ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Антропогендік факторлар жіктемесі

Өзен алаптарының шегінде ағындыға аданың шаруашылық іс-әрекетінің көптеген факторлары ықпалын тигізеді, өзен ағындысының сандық сипаттамаларына әсер ету тұрғысынан келгенде, мыналар олардың ішіндегі бастылары болып табылады: арналық ретеу, суғармалау, ағындыны басқа алапқа әкету, өнеркәсіпті, коммуналдық-тұрмыстық қажеттіліктерді сумен қамту, батпақты және батпақтанған жерлерді құрғату, орманды отау және отырғызу, агроорманмелиоративтік шаралар, урбандалу, карьерлер қазу және шахталардан су әкету, өзендер арнасын үйме жалдау және түзету, өзен арналарынан топырақ қазып алу.

Су ресурстарына және гидрологиялық режиге әсер ету сипаты бойынша шаруашылық іс-әрекеттің барлық факторларын үлкен бес топқа біріктіруге болады.

1. Өзен желісінен (көлдерден, бөгендерден) тікелей су алумен, осы суларды су тұтынушылардың пайдалануына және пайдаланылған суларды қайтадан су объектілеріне жіберуге байланысты факторлар. Бұл топқа коммуналдық шаруашылықтың, өнеркәсіптің, жылу энергетикасының қажеттіліктерін өтеу үшін су тұтыну, ауылшаруашылығын сумен қамту, транспорт; ағындының бір бөлігін алаптан тыс жерге әкету және т.б. жатады. Аталған факторлардың гидрологиялық сипаттамаларға және судың сапасына тигізетін ықпалының ауқымы өзеннің табиғы ағындысына немесе көлдің табиғи көлеміне қатысты су тұтынудың негізгі сипаттамаларымен (су алу көлемі, қайтымсыз су тұтыну, ақаба сулардың немесе су әкету көлемімен) анықталады. Аталған қатынастың шамасына қарай шаруашылық іс-әрекеттің бұл факторлары кіші және орташа өзендерге, ал кейбір жекелеген жағдайларда үлкен өзендерге де айталықтай әсерін тигізеді. Бұл жағдайда алапта ағындының қалыптасу жағдайы өзгеріске ұшырамайды. Өзенге қайта жіберілген ақаба сулардың көлемі немесе су бұрып әкету көлемі табиғи сулардың ластануын және сапасының өзгеруін бағалау үшін аса қажетті маңызды сипаттамалар екендігін айта кету керек.

2. Өзен алабының арналық желісінде жүргізілген түрлендірулерге қатысты шаруашылық іс-әрекет факторлары: бөгендер мен тоғандар тұрғызу және пайдалану, судың жайылуын болдырмас үшін арнаны үйме жалдау, арнаны түзулеу, өзендер арналарынан топырақ қазып алу және т.с.с.

3. Өзен алабында жүретін булану процесін және алапта ағынды қалыптасу жағдайын өзгертетін өзеннің су жинау алабының жамылғы бетінің түрленуіне қатысты шаруашылық іс-әрекет факторлары. Оларға мыналар жатады:

- жер жырту, агротехникалық шаралар кешенін жүргізу, шалғынды жерлерді жайылымға пайдалану және т.с.с; әдетте кіші және орташа өзендердің гидрологиялық режиміне, ең аз және ең мол ағындыға, жылдық ағынды үлестіріміне әсерін тигізеді, жылдық ағындығы әсері соншалықты үлкен болмайды, тасындылар ағындысына және табиғи сулардың сапасына айтарлықтай ықпалын тигізеді;

- батпақты және батпақтанған жерлерді құрғату; негізінен кіші және орташа өзендердің гидрологиялық режимінің сандық сипаттамаларына, жылдық ағындыға әсерін тигізеді, өзен суларының сапасына әсері аздау болады;

- орманды отау және қалпына келтіру (табиғи және жасанды жолдармен); негізінен кіші және орташа өзендердің су теңдестігінің барлық негізгі құраушыларын, гидрологиялық режимді, судың сапасын өзгертеді; әсер ету дәрежесі орманның типіне, жасына тәуелді және аталған шаралар жүргізілгеннен кейін ондаған жылдар бойы осы шаралардың ықпалы жалғаса беруі мүмкін;

- урбандалу; өзендердің су теңдестігінің және ағындының, жер асты суларының барлық сипаттамаларын, судың сапасын өзгеріске ұшыратады; негізінен кіші өзендерге ықпалы үлкен болады, ал орташа өзендерге урбандалудың әсері соншалықты үлкен болмайды.

4. Өзен ағындысына арналық желіден су алудың, сонымен қатар, су жинау алабының жамылғы бетін түрлендірудің (суармалау, жер асты суларын пайдалану және т.б.) нәтижесінде әсер ететін шаруашылық іс-әрекет факторлары. Аридті және субаридті зоналарда кең таралған суармалау кіші, орташа және үлкен өзендердің ағындыларының барлық сипаттамаларына, суларының сапасына айтарлықтай үлкен әсерін тигізуі мүмкін.

Жер асты суларын пайдалану өзенге келетін жер асты суларына тікелей әсер етеді. Ыза суларының деңгейі төмендеген жағдайда су жинау алаптарында булану және ағындының қалыптасу жағдайы өзгеріске ұшырайды. Негізінен кіші және орташа өзендердің ағындысына ықпалын тигізеді.

5. Аумақтың су теңдестігіне, су ресурсына және гидрологиялық режиміне жалпы метеорологиялық және климаттық сипаттамалардың өзгеруі арқылы әсер ететін шаруашылық іс-әрекет факторлары. Бұл өзгерістер түрлі физикалық процестермен айқындалады, әсер ету қарқындылықтары бойынша және қамтитын аумағы бойынша әртүрлі және төмендегілерден тұрады:

- адамның өсімдік жамылғысына әсер етуінің, урбандалу көлемінің артуы, бөгендер тұрғызу, суармалы және құрғатылатын жерлердің ұлғаюы нәтижесінде аймақтық климаттың және метеорологиялық жай-күйдің өзгеруі; аталған шаралар жүргізілетін аудандарда жер бетінің шағылдыру қабілеті (альбедо), топырақтан булану және топырақтың ылғалдылығы, жер бетінің аэродинамикалық кедір-бұдырлығы және метеорологиялық режимнің басқа да сипаттамалары өзгеріске ұшырайды, бұл кіші және орташа өзендердің су теңдестігінің және гидрологиялық режимінің түрленуіне әкеліп соқтырады.

