Определение водных ресурсов районов с интенсивным развитием хозяйственной деятельности : на примере бассейна озера Наньси КНР

• Автор: Чжан Гоюй
• Шифр специальности: 25.00.27
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 121 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1 Исследование территории

1.1 Общая характеристика района

1.2 Гидрологическая изученность

1.3 Выбор расчетного периода

2 Климат и увлажненность территории

2.1 Понятие о климате и увлажненности территории

2.2 Многолетние колебания основных характеристик климата и увлажненности территории

2.2.1 Методы анализа исходных данных

2.2.2 Особенности многолетней изменчивости показателей климата ^ и увлажненности
2.3 Внутригодовые колебания основных показателей климата и
увлажненности
2.3.1 Методы анализа
2.3.2 Особенности внутригодового хода основных показателей ^
климата и увлажненности
3 Гидрологический режим рек
3.1 Естественный водный режим рек
3.2 Особенности внутригодового хода речного стока
3.3 Особенности многолетней изменчивости речного стока
4 Водные ресурсы и их рациональное использование
4.1 Водный баланс озера Наньси и его водосбора
4.2 Оценка регулирующей способности озера Наньси и его ^
водосбора
4.3 Оценка водных ресурсов в условиях изменяющегося климата
4.4 Доступные ресурсы поверхностных вод территории
Заключение
Литература
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Обеспечение потребности людей в воде, как одном из необходимых источников существования, невозможно без оптимизации стратегии рационального использования и охраны объектов гидросферы. Поэтому определение водных ресурсов Земли, изменяющихся под воздействием активных (климат) и адаптивных (подстилающая поверхность) факторов в условиях возрастающей антропогенной нагрузки на водные объекты и их бассейны, - задача чрезвычайно актуальная. Все сказанное особенно важно для густонаселенных районов земного шара с жарким климатом, где интенсивная хозяйственная деятельность сочетается с ограниченными ресурсами поверхностных и подземных вод, малым количеством осадков и большим испарением.
Примером такого региона может служить бассейн озера Наньси, расположенный на востоке Китая и находящийся между реками Хуанхэ и Янцзы. На большинстве рек этого района естественный сток нарушен в результате переброски воды из р. Хуанхэ или устройства водохранилищ, а также в результате заборов воды на орошение, промышленные и хозяйственно-бытовые нужды и сбросов возвратных вод. Как следствие, нарушен и естественный ход колебаний уровня самого озеро. В то же время оценка водных ресурсов любой территории основана прежде всего на данных о естественном режиме водных объектов.
Собранный к настоящему времени богатый фактический материал по расходам воды в реках и колебаниям уровня озера Наньси, включая информацию о заборах и сбросах вод, а также существующие методы анализа временных рядов позволяют оценить водные ресурсы региона. В дальнейшем полученные результаты позволят перейти к решению практических задач по управлению количеством и качеством воды в связи со строительством и реконструкцией Великого Китайского канала, 90 км которого проходят через бассейн озера Наньси и само озеро.

Цель и задачи работы. Основная цель работы состоит в определении
водных ресурсов бассейна озера Наньси в условиях современного климата и
возрастающей антропогенной нагрузки.
Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:
1. выполнить районирование бассейна озера Наньси по особенностям
формирования речного стока с учетом естественных факторов и хозяйственной нагрузки на реки и их водосборы;
2. установить соотношения между естественным (природным) и
нарушенным стоком рек для выделенных районов и бассейна озера в целом; восстановить естественный сток рек;
3. оценить изменения климата и увлажненности бассейна озера Наньси;
4. выявить закономерности формирования естественного стока рек в зависимости от активных и адаптивных факторов;
5. на основе водного баланса оценить общие водные ресурсы бассейна озера Наньси в условиях изменяющегося климата;
6. определить экологический сток и доступные водные ресурсы
исследуемого региона;
7. разработать рекомендации по рациональному использованию
поверхностных вод бассейна озера Наньси и его районов.
Исходные материалы. Для решения поставленных задач использовались
следующие данные:
> ряды средних месячных и годовых значений температуры воздуха (Т°С), осадков (Р, мм), испаряемости (Е0, мм). Данные получены по результатам наблюдений на 3 метеорологических станциях для Т°С, 53 станциях для Р и 5 станциях для Е0;
> рассчитанные на основе Т°С, Р, Е0 временные ряды индексов гумидности Де-Мартона (а”), аридности Стенца (5) и увлажненности территории Иванова (К);
> ряды речного стока с месячной и годовой дискретностью, полученные по данным наблюдений на 23 гидрологических станциях. Всего взято
периода года (XI — III), наибольшие — для теплого периода года (IV — X).
Следует обратить внимание на хорошую согласованность рядов, годовых значений осадков, температуры воздуха и испаряемости со значениями для теплого периода, а также — на хорошую согласованность рядов годовых значений температуры воздуха со значениями для холодного периода года (рисунок 2.5).
В целом, все рассмотренные ряды единичных показателей климата достаточно хорошо спрямляются на сетке нормального закона (см. прил. 1 - 3).
Квантильный анализ данных, выполненный за весь рассматриваемый период, показали, что ощутимое потепление региона началось с 1994 года, а многоводная фаза наступила, начиная с 2003 года. Результаты квантильного анализа рядов средних годовых значений на отрезках времени с 1975 г. по 1993 г. и с 1994 г. по 2007 г. (для температуры воздуха), и с 1975 г. по 2002 г. и с 2003 г. по 2007 г. (для осадков) содержатся на рисунке 2.6 и в таблице 2.2.
Полученные результаты дают основания для выделения тенденций (трендов) во временной изменчивости показателей климата и увлажненности территории.
Нормированные разностные интегральные кривые годовых осадков, температуры воздуха и испаряемости, осредненных для бассейна озера Наньси, приведены на рисунке 2.7 а - в. Как видно из рисунков, для осадков и температуры воздуха характерна ветвь спада в начале исследуемого периода и ветвь подъема в дальнейшем. Для испаряемости характерен обратный ход -ветвь подъема в начале и ветвь спада в дальнейшем.
Низкочастотная фильтрация Баттерворта рядов средних годовых значений Т, Р, Е„ позволяет не только выделить периоды, когда наблюдались тренды на повышение и понижение значений, но и получить численные значения среднего уровня для любого года рассматриваемого периода (таблицы прил. 4).
Для средних годовых значений температуры воздуха тренд на повышение наблюдается с конца 80-х годов XX века. Так, средний уровень