Содержание к диссертации
Введение
1. Методика исследования антропогенного влияния на гидрологические характеристики 10
1.1. Изученность вопроса 10
1.2. Методика определения изменений стока под воздействием хозяйственной деятельности 18
2. Природные условия стока бассейна р. Белой 23
2.1. Краткая характеристика природных условий региона 23
2.1.1. Геолого-геоморфологические условия 23
2.1.2. Климатические условия 27
2.1.3. Почвенно-геоботанические условия 32
2.1.4 Гидрография и водный режим рек 36
2.2. Влияние метеорологических факторов на годовой и сезонный сток 41
3. Антропогенные факторы и их воздействие на изменения речного стока 48
3.1. Основные антропогенные факторы, характерные для региона 48
3.2 Оценка влияния хозяйственной деятельности на годовой и сезонный сток 60
3.2.1 Установление начала изменения стока и оценка их существенности 60
3.2.2. Количественная оценка изменений и восстановление естественных стоковых характеристик 70
3.3. Антропогенные факторы, вызвавшие изменения стока 85
Заключение 91
- Методика определения изменений стока под воздействием хозяйственной деятельности
- Влияние метеорологических факторов на годовой и сезонный сток
- Оценка влияния хозяйственной деятельности на годовой и сезонный сток
- Антропогенные факторы, вызвавшие изменения стока
Введение к работе
Водные ресурсы являются одним из основных элементов природной среды и играют большую роль в развитии человеческого общества.
Ограниченность запасов пресной воды, их неравномерное распределение во времени и пространстве требуют бережного отношения к этому ценному природному богатству. Между тем, потребление воды человеком возрастает, что приводит к количественному и качественному изменению речного стока, запасов пресных водоемов, а также гидрологического режима элементов гидрографической сети. Число рек с преобразованным стоком увеличивается с каждым годом в связи с ростом водопотребления, вызванного в свою очередь увеличением промышленного производства, численности населения и использованием воды в сельском хозяйстве в целях орошения. Более напряженным становится водохозяйственный баланс крупных городов и экономически развитых районов.
Сложившаяся ситуация настоятельно требует рационального использования и охраны водных ресурсов, вызывает необходимость оценки воздействия антропогенных факторов на сток и гидрологический режим. Вопросы оценки направленности и величины изменений речного стока под влиянием хозяйственной деятельности человека приобретают исключительно важное практическое и научно-методическое значение, так как их решение позволяет учесть характер и степень изменений как водных ресурсов, так и комплекса природных условий при эксплуатации гидротехнических сооружений, проведении агротехнических и лесомелиоративных мероприятий, строительстве объектов - водопотребителей.
Настоящая работа выполнена в плане научных исследований, ориентированных на изучение изменений количественных гидрологических характеристик в результате хозяйственной деятельности человека, и посвящена исследованию влияния антропогенных факторов на сток рек, относящихся к
бассейну р. Белой. Особого внимания заслуживает тот факт, что анализу подвергнут не только годовой, но и сезонный сток, что важно в условиях неравномерного внутригодового распределения водных ресурсов.
Выбор темы обусловлен принадлежностью рассматриваемой территории к районам с высоким уровнем развития хозяйства, что определяет, в свою очередь, высокую степень использования вод. Годовые значения сумм промышленного и коммунально-бытового водопотребления в целом по бассейну составляют 1335 млн. м3, водоотведения — 1145 млн. м3, безвозвратных потерь -190 млн. м3. Мелиоративный фонд орошаемых земель исчисляется 130 тыс. га, причем 80% из них приходится на равнинные левобережные районы. Водопотребление на орошение составляет 480 млн. м3/год, остальные виды сельскохозяйственного водопотребления - 40 млн. м3/год.
На самой реке Белой - главной артерии Республики Башкортостан - расположены крупные промышленные предприятия гг. Белорецка, Кумертау, Мелеуза, Ишимбая, Салавата, Стерлитамака, Уфы; ее левые притоки прокладывают путь по территории, сильно освоенной под сельскохозяйственное производство.
