Дипломдық жұмыс: Шарын өзенінің су ресурстарын бағалау

Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі

Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті

Шарын өзенінің су ресурстарын бағалау

ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС

050610 — «Гидрометеорология» мамандығы

Алматы 2013

РЕФЕРАТ

Дипломдық жұмыстың тақырыбы Шарын өзеннің су ресурстарын бағалау.

Дипломдық жұмыс 71 беттен, 13 кестеден, 4 суреттен 34 формуладан тұрады.

Негізгі қолданылатын сөздер: су өтімі, су деңгейі, ағынды, ағынды модулі, ағынды қабаты, ағынды көлемі, экстраполяциялау, су жинау алабы, тұстама, су айрық сызығы, , өзен арнасы, бекет, қамтамасыздық қисығы, өзен аңғары, вариация коэффициенті, ассимметрия коэффициенті, корреляция, регрессия, репрезентативтік кезең, орташа квадраттық ауытқу, ұқсас-өзен, ағынды үлестірімі.

Зерттеу объектісі – Шарын өзені – Сарытоғай бекеті

МАЗМҰНЫ

	КІРІСПЕ ………………………………………………………………………………..	6

1.	ІЛЕ ӨЗЕНІ АЛАБЫНЫҢ ФизикаЛЫҚ — географиялық ЖАҒДАЙЫ	7
1.1	Табиғи сипаттамасы	7
1.2	Жер бедері	9
1.3	Климаты	11
1.3.1	Ауа температурасы	11
1.3.2	Ауа ылғалдылығы	12
1.3.3	Атмосфералық жауын – шашын	12
1.3.4	Қар жамылғысы	13
1.3.5	Жел режимі	13
1.4	Топырақ жамылғысы	14
1.5	Өсімдік жамылғысы	15

2.	ӨЗЕН АЛАБЫНЫҢ ГИДРОГРАФИЯСЫ ЖӘНЕ ГИДРОЛОГИЯЛЫҚ ЗЕРТТЕЛГЕНДІГІ	16
2.1	Гидрографиясы	16
2.2	Өзен ағындысының зерттелгендігі	20
2.3	Тірек бекет сипаттамасы	24
2.4	Іле – Балқаш су шаруашылық алабы	24

3.	ШАРЫН ӨЗЕНІ АЛАБЫНЫҢ НЕГІЗГІ ГИДРОЛОГИЯЛЫҚ СИПАТТАМАСЫ	27
3.1	Жалпы түсінік	27
3.2	Есептік кезеңді анықтау	30
3.3	Гидрометриялық бақылау деректері жеткілікті болған жағдайда қалыпты жылдық ағындыны анықтау	36
3.4	Гидрометриялық бақылау деректері жеткіліксіз болғанда қалыпты жылдық ағындыны анықтау	37
3.5	Гидрометриялық бақылау деректері жоқ болған жағдайда қалыпты жылдық ағындыны анықтау	38

4.	ӨЗЕНДЕР АҒЫНДЫСЫНА АНТРОПОГЕНДІК ФАКТОРЛАР ТИГІЗЕТІН ЫҚПАЛЫ ЖӘНЕ ЖӘНЕ ОЛАРДЫ БАҒАЛАУДЫҢ ӘДІСТЕМЕЛІК НЕГІЗДЕРІ	39
4.1	Антропогендік факторлар жіктемесі	39
4.2	Өзен ағындысының антропогендік өзгерісін статистикалық әдістермен бағалау	41
4.3	Шаруашылық іс-әрекеттің ағындыға ықпалын қолда бар бақылау қатары жеткілікті болған жағдайда бағалау	43

4.4	Өзен ағындысына адамның шаруашылық іс-әрекетінің тигізетін әсерін бағалау	46

5.	ШАРЫН ӨЗЕНІНІҢ ҚАЛЫПТЫ ЖЫЛДЫҚ АҒЫНДЫСЫНЫҢ ҮЛЕСТІРІМ ҚИСЫҒЫНЫҢ СТАТИСТИКАЛЫҚ ПАРАМЕТІРЛЕРІН ЕСЕПТЕУ	52
5.1	Ықтималдық үлестірім қисығының параметрлері	52
5.2	Қамтамасыздық қисығының параметрлерін есептеу	58

	ҚОРЫТЫНДЫ	69

	ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТ	71

КІРІСПЕ

Дипломдық жұмысының мақсаты – берілген өзен бекеті бойынша жылдық ағынды сипаттамаларын анықтау. Ол үшін алаптың физикалық-географиялық ерекшеліктері есепке алынып, бастапқы мәліметтер бағаланады. Есептік кезеңді таңдау үшін, айырымдық интеграл қисығын тұрғызу және қатар біртектілігін тексеру үшін, жиынтык интеграл қисығын, сондай-ақ, қалыпты ағындының қамтамасыздық қисығы тұрғызылады.

Балқаш Оңтүстік-Шығыс және Орталық Қазақстан шөлейттерінің орталығындағы тектоникалық қозғалыстан пайда болған қазаншұңқырда орналасқан. Ол соңғы төрттік мұздану кезеңіндегі ертедегі Балқаш-Алакөл су қоймасының бір бөлігін қамтиды. Соңғы геологиялық периодта оның батыс және солтүстік-батыс жағалауының біртіндеп төмен түсуі, ал солтүстік-шығыс жағалауының көтерілуі байқалады. Соған байланысты көлдің батыс және солтүстік-батыс жағалауы ингрессиондық, ал солтүстік-шығыс бөлігінің жағалауы регрессиондық сипатта болып келеді.

Балқаш көлі алабының орографиясы күрделілігімен ерекшеленеді. Оның территориясын биік тау жүйелері, аласа таулар және Балқаш маңы құмдары алып жатыр. Біз қарастырып отырған Балқаш көлінің маңы жазықтығын негізгі үш ауданға бөлуге болады:

1) Солтүстік Балқаш маңы,

2) Оңтүстік Балқаш маңы,

3) Оңтүстік-Батыс Балқаш.

Солтүстік Балқаш маңы Қазақ ұсақ шоқысының оңтүстік шетін қамтиды. Оның орташа биіктігі 400-450 м. Рельефі негізінен жазықтық болып келеді, жекелеген тік шыңды төбелер, жоталар кездеседі, қысқа аңғарлы жазда құрғап қалатын арналармен тілімделген.

Оңтүстік Балқаш еңістігі төмен (0,03) аккумулятивтік шөгінді түріндегі жазықтық болып келеді. Бұл жер құм массивтерінің кең таралуымен ерекшеленеді.

Балқаштың оңтүстік-батыс бөлігін кең ауқымды Іле өзенінің атырауы (ауданы шамамен 8000 км²) алып жатыр. Атыраудың сол жағын ертедегі Іле өзенінің атырауынан қалған құрғақ арналармен тілімделген Бақанас атты сазды-құмдауыт тақыр алып жатыр.

1 ІЛЕ ӨЗЕНІ АЛАБЫНЫҢ ФИЗИКАЛЫҚ – ГЕОГРАФИЯЛЫҚ жағдайы

1.1 Табиғи сипаттамасы

Балқаш өңірі Іле өзенінің алқабы мен оның Балқаш көліне құяр жеріне дейінгі аймақты алып жатыр. Бұл аймақ «Іле аңғары» деп те аталады. Іле аңғары топырақтың ұзақ эрозияға ұшырағанынан пайда болған, ежелгі қазаншұңқыры кайнозой эрасында қалыптасқан. Іле-Балқаш өңірінің солтүстігінде Балқаш көлі, батысында Шу-Іле таулары, оңтүстігінде Іле-Алатауы, оңтүстік — шығысында Жоңғар Алатауы, шығысында Балқаш маңы жазықтары қоршап жатыр. Жер бедерінің биіктігі теңіз деңгейінен 350 метрден 600-700 метр биіктікте жатыр.

Іле өзенінің батыс жағалауында Тауқұм, шығыс жағалауында Сарыесік-Атырау құмды шөлі жатыр. Сазды, құмды төбелер мен қырқалардан құралған. Бұл жерлерде тақырлар да кездеседі. Ауданның оңтүстігіндегі теңіз деңгейінен 500-700 метр биіктікте Малайсары, Тасмұрын асулары жатыр. Жер бедерінің көп бөлігі жазық, оңтүстіктен солтүстікке қарай аласарады. Бұл жер бедерінің қалыптасуына сыртқы күштерінің ішінде, ағын су мен жел көп әсер етеді. Көбінесе, құмды төбелер — жыңғыл, ши, қамыс, сексеуіл сияқты бұталы өсімдіктердің астына жиналады. Бұл құмды төбелердің көлемі өсімдіктердің бойына қарай анықталады. Ал егер өсімдік тіршілігін жойса, құм жайылып кетеді. Тауқұм шөлді аймағының жер бедері эолдық, яғни жел атқаратын формадағы түріне жатады. Сондай-ақ, Сарыесік-Атырау шөлінде де жер бедері жазық [1].

Балқаштың солтүстігінде орналасқан Қарқаралы-Ақтау массиві және Шыңғыстау жотасы оның солтүстігіндегі суайырығы болып табылады. Оңтүстікте су Теріскей және Күнгей Алатауларының арасынан және Іле Алатауы арасынан, ал батыста Шу-Іле тауларының арасынан өтеді. Аумағы құбылмалы: 17-22 мың км², батыстан шығысқа қарай 900 км-ге, ал солтсүтіктен оңтүстікке қарай 680 км-ге созылып жатыр. Суының көлемі 112 км³. Алабы 501 мың км² шамасында. Ең терең жері 26 м. Балқаштың батыс бөлігінде Іле, шығыс бөлігінде Қаратал, Ақсу, Шарын және Аягөз өзендері құяды. Көлдің солтүстік жағалауы тау сілемдерімен ұштасып жатқандықтан, биік жар қаба болып келеді және көптеген жыра-жылғалармен тілімделген, ал оңтүстік жағалауы – суы біртіндеп тартылған кезде, қалған шөгінділерден пайда болған құмды ойпат. Көлде кездесетін ірі аралдар: Басарал және Тасарал.

Іле өзені Қазақстанның басты өзендерінің бірі болып табылады. Іле өзенінің алабы Алматы және Талдықорған облыстарының аумағында және Қытай жерінде орналасқан. Іле өзені Текес пен Күнгес өзендерінен құралады. Өзен өте үлкен аумақты, 74-84⁰ шығыс бойлық пен 43-46⁰ солтүстік ендік аралығында жатыр. Өзен алабының жалпы көлемі 125 мың га құрайды. Текес бастауынан ұзындығы 1439 км, Текес пен Күнгес бастауларының қосылған жерінен 1001 км құрайды. Ал Қазақстанда өзеннің ұзындығы 815 км құрайды. Шығысында Тянь-Шань тауынан басталып, Балқаш көліне құяды. Су жинау алқабы 140 мың км². Өзеннің жоғарғы бөлігі таулы сипатта. Оң жақ ірі саласы Қаш сағасынан төмен қарай аңғары кеңейеді де, бірнеше тармаққа бөлінеді. Қапшағай қаласына дейін Іленің жағасы аласа, кең аңғармен ағады, жайылмаларының кей жерлері батпақтанады. Іленің Қапшағай шатқалымен ұласқан жерінде, Қапшағай су электр станциясы салынған. Күрті өзеніне құйғаннан кейін аңғары бірден кеңіп, Сарыесік Атырау және Тауқұм аралығымен ағады. Сағасынан 340 км жерде Іледен Бақанас құрғақ арнасы бөлініп шығады. Іле атырауында көп тармақтанады. Солардың ішіндегі ірі тармақтарға Жиделі, Іле, Топар, Көкөзек жатады. Өзен таулы жерде орналасқандықтан, мұздықтармен және қармен қоректенедеді. Текес өзені басын Теріскей Алатауынан алады. Ол 150-ші км-де Қытай аумағына кіреді де, Күнгей өзеніне құйылады. Екі өзеннің қосылған жері Іле деп аталады.

Қарастырылып отырған ауданды, жер бедерінің сипатына қарай мынандай физикалық – географиялық облыстарға бөлуге болады: ұсақ шоқылар және Қазақстанның аласа таулары, Балқаш ойпатының жазықтары, Жоңғар таулы аймағының жүйесі, Шу-Іле таулары және Тянь-Шаньнің солтсүтік бөлігі.

Балқаш маңының көп бөлігін Қазақстанның ұсақ шоқылары алып жатыр. Шыңғыстау жотасы Қазақстанның қатпарлы – таулы көтерілімдерін құрап, солтүстіктен оңтүстік-шығысқа қарай 200 км-ден астам жерге созылып жатыр. Оның биіктігі 500-600 м-ге жетеді [1].

Тарбағатай жотасы қарастырылып отырған ауданның, оңтүстік – батыс және солтүстік – батыс беткейлерін алып жатыр.

Балқаш ойпатының жазықтары ауданның негізгі орталық аумағын құрайды. Ол Солтүстік Балқаш маңы үстірті мен Алакөл ойпаты жазықтарына бөлінеді. Солтүстік Балқаш маңы жазықтары Балқаш көлі қазаншұңқырын қоршап жатыр. Оның орташа биіктігі 400-450 м жетеді.

Іле өзені алабының аумағы айтарлықтай, табиғи жағдайларымен ерекшеленеді. Осы аумақты үш гидрологиялық ауданға бөлуге болады:

Балқаш маңы құмдауыт-жазықтық аудан;
Іле маңы таулық аудан;
Шығыс тауішілік аудан.

Іле өзенінің төменгі ағысына жанасып жатқан Балқаш маңы құмдауыт-жазықтық ауданды Оңтүстік Балқаш маңы деп атаймыз. Жер бетінің құрылымына қарай, бұл аудан құмдақты болып келеді де, Балқаш көліне сәл еңкейген. Балқаш маңы құмдауыт-жазықтық ауданы теңіз деңгейінен айтарлықтай биікте орналаспауымен сипатталады, биіктігі теңіз деңгейінен 350-400 м.

Қарастырылып отырған ауданның, физикалық – географиялық жағдайына қарай Іле өзенінің төменгі тұсында ағындының пайда болуы жүрмейді, керісінше бұл аудан Іле өзені ағындысын бөлуші ауданы болып табылады.

Іле маңы таулық аудан Іле Алатауының солтүстік баурайларын алып жатыр. Іле Алатауының орталық бөлігінде биік және мықты мұздықтар бар. Мұнда Іле Алатауының ең биік шыңы Талғар шыңы орналасқан, оның биіктігі 5017 м.

Іле Алатауы тауының биіктігі батыс пен шығысқа қарай төмендейді. Шығыс бөлігінде Сарытау мен Далашық жоталарында биіктік 3600-3800 м дейін, ал Шелек өзені аңғарындағы Торайғыр және Сөгеті-Бөгеті тауларының биіктігі одан да төмен.

Шығыс тауішілік аудан, Балқаш көлі алабының Іле өзенін басып өтетін шығыс бөлігін алады. Алаптың аталған бөлігін айнала таулар қоршап жатыр. Жоңғар Алатауы ауданның солтүстік шекарасы болса, шығыс шекарасы Іле Алатауы және оңтүстігінде Теріскей Алатауымен шектеледі [1].

Алаптың үлкен көлемі, климаты мен жер бедерінің бірқалыпсыздығы, табиғи шарттардың әртүрлілігі, Балқаш маңы шөлді алабынан солтүстік Тянь-Шаньның таулы тізбегіне дейін айқындалады. Орфографиясы жағынан алап үш бөлікке бөлінеді. Негізінен солтүстік және солтүстік маңын алып жататын, солтүстік және солтүстік-батыс бөлігі, Қазақ ұсақшоқысының маңында орналасқан. Алаптың бұл бөлігінің жер бедеріне жоталары сайлармен тілімденген шоқылары бар жазықтықтар тән. Жергілікті жердегі шекаралар биіктігі 30 м-ден 40 м-ге дейін жетеді, кейде 100 м-ден 200 м-ге дейін болады. Орталық бөлігі — Балқаш ойпаты — Қазақ ұсақшоқысының оңтүстік шетінен оңтүстік пен оңтүстік-шығыс таулы тізбегіне дейін созылып жатқан, құмды, шөлейтті жазықтық Балқаш ойпатының солтүстік бөлігіндегі белгілер 400 м-ден 500 м-ге дейін жетеді. Үстірт — шоқылар, төбелер, құрғақ аңғарлар және құрғап кеткен өзендермен кесілген. Ойпаттың оңтүстік жағында негізінен — Тауқұм, Мойынқұм, Сары-Ішіқотрау құмды шөлдері орналасқан. Алаптың оңтүстік-шығыс пен оңтүстік бөлігі Қазақ-Жоңғар таулы аумағы мен Тянь-Шань таулы жүйесінің солтүстік тізбегімен шектелген. Қазақ-Жоңғар таулы аумағының құрамына Тарбағатай тауы, Жайыр, Ұрқашыр көтерілімдері, Барлық пен Майлы таулары, биіктігі 2000 м-ден 4000 м-ге жететін Жоңғар Алатауының тауларына кіреді. Жоңғар Алатауының жалғасы болып Іле ойпатының жағымен шектелген, Борохоро тауы табылады. Бұл жердің абсолютті биіктігі 500 м-ден 600 м-ге дейін өзгереді [1].

1.2 Жер бедері

Балқаш көлі алабы аумағының геологиялық құрылысы жағынан өте күрделілігімен және әртүрлілігімен ерекшеленеді.

Кембрийге дейінгі шөгінділер: кристалды тақтатастар, гнейстер, амфиболиттер Шу-Іле тауларында, Іле Алатауы мен Теріскей Алатауларында кездеседі. Кембрийлік шөгінділер: сұр құмтастар, спилиттер, мраморлар, әктастар Шу-Іле тауларының айтарлықтай көп аумағында, Іле Алатауында және Теріскей Алатаудың солтүстік жоталарында кездеседі.

Карбонатты шөгінділер Іле Алатауының батыс бөлігінің біраз жерлерінде таралған. Жоңғар Алатауының солтүстігі мен солтүстік-шығыс Балқаш маңында карбонатты шөгінділер спилиттер, диабаздар, әктастар, құмдақтар түрінде кездеседі.

Ордовик шөгінділері: құмдақтар, конгломераттар, тақтатастар, әктастар мен эффузивтер. Олар Солтүстік Балқаш маңы мен Тарбағатай, Шыңғыстау, Шу-Іле тауларында кеңінен тараған. Сонымен қатар Іле Алатауы мен Жоңғар Алатауы, Кетпен, Күнгей Алатауы тауларында да белгілі.

Силур шөгінділері (құмдақтар, әктастар, тақтатастар, эффузивтер және олардың туфтары) тек қана Шу-Іле тауларында, Оңтүстік Жоңғарда, Кетпенде, Тарбағатайда, Шыңғыстауда тараған. Карбонатты жыныстар немесе осы жыныспен жасты шөгінділер қарастырылып отырған ауданда, өте аз тараған деуге болады. Солтүстік Балқаш маңында силурлық шөгінділер жасыл түсті терригендік құрылымдар (құмдақтар, алевролиттер, яшмалар) түрінде кездеседі. Жоғарыда аталған, жыныстардың барлығы Іле Алатауында, Күнгей Алатауында және Теріскей Алатауында ендік бойымен, ал Тарбағатай, Шыңғыстау мен Шу-Іле тауларында солтүстіктен шығысқа, ал Солтүстік Балқаш маңында меридиан бойымен тығыздалған қатпарлар түрінде кездеседі.

Каледондық қатпарлық кезеңіндегі төменгі таскөмірлі шөгінділер ауданның көп аумағын алып жатыр. Бұл шөгінділер оңтүстікте ірі Іле синклинарын құрайды және Солтүстік Балқаш жағалауында да кең тараған. Сонымен қатар Тарбағатай, Кетмен тауларында, Теріскей-Алатау мен Күнгей Алатауларының тау етектерінде көптеп кездеседі. Шағын карбонды мульдар Шу-Іле тауларында тараған, сонымен қатар, қышқыл және орташа құрамды эффузивтер мен олардың басқа өнімдері түріндегі карбондық шөгінділер Солтүстік Балқаш жағалауларында кездеседі.