- тұшы суларды үлкен масштабта пайдаланудың нәтижесінде болуы мүмкін ғаламдық климат және ылғал айналымының өзгерісі; шаруашылық қажеттіліктерді өтеу үшін қайтымсыз пайдаланылған судың есебінен атмосфераға көтерілген қосымша ылғал қосымша жауын-шашынның түсуіне және қосымша су ресурстарының қалыптасуына мүмкіндік туғызады; бұл эффект аса үлкен аумақтың шегінде (континент шегінде) су теңдестігін қарастырған кезде орын алуы мүмкін;

- атмосфераға қосымша жылудың келіп түсуінің, СО₂ шоғырлануының өсуі, кіші газ құраушыларының (фреон, азот тотықтары, метан және т.б.), атмосфералық аэрозолдің келіп түсу нәтижесінде адамның атмосфераның құрамына әсері; климаттың және су ресурстарының ғаламдық өзгеруіне атмосферада көмір қышқыл газының СО₂ көбеюі үлкен рөл атқарады. Бұл әлемде күн санап ұлғайып отырған отын ресурстарын жағудың салдарынан болып отыр. Бұл процес ауаның төменгі қабатының жылынып, атмосфералық циркуляцияның өзгеруіне, жауын-шашынның түсуінің, булану және аймақтық және ғаламдық су ресурстарының өзгеруіне әкелмей қоймайды.

Үлкен өзендердің алаптарында бірмезгілде осы жоғарыда аталған, әртүрлі топтарға жататын және гидрометеорологиялық элементтердің табиғи айналымына қарай, суды пайдалану сипатына және аумақтың түрлендірілуіне, жергілікті жердің физикалық-географиялық жағдайына және жамылғы бет факторларына байланысты су режиміне әртүрлі әсерін тигізетін шаруашылық іс-әрекеттердің басым көпшілігі жүргізіледі.

ӨЗЕН АҒЫНДЫСЫНЫҢ АНТРОПОГЕНДІК ӨЗГЕРІСІН БАҒАЛАУДЫҢ ЖӘНЕ БОЛЖАУДЫҢ ЕСЕПТІК ӘДІСТЕРІНІҢ ЖІКТЕМЕСІ

Адамның шаруашылық іс-әрекетінің өзен ағындысына ықпалын сенімді бағалау және болжау өте күрделі жұмыс. Біріншіден өзен алаптарында өзен ағындысын қарама қарсы бағытта өзгертуі мүмкін бірнеше шаруашылық іс-әрекет факторлары әсер етуі мүмкін. Екіншіден, әдетте бір бағытта жүретін антропогендік өзгерістер ағындының табиғи тербелісіне үстемеленеді. Бұл тербелістердің ауытқу аралығы әдетте жасанды өзгерістерден айтарлықтай асып түседі. Үшіншіден, әртүрлі шараушылық мақсатта алынған сулар және қайта жіберілген ақаба сулар толық есепке алына бермейді және сенімділігі төмен болады, қолда өзен алаптарының шегінде жүргізілген шаруашылық шараларының жүргізілген уақыты, қарқындылығы, көлемі жөнінде толық мәліметтер алу қиын.

Өзен ағындысының антропогендік фактордың әсерінен өзгеруін сандық тұрғыдан бағалау және болжау үшін әртүрлі есептік әдістер қолданылады. Ең алдымен ағындының болып кеткен өзгерісі есептеледі, сонан кейін әртүрлі климаттық жағдайларға байланысты шаруашылық іс-әрекеттің жекелеген түрлерінің даму жоспары және бағытын есепке ала отырып болашақтағы өзгерісі болжанады. Бірінші кезеңнің, яғни су ресурстарының табиғи сипаттамаларын қалпына келтіру және болашаққа негізделген болжам жасау үшін өте қажетті, ағындының өткен өзгерістерінің динамикасын есепке алу өте маңызды екенін айта кету керек.

Өзен ағындысының антропогендік әсерден өзгеруін бағалауға және болжау үшін гидрологиялық практикада қолданылатын әдістерді келесі топтарға біріктіруге болады:

1) зертелетін ағынды сипаттамаларының көпжылдық тербелісімен қоса алапта жүргізілетін шаруашылық іс-әрекеттің негізгі түрлерінің даму динамикасына негізделген статистикалық әдістер;

2) су алу және су әкетуді бөлек-бөлек есепке алуды және тікелей ағынды өзгеріске ұшырайтын алаптың немесе арнаның учаскелерінде су теңдестігі элементтерінің өзгерісін бағалауды қарастыратын су теңдестік әдістері;

3) математикалық үлгілеу әдістері;

4) физикалық үлгілеу әдістері;

5) белсенді эксперимент әдістері.

Бағалаудың негізгі алғышарттарына, жалпыға ортақ қағидаларына, әртүрлі топтарға жататын есептік әдістердің жетістіктері мен кемшіліктеріне қысқаша тоқтап өтейік.

Статистикалық әдістер ағынды режимінің табиғи және бұзылған кезеңдерін бөліп қарастыруға болатын көпжылдық гидрометеорологиялық бақылау материалдарын пайдалануға негізделген. Қарастырылып отырған әдістемелік амалдардың негізгі идесы гидрологиялық режимнің табиғи сипаттамаларын қалпына келтіре отырып, бақыланған сипраттамалармен салыстыру арқылы сандық тұрғыдан шаруашылық іс-әрекет факторлар кешенінің ағындыға тигізетін әсерін бағалау. Бұл жағдайда гидрологиялық сипаттамалардың табиғи режимі тербелісін айқындайтын метеорологиялық факторлар шаруашылық іс-әрекеттің әсерінен өзгеріске ұшырамайды деп ұйғарылады. Жекелеген өзен алаптары үшін ағындының антропогендік өзгерісін бағалау кезінде мұндай жіберулер жасауға әбден болады.