Высокая концентрация хозяйственных объектов (промышленных узлов, орошаемых массивов, прудов и т.д.) и большие значения водопотребления в Республике Башкортостан, Челябинской, Свердловской и Пермской областях в пределах бассейна р. Белой обуславливают необходимость изучения не только основных закономерностей формирования стока ее притоков, но и требуют внесения поправок в величины стока с учетом наметившихся тенденций изменения гидрологического режима. Целью данной работы является исследование факторов формирования речного стока в бассейне р. Белой, анализ и оценка его изменений под воздействием хозяйственной деятельности.
Оценка влияния антропогенных факторов на сток сопряжена с большими трудностями, одна из которых - недостаточное количество гидрологических и метеорологических пунктов наблюдений на рассматриваемой террито-
рии. Другая сложность состоит в том, что влияние антропогенных факторов приходится оценивать на фоне естественных колебаний стока и природных стокообразующих факторов. Особой тщательности требует сбор информации о всех видах хозяйственной деятельности на водосборах рек.
В этих условиях для достижения поставленной задачи решались следующие задачи:
Анализ изученности проблемы и методических подходов по оценке влияния хозяйственной деятельности на речной сток.
Выбор для исследования рек, в бассейнах которых в течение достаточно длительного периода ведутся гидрометрические и метеорологические наблюдения.
Выбор исследуемых параметров стока. В данном случае исследовалось влияние антропогенных факторов на годовой сток, сток весеннего половодья, сток летней и зимней межени.
Выявление особенностей физико-географических и гидрометеорологических условий формирования стока.
Сбор наиболее полной и достоверной информации о развитии различных видов хозяйственной деятельности, действующих в бассейне р. Белой.
Выбор и обоснование методики исследования.
Оценка характера и степени изменения стока рек влиянием хозяйственной деятельности.
В работе использованы материалы наблюдений за гидрологическим режимом 28 постов, опубликованные в справочниках: "Основные гидрологические характеристики", т. 11 (выпуск 1), т. 12 (выпуск 2); "Ресурсы поверхностных вод СССР", тт. 11-12, а также в гидрологических ежегодниках, (данные Башгидромета). Для исследования связей стока с природными и антропогенными факторами были привлечены "Справочник по климату СССР", "Климатологический справочник СССР", данные по метеорологическим величинам 22 станций и постов. При анализе использования водных ресурсов в народном
хозяйстве Республики Башкортостан и прилегающих областей, расположенных в бассейне р. Белой, привлекались фондовые материалы АНК "Баш-нефть", АО "Башводмелиорация", Министерства природных ресурсов России по Республике Башкортостан.
Таблица 1 Станции и посты метеорологических наблюдений в бассейне р. Белой*
* использованные в данной работе
Таблица 2
Посты наблюдений на реках бассейна р. Белой*
использованные в данной работе
Рис. 1. Физико-географическая карта бассейна р.Белой
>Х^" гидропостї - метеопосты
Рис. 2. Посты гидрологических и метеорологических наблюдений
в бассейне р. Белой
Методика определения изменений стока под воздействием хозяйственной деятельности
Формирование стока - сложный процесс, происходящий при воздействии комплекса физико-географических факторов. Это положение легло в основу разработанного видным советским гидрологом В.Г. Глушковым геогра-фо-гидрологического метода, предусматривающего решение гидрологических задач с учетом объективно существующей в природе взаимосвязи и взаимодействия между всеми компонентами географического ландшафта. Географо-гидрологический метод устанавливает генетическую связь вод с географическим ландшафтом в целом, включая климат, геолого-геоморфологические условия, почвы и растительность. В соответствии с требованиями этого метода производится установление связей отдельных гидрологических характеристик с обуславливающими их факторами, что достигается посредством использования различных математических методов, в частности, метода парной и множественной корреляции, теоретические основы которого хорошо известны и приведены во многих работах по математической статистике. В настоящее время в наиболее освоенных районах режим водных объектов определяется не только колебаниями естественных элементов, но и антропогенными факторами. Число рек с измененным стоком с каждым годом возрастает, водохозяйственный баланс густонаселенных и развитых в экономическом отношении территорий становится все более напряженным. Поэтому вопросы оценки направленности и величины изменений речного стока под влиянием различных мероприятий, осуществляемых в речных бассейнах, приобретают исключительно важное практическое и научно-методическое значение.
