DisCollection.ru

Авторефераты и темы диссертаций

Поступления 09.10.2007

Материалы

загрузка...

Многолетние колебания сезонного стока рек челябинской области

Бубин Михаил Николаевич, 09.10.2007

 

7 р. Миасс – Костыли 16 р. Урал – Кизильское

8 р. Уй – Степное 17 р. Гумбейка – Наваринский

9 р. Уй – Плодопитомник

Исследование синхронности многолетних колебаний сезонного стока проводилось за наибольший период совместных наблюдений – с 1968 – 2003 годы. В качестве дополнительного, использовался период с 1968 – 1998 гг., при помощи которого проверялась обоснованность кластерного решения в серии наборов данных.

В процессе кластеризации данных определялся оптимальный уровень сходства согласно критерию Дорофеюка – Лумельского. За каждый исследуемый сезон результаты представлялись в виде дендрограмм двух видов расчетной (табл. 4) и графической (рис. 3). В первом случае дендрограмма имеет вид таблицы и представляет собой последовательности объединяемых в кластеры номеров объектов, заложенных в виде временных рядов, на каждом уровне сходства – R (от -0,1 до +1). В графической таблице слева приводится таблица численных значений различных критериев (J1 – J2 или Dj ) – качества кластеризации объектов на этих же уровнях сходства. По их максимуму выбирается оптимальный вариант разбиения на кластеры, а следовательно, и наиболее вероятное положение границ районов. Для подтверждения вероятности попадания объектов (рек) в ту или иную группу рассчитывался ранговый критерий корреляции Спирмэна и критические точки распределения Стьюдента, определяющие величину вероятности связи двух рядов. В гидрологии связь считается надежной при вероятности не менее 95 % (Румянцев, 2000). Образцы расчетной и графической дендрограмм многолетних колебаний сезонного стока за весенний период с 1968 – 2003 гг. приведены на рис. 3 и табл. 4.

Совместный анализ сезонных дендрограмм за периоды 1968 – 1998 гг. и 1968 – 2003 гг., внутрирайонных коэффициентов корреляции Спирмэна и вероятностей кластерных связей позволил установить районы с синхронными многолетними колебаниями стока рек за каждый сезон года. Их сопоставление

(№ постов на реках соответствуют табл. 3)

Рис. 3. Дендрограмма синхронности колебаний весеннего стока

рек Челябинской области за 1968 – 2003 гг. (образец)

Расчетная дендрограмма весеннего стока рек Челябинской области

за 1968 – 2003 гг. (образец)

№ Уровень J1-J2* Dj * Кластеры

0 1,00 -0,520 -1,000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

1 0,90 -0,062 -0,065 1-2 3 4 5-6 7 8 9 10 11-12 13 14 15 16-17

2 0,80 0,197 0,169 1-2-5-6 3 4 7 8-15 9-16-17 10-14 11-12

3 0,70 0,241 0,205 1-2-5-6 3 4 7 8-15-11-12 9-16-17-13 10-14

4 0,60 0,318 0,262 1-2-5-6-3-4 7 8-15-11-12 9-16-17-13 10-14

5 0,50 0,339 0,300 1-2-5-6-3-4 7 8-15-11-12-9-16-17-13 10-14

6 0,40 0,352 0,308 1-2-5-6-3-4 7-10-14 8-15-11-12-9-16-17-13

8 0,20 0,391 0,442 1-2-5-6-3-4-8-15-11-12-9-16-17-13 7-10-14

12 -0,20 0,520 1,000 1-2-5-6-3-4-8-15-11-12-9-16-17-13-7-10-14

* - критерии Дорофеюка – Лумельского

с районами, выявленными по результатам исследования ритмов в многолетних колебаниях сезонного стока, позволило установить существование трех районов и пяти подрайонов с синхронными колебаниями сезонного стока рек. Полученное положение границ гидрологических районов примерно совпадает с границами природных зон исследуемой территории, что свидетельствует о зональности сезонного стока. Схема гидрологического районирования территории Челябинской области по характеру многолетних колебаний весеннего стока рек, в качестве примера, представлена на рис. 4. Краткая характеристика гидрологических районов приведена в табл. 5.

Характеристика гидрологических районов Челябинской области

№ Районы и подрайоны Природная зона Основные протекаю-щие реки Преобладающие ритмы

весна лето-осень зима

I Предуральский горно-лесной район Горно-лесная Сим, Юрюзань,

Ай, Уфа 2 – 4,

22 – 23 6 – 7,

II Зауральский лесостепной район Лесо-степная Синара,

Теча, Миасс, Уй,

Увелька 6 – 7,

17 – 18 6 – 7,

17 – 18 6 – 7,

III Южный степной район Степная Урал, Гумбейка, Карталы-Аят 2 – 4,

6 – 7 17 – 18,

22 – 23 6 – 7,

Исследования автором многолетних колебаний сезонного стока рек позволили уточнить результаты, полученные ранее другими исследователями. Сопоставление полученной схемы районирования с районированием по различным признакам других авторов (А.С. Шкляев, 1965, М.А. Андреева, 1973 и др.), показало, что положения границ районов по результатам исследований многолетних колебаний сезонного стока не противоречат, а дополняют результаты, предложенные предыдущими исследователями.

Например, автором уточнено положение границы между Зауральским лесостепным районом и Южным степным районом. Полученное положение границы не противоречит исследованиям К.Е. Орловой (1968), а подтверждает смещение границ гидрологических районов в разные сезоны

Таким образом, установлено, что выявленные гидрологические районы обособляются не только по ритмам многолетних колебаний сезонного стока, но и по синхронности колебаний, одинаково локализованных на определенной