Аталған әдістер мынадай басымдылыққа ие:

- тірек бекеттер бойынша жаңа дерекетердің жинақталуын күтпей-ақ, аса қымбатқа түсетін эксперименттер жасамай және арнайы экспедициялар ұйымдастырмай қолда бар бақылау материалдарының негізінде шаруашылық іс-әрекеттің ағындыға тигізетін әсерін бағалауға мүмкіндік береді;

- шаруашылық іс-әрекеттің барлық факторлар кешенінің әсерінен тұтастай су жинау алабы үшін ағындының жиынтық өзгерісін ажыратуға мүмкіндік береді және сенімді бастапқы деректер бар болған жағдайда көптеген анықталуы қиын бір мезгілде әрекет ететін факторлары бар жекелеген үлкен өзен алаптарының және ірі аймақтардың су ресурсында болған өзгерістерді объективті тексеріп бақылауға негіз болады.

Сонымен қоса статистикалық әдістердің келесі айтарлықтай елеулі кемшіліктері бар:

- зерттеу объектілерін таңдау кезінде туындайтын қиыншылықтар алапта жүргізілген шаруашылық іс-әрекеттің әртүрлі даму кезеңдерін қамтитын, ұзақ бақылау қатары болуы тиіс. Қысқа бақылау қатарын пайдаланған жағдайда корреляциялық байланыстардың орнықты болмауы орын алады;

- алапта жүргізілетін шаруашылық іс-әрекеттің әсерінен болатын процестердің физикалық табиғатын ашпайды және әрбір фактордың үлесін жеке-жеке бағалай алмайды;

- алапта жүргізілген шаруашылық іс-әрекет айтарлықтай дами қоймаған кезде және олардың жиынтық ықпалы тұйықтаушы тұстамадағы гидрологиялық сипаттамаларды анықтау дәлдігінің шегінде болғанда ағындыға ықпал ететін факторлардың рөлін бағалауға мүмкіндік бермейді;

- ағындының антропогендік өзгерісін алдағы кезеңге сенімді болжауға мүмкіндік бермейді.

Су теңдестік әдістері тікелей арнадан су алу және суды қайта жіберуді есепке алуға және су теңдестігін құраушылардың антропогендік өзгерісі жүріп жатқан су жинау алабының учаскелерінде немесе өзен арнасы учаскелерінде жүріп жатқан процестерді (суғармалы жерлерде, бөгендер басып жатқан айдындарда, урбандалған аумақтарда және т.б) зерттеуге негізделген. Бұл жағдайда адамның шаруашылық іс-әрекетінің рөлі сандық тұрғыдан қарастырылып отырған аумақтың табиғи жағдайдағы және антропогендік әсерден кейінгі су теңдестігі элементтерінің айырымы бойынша бағаланады.

Су теңдестік әдістерінің өзге әдістерден басымдылығы:

- су жинау алабында болып жатқан процестердің табиғатыен аша отырып, тиісті мәндер жеткілікті болған жағдайда шаруашылық іс-әрекет факторларының әрбіреуінің әсерін оның даму масштабына қарамастан жеке-жеке бағалауға мүмкіндік береді;

- осы немесе басқа шаруашылық іс-әрекет факторының ағындыға алдағы кезеңде тигізетін ықпалының сандық рөлін болжауға нақты мүмкіндік береді;

Сонымен қатар, су теңдестігі әдістерінің кемшіліктерін де атап өтуге болады:

- егжей-тегжейлі жүргізілген эксперименталдық деректердің қажеттілігі, және үлкен қаражатты және күшті, арнайы экспедициялар ұйымдастыруды қажет ететін су тұтыну және су әкетуді есепке алатын сенімді материалардың бар болуын қажет етеді;

- су теңдестігінің жекелеген элементтерін өлшеу және есептеу дәлдігінің төмендігі, бұл бірқатар жағдайларда алынған нәтижелерге айтарлықтай күмән туғызады;

- ағынды алаңшаларында, суғарылатын және құрғатылатын массивтерде алынған деректер мен нәтижелерді су теңдестігі тұйық ірі өзен алаптарын тарату кезінде туатын қиыншылықтар;

- үлкен өзен алабында бір мезгілде әсер ететін көптеген және ағындының қалыптасу жағдайына, гидрологиялық режиміне тікелей немесе жанама түрде әртүрлі әсер ететін антропогендік факторларды егжей-тегжейлі эксперимменталдық деректер мен қамтудың қиыншылығы.

Статистикалық және су теңдестік әдістерінің жоғарыда аталған жетістіктері мен кемшіліктерін есепке ала отырып, осы немесе басқа жағдайда олардың қайсын қолдану мүмкін және орынды екендігін мұқият талдау арқылы шешу қажет. Әртүрлі топқа жататын әдістерді қатар қолдану айтарлықтай сенімді қорытынды алуға мүмкіндік береді және алынған нәтижелерге бақылау жасауға мүмкіндік туады.

Адамның шаруашылық іс-әрекетінің гидрологиялық режимге тигізетін ықпалын бағалау үшін математикалық үлгілеу әдістерін қолдану мынадай этаптардан тұрады: процесті табиғи жағдайда егжей-тегжейлі зерттеу, гидрологиялық режимнің және су теңдестігі элементтерінің уақыт және кеңістік бойынша өзгеруін сипаттайтын теңдеулерді анықтау; осы теңдеулерді ЭЕМ-де іске асыру және табиғи деректер бойынша қабылданған теңдеулердің жекелеген параметрлерін және коэффициенттерін анықтау мақсатында есептеулер жүргізу (үлгіні колибрлеу); метеорологиялық факторлар мен шаруашылық іс-әрекеттің гидрологиялық сипаттамаларға тигізетін әсерін анықтау үшін сандық эксперимент жүргізу, яғни әзірленген сұлба бойынша әркелкі бастапқы жағдайлар мен параметрлердің әртүрлі мәндері үшін ЭЕМ-да есептеулерді орындау.