Солтүстік-батыс Балқаш маңы мен Шу-Іле тауларында, Теріскей және Күнгей Алатауларында қызылтүсті құмтастармен, эффузивтермен, конгломераттармен қатар әктастар кең тараған. Олар өте кең алқапты, яғни Шалқұдықсу, Текес Қарқара өзендерінің алаптарын, Балқаштың солтүстік батыс жағалауларын алып жатыр [1].

Герцендік қатпарлық кезеңіндегі тас көмірлі шөгінділер қарастырылып отырған ауданда дерлік тараған деуге болады. Олар құрамы мен түрі жағынан девондық шөгінділерге ұқсас болып келеді. Оларға алевролиттер, құмтастар, туффигтер, яшмалар, эффузивтер және олардың туфтары жатады. Тас көмірлі шөгінділердің арасында беріктілігімен ерекшеленетін, карбонатты шөгінділер кездеседі. Олар Орталық Жоңғар таулары мен Солтүстік Балқаш жағалауларында таралған.

Орта және жоғарғы карбон мен пермь деп аталатын, жоғарғы палеозой шөгінділері Солтүстік Балқаш жағалауын талап, екі кезеңді-каледондық және гердандық нығаю кезеңдерін құрайды. Бұның соңғысы оңтүстік Жоңғар мен Кетпен тауларында кеңінен дамыған. Бұл шөгінділер эффузивтер және олардың туфтары түрінде кездеседі.

1.3 Климаты

Балқаш көлі маңының климаты континентальды. Олар жазық, аласа таулы және таулы аумақтары бір-бірінен ерекшеленеді. Жазықтық және аласа таулы аудандарда көбінесе ауа температурасының үлкен ауытқулары, қысы суық, жазы құрғақ, ыстық және созылмалы болып келеді. Таулы аудандардағы климат бірқалыпсыз, көбінесе ол жергілікті жердің биіктігі мен жер бедерінің түріне байланысты [1].

1.3.1 Ауа температурасы

Орташа жылдық ауа температурасы көлдің батыс жағалауында 7,0 ºС-тан көлдің шығысында 5,3 ºС-қа дейін өзгереді. Қаңтар айының орташа температурасы минус 13-16 ^оС, ал шілде айында орташа алғанда плюс 24-25 ºС шамасында болып келеді.

Абсолюттік минимал температура көлдің орталық бөлігінде (минус 40 ^оС) және солтүстік жағалауында (минус 46 ºС) байқалады. Ауа температурасының абсолюттік максимал шамасы көлдің шығысынан батысына қарай 41-45 ºС-қа дейін өзгереді.

Қазан және қараша айларында ауа температурасының күрт төмендеуі тән (8-9 ºС-қа), мұндай жағдай солтүстіктік салқын ауаның енуімен және сібір антициклоны тармағының дамуымен байланысты. Қыс мезгілінде антициклондық ауа райында, орташа ауа температурасы минус 30 ^оС-қа (орташа есеппен бір айда бір күн), ал қысы қатал жылдары, минус 40 ^оС-қа дейін төмендейді.

Тұрғылықты суық орташа алғанда, қарашаның ортасында-желтоқсанның басында орнайды және наурыздың ортасына дейін сақталады. Суық мезгілдің орташа тұру ұзақтығы (орташа тәуліктік температурасы 0 ºС-тан төмен күндер) 85-112 күнді құрайды[1].

Қыс айларында оңтүстіктен жылы ауа массасының енуіне байланысты, (С типті циркуляция) күндізгі температура 10-15 ºС-қа көтеріліп, жылымықтар орнауы мүмкін (кесте 1).

Кесте 1

Орташа, максимал және минимал айлық және жылдық ауа температурасы (град.)

I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	Жыл
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
Балқаш ст.
-15,2	-13,5	-5,3	7,1	16,0	21,8	24,2	22,2	15,3	6,2	-3,6	-11,9	5,3
-10,1	-7,3	2,2	11,3	19,2	25,1	27,0	24,6	18,4	1,1	0,6	-6,0	6,8
-19,1	21,4	11,8	4,0	11,8	18,2	21,0	18,3	12,0	3,1	-10,5	-19,6	3,8
Алғазы аралы
-15,2	-13,5	-4,5	6,9	15,8	22,1	24,3	22,8	16,2	7,6	-1,8	-10,8	5,8

Кесте 1 жалғасы

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
-9,2	-7,8	1,2	10,1	18,2	25,1	26,8	24,8	19,2	12,1	2,3	-7,4	7,7
-19,6	-20,5	-11,2	2,8	11,4	18,7	21,9	19,6	14,4	4,7	-9,1	-17,3	4,4
Құйған ст.
-13,7	-11,4	-2,0	9,1	17,2	22,5	24,4	22,1	15,4	7,2	-2,0	-9,6	6,6
-7,2	-4,6	-3,8	13,0	19,9	25,6	27,0	24,1	18,8	12,1	1,6	-2,2	8,9
-19,0	-26,3	-8,6	5,1	13,5	19,3	21,6	19,0	12,6	5,1	-9,6	-20,9	5,1

Наурызда жылы ауа массасының енуімен және радиациялық жылыну нәтижесінде ауа температурасының жылдам көтерілуі байқалады. Соңғы көктемгі суыну әдетте, сәуірдің екінші жартысында, жекелеген жылдары плюс 20 ºС ауытқумен орнауы мүмкін.

Жаз айларында (маусым-тамыз) орташа айлық ауа температурасы 22-25 ºС шамасында тербеледі, ал орташа тәуліктік температура 25-35 ºС-қа жетеді.

1.3.2 Ауа ылғалдылығы

Ауа температурасының орташа абсолюттік ылғалдылық 7 мб-ды құрайды. Солтүстік жағада аздау 6,3 мб-дан 6,9 мб-ға дейін, оңтүстік жағада көбірек 7,2 мб-дан 7,3 мб-ға дейін жетеді. Жазда үлкен ауа темепература мен жауын-шашын аз мөлшерінің әсері тым құрғақшылыққа әкеледі. Жылдың суық мезгілінде абсолютті ылғалдылық (караша-наурыз) 80 % шамасында, өтпелі кезеңде (сәуір-қазан) 57 %-дан 67 %-ға дейін, ал жазда (маусым-тамыз) 40 %-дан 52 %-ға дейін жетеді. Оның орташа жылдық мәні 60-80 %. Жыл бойындағы ауа ылғалдылығының тапшылығы 6,4 мб-дан 8,3 мб-ға дейін, ал қыста 0,8 мб-дан 1,3 мб-ға дейін өзгереді. Көктемде ауа температурасының өсуімен қатар ылғалдылық тапшылығы өсіп, жазда 20 мб-дан 25 мб-ға жетеді [1].

Ауаның ылғал тапшылығы жыл бойы 6,4-8,3 мб шегінде өзгереді. Көлдің оңтүстік жағалауы бұдан төмендеу шамамен сипатталады.

1.3.3 Атмосфералық жауын – шашын

Атмосферадағы жылдық жауын-шашынның таралуы батыстан шығысқа қарай өседі. 1930-1969 жж аралығында орташа жауын-шашын көл айдынынан 200 мм, Батыс Балқашта 186 мм, Шығыс Балқашта 220 мм, ал 1970-1989 жж аралығында 178 мм; 198 мм; және 186 мм болған. 1930-1969 жж жауын-шашын мөлшерінің орташа көлемі 3,6 км³/жыл, ал 1970-1989 жж аралығында 3,5 км³/жыл құрады. Жаздың биік температурасы, ауа құрғақшылығы және қатты жел сияқты факторлар, көл бетінен булануға жақсы әсерін тигізеді. Буланудың орташа қабаты мен көлемі 1930-1989 жж 990 мм және 10 км³/жыл Батыс Балқаш және 1000 мм және 7,5 км³/жыл Шығыс Балқаш үшін болды.

Балқаш маңында өлшенген жылдық жиынтық жауын-шашын мөлшері 100-160 мм-ді құрайды. Суық мезгілге қарағанда жылы мезгілде жауын-шашын көбірек түседі. Ауа температурасы жоғары болып келген кезеңде, әдетте, жауын-шашын жаумайды. Ең жоғары жиынтық жылдық жауын-шашын мөлшері 255 мм, ал ең азы – 39 мм-ді құрайды [1].

1.3.4 Қар жамылғысы

Қар жамылғысы тығыздығы ендік пен жергілікт жердің жер бедерімен тығыз байланысты. Жазық аудандарда тұрақты қар жамылғысы қазанның соңы мен карашаның ортасында орнығады. Бірақ, жеке жылдары ол тіптен байқалмауы мүмкін. Бұл уақытта ол Іле Алатауының солтүстік экспозициясында тұрақталады. Қар жамылғысының бұзылуы, жазық аудандарда ақпанда, кейде наурызда аяқталады. Тауда қар көшкіні наурыз-сәуірде бітеді, биіктаулы белдеуде маусым-шілдеге дейін созылады. Қар жамылғысының су қоры аумақ бойынша бірқалыпсыз таралады. Қар қалың жауған жылдары, су қоры 30 мм, ал қар аз жылдары 10 мм-ге дейін, максимальды қоры 70 мм-ден 100 мм-ге дейін жетеді. Балқаш көліндегі мұз құрсауы төрт айдан бес айға дейін созылады. Көлдегі орташа қалыңдық 0,6 м-ден 0,8 м-ге дейін жетеді [1].

1.3.5 Жел режимі

Балқаш маңы аумағына жыл бойына солтүстік-шығыс және шығыс бағыттағы желдер тән. Бір жыл ішінде орташа есеппен алғанда, жалпы жағдайда солтүстік-шығыста желдің қайталанғыштығы 25 %-дан 45 % аралығында ауытқиды. Ол аумақтың қыста жоғарғы қысым өсінен оңтүстікке қарай орналасқан және батыстан Алтайға қарай Орталық Қазақстаннан өтетін өсьтің азор максимумының барикалық шыңында қалыптасуына байланысты. Балқаш маңының шығысындағы Алғазы аралы станциясының берілген мәліметтері бойынша, әсіресе, қыста шығыс желдері басым болып келеді (жыл бойына орташасы 30 % және қыста 30 %-дан 43 % аралығында болады). Балқаш көлінің жағаға жақын сызығында жазда антициклонға байланысты, дұрыс тәулікік жүрісі бар бриздер байқалады. Олар күндіз көлден құрлыққа, ал түнде құрлықтан көлге қарай соғады. Циклондық ауа райы жағдайында бриздер жайылып кетеді. Көлдің солтүстік жағалауындағы жел оңтүстікке қарағанда едәуір басым. Орташа айлық жел жылдамдығы жеке жылдары 7-9 м/сек-ке дейін, ал максимумы 30 м/сек-тан аса болып келеді. Навигаттық кезеңде (сәуір-қараша) жел жылдамдығы, орташа айлық көрсеткішінің солтүстік-шығыс бағыты басым болып келеді. Ол 5 м/сек-ке жетіп, 60 %-дан 80 %-ды құрайды. Бұл кезеңде жел жылдамдығы 25 м/сек-тен 30 м/сек-ты құрайды. Қатты желдер көбінесе, наурызда (15 %), сиреті қаңтар айында (4 %) байқалады.

Балқаштағы желдің ұлғаюы негізінен синоптикалық жағдайының төрт түрі байқалады:

1) Солтүстік және Оңтүстік Қазақстан үстіндегі жерден жоғары антициклонды немесе барикалық жалы орнығады;

2) жел негізгі және қосымша шептерден өткенде цикл-шептік бөлігінде ұлғаяды;

3) жел азиаттық антициклонның оңтүстік және оңтүстік-батыс жалындағы шет жағына қарай өседі;

4) жел Баренц және Карск теңіздерінен өтетін малтайтын циклонның өтуінде өседі және Балқаштың меридиан биіктігінің шепті аумағы астында ауысады.

Көп қайталанғыштыққа I-ші және IV-ші типті желдер ие (40 %). Айта кететін жайт, көлдің әртүрлі аудандарында бір уақыт ішінде жылдамдығы мен бағыты әртүрлі болып келетін желдер байқалады [1].

1.4 Топырақ жамылғысы

Балқаш ауданының топырағы құмды, сазды сұр топырақ типіне жатады. Қазіргі кезде сортаңдана бастап, топырақтың бетін тұз басып жатыр. Өте сирек өсімдік жамылғысы ермен, бұталар және эфедрамен келтірілген. Өзендердің көне аңғарларында ұсақ бұталар және сексеуіл өсетін тақыр топырақ таралған. Балқаш көлінің жағалауындағы шалғындарда қамыс, сортаңды ермен, сор жердің шөбі өседі. Таулы аудандардың көтерілуіне байланысты, әр экспозицияға әртүрлі өсімдіктер тән. Жоңғар және Іле Алатауының шөлді-далалы белдеуіне бозерменді өсімдік жамылғысы бар, сұр топырақ және каштанды топырақ тән. Бұл зонаның таралу шекарасы 600 м-ден 800 м-ге дейін жетеді. Жоғарғы шекарасында – шыршалар кездеседі. Субальпілік ландшафттарға (2300 м-ден 2800 м-ге дейін) арша, бетеге, ырғай мен орта бойлы шөпті шалғындармен ауысып келеді [1].

Қарастырылып отырған аудан аумағы, ендік бойымен созылып жатыр және оның жер бедері өте күрделі болып келеді. Бұл жағдай осы аудандағы топырақ қабатының түрлі-түсті болуына және мұндағы өсімдік жамылғысының көп түрлі болуына негіз болады.

Егістік жерді суғару режимінің сақталмауы және жер асты суының минералдылығы шамадан тыс артуынан болып отыр. Суармалы егістіктерде су эрозиясының әсерінен топырақ құнарсызданған. Егер топырақ бетінде өсімдік қалың өссе, топырақ қабаты аз шайылады. Сонымен қатар, агротехникалық іс-шаралар жүргізу керек. Үшінші бір тәсілі-ауыспалы егіс айналымын сақтап, тыңайтқыштарды уақытында себу. Минералды тыңайтқыштардан: азотты, фосфорлы, калийлі тыңайтқыштар және ауылдық жерлерде органикалық тыңайтқыштар бар.

Аумақтың шөл-дала зонасын алып жатқан, Солтүстік Балқаш маңында солтүстік шөлдің құба және сұр-құба топырағы тараған, кейбір жерлерде бұл топырақ сор және сортаң топырақтармен араласады. Құба топырақтарда жусан, бетеге өседі, ал сұр–құба топырақтарда жусан және боялыш өседі.

Балқаш көлінің солтүстік жағалауында тараған құмдақ массивтерде өсімдік жамылғысы өте тілімделген, мұнда шөлдің жусан, еркек және теріскен өсімдіктері тараған. Қарқынды мал жайылымдары мұндағы өсімдік жамылғысының жойылып кетуіне және кұм қабатының дамуына алып келіп отыр.

Оңтүстік Балқаш маңының шөл зонасында бекітілген және жартылай бекітілген үймелі және тізбекті құмдар кеңінен тараған. Өсімдік жамылғысы қатты тілімделген, мұнда қылша, жусан және бұталар тараған. Іле және Қаратал өзендерінің бұрынғы аңғарларында майда бұталы сораңдар мен қара сексеуілдер өсетін тақырлы топырақтар тараған. Тақыр тектес топырақ қабатының беттері 60-70 % жалаңаштанып, көпбұрыштар түзіп, тілімделген.

Іле өзенін жағалай жайылма-шабындықты топырақтар тараған, бұл топырақтарда қоға өсімдігінің тоғайлары, қамыс және тағы басқа тоғай өсімдіктері кездеседі. Балқаш көлінің жағалауларында құрақтар, сортаң жусандар және сораңдар өсетін сортаң топырақтар тараған.

1.5 Өсімдік жамылғысы

Іле өзенін бойлай тоғайлар жатыр. Онда – сексеуіл, жыңғыл, қамыс шеңгел, құрақ қамыс, қоға, құм бетегесі, тал, ши, сары ағаш, қара ағаш, долана өседі. Аудан ішінде – шырша, терек, қайың, емен, үйеңкі, арша өседі. Құмды сазды жерлерге-құм бидайығы, арпабас, сортаңды ажырық, меңдуана, қаңбақ, шырғанақ судан қашығырақ жерлерде өседі. Сонымен, шөл зонасының есімдіктері, өзінің қалыптасқан табиғи ортаның қатал жағдайына бейімделген және өздеріне тән ерекшеліктері бар. Іле өзенін бойлай, тоғай арасында жидектерден-бүлдірген, қара жидек өседі.

Жолжелкен жыл ортасынан бастап гүлдейді. Биіктігі 3-7 см болады. Бұл өсімдіктің жапырағын денені жырып кеткен жерге немесе жәндіктер тістеген жерге жылы суға салып тазартып таңады. Жусан — ас қорыту жұмысын жақсартуға, тәбет арттыруға, бауыр ауруына ем. Адыраспан-барлық ауруларға ем. Биіктігі 20-60 см. Мамыр-шілде айларында гүлдейді. Бұл өсімдік ежелден-ақ дәрі-дәрмекке пайдаланылып келеді. Мия – қақырыққа, жөтелге қарсы, өкпе қабынғанда, бас ауруына, тері ауруына, ішек-құрт, жүйке жүйесіне медицинада қолданылады.

Іле–Шу таулары айтарлықтай биік болмағандықтан, мұнда тек екі белдеу: таулы–далалы және шөл–далалы бар. 700-850 м биіктегі тау алдындағы көлбеу беткейлерде, ашық каштанды топырақ тараған, ал 300 м төменде, Шу-Іле тауларында кәдімгі сұр топырақ тараған. Өсімдіктерге келетін болсақ, бетегелі- жусанды және бетегелі–дәнді өсімдіктер өседі [1].

2 ӨЗЕН АЛАБЫНЫҢ ГИДРОГРАФИЯСЫ ЖӘНЕ ГИДРОЛОГИЯЛЫҚ ЗЕРТТЕЛГЕНДІГІ

2.1 Гидрография

Балқаш көліне негізінен 5 өзен құяды, олар: Іле, Қаратал, Ақсу, Шарын және Аягөз. Бұлардың ішінде Іле, Қаратал, Ақсу және Шарын өзендері сулары Тянь-Шан тауларынан, ал Аягөз өзені Тарбағатайдан және Шыңғыз тауынан қалыптасады. Іле Батыс Балқашқа, ал қалғандары Шығыс Балқашқа құяды.

Солтүстіктен Балқашқа Мойынты, Тоқырауын және Бақанас өзендері жақындайды, бірақ көлге жақындағанда сулары тартылып қалады. Тек Тоқырауын жекелеген суы мол жылдары біршама суын Балқаш көліне жеткізеді. Басқа қалған кішігірім құрғап қалатын өзендер Балқаштың оңтүстік-батыс және батыс жағалауына құяды.

Балқаштың ең ірі саласы – Іле өзені, оның үлесіне жалпы алаптың 70%-ы және алаптың жиынтық беттік ағындысының 80%-ы тиесілі. Іле өзені Балқашқа құярда ауданы 8000 км² болатын үлкен атырау жасайды. Атырау Бақанас елді мекенінен 70 км төмен өзен үш тармаққа бөлінетін, яғни Топар, Іле және Жиделі тармақтарына бөлінетін жерден басталады.

Қазіргі кезде Іле өзенінің 90%-ға жуық суы Жиделі жүйесі арқылы Балқаш көліне жеткізіледі. Іле жүйесіне ағындының 4,6-дан 7,4%-ға жуығы және Топарға 3,2-ден 5,0%-ға келеді. Іле өзенінің атырауында көптеген көлдер мен жайылған сулар кездеседі. Мұнда Іле өзені суының бірқатар бөлігі жерге сіңуге, булануға және транспирацияға ысырап болады. С.А.Абдрасиловтың зерттеулері бойынша [7] атырауда ысырапқа ұшырайтын су көлемі жекелеген жылдары (1955 ж) 5,06 км³-ке дейін (Іле өзенінің 30%-на жуық) жетеді.