Для количественной оценки нарушений гидрологических характеристик применяются самые разнообразные методы, которые в целом можно объединить в две группы: 1. методы совместного анализа многолетних колебаний стока и естественных факторов, а также динамики хозяйственной деятельности в бассейне; 2. методы водобалансовых расчетов на основе данных по учету использования воды и изменений элементов водного и теплового балансов в бассейне реки в результате воздействия каждого вида хозяйственной деятельности в отдельности. Методы первой группы используются преимущественно для оценки влияния на гидрологический режим всего комплекса действующих на водосборе факторов хозяйственной деятельности, а также для выявления роли отдельных антропогенных факторов, если последние играют главную роль в изменении естественного режима стока. Учет большого количества факторов (естественных и антропогенных), действующих на сток, производится" при помощи различных математических методов, наибольшее распространение среди которых получила множественная линейная корреляция. В основе методов первой группы лежит принцип сравнения значений стока за два периода - до и после нарушения его режима, а также восстановления его естественных значений. Чаще всего сравниваются осредненные величины стока за периоды с различным уровнем хозяйственной деятельности совместно с метеорологическими факторами (как правило, атмосферными осадками). Но этот способ правомерен только при условии, что для анализа используется действительно естественный фактор, определяющий сток в замыкающем створе.
Очень часто оценка изменений гидрологических характеристик производится путем построения двойных интегральных линий зависимости стока от осадков, по изменению угла наклона которых делается вывод о начале нарушений водного режима под влиянием хозяйственной деятельности и их размерах. Но этот способ может применяться только для рек зоны достаточного увлажнения, где сток в основном определяется осадками. Более эффективным является метод двойных интегральных связей вида se = fif) где zlQ нарастающие во времени значения функции. Эти связи между двумя временными рядами, в которых точки определяют двумернуго интегральную линию, позволяют выявить начало изменений характеристик водного режима и оценить тенденцию этих изменений. При наличии связанных между собой двух временных рядов интегральная линия будет показывать случайные колебания рассматриваемых величин по обе стороны от прямой линии, определяющей ее общее направление. При наличии же нарушения связи между рядами интегральная линия показывает систематическое отклонение точек от первоначального направления. Такое отклонение, как правило, бывает обусловлено влиянием антропогенных факторов. Двойные интегральные связи позволяют восстановить естественные характеристики стока периода с нарушенным режимом, что необходимо для количественной оценки его изменения: х хінабл. хївосст. где AQ - разница между наблюденным и восстановленным стоком. Восстановление величин стока производится также на основе корреляционного анализа. При этом используются уравнения регрессии парной и множественной корреляции, отражающие зависимость стока от определяющих его природных факторов.
