Изменчивость максимальных расходов воды весеннего половодья на реке Юрюзани

В статье автор исследует максимальные расходы воды весеннего половодья на реке Юрюзань.

Ключевые слова: максимальные расходы, весеннее половодье, река Юрюзань.

В настоящее время происходит интенсивное влияние антропогенных и естественных факторов на качественное и количественное состояние реки Юрюзань. В особенности большое количество промышленных и хозяйственных объектов находятся за пределами Республики Башкортостан, а именно на территории Свердловской и Челябинской областей, которые непосредственно влияют на бассейн реки Юрюзань.

Река Юрюза́нь является левым притоком реки Уфа, а также протекает по западной части Челябинской области и северо-восточной части Башкирии на протяжении 404 километров [1]. Площадь бассейна Юрюзани — 7240 км². Особенностью этой реки является то, что после Усть-Катава Юрюзань не принимает крупных притоков, поэтому на протяжении свыше 250 км, вплоть до устья, количество воды в реке почти не увеличивается. Среднегодовой расход воды — около 55 м³/сек.

Значения максимальных расходов весеннего половодья используются для решения многих задач при строительстве гидротехнических сооружений. От правильного определения максимальных расходов воды весеннего половодья зависит стабильность работы гидротехнических сооружений или дорог, безопасность сооружений и прилегающих к реке объектов.

Анализ многолетних колебаний количественных характеристик реки Юрюзань в пределах Республики Башкортостан были проводился с помощью данных двух действующих гидрологических постов: р. Юрюзань — п. Атняш и р. Юрюзань — д. Чулпан. Изменение максимальных расходов воды весеннего половодья было проанализировано по данным многолетних наблюдений на следующих постах: р. Юрюзань — п. Атняш (1936–2020 гг.), р. Юрюзань — д. Чулпан (1957–2020 гг.)

Для анализа была проведена оценка однородности рядов с помощью программы StokStat были выбраны критерии Фишера, Стьюдента. Также применены методы разностно-интегральной кривой и пятилетней скользящей [2].

В таблице 1 представлен анализ рядов гидрометеорологических наблюдений за изменением максимальных расходов воды весеннего половодья на однородность с помощью критериев Фишера и Стьюдента.

Таблица 1

Однородность рядов наблюдений гидрологических постов в бассейне р. Юрюзань (составлено автором по данным [3])

На рисунке 1 представлена разностно-интегральная кривая максимальных расходов воды весеннего половодья р. Юрюзань — п. Атняш и р. Юрюзань — д. Чулпан. РИК р. Юрюзань — д. Чулпан был построен по данным 1957–2020 гг. (рисунок 1). Многоводная фаза наблюдается с 1985 по 2007 гг., маловодная фаза с 1957 по 1985 гг. и с 2007 по 2020 гг.

РИК р. Юрюзань — д. Атняш построен по данным 1936–2020 гг. Многоводная фаза наблюдается с 1985 по 2002 гг., маловодная фаза с 1936 по 1985 гг. и с 2002 по 2020 гг.

В таблице 2 представлены многоводные и маловодные фазы максимальных расходов воды весеннего половодья. Из таблицы можно заметить, что большая часть лет относятся к маловодной фазе. Последнее десятилетие также относится к маловодной фазе. Маловодье может быть связано с избыточной хозяйственной деятельностью и бесконтрольным потреблением воды.

Рис. 1. Разностно-интегральная кривая максимальных расходов воды весеннего половодья р. Юрюзань — п. Атняш и р. Юрюзань — д. Чулпан (составлено автором по данным [3])

Таблица 2

Многоводные и маловодные фазы по максимальным расходам воды весеннего половодья, выявленные методом разностно-интегральной кривой (составлено автором по данным [3])

На рисунках 2–3 изображены графики пятилетней скользящей средней по максимальным расходам воды на исследуемых гидрологических постах. Также на графиках представлена линия тренда, уравнение линии тренда и коэффициент аппроксимации.

Из графиков видно, что на р. Юрюзань — д. Чулпан наблюдается отрицательное уравнение линии тренда, что говорит об уменьшении максимальных расходов воды весеннего половодья. На гидрологическом посту р. Юрюзань — п. Атняш наблюдается положительное уравнение линии тренда (увеличение максимальных расходов воды весеннего половодья).

Рис. 2. Пятилетняя скользящая средняя по максимальным расходам воды весеннего половодья р. Юрюзань — п. Атняш (составлено автором по данным [3])

Рис. 3. Пятилетняя скользящая средняя по максимальным расходам воды весеннего половодья р. Юрюзань — д. Чулпан (составлено автором по данным [3])

По максимальным расходам воды весеннего половодья наблюдается маловодная фаза. Многоводная фаза наблюдается на постах реке Юрюзань — п. Атняш. Анализ трендов показал, что на р. Юрюзань — д. Чулпан наблюдается отрицательное уравнение линии тренда, что говорит о уменьшении максимальных расходов воды весеннего половодья. На гидрологическом посту р. Юрюзань — п. Атняш наблюдается положительное уравнение линии тренда, то есть происходит увеличение максимальных расходов воды весеннего половодья.

Литература:

1. Гареев А. М. Реки, озера и болотные комплексы Республики Башкортостана. Уфа: Китап, 2012. 288 С.

2. Камалова, Р.Г., Фатхутдинова Р. Ш. Статистические и математические методы анализа гидрометеорологической информации. Часть 1: учебно-методическое пособие. Башкирский государственный университет. — Уфа: РИЦ БашГУ, 2020. 128 с.

3. Фондовые данные ФГБУ Башкирское УГМС.