Іле өзені – Орталық Тянь-Шаньнан бастау алатын, Текес пен Күнгес өзендерінің қосылуынан пайда болады. Іле өзені Балқаш көлінің басты су артериясы болып табылады. Өзен Орталық Тәңіртаудағы (Қазақстан) Мұзарт мұздығынан басталады. Одан соң, өзен Қытай Халық Республикасы аумағымен ағады да, Күнгес және Қаш өзендерімен қосылады, осы жерден 250 км асқаннан кейін қайтадан Қазақстан аумағына кіреді. 1001-ші км-де Балқаш көліне келіп құяды. Өзеннің жалпы ұзындығы 1439 км, ал Қазақстандағы ұзындығы 815 км. Өзен ағындыларын құраушы бөлігі гидрографиялық тор жақсы дамыған Қытай бөлігінде орналасқан. Іле өзенінің су ресурсының 30 % Қазақстан аумағында. Іле атырауының ауданы – 8000 шаршы км (көл ауданының 40 % құрайды). Атырау – құмды шағылдардың, өтімдердің қамыс өскен батпақтардың күрделі жүйесінен құралған (кесте 2).

Іле-Балқаш ауданында 24300 көлдер мен жасанды суқоймалары бар. Көптеген көлдердің ауданы 1 км²-ден аспайды, 109 көл – 1-50 км², тек 4 көлдің ғана: Балқаш, Алакөл, Сасықкөл және Қошқаркөл ауданы 100 км² болады.

Кесте 2

Іле өзенінің гидрографиясы

Өзеннің ұзындығы, км

Су жинау алабының ауданы, км²

Нөлдік белгі биіктігі, м

Ұзындығы 10 км кіші салалары

Көлділігі

Бастаудан қашықтығы, км

саны

ұзындығы

км

саны

аудан, км²

1430

131000

377,89

767

1119

21934

879

264

Іле алабының басты ағынды құраушы бөлігі Қытай аумағында орналасқан. Себебі, Қытай аумағында алап күрделі гидрологиялық торды құрайды. Қазақстандағы Іле өзенінің жалпы көлемі 77400 км². Осы аумақта ұзындығы 10 км-ден асатын 853 ірілі — уақты салалар орналасқан. Солардың ішінде ұзындығы 100-200 км-ден асатын 7 өзен және ұзындығы 250-350 км-ден асатын екі өзен: Шелек және Шарын өзендері бар. Өзен мұз және қар суларымен қоректенеді [2].

Жылдық орташа су шығыны сағасынан 270 км жерде орналасқан Үшжарма бекеті тұсында 435 м³/сек, ал Балқаш көліне құяр жерінде 329 м³/сек. Іле өзенінің суының лайлылығы 1 кг/м³ шамасында. Өзеннің басты салалары: Қаш, Қорғас, Шарын, Шелек, Талғар, Қаскелең, Күрті.

Ағындының атырауда таралуы және онда әр жылғы судың жайылуы арна торының динамикасына, Іле өзені суының және Балқаш көлінің деңгейінің көпжылдық тербелісіне тәуелді өзгеріп отырады. Осыған сәйкес өз кезегінде Іле өзені атырауының динамикасы Балқаштың су балансына және деңгейіне әсер ететіндігі көрінеді.

Қазіргі кезде Р.М. Хайдаровтың зерттеулері бойынша [1] Іле және Топар жүйелері жоғалу (отмирания), ал Жиделі жүйесі бір арна жасау стадиясында. Жалпы алғанда атырауда көлдік жүйеден арналық жүйеге көшу орын алып отыр. Сондықтан жақын жылдары Іле өзені суының жиынтық булануға жұмсалатын бөлігі кемуге тиіс [1].

Аягөз өзенінің сағасы батпақтанған және біршама Балқаш көлінің суы басқан аңғар түрінде болып келген, ал Қаратал, Ақсу және Шарын өзендері Балқашқа атырау жасап құяды.

Лепсі өзені. Атырауы салыстырмалы түрде алғанда үлкен емес –
145 км². Ол сағадан 30 км-дей жоғарыдан басталады. Мұнда батпақтанған жерлер аздап кездеседі және көлдер мүлдем жоқ деуге болады. Ылғалы мол жерлердің жиынтық аудан (13,0 км²) барлық атырау ауданының 8%-ын құрайды. Атыраудың басталатын жерінен шамамен 10 км төмен Ақсу өзеніне қарай тармақ шығады. Су тасуы мезгілінде Ақсу және Шарын өзендерінің атыраулары бір-бірімен қосылып кетеді.

Қаратал өзені. Жоңғар Алатауы жоталарында басталатын Балқаш көлі бассейіндегі екінші ірі өзен. Оның жоғары ағысы мен салалары терең, аңғарлары тар, ағысы қатты. Таудан шыққан соң, өзен құмды жазықпен ағады. Балқашқа жақындаған сайын өзеннің аңғары кеңейіп, беткейлері көлбеулене түседі. Іле сияқты Қаратал да Балқашқа жайылып бірнеше тарамдарға бөлініп барып құяды. Өзен көктемгі жаңбыр суынан, таудағы мұздықтар мен қардың еріген кезінде тасиды. Өзен суы сәуір айының аяғынан шілдеге дейін тасып жатады. өзен суының деңгейі маусым айында қатты көтеріліп, қыс айларында күрт төмендейді. Қаратал суы көбіне егін суаруға пайдаланылады.

Аякөз өзені. Сарыарқадан бастау алатын көптеген шағын өзендерінің ішінен Аякөз ғана Балқашқа жетіп құяды. Аякөз өзеніне Тарбағатай, Қалба және Шыңғыстау жоталарының түйіскен тау торабы беткейлерінен басталатын бұлақтар келіп қосылады. Ол еріген қар суымен және ішінара жер асты суымен де қорланады. Су шығынының ең көп болатын мезгіл – көктем айы, содан кейінгі уақытта су шығыны азаяды да қыркүйек айында орта мөлшерге жетеді.

Тентек өзені. Жоңғар Алатауындағы мұздықтардан басталып Сасық көлге келіп құяды. Бұл – Алакөл тобына жататын өзендердің ең ірісі. Әрі суы да молы. Тентек аралас қорланатын өзенге жатады. Өзен суының көктем айында деңгейі көтеріледі. Сәуір айында оның су шығыны 10 есеге дейін төмендейді. Көктем мен жаз айларында өзен суы егістікке пайдаланылады. Алғаш рет Ш.Уәлиханов зерттеп, өз күнделігіне түрірген. Тентек өзені бойында суару жүйесі салынған.

Шарын өзені – Іле өзенінің ірі сағаларының бірі. Ол жоғарғы ағысында Шалқұдысу, ал ортанғы ағысында Кеген атымен танымал. Өзен алабының ауданы 7720 км², ал ұзындығы 427 км. Өзен және оның оң жағалаулық сағалары бастауын Кетмен тауларының оңтүстік бөлігінен алады. Шарын өзенінің сол жағалаулық сағалары неғұрлым мол сулы (Қарқара өзені). Өзен Кетмен – Қарқара ойысына кішігірім таулы ағынмен түсіп, батыс бағытта жазықтық өзен типтес баяу аласа, кейде батпақты жағалаулармен ағады. Орта ағысында Қарқара және тағы басқа сағалармен толыққан Шарын өзені Күнгей Алатауының аласа тауларын кесіп өтіп солтүстік бағытта Іле өзеніне бет алады.

Ақсу өзені атырауының ауданы 720 км²-ты құрайды. Ол сағадан 71 км жоғарыдан басталады. Атыраудың басында Ақсу өзенінен оңға қарай Құрақсу тармағы бөлініп шығып, Шарын өзеніне құяды. Бұл тармақтың суы мол емес, тек су тасуы кезінде байқалады. Сол жақ тармағы Ақсу өзенімен параллель аға отырып, батпақанған жерлермен және Қалғанкөл арқылы өтеді. Қазіргі уақытта су Ақсу өзенінің негізгі арнасымен және оның сол тармағымен ағады. Жақсы ылғалданған жерлердің ауданы 338 км² (шамамен атыраудың 50%-ындай). Атыраудың бірқатар бөлігін құм массивтері алып жатыр. Атырау ауданында тек қана бір көл – Қалғанкөл бар, айдының ауданы 8,6 км².

Балқаш көлінің, оның батыс және шығыс бөліктерінің морфометриялық сипаттамалары кесте 3 және кесте 4 келтірілген.

Кесте 3

Су деңгейі 342 м кезіндегі Балқаш көлінің морфометриялық сипаттамалары [1]

№	Сипаттамалары	Өлшем бірлігі	Шамасы
1	Көлдің ұзындығы	км	614
2	Максимал ені	км	70
3	Орташа ені	км	30
4	Жағалық сызықтың ұзындығы	км	2 383
5	Су айдынының ауданы	км²	18 200
6	Максимал тереңдік	м	26,5
7	Орташа тереңдік	м	5,8
8	Суының көлемі	км³	106
9	Көл қазаншұңқырының көрсеткіші (С.Д. Муравейский бойынша)		1,50

Кесте 4

Батыс және Шығыс Балқаштың негізгі морфометриялық сипаттамалары

Көлдің бөлігі	Ұз., км	Максимал ені, км	Орташа ені, км	Айдынының ауданы, км²	Макс. тереңдік, м	Орташа тереңдік	Суының көлемі
Батыс Балқаш	296	70	36	10600	11,0	4,6	48,5
Шығыс Балқаш	318	47,5	24	7600	26,5	7,6	57,5

Балқаш көлінің қазаншұңқыры созыңқылығымен және жағалық сызықтарының тілімделген болып келуімен ерекшеленеді. Сарыесик жартылай араллы тұсында көл енінің күрт тарылуынан көл екі бөлікке – батыс және шығыс бөліктерге бөлінеді. Бұл бөліктер өздерінің морфометриялық және гидрофизикалық сипаттамаларымен өзгешеленеді. 342,0 м су деңгейі жағдайында Ұзынарал мойнағының (ең тар жері ) ені 5-6 км-ден аспайды, ал табалдырықтың ең таяз жерлері 2,8-3,3 м болып келеді.

Көлдің бұлай екіге бөлінуі оның әсіресе суларының тұздылығының күрт өзгешеленуімен ерекшеленеді. Батыс Балқаш негізінен тұщы немесе өте төмен минералданған (су деңгейінің тербелісіне байланысты) ағынды көл болып табылады, ал Шығыс Балқаш салыстырмалы алғанда жоғары минералдануымен сипатталады.

2.2 Өзен ағындысының зерттелгендігі

Алғаш рет Іле — Балқаш алабы туралы мәлімет Л.С.Бергтың Орта Азияға саяхаты (1903 ж) кезінде алынды [3].

Іле-Балқаш алабының өзендерінде бірінші гидрометеорологиялық жұмыстар ХХ-ші ғасырда жүргізіле бастады. Осындай жұмыстар, Жер Министрлігіндегі жерді жақсарту бөлімінің гидрометриялық бөлімшесімен ұйымдастырылған: Іле өзенінде Илийск ауылынан 12 км төмен орналасқан бекетте — 1910 жылы, ал 1912 жылы 31 шілдеде – Іле өзені Борохудзир пристанда гидрологиялық бекеттер ашылды.

Алабтағы өзендерде жүйелі бақылаулар 1930 жылы басталды. Ал, 1980 жылдардың басында 84 бекетте, ал 2000 жылы – 12 гидротұстамада гидрометеорологиялық жұмыстар жүргізілді (кесте 5).

Кесте 5

Іле алабындағы гидрометеорологиялық бақылау бекеттерінің саны

Жылдар Бақылау түрі	1930	1960	1980	2000
Гидрологиялық	26/26	47/60	84/84	12/12
Метеорологиялық	8	37	38	21
Гидрохимиялық	—	28	42	—

Іле — Балқаш алабының ағын нормасы туралы жалпы мағлұматты Б.Д.Зайковтың картасы береді [3]. Беткі ағындының осы сипаттамларына жасалған кейінгі зерттеулер, олар В.Л. Шульцтің (Іле өзенінің сол жағалауы), З.Т. Беркалиевтің (Іле өзені алабы және солтүстік Балқаш маңы) зерттеулері.

Іле Алатауындағы ағындыны өлшеу бұдан да, ертеректе басталды. 1908 жылы Кіші Алматы өзенінде таудан шыға берісінде гидрологиялық бақылау бекеті ашылды. 1909 жылы Қаскелен өзенінде, 1912 жылы – Түрген, Талғар, Есік өзендерінде бекеттер ашылды. Басында су өтімі мен деңгейіне кезеңдік түрде бақылаулар жүргізілді. Жүйелік бақылаулар яғни, өзен ағындысының және басқа да гидрологиялық элементтерді жүргізу 30-шы жылдың басында басталды. Содан бастап, өзен ағындысына және басқа да уақытша су ағындысына әр түрлі мекемелер бақылау жүргізді: УГКС ҚазССР, қазіргі таңда, Қазгидрометте, Мелиорация және су шаруашылығы министрлігі, Алматы гидрогеологиялық станциясы және әр түрлі ғылыми ұйымдар [4].

Жақсы, тұрақты, сапалы бақылаулар Қазгидромет бекеттерінде жүргізіледі. Іле-Алатау өзендерінде ағынды қалыптасатын аймағында, 126 бақылау бекеттері орналасқан.

Жалпы бекеттер санының тек ғана 49-ы Қазгидрометке тиісті, қалғаны басқа мекемелердің құзырында. Іле-Алатау алабындағы бекеттердің таралуы бірқалыпты емес. Толық зерттелген алап, ол Кіші Алматы өзені алабы, онда 118 км² ауданға 6 жұмыс істеп тұрған және 15 жабық бекеттен келеді. Келесе зерттелгендігі бойынша, Үлкен Алматы өзен алабы кіреді. Ұзынқаралы, Шамалған, Қаскелен, Ақсай, Түрген және т.б. өзендер толық зерттелмеген, өйткені таулы аймақ өзендерінде бір-екі бекеттен ғана орналасқан.

Іле-Алатау алабындағы қалыптасқан өзендердегі 45 бақылау бекеттері жарамды, ол И.С. Соседовтың зерттеулері бойынша анықталған [4].

Гидробекеттерден жоғары орналасқан, сужинағыштар арқылы ағынның бұзылуы келесі бекеттерде айқындалады: Кіші Алматы өзені – Алматы қ., Шелек өзені – Малыбай ауылы, Есік өзені – Есік свх. Алаптағы орналасқан гидрологиялық бекеттердің көбінде, сужинағыштар бекеттерден жоғары орналасқан немесе су өтімін өлшеу дәлдігінен тыс болып табылады. Ал кейбір гидрологиялық бекеттерде су жинағыштар бар, бірақ, олар тіркелмеген (Бемойнақ өзені – Сергеевка ауылы, Ақсай өзені – Ақсай кордоны, Жиренайғыр өзені – Покровка ауылы, Ұзынқарғалы өзені – Фабричный ауылы және т.б.).

Бақылау ұзақтығы бір жылдан бірнеше жылға дейін немесе ондаған жылдарға созылады. СШМ бекеттері негізінен вегетациялық кезеңде (сәуір-қыркүйек), яғни, көктем-жазғы суармалауға су алу кезінде ғана бақылау жүргізеді.

Көптеген кіші өзендер, жылғалар, жыра-сайлар мен уақытша сулардың ағындысы туралы мәліметтер аз немесе аз зерттелген. Оларда бақылаулар эпизодтық түрде жүргізілді, сондықтан, бақылау мәліметтері толық емес және сапасы нашар.

Іле өзенінде гидрометриялық бақылаулар 1920 жылдардың соңында басталды, 1927 жылы көптеген өзендерде бекеттер ашылды. Сол уақыттан қазірге дейін 70 гидробекет жұмыс істеді. Олардың 10 бекет УГКС КазССР, шамамен 50 бекет СШМ, қалғаны басқа мекемелерге қарайды.

Қазіргі уақытта зерттеліп отырған территорияда, 277 гидрометриялық бекеттер бар. Оның негізгі бөлігі 99 (36 %) УГКС КазССР; 5 (56 %) КазССР мелиорация және су шаруашылығы Министрлігіне қараса; қалған 23 (8 %) басқа мекемелер құзырында болды [5]

Басқа тұстамаларда бақылау қатарларының ұзақтығы 1-90 жылға дейін дейін ауытқиды (кесте 6). Іле өзені – Қапшағай жұмыс бекетінен 37 км төмен тұстамада ең ұзақ (1911-2000 жж.) бақылау қатарлары бар.

Жалпы 277 бекеттің 12<(45,5 %) Іле Алатауы территориясында; Шарын, Текес өзендері алабында 70 (15,3 %); Жоңғар Алатауының оңтүстік беткейіндегі өзендерде 29 (10,5 %); Күрті және Шу-Іле таулары ауданында 42 (15,2 %); Іле өзені алабында 10 гидробекет (3,6 %).

Кесте 6

Ағындыны бақылау қатарының ұзақтығы бойынша бекеттердің таралуы

Аудандар	Бақылау қатарлар саны							Барлығы
Жоңғар Алатауы	5	11	5	2	1	3	2	29
1	2	3	4	5	6	7	8	9

Кесте 6 жалғасы

1	2	3	4	5	6	7	8	9
Шарын, Текес өзендері	13	20	11	4	18	2	2	70
Іле Алатауы	20	14	41	24	15	6	6	126
Іле өзені алабы	1	1	1	1	1	2	3	10
Барлығы	39	46	58	31	35	13	13	235

Бекеттер кесте 6 келтірілген су жинау алабының ауданы мен орташа биіктігіне байланысты таралған [5].

Көптеген зерттелмеген су жинау алаптары, орташа биіктікті зоналарда яғни, 1000-3000 м биіктікте орналасқан. Гидрометриялық тұстамалардың көп бөлігі ағынды қалыптасушы төменгі шекара мен өзендердің таудан шығатын жерінде орналасады (сурет 1).

Биік таулы аудандар яғни, ағындының қарқынды қалыптасу аудандары аз зерттелген. Сонымен қатар, суармалау мен шаруашылық мақсаттар үшін су алатын, көптеген төмен таулы кіші өзендер территориясы аз зерттелген.

Сурет 1. Іле — Балқаш алабында гидробекеттердің орналасу картасы

2.3 Тірек бекет сипаттамасы

Бұл бекет Темірлік өзені бастауынан 12 км төмен, Шарын өзенінің таудан шыға берісінде орналасқан.

Өзеннің бекет орналасқан учаскесіндегі аңғары биік, әрі күшті еңістікті корыта тәріздес. Аңғардың бекеттен 1км жоғары бөлігі тар және тармақталған жар тасты еңістіктер.

Өзен арнасы қалыпты иірімді, бекет учаскесіндегі бөлігі түзусызықты. Жағалық биіктігі 1 — 1,5м, тұрақты.

Қыс мезгілінде өзенде тұрақты мұз қалыптасу, шуга және мұз кептелу байқалады.

Рейкалық типті бекет оң жағалауда орналасқан.

1956 жылы Балтық жүйесінің биіктік белгісі қабылданды. Нөл графигінің биіктігі 762,41м.

1962 жылы гидрологиялық бекеттен 3м жоғары жерде, құдық үстінде су деңгейін өздігінен жазушы «Валдай» құралы ағаш будкада орналастырылды.

2.4 Іле – Балқаш су шаруашылық алабы

Іле — Балқаш алабының ауданы 413 мың км², ал оның ішінде 353мың км² Қазақстан территориясына тиесілі. Іле — Балқаш алабының Қазақстандық бөлігі Алматы облысын, Жамбыл облысының Мойынқұм, Қордай және Шу аудандарын, Қарағанды облысының Ақтоғай, Шет және Қарқара аудандарын, Шығыс Қазақстан облысының Үржар және Аягөз аудандарын қамтиды.

Ал бұл алаптың қытайлық бөлігіне Синьцзянь – Ұйғыр Автономиялық ауданының солтүстік батыс бөлігі кіреді.

Алаптың қазақстандық бөлігіндегі тұрғылықты халық саны 3,3 млн. адам. Оның негізгі бөлігі, яғни 1,6 млн. адам Алматы облысында. Ал ауылдық жерде 1,5 млн. адам тұрады.