Одним из наиболее распространенных способов оценки влияния хозяйственной деятельности на водный режим является восстановление естественных гидрологических характеристик исследуемой реки по рекам-аналогам, имеющим ненарушенный режим. Он предполагает применение простой парной корреляции или же двойных интегральных связей. В обоих случаях обязательно наличие периодов совместных наблюдений, когда сток рек был естественным. Но использование данного способа зачастую затруднительно тем, что очень сложно подобрать реку-аналог. Для водосборов, в пределах которых ясно прослеживаются зона формирования стока с естественным режимом и зона его использования, антропогенные изменения гидрологических характеристик оцениваются путем сопоставления естественного притока из зоны формирования и наблюденного стока за различные периоды. Оценка существенности нарушения водного режима может производиться на основе статистических критериев, в частности, непараметрического критерия Вилькоксона и критерия Колмогорова-Смирнова (для выборок большого объема). При несущественном нарушении однородности гидрологического ряда путем расчета уравнения линейного тренда устанавливается тенденция изменения рассматриваемой величины (Гареев, 2001; Доброумов, Устюжанин, 1980; Дрозд, 1981, 1985; Рождественский, Чеботарев, 1974; Шелутко, 1991). Вторая группа методов оценки антропогенных изменений стока базируется на изучении изменений элементов водного и теплового балансов, происходящих в речных бассейнах в результате хозяйственной деятельности. Эти методы предполагают использование детальных экспериментальных данных и позволяют оценить влияние на изменение стока отдельных антропогенных факторов или их совокупности. К настоящему времени разработаны водноба-лансовые методы оценки антропогенных изменений стока под влиянием агротехнических и лесомелиоративных мероприятий, орошения и осушения, создания и эксплуатации водохранилищ.
Помимо указанных двух больших групп, существует еще одна группа методов изучения антропогенного воздействия на стоковые характеристики — активного эксперимента. Они требуют организации на водосборе, имеющем достаточно длительный и надежный ряд наблюдений за гидрологическим режимом и определяющими его природными факторами, опытов и контрольных наблюдений за всеми элементами водного баланса. При этом для выявления степени воздействия на сток одного из стокообразующих факторов производится искусственное изменение этого фактора, после чего наблюдения продолжаются в течение ряда лет. Разность между элементами водного баланса до и после проведения мероприятий на водосборе показывает их влияние на гидрологические характеристики. Несмотря на очевидные преимущества, специальная организация таких опытов сопряжена с трудностями в силу их дороговизны и необходимости длительного ряда наблюдений.
Влияние метеорологических факторов на годовой и сезонный сток
В естественных условиях формирование стока в конкретном бассейне происходит преимущественно под влиянием постоянно меняющихся метеорологических факторов. Наглядное представление о характере этих воздействий может быть получено путем анализа разностных интегральных и 5-летних средних скользящих значений стока, осадков и температуры воздуха. На реках, относящихся к бассейну р. Белой, такой анализ выявил закономерную связь, имеющую место в ходе годового стока и метеоэлементов: уменьшение годового стока происходит в связи с повышением значений температуры воздуха за теплый период и уменьшением годовых сумм осадков и -наоборот. Заметно также некоторое отставание стока по фазе от осадков, так как ежегодные значения стока зависят от осадков не только данного года, но и предшествующего периода. Аналогичная картина получена также для весенних расходов воды (IV-V мес), рассмотренных совместно с осадками зимнего периода (ХІ-ІІІ мес.) и температуры воздуха весны (IV-V мес). Для летней межени (VII-VIII мес.) также в целом характерна прямая зависимость от осадков лета (VII-VIII мес) и обратная зависимость от температур воздуха (VII-VIII мес). Связи стока летней межени рек рассматриваемой территории с метеофактороми представляют наибольший интерес и приводятся нарис 5. Таким образом, колебания годового и сезонного стока рек бассейна р. Белой показывают их зависимость от метеофакторов, действующих на водосборах. Однако рассмотренные зависимости гидрологических характеристик от метеоэлементов дают только общую картину взаимоотношений стока и природных факторов и не позволяют выявить роль хозяйственной деятельности в преобразованиях гидрологического режима, если эти преобразования не влияют коренным образом на связи стока с метеофакторами.