Математикалық үлгілеу әдістерінің ең жақсы жағы қысқа уақыт ішінде көп шығын шығармай сандық тұрғыдан алуан түрлі үйлескен табиғи және антропогендік факторлардың ағындыға ықпалын бағалауға мүмкіндік береді, осы арқылы әртүрлі деңгейде аумақты игеру жұмыстарының кезінде орын алатын осы немесе басқа бір нұсқасы үшін болашақтағы су жинау алаптарының гидрологиялық режимі мен су теңдестігін есептеуге және болжауға мүмкіндік береді.

Сонымен қатар, математикалық үлгілеу әдістері бірқатар кемшілітерге ие. Алынатын нәтижелер бастапқы материалдардың сенімділігіне ғана емес толықтылығына, сондай-ақ қабылданған есептік теңдеулердің дұрыс негізделгенділігіне, процестің өзінің зерттелгенділігіне және қажетті параметрлердің және коэффициенттердің дұрыс анықталғандылығына тәуелді. Көп жағдайда белгілі бір су жинау алабы үшін күрделі үлгілердің көптеген параметрлері тұрақсыз немесе физикалық тұрғыдан жақсы негізделмеген болады, осыған байланысты адамның шаруашылық іс-әрекетінің әсерінен алаптың жамылғы бетінде жүрген өзгерістерді және ағындының қалыптасу жағдайының өзгеруін айтпағанда, метеорологиялық факторлардың өзінің ағындыға әсерін сенімді есептеуге үнемі мүмкіндік бола бермейді.

ШАРУАШЫЛЫҚ ІС-ӘРЕКЕТТІҢ АҒЫНДЫҒА ЫҚПАЛЫН ҚОЛДА БАР БАҚЫЛАУ ҚАТАРЫ ЖЕТКІЛІКТІ БОЛҒАН ЖАҒДАЙДА БАҒАЛАУ

Бұл жағдайда ең алдымен мүмкіндігінше өзен ағындысының режиміне әсер етуі мүмкін өзен алабында жүргізілген шаралардың (салынған бөгендерді пайдалануға беру, ірі су әкету, суармалы массивтер және т.б.) мерзімі және ауқымы жөнінде деректер жиналып талданады. Көптеген жағдайда алапта жүргізілген шаруашылық іс-әрекеттерді талдау гидрологиялық режим сипаттамаларының антропогендік өзгерісінің басталуын айқындауға мүмкіндік береді. Бірақ көптеген себептер антропогендік өзгерістің басталу уақытын дәл анықтауға кедергілерін тигізеді. Біріншіден, жер жырту, орман ағаштарын отау, суармалау секілді шаруашылық іс-әрекеттің түрлері су жинау алабында ағындыға бақылау жүргізілгенге дейін орын алуы мүмкін. Мұндай жағдай тіпті гидрологиялық бақылау қатары ұзақ өзендерге де тән. Екіншіден, антропогендік факторлар өзен ағындысының сипаттамаларына әртүрлі сипатта әсер етуі мүмкін, кейбіреулері ағындыны азайтса, кейбіреулері көбейтіп, ақырғы тұстамада шаруашылық іс-әрекеттің қорытқы ықпалы нөлге теңесуі мүмкін. Үшіншіден, кейбір өзендердің алаптарында қарқынды жүргізілген шаруашылық іс-әрекеттердің ағындыға ықпалы тұйықтаушы тұстамада орнына келтіруші (компенсациялық факторлар) факторлардың әсерінен ұзақ уақыт бойы байқалмауы мүмкін. Бұл ағындының алапта табиғи пайдаланылуының азаюына байланысты орын алады.

Өзен алабында бір немесе бірнеше шаруашылық іс-әрекет жүргізілген жағдайда, бақылау қатарын, біртектілікке статистикалық критерийлердің көмегімен тексерген орынды. Бұл әсіресе алапта жүргізілген шаруашылық іс-әрекеттің даму ауқымы жөнінде дерек жоқ болған жағдайда пайдалы.

Гидрологиялық қатардың біртектілігін бағалау кезінде екі таңдаманың орташа мәндерінің айырмашылығын айқындау үшін Стьюдент критерийі (t сынағы әдісі) және екі таңдаманың дисперсиясының өзара теңдігін тексеру үшін Фишер критерийі (F үлестірім әдісі) қолданылады.

Гидрологиялық бақылау қатарының біртектілігін тексеру үшін параметрлік емес біртектілік критерийлері де кеңінен қолданылады. Олардың параметрлік критерийлерден артықшылығы зертеліп отырған шамалардың және олардың параметрлерінің үлестірім қисығының типін алдын-ала анықтауды қажет етпейді, тіпті бақылау қатары қысқа болған жағдайда да айтарлықтай жақсы нәтижелер береді. Сондықтан да гидрологиялық режимге шаруашылық іс-әрекеттің ықпалын зертеу кезінде олардың маңызы үлкен.

Практикада әртүрлі параметрлік емес критерийлер: Колмогоров-Смирнов, Терри статистикасы, Вилькоксон және т.б. критерийлер кеңінен қолданылады. Жылдық және маусымдық ағындыға шаруашылық іс-әрекеттің әсерін бағалау үшін рангтық Вилькоксон критерийі жиі қолданылады.

Біртектіліктің статистикалық критерийлері ағындының антропогендік өзгерісін сандық тұрғыдан бағалай алмайды, тек олардың көмегімен қатардың статистикалық біртекті емес екендігі және әртектіліктің қашан басталғандығы (бірнеше талпыныс жасалғаннан кейін) анықталады. Егер қатар әртекті болып шықса, онда оның ауытқуы адамның шаруашылық іс-әрекетінің әсерінен туындауы әбден мүмкін.

Қолда ағындыға жүргізілген бақылау қатары ғана бар болғанның өзінде графиктік тәсіл бойынша - жиынтық интеграл қисығын тұрғызу арқылы антропогендік өзгерістің басталу датасын анықтауға және жуықтап ағындының өзгеру шамасын бағалауға болады.