Іле — Балқаш су шаруашылық алабының су қоры 149,4 км³ құрайды, оның ішінде 77% көлдерге, негізінен Балқашқа, 14% өзен суына, 5% бөген суына тиесілі.

Бұл алап, Балқаш ірі көлінің өзен алаптарын және Алакөл, Сасықкөлдердің кішірек көлдерін қамтиды.

Іле — Балқаш су шаруашылық алабының гидрографиялық сипаттамасы ерекшелігі – оның таулы аудандары мен территорияның жазықтық бөлігіндегі өзен жүйелері тығыздығының айырмашылығында. Таулы бөлігінде жоғары, жазықтық аймақтарда өте төмен.

Су шаруашылық алаптың гидрологиялық жүйесі Балқаш көлінің алабына тәуелді, оның ішінде Іле өзені және оның ағын суларына (Қаратал, Ақсу, Шарын және т.б).

Балқаш көлі су жинау қорының шамамен 75% Іле өзені алабына тиесілі, ол өз кезегінде ағындысын Батыс Балқашқа құяды және Балқаш – Алакөл су шаруашылық алабының басты су артериясы саналады.

Іле өзені бастауын ҚХР территориясындағы орталық Хан Тәңірі тауынан, Текес және Күнес өзендерінен алады. Өзеннің Текес бастауынан жалпы ұзындығы 1439 км, Қазақстан территориясында 815 км құрайды. Алап ауданы130-140 мың км², өз еліміздің территориясында 68,4 мың км². Іле өзені алабының негізгі ағын қалыптастырушы бөлігі Қытай территориясында орналасқан. Ал, Қазақстан аумағында 30% ғана. Іле өзенінің Қазақстан территориясындағы ірі сағалары – Харгос, Өсек, Шарын, Шелек, Қаскелең және т.б. Іле өзені Балқаш маңы жазықтығында соңғы саға – Күрті өзенін қабылдайды. Жекелеген өзендердің орташа су өтімі 30 м³/с жетеді. Ал, кіші өзендер – Түрген, Талғар және т.б Іле өзеніне жете бермейді.

Алакөл және Сасықкөл алаптарының ең ірі өзендері – Тентек, Емел, Үржар. Сулылығы едәуір жоғары Тентек өзені, ол өз кезегінде Сасықкөл көліне құяды. Оның ұзындығы 96 км, алап ауданы 3884 км², орташа жылдық су өтімі – 42 м³/с. Орташа жылдық су өтімінің кемуі бойынша келесі өзендер тіркелген: Алакөл көліне құятын Үржар – 20 м³/с, Ырғайты – 14,8 м³/с, Емел – 8,7 м³/с, Қаракөл – 4,3 м³/с, Мақаншы – 4,1 м³/с, Көктерек – 2,6 м³/с және т.б.

Іле — Балқаш су шаруашылық алабының жалпы жер беті су ресурсы 27,7 км³ құрайды, оның ішінде 11,5 км³ ҚХР-нан келеді. Бұл алап су ресурстары көбіне сумен қамтамасыз етуге, электр қуатын өндіруге, негізінен суармалауға жұмылдырылған.

Халық шаруашылығы салаларын сумен қамтамасыз етуде, негізінен, су көздерінің суармалау қабілетін жоғарылатуға бағытталған бөгендер үлкен роль атқарады.

Қазақстандағы көлемі жөнінен Бұқтырма су қоймасынан кейінгі Қапшағай бөгені Іле өзені бойында 1970 жылы салынды. Энергия қуаты, ирригациялық және рекреациялық мақсатта қолданылады. Жоба бойынша жалпы сыйымдылығы 28,2 км³, пайдалысы – 6,64 км³, өлі көлемі – 21,5 км³.

Іле — Балқаш су шаруашылық алабы бойынша маңызды ірі су қоймалар сипаттамасы келесідей. (кесте 7)

Кесте 7

Іле — Балқаш су шаруашылық алабы бойынша негізгі бөгендер сипаттамасы

Бөген	Өзен	Реттеу түрі	Негізгі су тұтынушылар мен су пайдаланушылар	Көлем,млн.м³
Бөген	Өзен	Реттеу түрі	Негізгі су тұтынушылар мен су пайдаланушылар	Толық	Пайдалы
1	2	3	4	5	6
Қапшағай	Іле	Көп-жылдық	Энергетика,суармалау	18600	6640
Бартоғай	Шелек		Суармалау	320	270
Бестөбе	Шарын		Энергетика,суармалау	238	218
Күрті	Күрті		Суармалау	120	114,8

Кесте 7 жалғасы

1	2	3	4	5	6
Кіші су қоймалар	Жоңғар Алатауының оңтүстік беткей өзендері	мезгілдік	Суармалау	1,2	1
	Үлкен Алматы каналы аймағы		Энергетика,суармалау және сумен қамтамасыз ету	111,6	78,2
	Күрті өзені алабы		Суармалау	11,8	8,9
	Шығыс Балқашқа құятын өзендер		Суармалау	12,8	11,8

3 ШАРЫН өзені алабының негізгі гидрологиялық сипаттамалары

3.1 Жалпы түсінік

Гидрологиялық режим сипаттамасының қалыпты шамасы дегеніміз, қатар санын әрі қарай ұзартқанмен ешқандай өзгеріске ұшырай қоймайтын оның көпжылдық орташа шамасы. Бұл шама анықталатын кезеңге қойылатын негізгі шарт – ол кезеңнің құрамында бірнеше толық әрі жұп циклдардың болуы. Жалпы, іс жүзінде гидрологиялық сипаттаманың қалыпты шамасы ретінде оның 40 жылдан асатын мерзім үшін орташа шамасын алады. Соған қарамай, соңғы жылдары жалпы „қалыптылық” термині, оның мәні мен мағынасы айналасында пікірталастар орын алып жүр.

Жылдық ағындының қалыпты шамасы деп географиялық жағдайы белгілі өзгерім айналасында болатын және өзен алабындағы шаруашылық әрекеттердің деңгейі бірдей қазіргі геологиялық кезеңдегі ағындының көпжылдық орташа мәнін айтады.

Жылдық ағындының қалыпты немесе көпжылдық орташа шамасы өзендердің жалпы сулылығын және оның алабының су ресурстарын анықтаушы негізгі сипаттама болып табылады. Бұл шама өзен ағындысының басқа да сипаттамаларын (мысалы, түрлі қамтамасыздықтағы ағындыларды) анықтаудың негізгі „эталоны”.

Жылдық қалыпты ағындыны анықтауда немесе есептеуде гидрометриялық бақылау деректерінің мәні ерекше. Өзен ағындысын шаруашылық қажеттіліктерге жарату үшін іске асырылатын шараларды жобалаулардың барлығы да сол деректерге сүйенеді. Әдетте, қалыпты ағынды тек табиғи режимі сақталған өзен бекеттері үшін анықталады. Табиғи режимі түрлі жағдайларда бұзылған өзендерде бақыланған ағындыға, түрлі шаруашылық әрекеттері әсерін бағалай отырып түзетулер енгізіледі.

Біздің жағдайымызда Шарын өзені – Шарын бекеті бойынша деректер көзі келесі кесте 8 көрсетілген.

Кесте 8

Шарын өзені – Сарытоғай бекеті бойынша 1930 – 2006 жж. аралығы үшін орташа жылдық су өтімдері,м³/с

Жыл	Q_орт, м³/с	Жыл	Q_орт, м³/с	Жыл	Q_орт, м³/с	Жыл	Q_орт, м³/с
1	2	3	4	5	6	7	8
1930	37,1	1950	34,2	1970	46	1990	38,2
1931	37	1951	33	1971	43,2	1991	33,7
1932	29	1952	38,4	1972	38,3	1992	32,7
1933	25,6	1953	37,8	1973	43	1993	42,5
1934	44,3	1954	53,1	1974	32,2	1994	44,6
1935	36,3	1955	39	1975	34,7	1995	25,4
1936	49,1	1956	46,3	1976	29,1	1996	39,6

Кесте 8 жалғасы

1	2	3	4	5	6	7	8
1937	45,1	1957	33	1977	26,8	1997	33,9
1938	29,7	1958	38,8	1978	29,3	1998	43,4
1939	27	1959	47,3	1979	34,8	1999	47,9
1940	29,4	1960	41,8	1980	35,6	2000	42,9
1941	37,1	1961	35,2	1981	38,2	2001	50,1
1942	38,8	1962	30,4	1982	30,5	2002	53,2
1943	24,6	1963	34,4	1983	30,3	2003	59,1
1944	22,6	1964	46	1984	26,4	2004	62,1
1945	26,5	1965	32,4	1985	37,2	2005	51,2
1946	35,2	1966	38,7	1986	33,2	2006	43,3
1947	30,2	1967	38,8	1987	49,2
1948	30,7	1968	29,6	1988	54,9
1949	33	1969	53,2	1989	41,5

Шарын өзені – Сарытоғай бекеті бойынша берілген жылдар аралығы үшін жалпы көпжылдық су өтімі жүргісі келесі сурет 2 келтірілген.

Сурет 2 – Шарын өзені – Шарын бекеті бойынша 1965 – 2000 жж. аралығы үшін орташа копжылдық су өтімі жүргісі

3.2 Есептік кезеңді таңдау

Бақылау қатарындағы жылдар саны 50-60 жылдан аспайтын жағдайлардың барлығында есептік репрезентативті кезең белгіленеді. Ол суы мол және суы аз жылдар тобынан тұратын аяқталған айналымдардың ең көп санынан тұрады. Тек үлкен аумаққа таралатын және осы ауданның барлық өзендерін қамтитын негізгі ұзақ айналымдары ғана назарға алынады. Негізгі айналымдарға қабаттасқан ұзақтығы кішкентай айналымдар (2-4 жьл) есепке алынбайды. Тек қана суы мол немесе суы аз фазалардан туратын толық емес айналымдар шығарып тасталынады.

Біріккен хронологиялық графиктерді тұрғызу ағынды тербелісінің айналымын зерттеудің ең қарапайым тәсілі. Бірақ ағындының жылдық мәндерінің өзгеруінің бұл күнтізбелік графиктері өзендер сулылығының көпжылдық тербелісі аясында кіші айналымдардың бар болуы себепті, ағындының айналымдылық тербелістері жөнінде толық түсінік бере алмайды. Аталған кемшіліктерді болдырмау үшін, қандай да бір уақыт кезеңі үшін жылдық ағыңдының жылжымалы орташа мәндері графигі (жылжымалы n -жыл графиктері) пайдаланылады. Мұндай графиктер жекелеген жылдардың гидрометеорологиялық процестерімен айқындалатын және ағынды тербелісінің кездейсоқтығынан туындайтын күрт тербелістердің, яғни «шудың» қабаттасу ықпалын (гелиофизикалық процестермен айқындалмайтын тербеліс) азайтады. Бүл үшін ағынды жөніндегі эмпирикалық деректер тегістеледі, яғни бастапқы деректер топтар бойынша орташаланған деректермен (жылжымалы арифметикалық орташа) алмастырылады. Топтың құрамы тақ саннан тұрады (әдетте 3-5 жыл). Мысалы Q₁, Q₂,Q₃мәндері Q₂-ге сосын Q₂, Q₃, Q₄ (Q₄ мәндері Q₃ -ке орташаланады және т.с.с. Тегістеу адымы тұрақты болған жағдайда:

(1)

мұндағы Q — і мүшесінің тегістелген мәні; Т — тегістеу (орташаландыру) аралығы.

Тегістеу түрлі сулылық тербелісі айналымдарының шекараларының айқындылығын бәсеңдетеді. Оның үстіне ағындының уақыт бойынша өзгергіштігі (вариация коэффициенті) неғүрлым аз болса, соғүрлым айналымдардың ауқымы кіші болады және оларды бөлу қиынға соғады.

Айырымдылық интеграл қисықтары немесе барлық бақылау кезеңіндегі ағындының жылдық мәндерінің, өздерінің орташа мәнінен ауытқуының жиынтық қисығы айналымдарды барынша сенімді айқындауға мүмкіндік береді.

Айырымдылық интеграл қисықтары жекелеген салыстырмалы қысқа уақыт кезеңдері ағындысының тербелісін есепке алады. Ол модульдік коэффициенттердің орташа мәнінен ауытқуын қосу жолымен тұрғызылады, яғни оның ординатасы z(K-l) ретінде тұрғызылады. Мұндағы К = Q_i /Q модульдік коэффициент. Сонымен қисықтың ординатасы әрбір жылдың соңында К модульдік коэффиценттердің қалыпты шамадан немесе көпжылдық орташа мәнінен (К = 1) ауытқуының қосындысын өсу ретімен береді. Әртүрлі өзендер ағындысының көпжылдық тербелісін салыстыру үшін вариация коэффицентімен сипатталатын ағындының уақыттық өзгергіштігінің ықпалын жойып жіберу жүзеге асырылады, ал қисық ордината бойынша келесі тәуелділік бойынша тұрғызылады.

(2)

Айырымдылық интеграл қисықтары жекелеген кезеңдердің (орташаға қатысты) сулылығын айқындауға мүмкіндік береді, сондықтан ұқсас өзендерді таңдау кезінде пайдаланылады. Ұқсас — өзендер ретінде есептік өзендерге қатысты ағынды тербелістері синхронды немесе синфазалы өзендер ғана алынады. Біріккен графиктер бір масштабта тұрғызылады. Қатарларды ұзарту кезінде толық айналымды қамтуға ұмтылу қажет, өйткені жекелеген суы мол немесе суы аз жылдар тобын қосу қалыпты шаманың немесе көпжылдық орташа ағыңдының қателігін өсіруге алып келуі мүмкін.

Айырымдылық интеграл қисығы келесі қасиеттерге ие. Кез — келген t уақыт аралығы үшін шаманың орташа мәнінің барлық көпжылдық бақылау кезеңінің орташа мәнінен бірге тең ауытқуы аралықтың бастапқы және соңғы нүктелерін қосатын сызықтың горизонтал сызыққа көлбеу бұрышының тангенсімен сипатталады және келесі формула бойынша анықталады:

(3)

I_с және I _B қарастырылып отырған уақыт бөлігі үшін интеграл қисығының соңғы және бастапқы ординатасы;

t — аралықтағы жылдар саны.

Интеграл қисықтың учаскесі жоғары бағытталған және К-1 шамасының мәні оң уақыт кезеңі сулылықтың суы мол фазасына сәйкес келеді, ал қисықтың учаскесі толығымен бағытталған және К_ор — 1 шамасы теріс мәнге ие болатын уақыт кезеңі сулылығы аз фазаға жатады. Қалыпты жылдық ағындыны есептеу кезінде толық 2 немесе толық 4 айналымнан тұратын қатар репрезентативті болып есептеледі, ал осы қатардағы орташа ағынды мәнінің қалыпты ағынды мәнінен айырмашылығы 3-5 % аспауы тиіс.

Сонымен Шарын өзені алабының қалыпты жылдық ағындысын бағалау үшін айырымдық интеграл қисығының көмегімен есептік кезеңді таңдауымыз керек. Түрлі алаптарда есептік кезең әртүрлі болады.

Ұзақ қатар бойынша қалыпты ағындыны бағалау кезінде ағындының көпжылдық кезең бойынша орташаланған шамасы алынады. Осы әдісті қалыпты ағындыны бағалаудың бір нұсқасы ретінде қарастырамыз.

Қазіргі су ресурсын бағалау үшін Леоновтың зерттеулері бойынша АҚШ-та қалыпты ағындыны бағалау үшін соңғы онжылдықтардың деректерін пайдалану жеткілікті деген ұстаным бар. Оның үстіне ағынды сипаттамалары бір бағытта өзгеріске ұшырап отырған жағдайда өткен кезеңнің қайталанып отыратын процестерге сүйеніп, болашақта болатын процесті болжауға болмайды. Ұзақ қатарды алғашқы онжылдықтары су ресурсының не қазіргі, не болашақтағы жай-күйін сипаттай алмайды. Мұндай жағдайда есептік кезеңді таңдауға үлкен жауапкершілікпен қарау керек.

Гидрометеорологиялық сипаттамалардың көпжылдық жүргісі және олардың аумақ бойынша үйлесімділігін талдау кезінде қолданылатын анағұрлым көрнекті әдіс – айырымдылық интеграл қисығы болып табылады. Оны алғаш рет В.Г. Глушков өзінің зерттеулерінде қолданды. Түрлі алаптардағы ағынды жүргісінің үйлесімділігін анықтау үшін және есептік кезеңді таңдау үшін бұл әдіс өте жақсы нәтиже береді.

Шарын өзенінің қалыпты жылдық ағындысының тербелісін айқындау үшін, Сарытоғай бекеті деректері бойынша айырымдылық интеграл қисығы тұрғызылды. Айырымдылық интеграл қисықтарын тұрғызу үшін көмекші кестелер құрастырылады (Кесте 9). Осы көмекші кестенің деректері бойынша тұрғызылған айырымдық интеграл қисығы төмендегі суретте берілген (Сурет 3).

Кесте 9

Шарын өзені – Сарытоғай бекеті бойынша айырымдылық интеграл қисығының ординатасын есептеу

№	Жылдар		К	К-1	∑(К-1)	∑(К-1)/С_v
1	2	3	4	5	6	7
1	1930	37,1	0,98	-0,02	-0,02	-0,11
2	1931	37	0,97	-0,03	-0,05	-0,23
3	1932	29	0,76	-0,24	-0,29	-1,31
4	1933	25,6	0,67	-0,33	-0,61	-2,80
5	1934	44,3	1,17	0,17	-0,45	-2,04
6	1935	36,3	0,95	-0,05	-0,50	-2,25
7	1936	49,1	1,29	0,29	-0,20	-0,93
8	1937	45,1	1,19	0,19	-0,02	-0,08
9	1938	29,7	0,78	-0,22	-0,24	-1,07
10	1939	27	0,71	-0,29	-0,53	-2,39
11	1940	29,4	0,77	-0,23	-0,75	-3,42
12	1941	37,1	0,98	-0,02	-0,78	-3,53
13	1942	38,8	1,02	0,02	-0,76	-3,44
14	1943	24,6	0,65	-0,35	-1,11	-5,04
15	1944	22,6	0,59	-0,41	-1,51	-6,89

Кесте 9 жалғасы

1	2	3	4	5	6	7
16	1945	26,5	0,70	-0,30	-1,82	-8,26
17	1946	35,2	0,93	-0,07	-1,89	-8,60
18	1947	30,2	0,79	-0,21	-2,10	-9,54
19	1948	30,7	0,81	-0,19	-2,29	-10,41
20	1949	33	0,87	-0,13	-2,42	-11,01
21	1950	34,2	0,90	-0,10	-2,52	-11,47
22	1951	33	0,87	-0,13	-2,65	-12,07
23	1952	38,4	1,01	0,01	-2,64	-12,02
24	1953	37,8	0,99	-0,01	-2,65	-12,05
25	1954	53,1	1,40	0,40	-2,25	-10,25
26	1955	39	1,03	0,03	-2,23	-10,13
27	1956	46,3	1,22	0,22	-2,01	-9,14
28	1957	33	0,87	-0,13	-2,14	-9,74
29	1958	38,8	1,02	0,02	-2,12	-9,65
30	1959	47,3	1,24	0,24	-1,88	-8,54
31	1960	41,8	1,10	0,10	-1,78	-8,08
32	1961	35,2	0,93	-0,07	-1,85	-8,42
33	1962	30,4	0,80	-0,20	-2,05	-9,33
34	1963	34,4	0,90	-0,10	-2,15	-9,77
35	1964	46	1,21	0,21	-1,94	-8,81
36	1965	32,4	0,85	-0,15	-2,09	-9,48
37	1966	38,7	1,02	0,02	-2,07	-9,40
38	1967	38,8	1,02	0,02	-2,05	-9,31
39	1968	29,6	0,78	-0,22	-2,27	-10,32
40	1969	53,2	1,40	0,40	-1,87	-8,50
41	1970	46	1,21	0,21	-1,66	-7,55
42	1971	43,2	1,14	0,14	-1,52	-6,93
43	1972	38,3	1,01	0,01	-1,52	-6,89
44	1973	43	1,13	0,13	-1,39	-6,30
45	1974	32,2	0,85	-0,15	-1,54	-6,99
46	1975	34,7	0,91	-0,09	-1,63	-7,39
47	1976	29,1	0,77	-0,23	-1,86	-8,46
48	1977	26,8	0,70	-0,30	-2,16	-9,80
49	1978	29,3	0,77	-0,23	-2,39	-10,84
50	1979	34,8	0,92	-0,08	-2,47	-11,23
51	1980	35,6	0,94	-0,06	-2,53	-11,52
52	1981	38,2	1,00	0,00	-2,53	-11,49
53	1982	30,5	0,80	-0,20	-2,73	-12,39
54	1983	30,3	0,80	-0,20	-2,93	-13,32
55	1984	26,4	0,69	-0,31	-3,24	-14,71
56	1985	37,2	0,98	-0,02	-3,26	-14,80
57	1986	33,2	0,87	-0,13	-3,38	-15,38
58	1987	49,2	1,29	0,29	-3,09	-14,04
59	1988	54,9	1,44	0,44	-2,65	-12,02
60	1989	41,5	1,09	0,09	-2,55	-11,61

Кесте 9 жалғасы

1	2	3	4	5	6	7
61	1990	38,2	1,00	0,00	-2,55	-11,59
62	1991	33,7	0,89	-0,11	-2,66	-12,10
63	1992	32,7	0,86	-0,14	-2,80	-12,74
64	1993	42,5	1,12	0,12	-2,68	-12,20
65	1994	44,6	1,17	0,17	-2,51	-11,42
66	1995	25,4	0,67	-0,33	-2,84	-12,93
67	1996	39,6	1,04	0,04	-2,80	-12,74
68	1997	33,9	0,89	-0,11	-2,91	-13,23
69	1998	43,4	1,14	0,14	-2,77	-12,59
70	1999	47,9	1,26	0,26	-2,51	-11,41
71	2000	42,9	1,13	0,13	-2,38	-10,82
72	2001	50,1	1,32	0,32	-2,06	-9,38
73	2002	53,2	1,40	0,40	-1,66	-7,56
74	2003	59,1	1,55	0,55	-1,11	-5,04
75	2004	62,1	1,63	0,63	-0,48	-2,16
76	2005	51,2	1,35	0,35	-0,13	-0,59
77	2006	43,3	1,14	0,14	0,01	0,04

Сурет 3. Шарын өзені – Сарытоғай бекеті бойынша көпжылдық айырымдылық интеграл қисығы (1930-2006жж.)