Территория Башкирии отличается большим разнообразием природных условий, что обусловлено особенностями ее физико-географического положения на стыке трех физико-географических стран. Республика занимает область гор Южного Урала и прилегающие к ним районы Предуралья и Зауралья, причем на равнинное Предуралье приходится около половины ее площади. Значительная протяженность территории в меридиональном направлении и наличие ряда полос горных хребтов Южного Урала также меридионального простирания способствовало возникновению существенных климатических, поч-венно-геоботанических и ландшафтных в целом различий между отдельными частями региона. Неоднородность природных условий, в свою очередь , оказала заметное влияние на формирование гидрографической сети, гидрологического режима и стока рек. Поэтому, учитывая характер сочетания геолого-геоморфологических, климатических и почвенно-геоботанических условий и его влияние на гидрологию рек, опираясь на физико-географическое (Григорьев, Будыко, 1964) и гидрологическое (Балков, 1978) районирование территории, все речные водосборы Башкирии целесообразно разделить на несколько региональных групп: 1. Равнинное левобережье р. Белой (притоки Сухайля, Ашкадар, Ур-шак, Дема, Чермасан, База, Сюнь и др.). Реки берут начало на Стерлибашевско - Белебеевской возвышенности и северных склонах Общего Сырта, прокладывая путь по Камско - Вельской равнине, и отличаются весьма низкой водностью. Среднее количество осадков составляет всего 400-500 мм в год, на возвышенных участках возрастая до 500 мм и более, а в среднем и нижнем течении р. Демы уменьшаясь местами до 400 мм и менее. Развита лесостепь, а в верхнем течении р. Демы - степь. Почвы черноземные, а под лесами - серые и темно-серые. Открытые пространства почти сплошь распаханы. 2. Равнинное правобережье р. Белой, в междуречье Нижней Белой и Уфы (притоки: Бирь, Быстрый, Танып и др.). Эти реки текут по Камско-Бельской равнине, в лесной зоне. Количество осадков доходит до 600 мм и более. Почвы дерново-подзолистые, светлосерые и серые лесные. 3. Река Уфа с притоками. Уфа - самый крупный приток реки Белой. Ее исток и часть бассейна находятся за пределами Башкирии. Имеет два крупных левых притока - Ай и Юрюзань, берущих начало на хребтах Аваляк и Машак и прокладывающих путь по западным предгорьям ЮжногоУрала, по Юрюзанско-Айской равнине и Уфимскому плато. В бассейне р. Ай количество осадков достигает 500 мм, а бассейне Юрюзани увлажненность увеличивается до 600 мм и более. В верховьях растут темнохвойные леса из ели и пихты на горно-лесных подзолистых почвах, а для водосбора р. Ай и среднего течения Юрюзани характерна лесостепь на разновидностях серых лесных почв и оподзоленных, а также выщелоченных, черноземах. В устье Ая и нижнем течении Юрюзани расположены широколиственно-темнохвойные леса Уфимского плато на дерново-подзолистых и светло-серых почвах. Сильно развит карст в известняках. 4. Горные притоки р. Белой: Kara, Узян, Нугуш, Зиган, Зилим, Сим и др. Водосборы этих рек расположены преимущественно в области гор Южного Урала. Наибольшее количество осадков выпадает в бассейнах рек Сим и Инзер, а также на большей части водосбора р. Зилим и верховьях р. Нугуш, доходя до 900-1000 мм. На остальной площади увлажненность уменьшается и составляет в среднем 600 мм. Низовья долин pp. Нугуш, Зиган, Зилим и Сим заняты сельхозугодьями, а на остальной территории произрастают горные леса на дерново-подзолистых, серых и горно-лесных маломощных почвах.