Интеграл қисығы келесі тәуелділік бойынша тұрғызылады:

(8)

мұнда - бақылау жүргізілген жылдан бастап әрбір жылдың ағындысының өсу ретімен алынған қосындысы.

Тәуелділік графигі (8) көлбеу бұрышының күрт өзгеруі тұйықтаушы тұстамадаға антропогендік өзгерістікң басталуын сипаттайды. Бұзылған кезең үшін ағындының орташаланған өзгерісі келесі формула бойынша есептеледі:

, (9)

мұнда - шаруашылық іс-әрекеттің есебінен ағындының төмендеуінің жиынтық көлемі;

- ағынды режимі бұзылған кезеңдегі жылдар саны.

Өзен ағындысын бақылаудың бастапқы қатарына ғана негізделген статистикалық талдаудың қарапайым тәсілдері (біртектілік критерийлері, ағындының интегралдық қисықтары) ағындының антропогендік өзгерісіне сенімді баға бере алмайды. Әсіресе бақылау қатары қысқа болған жағдайда бағалау қателігі өте үлкен болады. Әрине, эмпирикалық деректердің негізінде алынған қатардың статистикалық әртектілігі, ағынды интеграл қисығының көлбеу бұрышының өзгеруі бақылау қатарында орын алған қандайда бір аномалдық жағдайларды куәландырады, бірақ осы өзгерістер тек қана адамның іс-әрекетінен туындады деп үлкен сеніммен айтуға мүмкіндік бермейді. Іс-жүзінде белгілі бір аудандарда 5-10 жыл бойы, кейде одан да көп уақыт ерекше табиғи сулылығы мол жылдар немесе табиғи сулылығы өте аз қуаңшылық жылдар кезеңі байқалатындығына көптеп мысалдар келтіруге болады. Мұндай жағдайлар таңдаманың көлемі аз болған жағдайда қатардың әртектілігін айқындауы әбден мүмкін.

Демек, алдын-ала жүргізілген алғашқы талдау әдістері ағындының болуы мүмкін өзгерістерінің көлемі жөнінде және осы өзгерістердің басталу уақыты жөнінде ұйғарым жасауға ғана негіз бола алады. Анағұрлым сенімді сандық нәтижелерді алу үшін қосымша деректерді пайдалана отырып басқа әдістемелік амалдарды қолдану қажет.

Шаруашылық іс-әрекеттің өзен ағындысына ықпалының басталу сәтін анықтау

Өзен ағындысының адамның шаруашылық іс-әрекетінің жекелеген түрлерінің немесе кешенінің әсерінен антропогендік өзгеріске ұшырау деңгейін сандық тұрғыдан бағаламас бұрын өзеннің су режимінің басталу сәтін анықтап алу керек. Өйткені жылдар ішінде немесе кезеңдер бойынша шаруашылық іс-әрекеттің әсерінен ағындының есептелген өзгеру шамасы уақыт шкаласы бойынша «санақ басының» дұрыс айқындалғанынына тәуелді болады.

Ағынды режимінің табиғи жағдайының бұзылу сәтін (жылын, айын) анықтау көп жағдайда өте қиын және дәл анықталғандығы айқын емес. Мұндай қиыншылықтар төмендегі себептерге байланысты туындайды:

а) жер жырту, орман ағаштарын отау, құрғақ жерлерді суғару секілді шаруашылық іс-әрекеттің бірқатар факторларының ағындыға ықпал ету сәтін анықтаудың қиыншылығы олардың өзен арналарында ағындыға бақылау жүргізіле бастағаннан көп бұрын жүргізілгендігінде. Сондықтан қолда бар бақылау жүргізілген ағынды қатарлары, тіпті анағұрлым ұзақ қатарлардың өзі әдетте су режимі бұзылған кезеңге жатады. Бұған тек адамның шаруашылық іс-әрекетінің әсері аз тиген дала зонасындағы тың жерлер, мәңгі тоң және таулы аудандар ғана жатпайды;

б) су режимінің бұзылу сәтін сенімді анықтауға кедергі келтіретін ең маңызды жағдайлардың бірі адамның әртүрлі шаруашылық іс-әрекеттерінің әркезеңде жүргізіле бастауында. Оның үстіне бұлардың кейбіреулері су ресурсын азайтатын болса кейбіреулерінің көбейтуі мүмкін. Нәтижесінде шаруашылық іс-әрекеттің көптеген факторларының біріккен жиынтық әсерінің және орнын толтырушы факторлардың бар болуы (компенсациялық факторлар) салдарынан су ресурсы белгілі бір уақыт аралығында еш өзгеріссіз қалуы мүмкін.

Су режимінің антропогендік өзгеру сәтін анықтау үшін үш әдістер тобы қолданылады.

Өзен ағындысының антропогендік өзгерісінің басталу сәті ретінде өзен алабында немесе өзен арнасында жүзеге асырылатын қандайда бір өте үлкен шаруашылық іс-әрекет шарасының басталуы алынады. Бұл әдісті қолдану аса ірі алапаралық ағынды жеткізу шарасы жүзеге асырылған жағдайда, өзеннің бойында өте ірі бөген салынған жағдайда және олардың іске енгізілу датасы белгілі болғанда, бұл ақпарат сенімді болғанда ғана тиімді. Басқа жағдайлардың барлығында бұл әдіс қосымша әдіс ретінде қолданылуы тиіс.

Ағындының антропогендік факторлар әсерінен бұзылу сәтін анықтау үшін қолданылатын екінші әдістер тобының негізінде гидрологиялық ұқсастық қағидасы жатыр. Гидрологиялық ұқсастық қағидасы бойынша ұқсас табиғи-климаттық жағдайларда ағынды процестері уақыт және кеңістік бойынша бірдей заңдылықпен жүреді. Оның үстіне қарастырылып отырған өзен алаптарында шаруашылық іс-әрекеттің әсері жоқ болған жағдайда ұқсас-өзен мен зерттелетін өзеннің ағындыларының арасында тығыз байланыс , болуы керек. Ағындылардың арасындағы тығыз байланыс зерттелетін өзеннің алабында Т уақыты сәтінен бастап белсенді шаруашылық іс-әрекет жүргізілген жағдайда бұзылады.

