Шаруашылық іс-әрекеттің өзен ағындысына ықпалының басталу сәтін анықтау

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

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

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

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

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

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

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

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

(12)

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

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

(13)

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

- қатар мүшелерінің жалпы саны.

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

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

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

, (14)

мұндағы - қалыптасу зонасынан келетін ағынды сипаттамасы;

- тұйықтаушы тұстамадағы ағынды.

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

; , (15)

мұндағы - жылдық жауын-шашын мөлшері;

- қардағы ең жоғары су қоры;

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

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

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