Оценка влияния хозяйственной деятельности на годовой и сезонный сток
Исследование антропогенных изменений гидрологических характеристик с последующей их оценкой проводится в три основных этапа: 1) установление начала изменений водного режима; 2) определение существенности выявленных изменений; 3) количественная оценка этих изменений. На первом этапе используется метод двойных интегральных линий вкупе с анализом сведений о сроках ввода в эксплуатацию отдельных объектов и начале осуществления различных мероприятий, оказывающих влияние на водный режим, а также о темпах и масштабах развития хозяйственной деятельности на водосборе (Гареев, 2001; Доброумов, Устюжанин, 1980; Дрозд, 1981, 1982, 1985; Шикломанов, 1976, 1978, 1979, 1989). В данной работе применялись двойные интегральные линии вида ia»a=до, la»=/(ZQeodX z а».=/(о, za».=AS ), где: 2 О,год интегральная сумма годовых расходов воды; / . Ого? - интегральная сумма расходов воды определенного сезона (летней межени, зимней межени, весеннего половодья); 2_j X - интегральная сумма осадков за сезон; t - число лет наблюдений. Эти связи между двумя временными рядами позволяют определить начало изменений стоковых характеристик и оценить тенденцию этих изменений. При наличии связанных между собой двух временных рядов интегральная линия будет показывать случайные колебания рассматриваемых величин по обе стороны от прямой линии, определяющей общее направление. А при наличии нарушения связи между рядами интегральная линия показывает систематическое отклонение точек от первоначального направления. Такое отклонение может быть обусловлено влиянием антропогенных факторов, изменением местоположения пунктов наблюдений, а также сменой методики анализа (Доброумов, Устюжанин, 1980).
Метод двойных интегральных линий был применен для всех рек бассейна р. Белой, на которых имеются посты наблюдений за стоком. Одновременно изучался характер хозяйственной деятельности на водосборах исследуемых рек, вследствие чего выявлены основные антропогенные факторы, получившие наибольшее развитие - строительство прудов и водозаборы на орошение. Так как изменений местоположения пунктов наблюдений и смены методики не произошло ни на одной из рек бассейна р. Белой, все выявленные нарушения в формировании стока следует объяснить воздействием антропогенных факторов. 3.2.1 Установление начала изменений стока и оценка их существенности Исследование влияния хозяйственной деятельности на величину годового стока при помощи двойных интегральных линий показывает, что для рек левобережной части среднего и нижнего течения р. Белой прослеживается тенденция к его снижению, начало которой приходится на конец 60-х годов XX века. К таким рекам относятся: Стерля (д. Отрадовка), Уршак (с. Ляхово), Дема (д. Бочкарево), Чермасан (д. Новоюмраново), Сюнь (с.Миньярово). Следует, однако, отметить, что тенденция эта выражена слабо и свидетельствует о незначительности изменений годового стока.
Для стока весеннего половодья двойные интегральные линии не выявили каких- либо его изменений, кроме р. Нугуш, на которой в 1967 г. построено Павловское водохранилище. В результате его эксплуатации сток весеннего половодья р. Нугуш уменьшился на 42% (рис. 7) Заметные систематические отклонения точек от первоначального направления интегральной линии обнаружены при исследовании рядов стока летней межени рек Уршак, Дема, Чермасан, Сюнь. Связи вида Z-S nemn. J v/ L-Slnemn. J \2 сгод.) 2 № петн. J \2 лет. ) для названных рек одинаковы и показывают тенденцию к увеличению стока за июль - август (рис. 8, 9; Приложение, рис.1), начало которой приходится на конец 60-х годов XX века (2 JC пеТн.- последовательно суммированные значения осадков летних месяцев). Исследование антропогенных изменений стока проводилось также для зимней межени. При этом оказалось, что связи вида 2-іУзимн. J \ ігод.)і 2-№зимн. JЛ Л показывают тенденцию стока за ноябрь - март к увеличению на pp. Стерля, Уршак, Чермасан, Сюнь, Нугуш (х. Андреевский) (рис. 10-12; Приложение, рис.2). Кроме р. Нугуш, на котором интегральная линия зимней межени резко увеличивает угол наклона к оси абсцисс с 1967 г., на остальных реках отклонения точек от первоначального направления приходятся на начало 70-х годов. Оценка существенности изменений стока На втором этапе исследования влияния антропогенных факторов на стоковые характеристики устанавливается существенность их изменений, выявленных на предыдущем этапе. Суть исследований заключается в анализе однородности гидрологических рядов с использованием критериев. В данной работе применен критерий Вилькоксона, выбор которого обусловлен его принадлежностью к непараметрическим критериям, что исключает необходимость определения типа кривой распределения исследуемых величин и ее параметров.