Қолда бір ұқсас-өзеннің деректері бар болған жағдайда, зерттелетін өзен ағындысын қалпына келтіру тек қана әдеттегі жұп корреляцияның көмегімен жүзеге асырылмайды, сондай-ақ ағындының екі жақты интеграл қисығы деп аталатын графиктің көмегімен орындалады. Екі жақты ағынды интеграл қисығы келесі түрде өрнектеледі:

(12)

Графиктің көлбеу бұрышының өзгеруі бойынша шаруашылық іс-әрекеттің басталу кезеңін және бұзылған кезең ішіндегі антропогендік ықпалдың орташаланған шамасын анықтауға болады.

Статистикалық әдістерді қолдану кезінде ағындының антропогендік өзгерісін бағалаудың сенімділігі көп жағдайда су режимі бұзылуының басталуын уақыт шкаласы бойынша анықтаудың дәлдігіне тәуелді болады. Графиктік тәсіл бойынша (12) тәуелділік түріндегі графиктердің көмегімен су режимінің бұзылу сәтін анықтаудың дәлдігін талдаудың статистикалық амалдары бойынша нақтылауға болады. Бұл үшін әрбір жыл үшін зерттелетін өзенмен ұқсас өзеннің қарастырылып отырған ағынды сипаттамаларының айырымы есептеледі . Алынған қатарының мәндері үшін біртіндеп жүргізілетін есеп бойынша статистикасы анықталады

(13)

мұнда және - қатарының бірінші және екінші бөлігінің орташа квадраттық ауытқуы;

- қатар мүшелерінің жалпы саны.

Ағынды режимінің бұзылу сәтіне (12) интегралдық байланыс графигі бойынша жуықтап анықталған және қисықтың сыну нүктесіне жақын орналасқан Т шамасының бірқатар шамалары үшін анықталатын статистикасының ең кіші мәні сәйкес келеді. Қатардың біртектілігі Фишер және Стьюдент критерийлері бойынша анықталады.

Ағындының антропогендік өзгерісінің басталу сәтін анықтау амалдарының үшінші тобына уақтыша ағынды қатарының қасиеттерін және өзен алабында жүргізілетін шаруашылық іс-әрекеттің дамуын есепке ала отырып, ағынды қалыптастырушы факторларды зерттеуге негізделген әдістер жатады.

Су режимінің антропогендік өзгерісі су теңдестігінің барлық негізгі элементтерінің жүргісін есепке ала отырып, индикация коэффиценті мәндерінің уақыт бойынша ауытқуын және шаруашылық іс-әрекет сипаттамаларының хронологиялық жүргісін графиктік талдау жолымен бағаланады. Ағынды сипаттамалары табиғи қалпында сақталған қалыптасу зонасын бөлуге болатын су жинау алаптары үшін индикация коэффициенті сандық шамасы бойынша мынаған тең

, (14)

мұндағы - қалыптасу зонасынан келетін ағынды сипаттамасы;

- тұйықтаушы тұстамадағы ағынды.

Су ресурсы алаптың тұтасымен барлық аумағында қалыптасатын және пайдаланылатын жазықтық ауданның орташа өзендері үшін индикация коэффициенті ағынды коэффициентінің кері шамасына тең

; , (15)

мұндағы - жылдық жауын-шашын мөлшері;

- қардағы ең жоғары су қоры;

-көктемде су тасыған кезде алапқа түскен жауын-шашын мөлшері.

Ағынды режимінің бұзылу сәтін анықтаудың сенімділігі су теңдестік және статистикалық критерийлермен тексеріледі. Су теңдестік критерийі ретінде теңсіздігінің орындалу шарты алынады. және коэффициентерінің орташа шамаларын бағалау статистикалық критерий болып табылады. Егер теңсіздігі орындалса, онда индикация коэффициентінің орташа мәнінің мұндай ауытқуы кездейсоқ сипатқа ие болмайды.

Кейбір өзендердің алабында қарқынды шаруашылық іс-әрекет ағындыға бақылау жүргізіле бастағаннан көп бұрын жүргізілген. Мұндай өзендер үшін индикация коэффициентін есептеу ағындының бұзылу сәтінің басын айқындауға мүмкіндік бермейді, өйткені коэффициентінің уақыттық жүргісінде тренд байқалады. Индикация коэффициенті -ның уақыттық жүргісінде трендтің бар болуы шаруашылық іс-әрекеттің ағындыға біртіндеп ықпал еткендігін және ағындының табиғи факторлармен арасында сенімді және тығыз корреляциялық байланыстың болуының мүмкін емес екендігін білдіреді. Табиғи режимі бұзылмаған өзендердің уақыттық ағынды жүргісінде тренд болмайды және секірістерде жоқ.

ГИДРОЛОГИЯЛЫҚ ҰҚСАСТЫҚ ӘДІСТЕРІ

Әдістің мәні гидрологиялық режимі шаруашылық іс-әрекеттің әсерінен бұзылған су жинау алаптарының гидрологиялық сипаттамаларын бірдей физикалық-географиялық жағдайда орналасқан, бірақ табиғи режимі бұзылмаған бір немесе бірнеше ұқсас – алаптардың тиісті деректері бойынша қалпына келтіру болып табылады.

Гидрологиялық ұқсастық әдісін пайдалану арқылы шаруашылық іс-әрекеттің ықпалымен ағындының өзгеруін бағалау келесі тәуелділіктердің негізінде жүзеге асырылады:

(1)

(2)

мұнда - зерттелетін өзеннің жылдық (маусымдық, айлық) ағындысы;

- ұқсас өзендердің жылдық (маусымдық, айлық) ағындысы.

Аталған тәуелділіктер бойынша есептеулер 4 лекцияда берілген нұсқауларға сәйкес жүргізіледі.

