РАЗДЕЛ 2
ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОГО
РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ГОДОВОГО
СТОКА
Под термином "водные ресурсы" понимают все воды рассматриваемой территории (поверхностные и подземные) годные для водохозяйственного использования [87,89,108]. Теоретически водные ресурсы относятся к числу обновляемых природных ресурсов, однако, в связи с возрастающим антропогенным влиянием и интенсификацией загрязнения воды понятие обновляемости водных ресурсов становится условным для все большего числа водных объектов.
2.1. Оценка статистических параметров годового стока по наблюденным данным
Основную часть водных ресурсов составляют поверхностные воды, которые формируются и существуют непосредственно на поверхности суши, т.е. это воды постоянных водотоков (рек, каналов) и водоемов - (естественных и искусственных - озер, водохранилищ, прудов). Интегральной характеристикой поверхностных водных ресурсов являются характеристики годового стока рек. Для определения характеристик годового стока необходимы сведения о статистических параметрах - среднем арифметическом, коэффициенте вариации, коэффициенте асимметрии. Статистические параметры годового стока были определены по имеющимся рядам наблюдений с использованием метода моментов (прилож.Б, табл.Б.1). Cогласно полученным данным наиболее многоводными являются реки северо-западных и юго-западных склонов, среди которых выделяются реки Черная, Бельбек и Гува. Река Черная начинается мощным Скельским источником. В верхнем створе р. Черной (у с.Родниковское) средний годовой слой стока составляет 928 мм. Река Бельбек образуется в результате слияния двух рек - Манаготра и Биюк-Узенбаш, средний годовой слой стока достигает в створе р.Биюк-Узенбаш - Счастливое - 1059 мм. Наибольшее значение среднегодового стока на южном побережье (при условии наличия данных наблюдений) отмечается на р.Гува у с.Васильевка: при площади F = 4,78 км2 среднее многолетнее значение годового стока равно 1385 мм.
Реки северо-восточных склонов (Су-Индол, Салгир с его притоками р. Биюк-Карасу, р. Бурульча и др.) по сравнению с реками северо-западных и юго-западных склонов имеют значительно меньшую водность. Например, для водосбора р. Ангара - с. Перевальное, расположенного в верхней части бассейна р.Салгир и характеризующегося средней высотой водосбора равной 880 м и площадью 38,3 , средняя многолетняя величина годового стока составляет 231 мм, а для водосбора р.Салгир - с.Двуречье при и F = 3340км2 среднее многолетнее значение годового стока достигает лишь 10 мм. Наиболее значительные реки степной части Крыма (нижнее течение рр.Салгир, Биюк-Карасу, Су-Индол) большую часть года остаются сухими, представляя ряд немногочисленных разобщенных плесов, питающихся за счет подрусловых потоков [32,97].
Как правило, по мере наростания площади водосбора и выхода рек в степную зону средние многолетние значения годового стока рек Горного Крыма уменьшаются за счет снижения общей увлажненности водосборов и увеличения потерь стока.
Коэффициенты вариации годового стока рек северо-западных и юго-западных склонов изменяются от 0,3 до 0,6. Значения близкие к 1 отмечаются на водосборах северо-восточных склонов (прилож. Б, табл.Б.1). Осредненное в пределах всей рассматриваемой территории отношение равно 2. Значения коэффициентов автокорреляции варьируют в больших предеделах (от 0,7 до 0,0), однако их наименьшие значения отмечаются на северо-восточных склонах и в бассейне р.Черной.
Точность расчета средних многолетних величин годового стока и коэффициентов вариации для многих рядов является неудовлетворительной, что связано с недостаточностью данных наблюдений во времени. Таким образом, нами должна быть решена задача выбора рек-аналогов и приведения статистических параметров рядов годового стока к многолетнему периоду.
2.2. Оценка статистической однородности рядов годового стока
При оценке точности результатов расчета характеристик годового стока необходимо учитывать, что после 60-х годов прошедшего столетия на реках началось интенсивное водохозяйственное освоение территорий, положившее начало нарушению естественных закономерностей в колебаниях стока. В таких случаях необходимо выполнять не только приведение коротких рядов стока к многолетнему периоду, но и их "восстановление", т.е. приведение к естественному виду.
В работах [76,88,98,100,118] приводится обобщение критериев Стьюдента и Фишера на случай коррелированных во времени и пространстве и асимметричных последовательностей значений гидрологических величин. Если в этом случае выборочные средние и дисперсии окажутся однородными, а также будут однородными выборочные коэффициенты асимметрии, то можно утверждать об однородности функции распределения (кривой Пирсона III типа или кривой трехпараметрического гамма-распределения С.Н. Крицкого - М.Ф.Менкеля). Проверка однородности рядов гидрологических характеристик начинается с оценки однородности выборочных дисперсий по критерию Фишера. Для этого на основании имеющихся данных наблюдений вычисляется статистика Фишера и определяется её критическое значение при принятом уровне значимости, коэффициентах асимметрии и автокорреляции . Начало расчетов соответствует классическому определению критерия Фишера как отношения дисперсий
, , , (2.1)
где - дисперсии сравниваемых рядов;
- длина первого и второго ряда;
- число степеней свободы.
Нуль гипотеза о равенстве эмпирических дисперсий принимается, если статистика Фишера меньше критического значения и отвергается со статистической надежностью , где - уровень значимости, если имеет место противоположное неравенство. Критическое значение статистики Фишера при оценке однородности асимметрично распределенных рядов, имеющих достоверную корреляцию, определяется по специально разработанным таблицам [76,99]. Статистика Стьюдента при оценке однородности двух выборочных средних рассчитывается по уравнению