Применительно к годовому стоку метод не выявил нарушений однородности гидрологических рядов ни для одной из рассматриваемых рек, что свидетельствует о незначительности происшедших изменений. В таком случае, согласно принятой методике, целесообразно хотя бы оценить основную тенденцию в динамике гидрологического процесса. Для математического описания тенденции был использован метод линейного тренда, предложенный ЦНИИКИВРом (1977). Оказалось, что линейный тренд значений годового стока показывает его направленность в сторону уменьшения на следующих реках: На остальных реках исследуемой территории линейный тренд не показывает тенденции изменения годового стока в каком-либо направлении, о чем свидетельствует коэффициент перед параметром t, стремящийся к нулю. Применение рангового критерия Вилькоксона к анализу однородности рядов стока летней межени позволило определить, что нарушение имеет место для рек Уршак (с.Ляхово), Чермасан (д.Новоюмраново), Сюнь (с.Миньярово). Таким образом, выдвинутая в результате графического анализа гипотеза об изменениях летнего меженного стока в сторону увеличения для указанных рек, подтвердилась. Более того, факт нарушения однородности ряда свидетельствует о существенности суммарных изменений летнего стока на указанных створах и, следовательно, о невозможности его использования для статистических связей и получения расчетных расходов воды в исходном виде.
Что касается других рек, то изменения расходов воды летней межени не настолько велики, чтобы обнаружить их статистическим путем, в частности, критерием Вилькоксона. Уравнение линейного тренда для этих рек показывает тенденцию летнего меженного стока в среднем к повышению. Критерий Вилькоксона выявил нарушение однородности рядов зимних расходов воды для pp. Уршак (с.Ляхово), Чермасан (д.Новоюмраново), Сюнь (с. Миньярово), Дёма (д. Бочкарёво) и Нугуш (х.Андреевский). Сток зимней межени р. Стерля, для которой графический анализ показал направленность этой характеристики в сторону увеличения, - был подвергнут дальнейшему исследованию для определения тенденции изменения с помощью метода линейного тренда. При этом оказалось, что зимний меженный сток этой реки имеет тенденцию в среднем к увеличению. Уравнение линейного тренда стока зимней межени р.Стерля (д. Отрадовка) имеет вид:
Антропогенные факторы, вызвавшие изменения стока
В исследуемых речных бассейнах Башкирского Предуралья, занимающих равнинное левобережье р. Белой, влияние хозяйственной деятельности происходит в двух противоположных направлениях. С одной стороны, посредством изъятий из руслового стока антропогенный фактор уменьшает величину летнего стока, а с другой стороны, путем строительства регуляторов стока - прудов - увеличивает летний сток ниже по течению. Направленность изменений расходов воды июля - августа в сторону увеличения свидетельствует о том, что пруды оказывают на сток летней межени более существенное влияние, чем орошение. Начало тенденции увеличения приходится на конец 60-х годов, т.е. на период интенсивного строительства прудов. Возрастание роли прудов в перераспределении стока внутри года подтверждается графиками хода коэффициента внутригодовой зарегулированно-сти стока (рис. 13-15). Коэффициент (р при этом представляет отношение базисного стока ко всему годовому стоку. Как видно из рис. 13-15, на реках Западной Башкирии (р неуклонно увеличивается, начиная с конца 60-х гг. На реках, на которых активного прудового строительства не происходило (pp. Ай, Саре), ход (р имеет ровный характер.