Гидрологиялық ұқсастық әдісін қолдану кезінде негізгі қиыншылық ұқсас өзендерді таңдау кезінде туындайды. Ұқсас өзендерді таңдау кезінде келесі шарттар орындалуы тиіс:

- ұқсасөзеннің алабы зерттелетін өзеннің алабына жақын орналасуы керек және климаттық жағдайлары ұқсас болуы қажет;

- табиғи режим жағдайында зерттелетін алаппен ұқсас-алаптың ағынды тербелістері синхронды болуы керек, топырақ жамылғысы бір типті, гидрогеологиялық жағдайлары ұқсас, көлділігі, батпақтану дәрежесі, ормандылығы бірдей болуы керек;

- ұқсас-өзендерің су жинау алаптары ауданының зерттелетін өзеннің су жинау алабының ауданынан айырмашылығы 10 еседен артық болмауы қажет;

- алаптардың орташа биіктіктерінің айырмашылығы 300 м-ден аспауы;

- ұқсас өзендердің ағындысы барлық бақылау кезеңі үшін табиғи болуы;

- зерттелетін өзен алаптары мен ұқсас алаптарда режимі бұзылмаған көпжылдық кезеңде қатар жүргізілген бақылау қатары бар болуы керек.

Өзен ағындысына шаруашылық іс-әрекеттің тигізетін ықпалын бағалау үшін ұқсастық әдісін пайдалану кезінде, осы әдістің қоятын шектеулері мен кемшіліктерін ескере отырып ұқсас өзенді таңдау шартына баса назар аудару қажет. Жоғарыда келтірілген талаптар тізімінен-ақ ұқсас өзенді таңдаудың оңай шаруа емес екендігі көрініп тұр. Бұл қиындық таулы жағдайда алаптары бір-біріне жақын орналасқанның өзінде ағындыларының көпжылдық ауытқуында табиғи асинхрондылық байқалатын тау өзендері жағдайында арта түседі.

Жазықтық аудандарда гидрологиялық режимі бұзылмаған ұқсас-өзендерді табу да үлкен қиындықтар туғызады, өйткені еліміздің қарқынды игерілген аудандарында су шаруашылығы шараларының жүргізілуіне байланысты адам килікпеген айтарлықтай ірі алаптарды табу іс жүзінде мүмкін емес, ал антропогендік әсердің ықпалына түспеген орташа өзендер күн санап азайып келеді. Ал су алабы кіші өзендерде, әдетте, ұзақ бақылау қатары жоқ.

Сызықтық тренд әдісі

Егер өзен ағындысы инструменталдық гидрометриялық бақылау жүргізілгенге дейін бұзылған болса, яғни ағындының көпжылдық ауытқуында шаруашылық іс-әрекеттің әсерінен уақыттық тренд байқалса, онда сызықтық тренд әдісін пайдалануға болады. Әдістемелік нұсқауларда сызықтық тренд әдісін су жинау алабында ағындының қалыптасу және пайдаланылу зоналарын айыруға болатын өзендердің жылдық, маусымдық және айлық ағындыларының өзгерісін бағалау үшін қолдану ұсынылған.

Ағындының сызықтық трендінің теңдеуі келесі формуламен сипатталады

, (3)

мұндағы - уақыты сәтіндегі есептік ағынды;

- бақылау қатары бойынша орташаланған ағынды;

- тренд сызығның көлбеу бұрышын анықтайтын бұрыштық коэффициент.

- ағынды қатарының ортаңғы мүшесінің реттік нөмірі, қатардың бірінші мүшесі үшін .

Сызықтық трендтің параметрлері ең аз квадраттар әдісі бойынша бағаланады. Коэффициент келесі формула бойынша анықталады

. (4)

Ал коэффицентінің қателігі келесі формула бойынша есептеледі

, (5)

мұндағы бақылау қатарындағы мүшелер саны.

Қалыптасу зонасынан келетін ағындының көпжылдық тербелісінде бағыттық өзгеріс байқалмаған жағдайда табиғи ағынды тренд әдісін пайдалану арқылы келесі теңдеу бойынша есептеледі

, (6)

мұндағы - қалпына келтірілген табиғи ағынды;

- бастапқы есептік ағынды;

және - әрбір жыл үшін өлшенген (бақыланған) және есептік ағынды.

- гидрометриялық бақылау басталған кезге сәйкес келетін шаруашылық іс-әрекеттің салдарынан болған ағынды шығыны.

Қалыптасу зонасынан келетін табиғи ағынды сипаттамалары бойынша бағалау әдістері

Қарастырылып отырған әдістер, шаруашылық іс-әрекеттің, алаптарында ағынды қалыптасу және ағындыны пайдалану зоналарын ажырату қиынға соқпайтын өзендердің жылдық және маусымдық ағындыларына тигізетін ықпалын бағалау үшін пайдаланылады. Өзендердің бұл категориясына мына өзендер жатады:

- ағынды қалыптасу зонасы алаптың таулы бөлігі болып табылатын және ағындысы шаруашылық іс-әрекеттің әсеріне ұшырамаған, ал ағындының пайдаланылу зонасы алаптың жазықтық бөлігінде орналасқан Орталық Азия, Оңтүстік Қазақстан және Кавказ тауынан бастау алатын өзендер жатады. Бұл өзендердің пайдаланылу зонасында алаптағы жиынтық су ресурсы шаруашылық қажетін өтеуге және булануға қарқынды шығындалады;

- ағындысы басым жағдайда антропогендік факторлар су режиміне айтарлықтай әсерін тигізбейтін ылғалдылығы жеткілікті орман зонасында қалыптасатын, ал шаруашылық қажеттілігін өтеуге қажетті қайтарымсыз ағынды шығыны оңтүстік орманды дала және алаптың дала зоналарында орын алатын жазықтық аудандардың үлкен өзендері жатады.