Сурет 3 бойынша талдау жүргізсек, жалпы қарастырылып отырған кезең ішінде 1938-1953жж. және 1974-1986жж. бірқатар ағын мөлшерінің күрт төмендеуімен көзге түседі. Ал, ағын тенденциясының біршама жоғарылауы 1998-2006жж. сезіледі. Айта кететін жайт, 1930-1937жж., 1954-1973жж. және 1987-1997жж. периодтары өз құбылмалылығымен ерекшеленген.

3.3 Гидрометриялық бақылау деректері жеткілікті болған жағдайда қалыпты жылдық ағындыны анықтау

Биномды үлестірім қисығы гидрологиялық есептеулер практикасында кеңінен қолданылады. Бұл сұлбаны симметриялық емес статистикалық қатарға қолдануға болады. Гидрологиялық шамалардың қатарлары негізінен симметриялы емес болып келеді. Бұл қисық және оның интегралды өрнегі қабылданған дәлдік бойынша тек үш параметр арқылы сызылуы мүмкін. Параметрлердің мәндері тікелей бақылау материалдары бойынша, негізінен моменттер әдісімен есептеледі. Бірінші және негізгі параметр – ол қатардың орташа мәні. Келесі формула бойынша есептеледі:

(4)

мұндағы — қалыпты жылдық ағынды, м³/с; , , …, , — қатардағы жылдар санының көбеюімен -нің орташа арифметикалық шамасы өзгермейтін немесе аз өзгеретін ұзақ кезең ішіндегі ағындының жылдық мәндері.

Теория бойынша шамасы деректердің бас жиынтығына сәйкес келуі керек, бірақ практикада жылдық ағындыға жүргізілетін бақылау қатары ұзақтығының жеткілісіз болуына байланысты, бұл шарт орындалмайды. Бақылау бекеттерінің көбінде жүргізілген бақылау қатарларының ұзақтығы 20-30 жылдан аспайды. Сондықтан қалыпты ағындының нақты орташа мәнінен қандайда бір шамаға айырмашылығы болады. Яғни,

(5)

мұндағы — шектеулі уақыт кезеңіндегі (n жыл) орташа жылдық ағынды; — n жыл үшін орташаланған орташа жылдық ағындының оташа квадраттық қателігі.

Әртүрлі өзендердің және әртүрлі аудандар мен зоналар өзендерін жылдық ағындыларының сипаттамаларын салыстыру ыңғайлы болу үшін орташа шаманы көбінесе ағынды модулі М₀немесе ағынды қабаты У₀түрінде береді.

Бірақ, қатардың орташа мәні немесе қалыпты шама қатар мүшелерінің уақыт бойынша өзгергіштігін және үлестірімнің жалпы сипатын көрсетпейді.

Қарастырылып отырған шамалардың өзінің орташа мәнінен шашырауының өлшемі орташа квадраттық ауытқу немесе стандарт деп аталады және σ белгісімен белгіленеді.

(6)

Орташа квадраттық ауытқу бастапқы бақылау қатарының өлшем бірлігімен өрнектеледі.

Қарастырылып отырған Шарын өзені – Сарытоғай бекеті бойынша (4) формуласы арқылы қалыпты ағынды мәні келесідей:

3.4 Гидрометриялық бақылау деректері жеткіліксіз болған жағдайда қалыпты жылдық ағындыны анықтау.

Жылдық қалыпты ағындыны есептеу кезінде қолда бар деректер үнемі жеткілікті бола бермейді. Көбінесе қысқа бақылау қатарымен жұмыс жасауға тура келеді. Ағындының орташа жылдық шамасының статистикалық қатары толық айналымдарды қамтымайтын болса және қолдағы қатардың орташа мәнінің орташа квадраттық қателігі 5-10 % артық болса, қатар репрезентативті емес деп саналады. Бұл жағдайда қысқа қатар бойынша алынған орташа жылдық ағынды, жылдық ағындысының тербелісі есептік тұстамаға сәйкес келетін, қажетті дәлдікті қамтамасыз ететін бақылау қатары ұзын, репрезентативтілік ұғымын қанағаттандыратын ұқсас өзен бойынша, есептік көпжылдық кезеңге келтіріледі.

Зерттелетін өзен немесе есептік тұстама үшін ұқсас-өзенді таңдау кезінде мыналар есепке алынады: есептік өзен мен ұқсас-өзеннің су жинау алабтары бір-біріне таяу орналасқан болуы тиіс, ағынды қалыптастырушы климаттық жағдайлары сәйкес, географиялық және биіктік орындары бойынша біртекті, жамылғы бетінің факторлары: көлділігі, батпақтылығы, ормандылығы, рельефі, топырақ-грунтының сипаты бойнша айырмашылығы өте аз болуы тиіс. Қарастырылып отырған өзен алаптарының жылдық ағындыға тигізетін әсерлерінің айырмашылықтары жоқ болуы керек. Жазықтық өзендер үшін су жинау алабтарының ауданының айырмашылығы 10 еседен артық болмауы тиіс, ал таулы аудандарда су жинау алабтарының орташа биіктіктерінің айырмашылығы 300 м аспауы керек. өзендердің табиғи ағындысын бұзатын факторлар (бөгендер, су алу, су бұру және т.б.) болмауы керек. Салыстырылатын өзендердің жылдық ағындыларының тербелістері синхронды болуы тиіс. Ағынды тербелістерінің сәйкестігі немесе синхрондылығы біріккен интегралдық қисықтар бойынша тексеріледі.

3.5 Бақылау деректері жоқ болған жағдайда қалыпты ағындыны анықтау

Гидрологиялық практикада көбінесе зерттелмеген өзендер ағындысын есептеуге тура келеді. өлшенген су өтімдері жөнінде деректер жоқ болған жағдайда қалыпты жылдық ағындыны анықтау келесі тәсілдердің бірі бойынша жүзеге асырылады: тірек бекеттерді пайдалана отырып, түзу сызықты интерполяциялау жолымен; жылдық ағынды изосызықтары карталары бойынша; жылдық ағындының оны анықтаушы факторларға аудандық тәуелділігі бойынша; су теңдестігі теңдеуі бойынша.

Бірінші әдіс барынша қарапайым. Оны ең алдымен есептік тұстама есептік өзен бойында орналасқан екі тұстаманың ортасында жатқан жағдайда пайдаланған орынды. Басқа жағдайларда интерполяциялау үшін есептік тұстама ортасында жатқан көршілес өзендердің екі-үш немесе одан да көп бекеттері пайдаланылады. Жер бедері күрделі және тірек бекеттері ағындысының айырмашылығы айтарлықтай болған жағдайда пайдаланылатын бекеттер саны артады. Интерполяция пайдаланылатын өзендер алабтарының центрлерінің арасында жүргізіледі. Жазықтық өзендерде сызықтық интерполяция, ал қыратты немесе таулы аудандарда ағындының биіктік бойынша градиенті есепке алынады.

Екінші және үшінші тәсілдердің негізінде жылдық ағындыны қалыптастырушы физикалық-географиялық факторлармен жылдық ағындының байланысын зерттеу жатыр. Осы зерттеулердің негізінде ағындыны ағынды изосызықтары картасы (географиялық интерполяция әдісін пайдаланып) параметр мәндерінің аудандық карталары немесе аудандық есептік тәуелділіктер түрінде аумақтық жинақтап — қорыту жүзеге асырылады.

4 ӨЗЕНДЕР АҒЫНДЫСЫНА АНТРОПОГЕНДІК ФАКТОРЛАР ТИГІЗЕТІН ЫҚПАЛЫ ЖӘНЕ ОЛАРДЫ БАҒАЛАУДЫҢ ӘДІСТЕМЕЛІК НЕГІЗДЕРІ

4.1 Антропогендік факторлар жіктемесі

Өзен ағындысының режиміне және сипаттамаларына қандай да бір мөлшерде әсерін тигізетін физикалық-географиялық факторлардың толық кешенін екі типке бөлуге болады: климаттық және жамылғы беті факторлары.

Климаттық факторлардың кеңістік бойынша таралуы климаттық белдеулерге тәуелді және атмосфералық циркуляцияның сипатымен айқындалады. Демек, олар географиялық белдеулер заңдылығына бағынады.

Жамылғы беті факторларының көбі аумақ бойынша ауқымы аз жергілікті жерлерде таралады, сондықтан олардың су режиміне тигізетін әсері әсер етуші фактор ықпалы өте елеулі болған жағдайларда ғана байқалады. Мұндай факторлар азоналды факторлар санатына жатады.

Әсер ету тегіне қарай факторлар үш топқа бөлінеді: ағынды түзуші факторлар, жанама факторлар және шартты факторлар.

Ағынды түзуші факторлар жауын-шашыннан (қатты және сұйық) және жер асты суларынан тұратын, саны жағынан ең аз, бірақ анағұрлым маңызды топты құрайды. Егер олардың орны мен қалыптасу жағдайын есепке алсақ, жауын-шашын – климаттық факторларға, ал жер асты сулары – жамылғы беті факторларына жатады.

Жанама факторлар су теңдестігінің кіріс бөлігін құрамайтындықтан, ағындының қалыптасуына тікелей қатыспайды, бірақ оның шамасының уақыт (ай, маусым, жылдар бойынша) және кеңістік бойынша таралуы мен өзгеруіне ықпалын тигізеді. Факторлардың бұл тобына булану, ауа және топырақ температурасы, ауа ылғалдылығының тапшылығы сияқты – климаттық факторлар және алаптың жер бедері, көлдер, батпақтар, ормандар, өзендер жүйесі алабының гидрогеологиялық құрылымы, геологисы мен топырағы, мұздану, адамның шаруашылық іс-әрекеті (антропогендік фактор) сияқты жамылғы беті факторлары жатады.

Жанама факторлар тобына кіретін климаттық факторлар өзен ағындысының қалыптасуына, негізінен, кері әсерін тигізеді.

Ағындының қалыптасуын талдау және оны есептеу әдістерін әзірлеу кезінде пайдаланылатын шартты факторлар тобына: алаптың ауданы, алаптың орташа биіктігі, беткейлердің және арнаның еңістігі, арналық эрозия қимасының тереңдігі, өзен желісінің жиілігі, алаптың ені және оның преиметрінің ұзындығы, су жинау алабы пішінінің коэффициенті жатады.

Шаруашылық іс-әрекеттің өзен ағындысына және нақты бір аумақтың ресурсына тигізетін ықпалы үнемі өсіп отырады. Адамның шаруашылық іс әрекеттері келесі негізгі бағыттар бойынша жүргізіледі: өнеркәсіп және тұрмыстық қажеттіліктерді өтеу үшін су тұтыну, бөгендер мен тоғандар тұрғызу, ауылшаруашылығы егістіктерін суландыру, батпақтарды және батпақтанған аумақтарды құрғату, өзендер алаптарының арасында ағындыны қайта үлестіру, өзендердің алаптарында жүргізілетін агротехникалық шаралар және т.б. Аталған шаруашылық іс-әрекеттердің өзен ағындысына тигізетін әсері әртүрлі болады.

Өзен ағындысына бөгендер анағұрлым үлкен ықпалын тигізеді. Ағындының әртүрлі сипаттамаларына бөгендердің тигізетін ықпалының дәрежесі бөгеннің жұмысшы көлемімен анықталатын реттеу (айлық, маусымдық, көпжылдық) қабылетіне тәуелді. Бөгендер су мол маусымда ағындыны ұстап қалады да, булануды ұлғайтады, бұл әсіресе ылғалдылығы жеткіліксіз зоналарға тән. Бөгендерде жинақталған сулар суармалау және сумен қамту мақсатында жұмсалады. Ағындының біраз бөлігі бөгеннің табанын толтыруға шығындалады.

Бөгендер өзендердің су режимін айтарлықтай немесе түбегейлі өзгертеді. Бөген салынған өзендердің су режимі маусым бойынша біркелкі болып тегістеледі, яғни реттеледі. Бөгеннің төменгі жағында тасындылар ағындысы, температуралық және мұздық режим күрт өзгереді.

Бөгендер кіші өзендерге қатты әсер етеді. Қуаңшылық жылдары кіші өзендердің ағындысы толығымен бөгенге жинақталуы мүмкін.

Жекелеген тоғандардың өзен ағындысына тигізетін ықпалы айтарлықтай болмағанымен, олардың өзен алаптарында өте көп салынуы жылдың маусымдары бойынша өзен ағындысын біркелкі қылып реттеуі немесе мүлдем тоқтап қалғанға дейін бойларына жинақтауы мүмкін. Бірақ тиісті геологиялық жағдайларда жер асты суларының артуы мүмкін.

Өзендер ағындысының аса көп бөлігі суармалау мақсатында жұмсалады. Өзендер мен бөгендерден алынатын су мөлшерінің 70-80 пайызы суармалауға шығындалады. Мысалы, Сырдария өзенінің ағындысы толықтай дерлік суармалауға кетеді. Суармалауға алынған сулар булануға, өсімдіктерден булануға, топыраққа сіңіп кетеді. Судың бір бөлігі жер асты сулары арқылы қайтадан өзенге келіп құяды. Қайтқан сулар кей жағдайларда алынған судың 30-40 пайызын құрауы мүмкін, бірақ қайтпа сулардың сапасы күрт төмендеп кетеді.

Суармалаудың өзен ағындысына тигізетін әсерін бағалау кезінде, алынатын судың жалпы көлемін, тиімді және тиімсіз булануды, қайтпа сулардың мөлшерін, ыза суларының деңгейінің өзгерісін білу қажет. Ыза суларының деңгейінің өзгерісі судың жерге сіңу шамасын көрсетеді.

Агроорман, агротехникалық шаралар өзен алаптарында жүргізілетін әртүрлі жұмыстардың үлкен кешенін: тың және тыңайған жерлерді жырту, топырақта ылғалды сақтау үшін күзгі терең бойлай жырту, қар тоқтату, орман жолақтарын отырғызуды құрайды. Бұл шаралар топырақтың кеуектілігін, өткізгіштігін және еріген қар суларының сүзілуін арттырады.

4.2 Өзен ағындысының антропогендік өзгерісін статистикалық әдістермен бағалау

Қолда ағындыға жүргізілген бақылау бойынша бір ұзын қатар бар болған жағдайдың өзінде, қарапайым әдістемелік амалдарды қолдану арқылы, осы қатардың табиғи немесе бұзылған екендігі жөнінде жуықтап қорытынды жасауға болады. Тіпті ағынды режимінің қай уақыттан бастап адамның шаруашылық іс-әрекетінің әсерінен бұзылғанын айқындауға және осы өзгеруді сандық тұрғыдан бағалауға болады.

Сандық тұрғыдан сенімді баға беру үшін, әрине, тұйықтаушы тұстамада жүргізілген бір бақылау қатары жеткіліксіз, төмендегідей қосымша ақпараттар қажет:

-қарастырылып отырған су жинау алабының шегінде жатқан, ағынды режимі бұзылмаған немесе айтарлықтай деңгейде бұзылмаған басқа тұстамалар бойынша әрбір жыл үшін ағынды бойынша деректер;

-ағынды режимі бұзылмаған табиғи немесе адамнық шаруашылық іс-әрекеті есепке аларлықтай ауқымды дамымаған көршілес су жинау алаптары бойынша ағынды деректері;

-алап бойынша орташаланған және ағынды сипаттамаларының табиғи тербелісін айқындайтын метеорологиялық деректер;

-барлық бақылау кезеңі үшін алапта жүргізілген шаруашылық іс-әрекеттер жөнінде деректер.

Антропогендік өзгерістерді бағалау үшін неғұрлым күрделі әдістерді қолданған сайын, соғұрлым мол бастапқы ақпарат қажет. Сондықтан бастапқы деректердің көлеміне және қойылған талапқа қарай қолданылатын бағалау әдістері таңдалуы тиіс.

Қолда сенімді бастапқы деректер жеткілікті болған жағдайда статистикалық әдістердің көмегімен өзендердің жылдық және маусымдық ағындылары қалпына келтіріледі, оның алапта жүргізілген шаруашылық іс-әрекет факторлары кешенінің әсерінен болған өзгерістеріне баға беріледі. Өзгерісті бағалау төмендегі кезектілікпен жүргізіледі:

-табиғи (шартты-табиғи) кезең үшін ағындының негізгі ағынды қалыптастырушы факторларға тәуелділігі анықталады;

-табылған тәуелділік бойынша су режимінің бұзылған кезеңі үшін ағындының табиғи шамасы қалпына келтіріледі;

-бақыланған және қалпына келтірілген ағынды шамаларының айырымы бойынша ағындының шаруашылық іс-әрекеттің әсерінен болған өзгерісі бағаланады;

-есептелген ағындының антропогендік өзгерісінің сенімділігі мен дұрыстығы бағланады.

Табиғи кезеңде жүргізілген бақылау деректерінің негізгі ағынды қалыптастырушы факторларға тәуелділігін анықтау үшін жұп немесе көптік сызықтық регрессия әдістері қолданылады.

Табиғи кезең бойынша бақылау қатарының ұзындығы n жыл өзен ағындысы сипаттамалары үшін көптік сызықтық регрессия теңдеуі мынадай түрге ие болады:

(7)

мұнда — — табиғи кезең үшін жылдық (маусымдық) ағынды; — табиғи ағынды қалыптастырушы факторлардың шамалары (метеорологиялық сипаттамалар – жауын — шашын, қардағы су қоры, ауа температурасы; индикатор өзендер мен ұқсас өзендердің ағындысы, қалыптасу зонасынан келетін ағынды және т.с.с.); — бос мүше; — регрессия коэффициенті; — ағынды қалыптастырушы факторлар саны.