Увеличение зимних расходов на реках западных районов республики приходится на рубеж 60-70-х гг. В этот период в регионе стало интенсивно производится освоение орошаемых земель. По данным многих авторов (Ат-карская, Шинельмиц, 1973; Гельбух, Джоган, 1974; Пакалн, 1980; Сумарокова, Цицинко, 1976; Харченко, 1973, 1975; Шикломанов, 1976), развитие орошения оказывает влияние на внутригодовое распределение стока. Сток, изъятый из русла в период вегетации, поступает в гидрографическую сеть в осенне-зимнее время, вследствие чего наблюдается увеличение расходов воды зимней межени. Что касается незначительной тенденции годового стока к уменьшению, то оно связано с ростом безвозвратных потерь стока, которые осуществляются в основном через продуктивное (транспирация) и непродуктивное испарение. Это вызвано увеличением испаряющих площадей - водного зеркала прудов, а также орошаемых земель. Кроме того, ежегодно из объема годового стока изымается определенная его часть для заполнения емкостей новых прудов, что сказывается на уменьшении годового стока. Анализ стока рек бассейна р. Белой позволил выделить реки с существенным нарушением гидрологического режима. Наиболее заметные изменения претерпели зимний и летний сток рек: Уршак (с.Ляхово), Чермасан (д. Ново-юмраново), Сюнь (с. Миньярово), Дёма (д. Бочкарёво). На р. Нугуш существенно изменился сток зимней межени и весеннего половодья. Использование названных видов сезонного стока указанных рек в гидрологических и водохозяйственных расчетах возможно только с учетом произошедших изменений. Для восстановления естественных значений измененного стока целесообразно применять двойные (суммарные) интегральные линии. Сток зимней межени р. Стерля имеет тенденцию к увеличению, которое описывается уравнением линейного тренда.
Годовой сток рассматриваемых рек Западной Башкирии имеет тенденцию к уменьшению, которое является весьма незначительным, что позволяет считать его естественным, ненарушенным. В ходе же стока весеннего половодья (кроме р. Нугуш) заметных изменений не обнаружено. Увеличение летнего меженного стока на реках равнинного левобережья р. Белой началось в начале 70-х гг., что связано с проведением интенсивных мероприятий по русловому регулированию. Увеличение зимнего меженного стока рек этого же региона приходится на начало 70-х гг., т.е. на период активного освоения для орошения земель, что объясняется интенсивным притоком воды с орошаемых массивов в гидрографическую сеть в осенне-зимние месяцы. Увеличение стока зимней межени р. Нугуш начинается с 1967 года, т.е. после заполнения Нугушского водохранилища. Попуски из него осуществляются преимущественно в зимнее время, что и обуславливает значительное повышение зимних расходов. 1. Территория бассейна р. Белой характеризуется высоким уровнем развития народного хозяйства и интенсивным использованием водных ресурсов. Особенно большая антропогенная нагрузка приходится на бассейны равнинных маловодных левых притоков р.Белой, которые расположены в районе высокоразвитого земледелия. 2. Среднегодовой сток исследуемой территории под воздействием антропогенных факторов практически не изменился, за исключением рек Уршак, Де-ма, Чермасан и Сюнь, для которых установлены тенденции его снижения в результате роста безвозвратных потерь воды (преимущественно на испарение с орошаемых массивов и поверхности зеркала прудов). 3. Значительных изменений стока весеннего половодья исследуемых рек не обнаружено, за исключением р. Нугуш, на которой после ввода в эксплуатацию Нугушского водохранилища в 1967 году произошло перераспределение стока внутри года и уменьшение стока весеннего половодья на 42 %. Изменения в стоке р. Уфы после создания Павловского водохранилища выявить не удалось из-за отсутствия необходимой информации. На pp. Уршак, Дема, Чермасан и Сюнь наметилась тенденция снижения объема весеннего стока. 4. Для рек, в бассейнах которых с конца 60-х годов ведется особенно интенсивное строительство прудов и малых водохранилищ: Уршак, Дема, Чермасан и Сюнь - установлено увеличение летнего меженного стока на 45 - 61% и зимнего меженного стока на 36 - 57%. На р. Нугуш в результате влияния водохранилища (1967 г.) сток зимней межени увеличился на 37%. 5. Использование метода экстраполяции интегральных связей позволило восстановить естественные значения стока в бассейне р. Белой, претерпевшего изменения под воздействием антропогенных факторов.