Адамның шаруашылық іс-әрекетінің салдарынан болатын ағынды өзгерісін бағалау үшін практикада келесі тәуелділіктер қолданылады:

; (7)

; (8)

(9)

мұндағы - қалыптасу зонасынан келетін жиынтық ағындының сипаттамасы;

- қалыптасу зонасында орналасқан индикатор өзендердің жылдық (маусымдық) ағындысы;

- пайдаланылу зонасына түскен жылдық (маусымдық) жауын-шашын және сол зонаның ауа температурасының сипаттамалары;

- өзен алабында шаруашылық қажеттілігін өтеуге жұмсалатын ағынды шығынын сипаттайтын кешенді антропогендік фактор.

шамасы қалыптасу зонасында орналасқан бекеттерде жүргізілген өлшеу жұмыстарының деректері бойынша анықталған басты өзен және оның салаларының жылдық (маусымдық) су өтімдерін қосу арқылы есептеледі.

Ал -шамалары ағындының пайдаланылу зонасында орналасқан бекеттердің деректері бойынша орташа арифметикалық шама ретінде анықталады. Жауын-шашын қатары біртекті болуы тиіс.

шамасы алаптағы су шаруашылығы жағдайды талдаудың негізінде айқындалады. Нақты жағдайларға байланысты іс жүзінде шамасы ретінде суғармалы жерлердің ауданы, құрғатылған жерлердің ауданы, алынған су көлемі және т.б алынуы мүмкін.

Ағындының антропогендік өзгерісін тәуелділіктің көмегімен есептеудің тәртібі мынадай:

1) тұйықтаушы тұстамада және индикатор-алаптарда ағындыға қатар жүргізілген бақылау қатарының мейлінше ұзын болуы шартының орындалуына орай барынша көп индикатор-алаптар таңдау; екі индикатор-өзен алынған жағдайда индикатор-өзендер мен зерттелетін өзенде табиғи кезеңде қатар жүргізілген бақылау қатары 20 жылдан кем болмауы тиіс, ал үш индикатор-өзен алынғанда 30 жылдан кем емес;

2) барлық бақылау жүргізілген кезең үшін индикатор-алаптың гидрологиялық режимінің стационарлылығын және бұзылмағандығын тексеру;

3) тұйықтаушы тұстамада антропогендік факторлардың әсерінен гидрологиялық режимнің қай жылдан бастап бұзылғандығын анықтау;

4) табиғи кезең үшін регрессия теңдеуін өрнектеу;

5) бастапқы ақпараттың көлеміне қарай ағындының антропогендік өзгерісін бағалау жөнінде жасалған шешімнің тұрақтылығын сараптау;

6) ағындының антропогендік өзгерісін бағалау нұсқаларының ішінен ең оңтайлы бағалауды таңдау;

7) басқа әдістер бойынша алынған бағаны оңтайлы бағалау нұсқасымен салыстыру және ақырғы бағалау нұсқасын таңдау.

Жылдық және маусымдық ағындының тәуелділігі түріндегі тәуелділіктер бойынша есепетеу ЭЕМ-да әртүрлі кезеңдер үшін және түрлі комбинациялар мен айнымалылардың орнын ауыстыра отырып көп рет жүргізіледі. Әрбір алынған көптік регессия теңдеуінің нұсқасы бойынша бұзылған кезең үшін ағынды сипаттамалары қалпына келтіріледі және бақыланған және қалпына келтірілген ағынды шамаларының айырымы бойынша шаруашылық іс-әрекеттің барлық факторлар кешенінің әсерінен болған ағынды өзгерісі есептеледі.

Тәуелділік барлық бақылау кезеңі бойынша ағындыны қалпына келтіру және ағындының антропогендік өзгерісін бағалау үшін пайдаланылады. Есептеулер келесі кезектілікпен орындалады:

Бақылау кезеңі үшін қарастырылып отырған тұстамада бақыланған ағындының негізгі табиғи және антропогендік факторларға регрессиялық тәуелділігі анықталады

, (10)

мұндағы - регрессия коэффициенттері, - бос мүше.

Инструменталдық бақылау жүргізу басталған сәттегі алаптың шаруашылық мақсатта игерілу деңгейіне сәйкес келетін ағынды келесі теңдеу бойынша қалпына келтіріледі:

, (11)

мұндағы қарастырылып отрған кезеңнің алдындағы кешенді антропогендік факторлардың мәні (суғармалы жерлердің ауданы, құрғатылған жерлердің ауданы, алынған су көлемі және т.б).

Өлшенген және қалпына келтірілген ағындылардың айырымы бойынша ағындының шаруашылық іс-әрекет кешенінің әсерінен болған өзгерісі анықталады.

АҒЫНДЫНЫҢ АНТРОПОГЕНДІК ӨЗГЕРІСІН МЕТЕОРОЛОГИЯЛЫҚ ФАКТОРЛАР БОЙЫНША БАҒАЛАУ ӘДІСТЕРІ МЕН ТӘСІЛДЕРІ

Бұл әдістерді қолдану кезінде гидрологиялық режимді қалыптыстыратын метеорологиялық факторлар (жауын-шашын, ауа температурасы, ылғалдылық және т.б.) шаруашылық іс-әрекеттің әсерінен өзгеріске ұшырамайды деп есептеледі. Өзен алаптары үшін, әсіресе кіші және орташа өзен алаптары үшін бұл ұйғарым дұрыс болады, ал ылғал айналым коэффициенті өте ірі өзен алаптары үшін метеорологиялық факторлардың антропогендік килігудің әсерінен болатын өзгерісін есепке алмауға болмайды.

МГИ-дің зертеулері көрсеткендей бұрынғы Кеңес үкіметінің еуропалық бөлігінің орманды дала және дала зоналары және Солтүстік Қазақстанның аудандары үшін (топырақтың ылғалдылығы және тоңдану тереңдігі жөніндегі деректер жоқ болған жағдайда), көктемгі ағынды көлемін қалпына келтіру үшін төменде келтірілген тәуелділіктерді қолданған өте тиімді:

(1)

мұндағы - көктемгі кезеңдегі ең мол қардағы су қоры;

- алаптың күзгі кезеңде ылғалдану сипаттамасы (өткен жылдың қазан-қараша айларында алапқа түскен жауын-шашын);