Егер болса, онда жұп корреляция теңдеуіне ие боламыз.

Жоғарыда келтірілген формуланың параметрлерін есептеу ең аз квадраттар әдісі бойынша жүзеге асырылады. Бұл жағдайда регрессия теңдеуінің қателігі келесі формулалар бойынша анықталады:

, (8)

немесе

, (9)

мұнда — — айнымалысының орташа квадраттық ауытқуы; — көптік корреляция коэффициенті; , — ағындының есептелген және бақыланған мәндері.

Ағындыны қалпына келтіру үшін мына шарттарға жауап беретін теңдеулер ғана қолданылады:

, , (10)

мұнда — және тиісінше және орташа квадраттық қателіктері; .

(4)-ші теңзіздіктер шартын қанағаттандыратын регрессия теңдеулері бойынша бұзылған кезең үшін ағындысының мсәндері есептеледі; ал ағындының шаруашылық іс-әрекеттің әсерінен өзгеруі есептелген және бақыланған ағынды шамаларының айырымы бойынша анықталады

(11)

мұнда — бұзылған кезеңде бақыланған ағынды.

Шаруашылық іс-әрекеттің әсерінен ағындының өзгеру шамасының сенімділігі көптеген жағдайлармен: ағынды бойынша бақыланған деректердің дәлдігімен, олардың уақыт бойынша өзгергіштігімен, алынған регрессия теңдеуінің сенімділігімен, қандайда бір көпжылдық кезең үшін алынған регрессия теңдеуін кейінгі уақыт аралығы үшін пайдалану мүмкіндігімен айқындалады. шамасын есептеудің орташа квадраттық қателігін жуықтап келесі формула бойынша бағалауға болады:

(12)

мұнда — (6) формуласы бойынша анықталатын ағынды сипаттамаларын қалпына келтірудің орташа квадраттық қателігі; — бақыланған ағынды сипаттамаларының орташа квадраттық қателігі; — шаруашылық іс-әрекеттің әсерінен ағындының өзгерісі анықталатын кезеңді құрайтын жылдар саны.

Егер ағындының антропогендік өзгерісінің абсолюттік шамасы оны есептеу шамасының қателігінен айтарлықтай үлкен болса бағалау нәтижелерін сенімді деп есептеуге болады.

, (13)

мұнда — — қателіктің орташа квадраттық мәнінің үлесі ретінде алынған есептеу қателігінің сенімділік аралығы, Р ықтимал сенімділігіне тәуелді.

есептеу сенімділігін бағалау кезінде әдетте деп қабылданады, онда .

Есептеу нәтижелері алынған регрессия теңдеулері (4)-ші теңзіздіктің талаптарын қанғантандырған жағдайдың өзінде, әрбір жыл үшін есептеудің қателігі өте үлкен болатынын көрсетеді. Мұндай жағдай әсіресе қарастырылып отырған ағынды сипаттамаларының табиғи өзгергіштігі үлкен болғанда орын алады. Сондықтан сенімді шамасын көпжылдық кезең үшін ( жыл) орташалағанда алуға болады.

4.3 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 стаистикасы, 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 (сурет 3).

Интеграл қисығы келесі тәуелділік бойынша тұрғызылады:

(14)

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:

, (15)

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 басталуы уақыты жөнінде ұйғарым жасауға ғана негіз бола алады. Анағұрлым сенімді сандық нәтижелерді алу үшін қосымша деректерді пайдалана отырып басқа әдістемелік амалдарды қолдану қажет.

4.4 Өзен ағындысына адамның шаруашылық іс-әрекетінің тигізетін әсерін бағалау

Өзендердің жылдық ағындысымен айқындалатын су ресурсының, әсіресе жыл сайын жаңғырып отыратын тұшы су ресурсының сандық сипаттамалары, ең алдымен бүгінгі күні және болашақта халықты ауыз сумен, өнеркәсіпті және ауыл шаруашылығын сумен қамту проблемаларын шешу және қоршаған ортаны қорғау шараларын жасақтау үшін қажет. Бүгінгі күннің талаптарына сай жобалау мақсатында су ресурстары жөнінде орташа көпжылдық мәліметтер, сонымен қоса олардың табиғи өзгергіштігі жөніндегі деректер ғана емес, сонымен қактар, шаруашылық іс-әрекеттің әсерінен болған және болашақта болады деп күтілетін су ресурстарының өзгерісіне берілген сенімді бағалау нәтижелері қажет.

Адамның шаруашылық іс-әрекетінің әсерінен өзен ағындысының өзгеруі жөнінде айтқанда, әдетте, осы мәселенің екі аспектісі: табиғи суларды ластаудың нәтижесінде су сапасының өзгеруі және тікелей су тұтыну және ағындының қалыптасу жағдайының өзгеруі салдарынан су ресурстарының жалпы сандық өзгеріске ұшырауы мен оның уақыт және кеңістік бойынша үлестірімінің өзгеруі қарастырылады.

Қазіргі уақытта адамның шаруашылық іс-әрекеті өте кең көлемде жүргізілуде. Сондықтан ол тек судың сапасына және гидрологиялық режиміне ғана үлкен ықпалын тигізіп отырған жоқ, үлкен өзен алаптарының және тұтас аймақтардың жиынтық су ресурсына, тіпті ғаламдық ылғал айналымына және климатқа әсер етіп отыр. Жыл өткен сайын антропогендік фактордың ықпалы ұлғайу үстінде.

1950 жылдары әлемнің барлық елдерінде табиғи ортаның күрт нашарлауы басталды. Адамзаттың табиғатқа кері әсері бұрын да болған, бірақ ол айтарлықтай елеулі болған емес. Табиғат көп жағдайда адам ықпалының зардаптарынан өз күшімен құтылып отырған, немесе бұл зардаптар мардымсыз болғандықтан су объектілерінде әлсіз көрініс берген. Қалай болғанда да өзендер ағындысына адамның шаруашылық іс-әрекетінің ықпалын зерттеу мысалдары көрсетіп отырғандай шамамен 1950-1955 жылдарға дейін еліміздің әрқилы өзендерінің режимінде айтарлықтай антропогендік өзгерістер байқалған емес. Ол жылдары шаруашылық іс-әрекеттің ағындыға ықпалы өткір мәселе болған жоқ, негізінен таза ғылыми сипатқа ие болды.

Адамның шаруашылық іс-әрекеті гидрологиялық айналымның барлық элементтеріне бірдей әсерін тигізбейді, бірақ жекелеген аймақтарға және өзен алпатарына қатысты болып өткен және жуық арада болады деп күтілетін су ресурсының өзгерістері ең алдымен уақыт және кеңістік бойынша жиынтық буланудың қайта түзілуіне, беттік және жер асты суларының қалыптасу жағдайларының өзгеруіне тікелей байланысты.

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

(16)

(17)

мұнда — — зерттелетін өзеннің жылдық (маусымдық, айлық) ағындысы; — ұқсас өзендердің жылдық (маусымдық, айлық) ағындысы.

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.

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 (сурет 3). Екі жақты ағынды интеграл қисығы келесі түрде өрнектеледі:

(18)

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

Ұқсастық әдісін 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

(19)

мұнда және — қатарының бірінші және екінші бөлігінің орташа квадраттық ауытқуы; — қатар мүшелерінің жалпы саны.

Ағынды режимінің бұзылу сәтіне интегралдық байланыс графигі бойынша жуықтап анықталған және қисықтың сыну нүктесіне жақын орналасқан Т шамасының бірқатар шамалары үшін анықталатын статистикасының ең кіші мәні сәйкес келеді.

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. Жазықтық аудандарда гидрологиялық режимі бұзылмаған ұқсас-өзендерді табу 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.

Шарын өзені – Сарытоғай бекеті бойынша қалыпты жылдық ағындысына адамның шаруашылық іс-әрекетінің тигізетін әсерін бағалау үшін жиынтық интеграл қисықтары тұрғызылды. Жиынтық интеграл қисықтарын тұрғызу үшін көмекші кесте құрастырылды (Кесте 10). Осы кестенің деректері бойынша тұрғызылған жиынтық интеграл қисықтары төмендегі суреттерде берілген (Сурет 3).

Кесте 10

Шарын өзені – Сарытоғай бекеті бойынша жинтық интеграл қисығының ординатасын есептеу

№	Жылдар		∑( )
1	2	3	4
1	1930	37,1	37,1
2	1931	37	74,1
3	1932	29	103,1
4	1933	25,6	128,7
5	1934	44,3	173
6	1935	36,3	209,3
7	1936	49,1	258,4
8	1937	45,1	303,5

Кесте 10 жалғасы

1	2	3	4
9	1938	29,7	333,2
10	1939	27	360,2
11	1940	29,4	389,6
12	1941	37,1	426,7
13	1942	38,8	465,5
14	1943	24,6	490,1
15	1944	22,6	512,7
16	1945	26,5	539,2
17	1946	35,2	574,4
18	1947	30,2	604,6
19	1948	30,7	635,3
20	1949	33	668,3
21	1950	34,2	702,5
22	1951	33	735,5
23	1952	38,4	773,9
24	1953	37,8	811,7
25	1954	53,1	864,8
26	1955	39	903,8
27	1956	46,3	950,1
28	1957	33	983,1
29	1958	38,8	1021,9
30	1959	47,3	1069,2
31	1960	41,8	1111
32	1961	35,2	1146,2
33	1962	30,4	1176,6
34	1963	34,4	1211
35	1964	46	1257
36	1965	32,4	1289,4
37	1966	38,7	1328,1
38	1967	38,8	1366,9
39	1968	29,6	1396,5
40	1969	53,2	1449,7
41	1970	46	1495,7
42	1971	43,2	1538,9
43	1972	38,3	1577,2
44	1973	43	1620,2
45	1974	32,2	1652,4
46	1975	34,7	1687,1
47	1976	29,1	1716,2
48	1977	26,8	1743
49	1978	29,3	1772,3
50	1979	34,8	1807,1
51	1980	35,6	1842,7
52	1981	38,2	1880,9
53	1982	30,5	1911,4

Кесте 10 жалғасы

1	2	3	4
54	1983	30,3	1941,7
55	1984	26,4	1968,1
56	1985	37,2	2005,3
57	1986	33,2	2038,5
58	1987	49,2	2087,7
59	1988	54,9	2142,6
60	1989	41,5	2184,1
61	1990	38,2	2222,3
62	1991	33,7	2256
63	1992	32,7	2288,7
64	1993	42,5	2331,2
65	1994	44,6	2375,8
66	1995	25,4	2401,2
67	1996	39,6	2440,8
68	1997	33,9	2474,7
69	1998	43,4	2518,1
70	1999	47,9	2566
71	2000	42,9	2608,9
72	2001	50,1	2659
73	2002	53,2	2712,2
74	2003	59,1	2771,3
75	2004	62,1	2833,4
76	2005	51,2	2884,6
77	2006	43,3	2927,9

Сурет 3. Шарын өзені – Сарытоғай бекеті бойынша көпжылдық жиынтық интеграл қисығы (1930-2006жж.)

Жоғарыдағы графикке түсініктеме жазсақ, берілген бекет бойынша ағын жүргісіне табиғи – климаттық та, антропогендік әсер де қатты байқалмаған. Уақыт жүргісі өзгеріссіз, бірқалыпты.

5 ШАРЫН ӨЗЕНІНІҢ ҚАЛЫПТЫ ЖЫЛДЫҚ АҒЫНДЫСЫНЫҢ ҮЛЕСТІРІМ ҚИСЫҒЫНЫҢ СТАТИСТИКАЛЫҚ ПАРАМЕТІРЛЕРІН ЕСЕПТЕУ

5.1 Ықтималдық үлестірім қисығының параметрлері

Қамтамасыздық қисықтары репрезентативті бақылау қатары бар болған жағдайда ағынды есептеу тәсілдерінің негізгі ретінде алынады. Эмпирикалық қамтамасыздық қисығы қарастырылып отырған сипаттаманың пайда болуының салыстырмалы жиілігінің өсуін, яғни қайталанғыштықты, мысалы су өтімінің берілген мәнінен жоғары мәндердің қайталанғыштығын көрсетеді. Эмпирикалық қамтамасыздық қисығы аналититалық қамтамасыздық қисығымен (интеграл үлестірім қисығымен) алмастыра алады. Ықтималдық теориясы мен математикалық статистика бойынша олардың үш параметрмен сипаттала алатындығы белгілі: қатардың орташа арифметикалық мәні (Q₀), вариация коэффициенті (өзгергіштік коэффициенті) (C_v) және ассиметрия коэффициенті (C_s). Үлестірім (қамтамасыздық) қисығының бұл параметрлері гидрологиялық есептерді шешу кезінде әдетте жеткілікті болады. Олардың көмегімен ағындының нақты мәнінің асып түсу немесе асып түспеу ықтималдылығы анықтала алады. Үлестірім және қамтамасыздық қисықтарының негізгі параметрлерін теориялық тұрғыдан негіздеу жеке қарастырылған, сондықтан оқу құралында гидрологиялық есептеу практикасында қолданылатын негізгі түсініктер мен параметрлердің қатынасы ғана келтіріледі.

Қамтамасыздық қисығын тұрғызудың негізі ретінде эмпирикалық деректер қатары (ағындыға жүргізілген бақылау деректерінің қатары) қызмет жасайды. Осы деректер бойынша эмпирикалық қамтамасыздық қисығы тұрғызылады. Бұл қисыққа эмпирикалық нүктелердің орналасуына мейлінше үйлесетін аналитикалық қисық таңдалады. Аналитикалық қисық (қисықтың типіне байланысты) белгілі бір теңдеумен өрнектеледі, бұл қамтамасыздық қисығының бақылау деректерімен қамтылған аймағында ағынды есептеуді жүзеге асыруға мүмкіндік береді. Сонымен, ең алдымен, кіші және үлкен қамтамасыздық аймақтарындағы ағынды ксептеулерінің сенімділігі артады. Ағынды есептік қамтамасыздығының мәні жобалаудың міндеттерімен айқындалады. Қамтамасыздық қисықтары ағындының есептік мәнінің түсу уақытын көрсетпейді.

Эмпирикалық қамтамасыздық қисықтары:

– эмпирикалық деректерді жоғарыдан төмен біртіндеп кему немесе төменнен жоғары біртіндеп өсу ретіне қарай орналастыру (су өтімін немесе ағынды модулдік коэффициентін);

– эмпирикалық қамтамасыздық формуласы бойынша жоғарыдан төмен кему ретіне қарай орналасқан әрбір мәннің қамтамасыздығын P(%) анықтау;

– алынған мәндерді Q = f(P %) немесе K = f(P %) графигіне түсіру жолымен тұрғызылады.

Әрі қарай, алынған нүктелер тобына аналитикалық қамтамасыздық қисығы таңдалады немесе есептеулер үшін Алексеевтің графо-аналитикалық әдісі болмаса аналитикалық қамтамасыздық қисығын таңдау мүмкін болмаған жағдайларда нүктелер өрісінің ортасынан өтетін біркелкі тегістеуші сызық жүргізіледі. Эмпириалық қамтамасыздық қисығын тегістеу немесе экстрополяциялау графиктік жолмен немесе эмпирикалық қисықтың кескініне сәйкес келетін кездейсоқ шамалар үлестірім қисығының кейбір типтік теңдеулерін пайдалану арқылы аналитикалық жолмен жүзеге асырылады.

Арнайы торшадан алдын ала түзету арқылы графиктік эстрополяциялау, қолда ұзақтығы жеткілікті және нүктелері үйлесе орналасқан қатар болса және бақылау шегінен тысқары экстрополяциялау елеусіз болған жағдайда ғана мүмкін болады.

Аналитикалық жолмен тегістеу және экстрополяциялау бақылау қатары ұзақ, бірақ қамтамасыздық қисықтарының параметрін ұқсастық әдісі бойынша зерттелмеген өзендерге көшіру кезінде қолданылады. Эмпирикалық үлестірім қисықтарын тегістеу ауданының моменті эмпирикалық қисықтың ауданының моментіне тең теориялық қисықпен алмастыруға саяды. Тегістелген эмпирикалық қамтамасыздық қисығының немесе ағынды сипаттамалары үлестірімінің қисығының теңдеуін таңдау үшін кездейсоқ шамалардың өзгергіштігін зерттеу кезінде математикалық статистикада қолданылатын бір модалы үлестірім қисықтары пайдаланады. Белгілі бір шаманың біртіндеп пайда болатын мәндерінің әрқайсы осы шаманың алдыңғы мәндерінің пайда болуына тәуелсіз болатын қандай да бір мәндері кездейсоқ мәндер деп саналатын белгілі.Бұл жағдайда гидрологиялық зерттеулер мен есептеулерде жекелеген жылдардың ағынды сипаттамалары өзара байланысты емес деп қабылданады. Мұндай долбарлау белгілі бір дәрежеде бақылау деректерімен және арнайы зерттеулермен расталады.

Сондықтан хронологиялық тәртіппен орналасқан жылдық ағынды мәндері, сонымен қатар оның басқа да біртекті сипаттамалары статистикалық қатар деп аталады. Қамтамасыздық қисығын тұрғызу және бақылау шегінен тысқары аймаққа экстрополяциялау үшін қатардың мүшелері жоғарыдан төмен қарай кему немесе төменнен жоғары қарай біртіндеп өсу ретімен орналастырылады. Шектеулі уақыт кезеңі үшін осылай өсу немесе кему тәртібімен орналастырылған анағұрлым ұзын қатардың таңдамасы ретінде қарастырылады.Жылдық ең жоғарғы және ең ең төмен су өтімідері, су тасқынды ағынды қабаттары және ағындының басқа да элементтерінің эмпирикалық қамтамасыздық қисықтарын кездейсоқ шамалар үлестірімі үшін тұрғызылған кейбір теориялық қамтамасыздық қисықтармен салыстыру олардың жеткілікті деңгейде үйлес екенін көрсетеді.Сондықтан мұндай теориялық қисықтар практикалық есептерді шешу кезінде эмпирикалық қисықтарды тегістеу және қамтасыздықтың берілген шегіне дейін экстрополяциялаудың амалы ретінде пайдаланылады.Теориялық қисықтар теңдеуінің параметрлері бақыланған шамалардың зерттелетін қатары бойынша анықталады.

Аналитикалық қамтамасыздық қисықтарын тұрғызудың қағидалары ықтималдық теориясының орталық шекті теоремасының ережесінен шығады. Ықтималдық үлестірім қисықтарын екі топқа бөлуге болады: симметриялы және ассиметриялы қисықтар. Ағынды үлестірімін зерттеу кезінде ассиметриялы қисықтар анағұрлым жиі кездеседі.

Симметриялы үлестірім қисықтарының параметрлері: орташа арифметикалық мән (Q₀) және орташа квадраттық ауытқу (σ). Ағындының жекелеген қатарлардың өзгергіштігін салыстыру үшін орташа квадраттық ауытқу салыстырмалы бірліктермен, әдетте үлесімен сипатталады. Бұл салыстырмалы орташа квадраттық ауытқу вариация коэффтициенті немесе өзгергіштік коэффициенті (C_v) деп аталады.

Вариация коэффициентінің мәнін моменттер әдісі немесе шындыққа жақын әдіс бойынша анықтауға болады. Бұл жағдайда қатар мүшелерінің арасында айтарлықтай автокорреляция коэффициенті бар болған жағдайда артатын Сv коэффициентінің бағалаудың мүмкін болатын жүйелі қателігін де есепке алу қажет.

Моменттер әдісі кезінде үлестірім қисықтарының параметрлері ығысуды жоюға түзету енгізіле отырып эмпирикалық үлестірім мәні арқылы өрнектеледі. Бұл жағдайда қатардың шеткі мүшелері үлестірімге үлкен ықпал жасайды.

Шындыққа ең жақын әдістің мәні мынаған саяды, белгісіз бір параметрдің қандайда бір мәні пайда болған кезде шындыққа ең жақын функция мүмкін болатын ең үлкен мәнін қабылдайтын белгісіз параметрдің осы мәні анағұрлым ықтимал деп есептеледі. Бұл жағдайда функцияның ең үлкен мәні сәйкес келетін қатардың мүшелері үлестірімге үлкен ықпалын тигізеді. Үлестірімнің бұл қасиеті ассиметриялық үлестірімдерде айқын білінеді.

