Реферат: Некоторые проблемы современных гидрологических исследований на Алтае

УДК 556.5.04/08

Некоторыепроблемы современных гидрологических исследований на алтае *

Пошелюжин А.В. (АлтГУ, Барнаул), e-mail: katun@ab.ru

(Научный рецензент к.г.н., доцент Галахов В.П.)

Думать – не развлечение, аобязанность.

А. и Б. Стругацкие

Дляизучения гидросети часто самым приоритетным методомисследования выбирается статистический метод. Понятно, что для любой подобнойработы необходим, прежде всего, сам статистический материал, т.е. рядыразличных инструментальных наблюдений. Такие наблюдения за динамикой рек вАлтайском крае ведутся более чем на 100 водомерных постах. На некоторых рекахпериод наблюдений продолжается около 100 лет. Например, гидрологический пост нареке Оби у города Барнаула начал регулярные наблюдения в 1922 году, уКамня-на-Оби такой пост открыт в 1893, на реке Бии у Бийска – в 1894, и т.д.Иными словами для больших рек мы имеем почти вековые наблюдения, и по этимнаблюдениям можно построить графики, различные линии тренда, сделать ближайшийпрогноз и многое другое. Однако взглянем на такие графики. Мы видим, что они неплавные, они очень сильно изрезаны,амплитуды колебаний на них из года в год могут быть совершенно различными.Таким образом, появляется закономерный вопрос: насколько показательны те же линиитренда для таких графиков? Ведь если мы начнем варьировать период наблюдений,то будем получать и совершенно разные тренды. И вряд ли зная общую тенденциюможно предсказать, хотя бы весьма приблизительно, каков, например, будет уровенькакой-либо реки в следующем году, в ближайшие два, три года. Но и говорить омноговековой динамике реки/рек на основе лишь векового ряда наблюдений нельзя,т.к. он (ряд) является лишь одним локальным участком на общей временной шкале,а при уменьшении периода наблюдений линии тренда сильно меняются, поскольку ониотражают тенденции всё наиболее «микроскопичного» временного уровня. И еслиувеличить этот период, то вполне можно обнаружить такую особенность, что началографика, где происходил, скажем, упадок среднего годового уровня воды, на самомделе входит в период его возрастания, но – на более «макроскопичном»временном отрезке. И это обязательно необходимо учитывать при вопросах,касающихся многовековых, да и многолетних, тенденций.

Нужнотакже отметить и следующее. Часто многие используют средние значения, в томчисле и среднее многолетнее. Но при сравнении средних многолетних разных объектов всегда необходимоучитывать, что они могут быть подсчитаны для разных периодов и тогда сравнениебудет неверным.

Однаковековые наблюдения чаще имеются на постах больших рек или рек главногохозяйственного значения. Для рек же относительно мелких статистические наблюденияв Алтайском крае как правило начаты в 30-х годах прошлого века, а еще чаще – в50-60-х. Стало быть, и сужаются возможности для исследователя. Помимо того, какоказалось, часто ряды наблюдений могут прерываться. Это вызвано разнообразнымипричинами. Например, 23 июля – 3 августа 1965 в долине реки Актру (Ак-Туру) наблюдались селевые потоки, которые разрушилиустановленный в июне самописец уровня воды. В сентябре был поставлен новыйсамописец, однако в течение месяца русло реки сместилось и отошло от заложенныхв нем подводящих труб. Приведем также цитату из «Гидрологического ежегодника»за 1975 касательно поста на р. Обь у села Усть-Чарышская Пристань: «До 12/I1974 г. пост находился на северо-восточной окраинесела на территории пристани, в 8 км ниже впадения р. Чарыша.Ввиду того, что старый пост оказался отрезан от основного русла реки побочнем шириной до 0,6 км и связь с руслом реки прекращаетсяпри уровнях ниже 450 см, водомерный пост 28/IX1974 г. перенесен выше на 1,04 км». А вот еще цитата оттудаже, но относящаяся к посту Новосибирского водохранилища, деревня Ерестная: «Из-за неисправности самописца уровня воды«Валдай», сведения об уровнях воды по самописцу не публикуются». Сейчассамописцы не пользуются популярностью в Алтайском крае, хотя их использованиедостаточно удобно, поскольку всё измеряет автоматика, а человек лишь один разза некоторый период (за неделю, за месяц) приезжает на пост и снимает показаниясамописца. Однако при таком привлекаемом удобстве понижается контроль надизмерениями, и, кроме того, сильно понижается степень сохранности приборов.Поэтому сейчас характерно предпочтение «живого» работника на водомерных постах,а не механического.

Другойпричиной прерывности наблюдений может быть и временное отсутствие работников напосту, вызванное удаленностью поста от заселенных районов. Главным образом этоотносится, конечно, к горным территориям.

Такимобразом, по наименее изученным районам теряется ценнейшая научная информация,но проблема заключается также и в доступности уже имеющихся результатовнаблюдений. Первоисточник статистических данных – это, конечно, водомерныепосты. Данные, полученные на них, публикуются в гидрологических ежегодниках, ноэти ежегодники во-первых, малодоступны, во-вторых, публиковались лишь до начала1990-х. Более поздняя информация не публиковалась (за исключением отдельныхсведений).

Впрочем,наличие самой научной информации еще не означает объективную трактовкукаких-либо явлений в динамике рек. Приведем пример. В статистике широкоприменяется такой показатель как корреляционная связь. Она выражается линейнымкоэффициентом корреляции, который принимает значения в интервале от –1 до +1.Принято считать, что если коэффициент корреляции |r|< 0,3, то связь между двумя рядами наблюдений являетсяслабой, при |r|=(0,3+0,7) она является средней, при |r|> 0,7 –сильной или тесной. В случае |r| = 1 связьстановится функциональной, но таковой в природных процессах не встречалось.Если же |r|< 0, толинейная связь вообще отсутствует.

