СТОКА, МАКСИМАЛЬНЫЙ РАСХОД ВОДЫ, КОЭФФИЦИЕНТ КОРРЕЛЛЯЦИИ, УРАВНЕНИЕ РЕГРЕССИИ
Для восстановления характеристик весеннего стока рек бассейна Нура - Сарысу выбран расчетный период. Для определения репрезентативности ряда наблюдений построена разностная интегральная кривая. Отсутствующие данные слоя весеннего стока и максимальный сток были восстановлены и приведены к длинному ряду наблюдений. Построены графики связи между слоем весеннего стока и максимального расхода с годовыми расходами воды. Так же определены уравнений регрессии между параметрами весеннего и годового стока воды.
114