Үлестірімнің ассиметриясын немесе шегерілуін үшінші орталық моменті сипаттайды.Салыстырмалы бірлікпен өрнектеледі және ассиметрия коэффициенті (C_s) деп аталады.

Сонымен, есептеу қамтамасыздығы белгілі ағынды мәнін анықтау үшін келесі параметрлерді есептеу қажет: қатардың әрбір мүшесінің эмпирикалық қамтамасыздығын P % (яғни, берілген су өтімінің асып түсу ықтималдығын), қатардың орташа мәнін Q_0,C_v және Cs коэффициенттерін. P % және Q₀ мәндері эмпирикалық қамтамасыздық қисығын тұрғызуға, ал Q₀, C_v және C_sмәндері оған аналитикалық қамтамасыздық қисығын таңдауға мүмкіндік береді.

Ықтималдық теориясынан қандайда бір су өтімінің Q қайталану ықтималдығы осы су өтімінің пайда болу оқиғасы санының (m) бақылау қатары мүшелерінің жалпы санына (n) қатынасына тең екендігі белгілі:

. (20)

P-нің мәні 0-ден 100-ге дейін өзгереді, өйткені теория бойынша n→∞, m→n, онда P(m=n)100% асимптоталы жақындайды. Бірақ гидрологиялық есептеулер практикасында ол ешқашан 100% тең емес. Оның үстінде, n<100 болғанда (10) формула жабылуда мейлінше қажет болатын қатардың шеткі мүшелері үшін жеткіліксіз, сондықтан эмпирикалық қамтамасыздықты олардың теориялық барынша жуықтау үшін оған түзетулер енгізіледі.Бірақ бұл түзету айтарлықтай дәрежеде бастапқы ықтималдық үлестірімінің типіне және параметрлеріне тәуелді, сол себепті Е.Г.Блохинов формуланы Cv және Cs коэффициеттерінің қатынастарымен байланыстырып, яғни эмпирикалық қисықтың аналитикалық қисыққа барынша сәйкес келуін ескеріп, әртүрлі нұсқауларын пайдалануға ұсынады.Мұндай формулалардың сәйкес жалпы түрі

, (21)

мұндағы, P_m— көлемі n кему тәртібімен орналастырылған таңдаманың m орнына ие мүшелерінен асып түсу ықтималдылығын бағалау; a- ның мәні 0-ден 1-ге дейін өзгереді.

Құрылыс жобалау практикасында ізделінетін асып түсу ықтималдылығының математикалық күтіміне сәйкес келетін Крицкий-Менкелдің формуласы кең қолданыс тапқан:

, (22)

Бұл формула бас жиынтықтан таңдалған пайдаланылатын қатар суы мол жылдары жоғары ағындымен және суы аз жылдар төмен ағындымен сипатталады деген ұйғарым бойынша шығарылады. Формула қамтамасыздықтың өте үлкен және өте кіші мәндері кезінде мейлінше сақ шешім береді.

Гидрологиялық есептеулер практикасында (C_s=2C_v болғандағы)

, (23)

T.Г.Блохинов (Cs<2Cv болғандағы)

, (24)

Келтірілген формулалар қолда бар қатардың ұзындығы салыстырмалы аз болған жағдайда (40-50 жылдан кем) эмпирикалық қамтамасыздық қисықтарының үш жақтарында ғана айтарлықтай айырмашылығын береді. Қисықтың ортаңғы бөлігінде олар бірдей нәтижелер береді. Қатардың ұзындығы бірдей болған жағдайда (12) формула бойынша есептеген кезде қатардың бірінші мүшесі ең үлкен қамтамасыздыққа ие болады, ал (24) формула бойынша есептегенде ең төмен қамтамасыздыққа ие болады, ал қатардың соңғы мүшесі керісінше. Крицкий-Менкелдің формуласы негізінен ең мол ағындыны есептеу кезінде қолданылған.

Қатардың айнымалы шамаларының тербелісін немесе өзгергіштігін бағалау үшін қатардың ағымдағы мүшелерінің қатардың орташа мәнінен (қалыпты шамадан) ауытқуының квадраттарының орташа мәні қызмет жасайды., өйткені -ті квадраталған жағдайда оның шамасы үнемі оң болады және оң ауытқулар мен теріс ауытқулар бірін-бірі жоя алмайды. Қарастырылып отырған шамалардың өзінің орташа мәнінен шашырауының өлшемі орташа квадраттық ауытқу немесе стандарт деп аталады және σ белгісімен белгіленеді.

. (25)

Орташа квадраттық ауытқу бастапқы бақылау қатарының өлшем бірлігімен өрнектеледі.

Вариация коэффициенті. Жекелеген қатарлардың өзгергіштігін салыстыру ыңғайлы болу үшін орташа квадраттық ауытқуды салыстырмалы бірлікпен өрнектейді. Салыстырмалы орташа ауытқуды вариация коэффициенті немесе өзгергіштік коэффициенті деп атайды. Оны C_vшартты белгісімен белгілейді.

C_vкоэффициентінің мәні моменттер әдісімен немесе шындыққа ең ұқсас әдіс бойынша есептеледі.C_v<0,5 болғанда моменттер әдісі қолданылады, өйткені корреляция коэффициентінің мәні үлкен болғанда, таңдаманың шеткі мәндерінің рөлі тым жоғары болады. Бұл кемшілік C_v >0,5 кезінде қолданылатын шындыққа ең ұқсас әдісін пайдалану арқылы жойылады. Шындығында теория бойынша екі әдісті де C_v-ның кез келген мәні кезінде қолдануға болады. Бірақ, С_v-ның кіші мәндері кезінде екі әдіс те жуық нәтиже беретін болғандықтан және ал моменттер әдісін практикада қолдану жеңіл болғандықтан, олардың жоғарыда аталған қолданылу аясын бөліп көрсеткен орынды.

Вариация коэффициентін моменттер әдісі бойынша анықтау келесі формула бойынша жүзеге асырылады:

, (26)

мұндағы К_і – модульдік коэффициент;

– cу өтімінің жылдық мәндері;

— қалыпты ағынды (ағындының көпжылдық орташа мәні);

– бақылау қатарының ұзақтығы.

Бірақ іс жүзінде бақылау қатарының ұзақтығы әдетте жеткіліксіз, яғни қолда бар қатар Бас жиынтық емес ұзақтығы жеткіліксіз таңдама жиынтық болғандықтан мәні қателігіне ие болады.

Математикалық статистикадан бұл қателіктің мынаған тең екедігі белгілі және n = 30 болғанда шамасы δ = 1,6%, ал қатардың ұзақтығы аз болғанда ол едәуір ұлғаяды. Сондықтан бақылау қатарының ұзақтығы 30 жылдан кем болған жағдайда вариация коэффициенті келесі формула бойынша есептеледі:

. (27)

Қазіргі жағдайда бұл формула барлық жағдайда бірдей қолданылып жүр.

Вариация коэффициентін моменттер әдісімен анықтау кезінде оның кездейсоқ орташа квадраттық қателіктері төмендегідей белгіленеді:

автокорреляция есепке алынбаған жағдайда (жоқ немесе өте аз)

, (28)

– автокорреляция есепке алынған жағдайда

. (29)

Вариация коэффициентін шындыққа ең жақын әдіс бойынша анықтау кезінде қалыпты қателіктерді бағалау үшін Блохиновтың формуласы қолданылады:

. (30)

Вариация коэффициентінің мәні 0,25-ке дейін және 5% болған жағдайда бақылау қатарының ұзындығы 10 жылдан 25 жылға дейін болса жеткілікті (репрезентативтілік талабы сақталатын болса). Бірақ, дәлділік дәл осылай қалып, вариация коэффициенті 0,5-0,6 тең болған жағдайда қатардың ұзақтығының 100-150 жыл болуы талап етіледі. Қатардың ұзақтығы бұдан кіші болған жағдайда есептеудің дәлділігін төмендетуге тура келеді.

Ассимметрия коэффициенті қарастырылып отырған кездейсоқ шама қатарының өзінің орташа мәніне немесе үлестірім центіріне қатысты симметриялы еместігінің дәрежесін сипаттайды. Асимметрия коэффициенті де салыстырмалы бірлікпен өрнектеледі, бұл жекелеген өзендер қатарының немесе түрлі сипаттамалар қатарының симметриялы еместігінің дәрежесін салыстыруға, сондай-ақ тиісінше С_s коэффициентін жинақтап қорытуға мүмкіндік береді.

Гидрологиялық шамалардың үлестірімі көбінесе оң ассиметриямен сипатталады. Бұл дегеніміз, бір модалы үлестірім кезінде қатардың орташа арифметикалық мәні моданың оң жағына орналасады деген сөз, демек, центрдің оң жағында үлестірім графигінің “ұзын” бөлігі орналасады. Теріс ассиметрия кезінде қатардың орташа арифметикалық мәні моданың сол жағына орналасады және үлестірім графигінің “ұзын” бөлігі центрдің сол жағына орналасады.

Қатардың ассимметриялылығын сипаттау үшін қатар мүшелерінің өздерінің орташа мәнінен ауытқуының кубының орташа мәні алынады және өлщем бірліксіз сипаттама алу үшін оны үшінші дәрежелі орташа квадраттық ауытқуға бөледі.

. (31)

болғандықтан және модульдік коэффициентін пайдаланып, (31) формуласын өрнектейміз:

. (32)

Теріс ығысуды азайту үшін түзетуі енгізіледі. болғанда (24) формула келесі түрге ие болады:

. (33)

Асимметрия коэффициентінің мәні оң немесе теріс болуы мүмкін. Оң ассиметрия суы аз жылдарға қарағанда суы мол жылдар сирек қайталанған жағдайда байқалады, яғни қатардың орташа мәніне кіші мәндері жиі кездеседі. Керісінше болғанда қатар теріс ассиметрияға ие болады. Асимметрия коэффициентінің орташа квадраттық қателігін Крицкий-Менкел формуласымен анықтауға болады.

. (34)

Демек, ассиметрия коэффициентінің қателігі қатардың ұзақтығы қысқарған сайын және вариация коэффициентінің мәні кіші болғанда ұлғаяды.

Есептеулер С_v-ның кез келген мәнінде және n<50 болғанда ассимметрия коэффициентінің қателігі ондаған тіпті жүздеген процентті құрайтынын көрсетеді. Сондықтан іс жүзінде C_s коэффициентін С_v коэффициентіне қатынасы арқылы эмпирикалық нүктелерге сәйкес келетін теориялық қамтамасыздық қисығын таңдау әдісін пайдаланып анықтайды.

5.2 Қамтамасыздық қисығының параметрлерін есептеу

Есептеу қамтамасыздығы өзеннің алабында немесе арнасында жүргізілетін жұмыстың сипатына және объектіге (гидротехникалық құрылыс, мелиорация, су алу және т.б.) тәуелді. Ол имараттың күрделілігін және қауіпсіздік талаптарын есепке ала отырып нормативтік құжаттармен белгіленеді. Қамтамасыздық шамасын P анықтаудың қателігі бақылау қатары аз болған сайын үлкен болады. Қамтамасыздықтың, болуы мүмкін тербеліс шегі, статистикада қарастырылып отырған шаманың әртүрлі ықтималдық дәрежесі бойынша өзгеру шегін көрсететін, сенімділік аралығының өлшемімен бағаланады. Әдетте, қатардың ең жоғарғы және ең төменгі мәні үшін, анықталатын сенімділік аралығы шегінің 5 және 95 % ықтималдылығы пайдаланылады. Гидрометриялық деректер қатары генетикалық біртекті емес сипаттамалардан тұруы мүмкін. Бұл жағдайда эмпирикалық (және теориялық) қамтамасыздық қисықтары әрбір біртекті жиынтық үшін эмпирикалық қамтамасыздықтың жоғарыда келтірілген формулаларының бірін пайдалана отырып тұрғызылады. Олардың негізінде қорытқы қамтамсыздық қисығы тұрғызылады. Бұл кезде екі жағдай орын алуы мүмкін:

— әрбір жылда екі немесе оданда көп генетикалық біртекті емес ағынды сипаттамалары бар, яғни біртекті жиынтық мүшелерінің саны бірдей және жалпы қатар санына сәйкес келеді ;

— генетикалық біртекті емес сипаттамалар жыл сайын кездеспейді, яғни біртекті жиынтықтардың мүшелер саны бірдей емес және жалпы қатар санына сәйкес келмейді.

Ықтималдылық тор көзі көбіне күрделі кескінге ие эмпирикалық қамтамасыздық қисығын түзету немесе бір сызыққа туралау үшін қолданылады. Бұл қамтамасыздығы кіші немесе үлкен су өтімдерін анықтау қажет болған жағдайда қамтамасыздық қисығын бақылау шегінен тысқары графиктік экстрополяциялауды жеңілдетеді, сонымен қатар, Cv және Cs коэффициенттерін графиктік жолмен анықтауға мүмкіндік береді. Ықтималдылық тор көзін тұрғызудың мәні кездейсоқ айнымалының шкаласын ордината шкаласына және (немесе) қамтамасыздық шкаласын – абсцисса шкаласына ықтималдық үлестірімінің қисығы түзу сызыққа түрленетіндей етіп түрлендіруге саяды. Қисық толық түзетілген жағдайда, осы қисықтың (дәлірек айтсақ, енді осы түзудің) параметрлерін графиктік жолмен анықтауға болады. Егер тек қисықты туралау ғана жүзеге асырылса (толық түзетілмесе), онда параметрлерді графа-аналитикалық әдіспен анықтауға болады.

Гидралогиялық есептеулер практикасында ықтималдылық тор көзінің келесі типтері қолданылады:

— қалыпты үлестірім заңының ықтималдылық тор көзі;

— вариация коэффициентімен асимметрия коэффициенттерінің әртүрлі қатынасы кезіндегі түзулеуші үш параметрлі гамма-үлестірім ықтималдылық тор көзі (Бровковичтің, Рождественский мен Чеботоревтың тор көздері);

— логарифмдік-қалыпты үлестірім заңының ықтималдылық тор көзі;

— Гудрич үлестірімінің ықтималдылық тор көзі;

— Гамбел ықтималдылығының тор көзі;

— Чегодаев тор көзі.

Гудрич пен Гумбелдің тор көздері сәйкес үлестірімдерді пайдалану кезінде қолданылады. Чегодаевтың тор көзі нөлдік қамтамасыздыққа сәйкес келетін жоғарғы шекпен шектелген. Тор көздердің бірінші үш типі (әсіресе, екінші тип) анағұрлым жиі қолданылады.

Тор көзін (жаңа координата жүйесін) тұрғызу декарттық координаталар жүйесінде немесе қисықтың түзуленуі жүзеге аспайтын координататаларда өзінің белгілі параметрлеріне сәйкес тұрғызылған қамтамасыздық қисығын абсцисса осі немесе ордината осі бойынша арнайы шкала іріктеу арқылы еркін түзуге трансформациялауға саяды. Алынған жаңа шкала ескі шкаламен бірігіп жаңа координата түзеді. Бұл координатада берілген үлестірім заңының қамтамасыздық қисығы вариация коэффициентіне және ағындының орташа шамасына тәуелсіз, бірақ, оның бекітілген асимметрия коэффициенті немесе оның вариация коэффициентімен бекітілген қатынасы тұрақты болатын жағдайда түзуге айналады. Ағындының уақыт бойынша үлестірілуі әртүрлі және қарастырылып отырған сипаттамаға және оны қалыптастырушы физикалық-географиялық жағдайларға тәуелді болғандықтан гидрологиялық есепеулер практикасында қолданылатын үлестірім қисықтарының типтері де әртүрлі: биномдық қамтамасыздық қисығы (Пирсонның ІІІ типті үлестірім қисығы); үш параметрлі гамма-үлестірім (Крицкий-Менкелдің қамтамасыздық қисығы); логарифмдік-қалыпты қамтамасыздық қисығы; Гудричтің қамтамасыздық қисығы; Гамбелдің қамтамасыздық қисығы;

Аcсимметриялы биномдық қисықтың немесе ІІІ типті Пирсон қисығының сипаттық нүктелері мыналар: 1 — үлестірім центрі, 2 – медиана, 3 – мода. Бұл нүктелер айнымылы шаманың мәндерінің осінде орналасады.

Үлестірім центрі – зерттелетін қатардың орташа арифмеикалық мәніне сәйкес келетін нүкте; статистикалық қатардың негізгі параметрлерінің бірі болып саналады. Үлестірім центрі арқылы жүргізілген ордината, орталық ордината деп аталады.

Медиана – кему ретімен орналасқан қатардың ортасынан орын алатын айнымалының мәні. Егер қатардағы мүшелер сан жұп болса, онда медиана ретінде іргелес екі шаманың жарты қосындысын алады. Медианалық ордината үлестірім қисығының ауданын тең екі бөлікке бөледі.

Мода ықтималдылығы анағұрлым жоғары немесе осы қатарда ең жиі кездесетін шама. Модалық ордината бір шыңды үлестірім қисығының максимал ординатасы болып табылады.

Биномдық үлестірім қисығы гидрологиялық есептеулер практикасында кеңінен қолданылады. Бұл сұлбаны симметриялы емес статистикалық қатарға қолдануға болады. Гидрологиялық шамалардың қатары негізінен симметриялы емес болып келеді. Бұл қисық және оның интегралдық өрнегі — қамтамасыздық қисығы қабылданған дәлдік бойынша тек үш параметр арқылы сызылуы мүмкін. Параметрлердің мәндері тікелей бақылау материалдары бойынша, негізінен моменттер әдісімен есептеледі.

Бірінші және негізгі параметр — ол қатардың орташа мәні.

Вариация коэффициенті. Жекелеген қатарлардың өзгергіштігін салыстыру ыңғайлы болу үшін орташа квадраттық ауытқуды салыстырмалы бірлікпен өрнектейді. Салыстырмалы орташа квадраттық ауытқуды варияция коэффициенті немесе өзгергіштік коэффициенті деп атайды.

Вариация коэффицентінің мәні 0,25-ке дейін және 5 % болған жағдайда бақылау қатарының ұзындығы 10 жылдан 25 жылға дейін болса жеткілікті (репрезентативтілік талабы сақталған жағдайда). Бірақ дәлдік дәл осылай қалып, вариация коэффиценті 0,5-0,6 тең болған жағдайда қатардың ұзақтығының 100-150 жыл болуы талап етіледі. Қатардың ұзақтығы бұдан кіші болған жағдайда есептеудің дәлдігін төмендетуге тура келеді.

Ассимметрия коэффициенті қарастырылып отырған кездейсоқ шама қатарының өзінің орташа мәніне немесе үлестірім центіріне қатысты симметриялы еместігінің дәрежесін сипаттайды. Асимметрия коэффициенті де салыстырмалы бірлікпен өрнектеледі, бұл жекелеген өзендер қатарының немесе түрлі сипаттамалар қатарының симметриялы еместігінің дәрежесін салыстыруға, сондай-ақ тиісінше коэффициентін жинақтап қорытуға мүмкіндік береді.

Гидрологиялық шамалардың үлестірімі көбінесе оң ассимметриямен сипатталады. Бұл дегеніңіз, бір модалы үлестірім кезінде қатардың орташа арифметикалық мәні моданың оң жағына орналасады деген сөз, демек, центрдің оң жағында үлестірім графигінің “ұзын” бөлігі орналасады. Теріс асимметрия кезінде қатардың орташа арифметикалық мәні моданың сол жағына орналасады және үлестірім графигінің “ұзын” бөлігі центрдің сол жағына орналасады.

Асимметрия коэффициентінің мәні оң немесе теріс болуы мүмкін Оң асимметрия суы аз жылдарға қарағанда суы мол жылдар сирек қайталанған жағдайда байқалады, яғни қатардың орташа мәннен кіші мәндері жиі кездеседі. Керісінше болғанда қатар теріс асcимметрияға ие болады. Асcимметрия коэффицентінің орташа квадраттық қателігін Крицкий-Менкель формуласымен анықтауға болады.