Таблица 1

Корреляция между осадками по ГМСАктру и расходами некоторых рек в 1966 г. [по 1; 2]

Месяц

Среднее количество осадков по ГМС Актру, мм

Расход реки,  м3/сек

Чуя, с. Белый Бом

Обь, с. Фоминское

Обь, г. Барнаул

1

33,4

13,0

342

240

2

34,9

10,3

295

208

3

27,6

11,6

263

233

4

44,8

24,4

1810

1510

5

99,8

44,3

5750

3530

6

48,3

169

6270

5460

7

41,5

126

3650

2550

8

77,1

97,7

1850

1600

9

60,9

55,7

1070

986

10

68,3

31,0

741

674

11

53,6

17,5

413

337

12

16,7

13,4

335

237

Среднегодовое

50,6

51,2

1900

1460

Связь расходов с осадками (коэффициент корреляции)

0,23846

0,49402

0,41693

В долинереки Актру трудами алтайских ученых в 1966 была открыта гидрометеорологическаястанция (закрыта в 1995). Имеется ряд наблюдений по этой станции за осадками.Одновременно с этим имеются измерения по гидрологическим постам на реках, вкоторые вода из реки Актру впоследствии попадет. Это реки Чуя и Обь у селаФоминское и других пунктах. Между осадками Актру и расходами Оби у села Фоминскоедля одного года (1966) был рассчитан |r|, который равен 0,49(Таблица 1). Связь с расходами у Барнаула выражается |r| = 0,42. А вот связь с расходами Чуи у села Белый Бомвыражена |r| = 0,24.Получается, что данные осадки имеют хорошую связь с динамикой Оби, но в то жевремя – слабую связь с динамикой той реки, в которую сама Актру впадаетнепосредственно. И это просто непонятно. Таким образом, можно делать вывод, чтоработать со статистикой необходимо весьма и весьма осторожно.

Таблица 2

Связь стока Оби с осадками на ГМСАктру [по 1, с.104-105; 2 и др. изд.]

Год наблюдений

Среднегодовой расход р. Оби у г. Барнаула, м3/сек

Среднегодовые суммы осадков по ГМС Актру, мм

Коэффициент корреляции

Суммы годовых осадков, мм

Коэффициент корреляции

1966

1900

50,4

0,23365

611,9

0,20498

1967

1320

35,1

420,7

1968

1170

52,2

626,1

1969

2160

47,8

544

1970

1710

37,1

445,7

1971

1540

40,9

490,8

1972

1460

43,4

520,6

1973

1830

40,8

489,3

1974

1090

31,7

380,8

1975

1480

44,2

530,9

1976

1400

52,8

634,1

1977

1600

47,9

574,9

1978

1370

39,3

471,3

1979

1520

40,2

481,9

1980

1320

49,6

592,5

1981

1100

39,1

459,1

1982

1240

42,2

496

1983

1490

42,2

506,3

1984

1700

49,7

596

1985

1600

39,4

472,3

1986

1350

47,7

572,1

1987

1540

51,1

613,2

1988

1500

46,4

557,2

1989

1260

45,6

546,7

1990

1500

51,4

616,2

1991

1270

46,5

557,4

1992

1590

39,4

472,7

1993

1740

52,1

609,5

1994

1490

51,0

611,8

Таблица 3

Связьрасходов воды некоторых притоков Оби с ее стоком у г. Барнаула (1966 год) [по2]

Река Коэффициент корреляции

Алей

0,552

Ануй

0,590

Бия

0,990

Большая Речка

0,416

Каменка

0,562

Катунь

0,939

Лебедь

0,765

Майма

0,500

Песчаная

0,676

Чарыш

0,892

Чуя

0,755

<img src="/cache/referats/20732/image001.gif" v:shapes="_x0000_s1026">

Библиографический  список

1<span Times New Roman"">     

Галахов В.П.Колебания ледников и изменение климата в позднем голоцене по материаламисследований ледников и ледниковых отложений бассейна Актру (Центральной Алтай,Северо-Чуйский хребет) / В.П. Галахов, А.Н. Назаров, Н.Ф. Харламов. – Барнаул:Изд-во Алт. Ун-та, 2005. – с.104-105.

2<span Times New Roman"">     

Гидрологический ежегодник:1966 г. Т.6. Бассейн Карского моря (западная часть); выпуск 0-3. Река Обь и еебассейн до устья р. Чарыша / Под ред. Ж.С. Поповой. –Новосибирск, 1968. – с.16.

3<span Times New Roman"">     

Гидрологический ежегодник.1975 г. Т.6. Бассейн Карского моря (западная часть); выпуск 0-3. Река Обь и еебассейн до устья р. Чарыша / Под ред. Ж.С. Поповой. –Новосибирск, 1977. – с.15.

4<span Times New Roman"">     

Статистика: Учебное пособие/ Харченко Л.П., Долженкова В.Г., Ионин В.Г. и др.;Под ред. конд. экон. наукВ.Г. Ионина. – Изд. 2-е, переработ. и доп. – М.: ИНФРА-М, 2002. – с. 160-162. – (Серия «Высшее образование»).

* Статья дополненатабличными данными, которых нет в бумажной публикации. Первопубликация статьи: Пошелюжин А.В. Некоторые проблемысовременных гидрологических исследований на Алтае // Актуальные проблемысовременной науки: Тр. 1-го Международного форума(6-й Международной конференции) молодых ученых и студентов. Естественные науки.Ч. 5-7: Физика. Науки о Земле. География / Науч.ред. проф. А.С. Трунин, Е.А. Андреев. – Самара, 2005.– с. 68-70.