Сонымен, есептеу қамтамасыздығы белгілі ағынды мәнін анықтау үшін келесі параметрлерді есепеу қажет: қатардың әрбір мүшесінің эмпирикалық қамтамасыздығын P (яғни, берілген су өтімінің асып түсу ықтималдығын), қатардың орташа мәнін Qo, вариыция Cv және ассиметрия Cs коэффициенттерін. Біздің жағдайда, Шарын өзені – Шарын бекеті бойынша бұл параметрлер келесі кесте 11 көрсетілген.

Кесте 11

Шарын өзені –Сарытоғай бекеті бойынша 1930 – 2006 жж. аралығы үшін негізгі гидрологиялық сипаттама мәндері

№	Жыл	Qорт	K	K-1	(K-1)²	(K-1)³
1	2	3	4	5	6	7
1	1930	37,1	0,98	-0,02	0,001	0,000

Кесте 11 жалғасы

1	2	3	4	5	6	7
2	1931	37	0,97	-0,03	0,001	0,000
3	1932	29	0,76	-0,24	0,056	-0,013
4	1933	25,6	0,67	-0,33	0,107	-0,035
5	1934	44,3	1,17	0,17	0,027	0,005
6	1935	36,3	0,95	-0,05	0,002	0,000
7	1936	49,1	1,29	0,29	0,085	0,025
8	1937	45,1	1,19	0,19	0,035	0,006
9	1938	29,7	0,78	-0,22	0,048	-0,010
10	1939	27	0,71	-0,29	0,084	-0,024
11	1940	29,4	0,77	-0,23	0,051	-0,012
12	1941	37,1	0,98	-0,02	0,001	0,000
13	1942	38,8	1,02	0,02	0,000	0,000
14	1943	24,6	0,65	-0,35	0,125	-0,044
15	1944	22,6	0,59	-0,41	0,164	-0,067
16	1945	26,5	0,70	-0,30	0,092	-0,028
17	1946	35,2	0,93	-0,07	0,006	0,000
18	1947	30,2	0,79	-0,21	0,042	-0,009
19	1948	30,7	0,81	-0,19	0,037	-0,007
20	1949	33	0,87	-0,13	0,017	-0,002
21	1950	34,2	0,90	-0,10	0,010	-0,001
22	1951	33	0,87	-0,13	0,017	-0,002
23	1952	38,4	1,01	0,01	0,000	0,000
24	1953	37,8	0,99	-0,01	0,000	0,000
25	1954	53,1	1,40	0,40	0,157	0,062
26	1955	39	1,03	0,03	0,001	0,000
27	1956	46,3	1,22	0,22	0,047	0,010
28	1957	33	0,87	-0,13	0,017	-0,002
29	1958	38,8	1,02	0,02	0,000	0,000
30	1959	47,3	1,24	0,24	0,060	0,015
31	1960	41,8	1,10	0,10	0,010	0,001
32	1961	35,2	0,93	-0,07	0,006	0,000
33	1962	30,4	0,80	-0,20	0,040	-0,008
34	1963	34,4	0,90	-0,10	0,009	-0,001
35	1964	46	1,21	0,21	0,044	0,009
36	1965	32,4	0,85	-0,15	0,022	-0,003
37	1966	38,7	1,02	0,02	0,000	0,000
38	1967	38,8	1,02	0,02	0,000	0,000
39	1968	29,6	0,78	-0,22	0,049	-0,011
40	1969	53,2	1,40	0,40	0,159	0,064
41	1970	46	1,21	0,21	0,044	0,009
42	1971	43,2	1,14	0,14	0,019	0,003
43	1972	38,3	1,01	0,01	0,000	0,000
44	1973	43	1,13	0,13	0,017	0,002
45	1974	32,2	0,85	-0,15	0,023	-0,004
46	1975	34,7	0,91	-0,09	0,008	-0,001

Кесте 11 жалғасы

1	2	3	4	5	6	7
47	1976	29,1	0,77	-0,23	0,055	-0,013
48	1977	26,8	0,70	-0,30	0,087	-0,026
49	1978	29,3	0,77	-0,23	0,053	-0,012
50	1979	34,8	0,92	-0,08	0,007	-0,001
51	1980	35,6	0,94	-0,06	0,004	0,000
52	1981	38,2	1,00	0,00	0,000	0,000
53	1982	30,5	0,80	-0,20	0,039	-0,008
54	1983	30,3	0,80	-0,20	0,041	-0,008
55	1984	26,4	0,69	-0,31	0,093	-0,029
56	1985	37,2	0,98	-0,02	0,000	0,000
57	1986	33,2	0,87	-0,13	0,016	-0,002
58	1987	49,2	1,29	0,29	0,086	0,025
59	1988	54,9	1,44	0,44	0,197	0,088
60	1989	41,5	1,09	0,09	0,008	0,001
61	1990	38,2	1,00	0,00	0,000	0,000
62	1991	33,7	0,89	-0,11	0,013	-0,001
63	1992	32,7	0,86	-0,14	0,020	-0,003
64	1993	42,5	1,12	0,12	0,014	0,002
65	1994	44,6	1,17	0,17	0,030	0,005
66	1995	25,4	0,67	-0,33	0,110	-0,037
67	1996	39,6	1,04	0,04	0,002	0,000
68	1997	33,9	0,89	-0,11	0,012	-0,001
69	1998	43,4	1,14	0,14	0,020	0,003
70	1999	47,9	1,26	0,26	0,068	0,018
71	2000	42,9	1,13	0,13	0,016	0,002
72	2001	50,1	1,32	0,32	0,101	0,032
73	2002	53,2	1,40	0,40	0,159	0,064
74	2003	59,1	1,55	0,55	0,307	0,170
75	2004	62,1	1,63	0,63	0,401	0,254
76	2005	51,2	1,35	0,35	0,120	0,042
77	2006	43,3	1,14	0,14	0,019	0,003
	Qорт, м³/с	38,02
	C_v				0,22
	C_s					0,67

Жалпы, жеткілікті ағынды қатары бар бекеттер үшін қамтамасыздық қисығын тұрғызу барысында, оларға ең дұрыс келетіні C_s/С_v шамасы 2-ге тең болған жағдай екені анықталды және сол қатынас ағынды қатарлары жеткіліксіз бекеттер үшін де пайдаланылады. C_s = 2C_v деп қабылдап берілген период үшін қамтамасыздық қисығын тұрғызамыз. Кейін P = 5%,25%,50%,75% және 95% үшін орташа су өтімін анықтаймыз.

Кесте 11 бойынша алынған вариация коэффициенті C_v арқылы қамтамасыздық қисығын тұрғызуға арналған есептеулер нәтижесі келесі кесте 12 келтірілген.

Кесте 12

Шарын өзені – Сарытоғай бекеті бойынша 1965 — 2000 жж үшін қамтамасыздық қисығының параметрлерін есептеу нәтижелері (жыл)

№	Жылдар	Qорт,м³/с	Жылдар	Q_{кему бойынша},м³/с
1	2	3	4	5	6
1	1930	37,1	2004	62,1	1,2821
2	2004	62,1	2003	59,1	2,5641
3	2003	59,1	1988	54,9	3,8462
4	1988	54,9	1969	53,2	5,1282
5	1969	53,2	2002	53,2	6,4103
6	2002	53,2	1954	53,1	7,6923
7	1954	53,1	2005	51,2	8,9744
8	2005	51,2	2001	50,1	10,2564
9	2001	50,1	1987	49,2	11,5385
10	1987	49,2	1936	49,1	12,8205
11	1936	49,1	1999	47,9	14,1026
12	1999	47,9	1959	47,3	15,3846
13	1959	47,3	1956	46,3	16,6667
14	1956	46,3	1964	46	17,9487
15	1964	46	1970	46	19,2308
16	1970	46	1937	45,1	20,5128
17	1937	45,1	1994	44,6	21,7949
18	1994	44,6	1934	44,3	23,0769
19	1934	44,3	1998	43,4	24,3590
20	1998	43,4	2006	43,3	25,6410
21	2006	43,3	1971	43,2	26,9231
22	1971	43,2	1973	43	28,2051
23	1973	43	2000	42,9	29,4872
24	2000	42,9	1993	42,5	30,7692
25	1993	42,5	1960	41,8	32,0513
26	1960	41,8	1989	41,5	33,3333
27	1989	41,5	1996	39,6	34,6154
28	1996	39,6	1955	39	35,8974
29	1955	39	1942	38,8	37,1795
30	1942	38,8	1958	38,8	38,4615
31	1958	38,8	1967	38,8	39,7436
32	1967	38,8	1966	38,7	41,0256
33	1966	38,7	1952	38,4	42,3077
34	1952	38,4	1972	38,3	43,5897

Кесте 12 жалғасы

1	2	3	4	5	6
35	1972	38,3	1981	38,2	44,8718
36	1981	38,2	1990	38,2	46,1538
37	1990	38,2	1953	37,8	47,4359
38	1953	37,8	1985	37,2	48,7179
39	1985	37,2	1930	37,1	50,0000
40	1941	37,1	1941	37,1	51,2821
41	1931	37	1931	37	52,5641
42	1935	36,3	1935	36,3	53,8462
43	1980	35,6	1980	35,6	55,1282
44	1946	35,2	1946	35,2	56,4103
45	1961	35,2	1961	35,2	57,6923
46	1979	34,8	1979	34,8	58,9744
47	1975	34,7	1975	34,7	60,2564
48	1963	34,4	1963	34,4	61,5385
49	1950	34,2	1950	34,2	62,8205
50	1997	33,9	1997	33,9	64,1026
51	1991	33,7	1991	33,7	65,3846
52	1986	33,2	1986	33,2	66,6667
53	1949	33	1949	33	67,9487
54	1951	33	1951	33	69,2308
55	1957	33	1957	33	70,5128
56	1992	32,7	1992	32,7	71,7949
57	1965	32,4	1965	32,4	73,0769
58	1974	32,2	1974	32,2	74,3590
59	1948	30,7	1948	30,7	75,6410
60	1982	30,5	1982	30,5	76,9231
61	1962	30,4	1962	30,4	78,2051
62	1983	30,3	1983	30,3	79,4872
63	1947	30,2	1947	30,2	80,7692
64	1938	29,7	1938	29,7	82,0513
65	1968	29,6	1968	29,6	83,3333
66	1940	29,4	1940	29,4	84,6154
67	1978	29,3	1978	29,3	85,8974
68	1976	29,1	1976	29,1	87,1795
69	1932	29	1932	29	88,4615
70	1939	27	1939	27	89,7436
71	1977	26,8	1977	26,8	91,0256
72	1945	26,5	1945	26,5	92,3077
73	1984	26,4	1984	26,4	93,5897

Кесте 12 жалғасы

74	1933	25,6	1933	25,6	94,8718
75	1995	25,4	1995	25,4	96,1538
76	1943	24,6	1943	24,6	97,4359
77	1944	22,6	1944	22,6	98,7179

Кесте 12 келтірілген мәндер арқылы қамтамасыздық қисығын тұрғызамыз (сурет 4)

Q,м³/с

0,1 1 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 95 97 99 99,9 P,%

Сурет 4. Шарын өзені – Шарын бекеті бойынша 1965-2000 жж. периоды үшін қамтамасыздық қисығы

Сурет 4 пайдалана отырып келесі кесте 13 түрлі қамтамасыздықтағы су өтімінің орташа мәнін аламыз.

Кесте 13

Қалыпты және түрлі қамтамасыздықтағы ағынды мөлшері

№ ққ

Өзен-бекет

Алап ауданы,

км²

Бақылан-ған жылдар аралығы

Q₀, м³/с

Қабыл. шамалар

Түрлі қамтамасыздықты ағынды

С_v

С_s/C_v

25%

50%

75%

95%

Шарын-Сарытоғай

7720

1930-2006

38,02

0,22

53,2

43,3

37,1

30,7

25,6

Қорытынды

Дипломдық жұмысың мақсаты Шарын өзенінің гидрологиялық сипаттамаларын бағалау. Шарын өзені – Сарытоғай бекеті бойынша өзеннің физикалық –географиялық сипаттамасы, гидрологиялық зерттелгендігі және жылдық ағындының негізгі сипаттамалары есептелінді.

Есептеулер келесі әдістер бойынша жүргізілді: гидрологиялық деректер жеткілікті болған жағдайда жылдық ағындыны есептеу және орташа жылдық су өтімінің қамтамасыздық қисығын тұрғызу. Бақылау мәліметтері жеткілікті болған жағдайдағы жылдық ағындыны есептеу әдісі бойынша қалыпты ағындының нормасы (Q_орт,м³/с), вариация (C_v), ассиметрия (C_s) коэффициенттері анықталды.

Өзендер ағындыларын шаруашылықта пайдалану үшін жүргізілетін кез-келген сушаруашылық шараларын жобалауда, ең бірінші ағынсу ағындысы жайлы белгілі ақпарат көзі – ағынсудың көпжылдық орташа ағынды шамасы немесе қалыпты ағындысы екені белгілі.

Су тұтынуға деген кез-келген сұраныстың ең алдымен, көздеп отырған су нысанының қалыпты ағынды шамасына бағыт түзейтіні белгілі. Себебі, қалыпты ағынды ағынсудың потенциал су ресурстарын, яғни су нысанының бар мүмкіншілігін көрсетеді. Сондықтан да сушаруашылық шаралардың басым бөлігі өз қажеттіліктерін су нысанының көпжылдық орташа шамасына – қалыпты ағындысына үйлестіруге тырысады.

Жер беті су ресурстары, оның ішінде ағынсулар ресурстары қазіргі заманғы қарқынды экономикалық-шаруашылық даму барысында. Сол дамуды шектеуі мүмкін негізгі фактор. Оны бүгін бүкіл әлем мойындап отыр. Ал зерттеліп отырған аймақтың Қазақстан Республикасының экономикасында алатын орнын ескеретін болсақ, мұндағы әрбір су көзінің ресурстарын дәл бағалаудың қаншалықты маңызды екенін байқаймыз.

Аталған аймақта бүгінгі күні суға сұраныстың, алаптағы потенциал су ресурстарынан (алаптың экологиялық қажеттілігін шегеріп тастасақ) асып түсіп отырғаны белгілі.

Оңтүстік өзендері ағындысы өткен ғасырдың 40-жылдарынан бастап 50-жылдарға дейін молсулы кезеңді өткерген. Ал, сол 50-жылдардан 80-жылдарға дейін бірдей сулы (молсулы немесе азсулы) жылдардың сериялары өте қысқа, белгілі бір сулылықтың тенденциясы айқын байқалмайды, бірақ аталған кезеңнің соңына қарай сулылықтар сериясы ұзара түскен. Ағынды сулылығының күрт әрі терең төмендеуі 80-жылдардан осы ғасырдың басына қарай байқалады.

Ал солтүстік өзендерінде, өткен ғасырдың 80-жылдарына дейін ағынды өзгерімі оңтүстіктік өзендеріндегідей. Ал, одан кейінгі кезеңде, алғашқыларда ғасырдың басына дейін созылған терең азсулы жылдар мұнда байқалмайды. 90-жылдары байқалған қысқа мерзімдік (4-5 жыл) молсулы жылдар қисыққа өзгеріс енгізген. Соған қарамай, мұнда да бір ғасырлық (кезеңнің шекарасы алғашқы бекеттікімен бірдей) және бір толық ғасырішкі (1940-тан 1990-жылға дейінгі кезең) циклділікті байқаймыз.

Жұмыста, Шарын өзені — Сарытоғай бекеті тұсында бақыланған ағынды қатарын пайдаландық.

Ұсынылып отырған жұмыста, сонымен, көпжылдық репрезентативті кезең ретінде ағынды қатары түгелдей алынды, яғни, 1930-тен 2006-жылға дейінгі аралық.

Уақыттық қатарларға статистикалық талдау жүргізілді. Айырымдық интеграл қисықтары тұрғызылып, жылдық ағындының тербелісіне талдау жүргізілді. Жиынтық интеграл қисықтары бойынша адамның шаруашылық іс-әрекетінің ағындыға әсерінің бар-жоқтығы анықталды.

Қарастырылып отырған бекет тұрғылықты халық қоныстанған жерден жоғары орналасқандықтан антропогендік әсер байқалмайды, сондықтан Шарын өзенінің бұл тұста гидрологиялық ағынды қатарының режимі бұзылмаған деген қорытынды жасауға болады.

Сонымен, Шарын өзені – Сарытоғай бекеті бойынша 1930 – 2006 жж. аралығы үшін келесі гидрологиялық сипаттамаларды анықтадық: орташа көпжылдық қалыпты ағынды Q_орт= 38,02м³/с; вариация коэффициенті Cv= 0,22; ассиметрия коэффициенті Cs=0,67 құрайды. Және де қамтамасыздығы Р=5% су өтімінің мәні Q_орт=53,2м³/с; P=25% сәйкес Q_орт=43,3м³/с; P=50% — 37,1м³/с; P=75% — 30,7м³/с; P=95% — 25,6м³/с.

Жалпы, қолданып отырған әдісіміз гидрологиялық статистикалық әдіс болғандықтан есептеу дәлдігі аса жоғары болмауы мүмкін. Сондықтан, бұл әдіске қоса су теңдестігі әдісін және метеорологиялық деректерді ескере отырып толыққанды зерттеу жүргізу қажет деп білемін.

ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТ

Ресурсы поверхностных вод СССР. Основные гидрологические характеристики. М.: Гидрометеоиздат,1966. — Т.12. – Вып.1. – 224 с.
Ресурсы поверхностных вод СССР. Основные гидрологические характеристики (за 1950-70 гг.). Л.: Гидрометеоиздат, 1977. – Т.15. – Вып.2. – 384 с.
Рождественский А.В. Чеботарев. А.И. Статистические методы в гидрологии. – Л.: Гидрометеоиздат. – 1974. – 424 с.
Владимиров А.М. Гидрологические расчеты. – Л.: Гидрометеоиздат, 1990. – 360 с.
А.М.Владимиров, В.С Дружинин. Сборник задач и упражнений по гидрологическим расчетам. – Л.: С-Петербург Гидрометеоиздат, 1992. – 208с.
Болдырев В.М. Гидрологические расчеты. – Л.: Казахский университет, 2000. – 40 с.
Самохин А.А. Практикум по гидрологии. – Л.: Гидрометеоиздат, 1980. – 294 с.
Гидрологическая изученность. Том 13.Центральный Казахстан Гидрометиздат Л. 1965г.
Р.И. Гальперин. Материалы по гидрографии Казахстана. Части 1,2 и 3. Учебное пособие. Алматы, 1997.- С.89.
Молдахметов М.М. Гидрологиялық есептеулер. – А.: Қазақ Университеті, 2006. – 212 б
Гидрологические ежегодникики. Т.5. Бассейн рек Средней Азии, вып. 5-8. – Л.: Гидрометеоиздат, 1930-1987.
Руководство по определению расчетных гидрологических характеристик. — Л: Гидрометеоиздат, 1973. – С. 111.
В.А. Шелутко. Техника статистических вычислений в гидрологии. Учебное пособие. Ленинград, 1977.-С.175

Трамп призвал Россию и Украину к 30-дневному…

США и Китай возобновляют диалог по тарифам…

Димаш Кудайберген выступил на концерте в присутствии…

США хотят начать переговоры с Китаем по…

Аэропорту Волгограда присвоили историческое имя Сталинград по…

Кыргызстан направит более 600 млн кубометров воды…

Генсек НАТО: Россия остаётся долгосрочной угрозой для…

«Делились хлебом в самое трудное время»: чеченцы…

Зеленский ответил Трампу на критику по Крыму:…

Индия закрывает границу с Пакистаном и приостанавливает…

Дипломдық жұмыс: Шарын өзенінің су ресурстарын бағалау

Олимпийского чемпиона из Японии «заставили» говорить на казахском в Астане

Союзники Украины поддержали создание спецтрибунала против России

Что Путин подарил Токаеву 9 мая

В Чехии почтили память казахских героев Великой Отечественной войны

Украина наращивает резервы. В том числе и финансовые

О НАС

Мобильное приложение

Наши контакты