Осадки, выпадающие на поверхность каскада водохранилищ за теплый период года
Размер водного зеркала каскада водохранилищ реки Тобыл при НПУ – 200.11 млн. м2. Площадь водного зеркала небольшая. Это дает основание считать, что сезонные (за теплый период года) суммы осадков, выпадающие на поверхность водоема и вблизи нее на суше, не будут заметно отличаться. Сумма осадков за апрель-октябрь по метеостанции Костанай составляет 243 мм. Изменчивость величины суммы осадков за теплый период по годам характеризуется коэффициентом вариации равным 0.27. Суммы осадков за теплый период различной обеспеченности могут быть получены путем умножения нормы осадков на модульные коэффициенты, приведенные в таблице 1.
В зависимости от средней за год площади зеркала водохранилища объем прихода за счет осадков составляет: многоводные годы 25% обеспеченности – 66.0 млн. м3; средние по водности годы – 57.0 млн. м3, в маловодные годы 75% обеспеченности – 47.4 млн.м3; в засушливые годы 95% обеспеченности – 29.0 млн. м3, в очень засушливые годы 97% обеспеченности – 26.8 млн.м3.
Таблица 1 - Сумма осадков за теплый период различной обеспеченности, мм
|
Обеспеченность осадков за теплый период, % |
1 |
3 |
5 |
10 |
25 |
50 |
75 |
90 |
95 |
97 |
|
Модульные коэффициенты |
1.72 |
1.56 |
1.48 |
1.36 |
1.17 |
0.98 |
0.81 |
0.67 |
0.60 |
0.55 |
|
Осадки, мм |
419 |
379 |
359 |
330 |
285 |
237 |
196 |
163 |
145 |
134 |
Следует отметить, что для оценки изменения количества атмосферных осадков в рассматриваемом районе были привлечены данные суммарных значений осадков, полученные по метеостанциям Житикара, Костанай, Кусмурун и Карасу. Линии трендов, построенные на основе суммарных значений осадков, оказались статистически незначимыми, что подтверждается коэффициентами детерминации, находящимися в диапазоне от 0.03 до 0.09. Однако, при анализе скользящих 10-летних средних значений наблюдался рост коэффициента детерминации до значений между 0.46 и 0.64.
Дополнительно, временные ряды суммарных значений осадков были разделены на холодные (ноябрь-март) и теплые (апрель-октябрь) периоды с начала инструментальных наблюдений до 2023 г. Сравнение суммарных значений осадков до 1985 г. с периодом с 1986 по 2023 гг. показало его увеличение на 23-29 % в холодный период и 3,4-7,3 % в теплый период. Дополнительно, был проведен анализ линейных трендов скользящих 10-летних средних значений для отдельных сезонов, который показал, что коэффициент детерминации статистически значим для холодного периода, колеблясь от 0.59 до 0.83. Эти результаты свидетельствуют о направленных изменениях в режиме атмосферных осадков в рассматриваемом районе, особенно в холодный период, и оказывают важное влияние на климатическую динамику данной территории.
Осадки (снег), накапливающиеся на поверхности льда озер за холодный период. Формирование снега на льду водохранилища в значительной мере обусловлено перемещением снега по территории во время метелей и буранов. Различные препятствия благоприятствуют задержанию и отложению снега в местах ветровой тени. Поэтому снегозапасы и распределение снега на поверхности водохранилища определяется не только общей снежностью зимы, но и условиями снегозадержания на чистых плесах и на участках зарослей водных растений.
Величина средних снегозапасов на льду водохранилища к концу зимы может быть получена по снегозапасам на открытых участках водосбора с введением поправочного коэффициента на зарастаемость водоема (таблица 2).
Таблица 2 - Поправочный коэффициент на зарастаемость водоема
|
Зарастаемость водоема, % |
0 |
40 |
50 |
70 |
80 |
90 |
95 |
100 |
|
Значение |
0.8 |
1.1 |
1.2 |
1.4 |
1.6 |
1.8 |
1.9 |
2.0 |
Таким образом, величину средних снегозапасов на льду водохранилища к концу зимы можно получить по снегозапасам на открытых участках водосбора с введением поправочного коэффициента на зарастаемость водоема. Возможная ошибка в величине запасов воды в снеге на льду водохранилища при ее определении изложенным выше способом за отдельные зимы может быть достаточно большой, но в среднем за многолетний период, очевидно, не будет значительной. При расчете водного баланса водоема эта ошибка сколько-нибудь существенно не изменит общий результат, так как величина снегозапасов на льду водохранилища составляет всего несколько процентов (не более 10-15%) приходной части баланса.
Запас воды в снежном покрове по МС Костанай в среднем составляет 67 мм. С учетом на зарастаемость водоема (50%) запас воды в снежном покрове составляет 80 мм. Изменчивость снегозапасов на поверхности льда водохранилища не может быть непосредственно оценена вследствие отсутствия необходимых для этого многолетних данных. Однако на основании имеющихся материалов можно считать, в пределах рассматриваемой территории коэффициенты вариации снегозапасов в открытой степи и на льду водоема практически одинаковы. Это позволяет принять величину коэффициента вариации снегозапасов на льду водоема области в среднем равной – 0,33. Запасы воды в снеге различной обеспеченности приведены в таблице 3.
Таблица 3 - Запасы воды на поверхности льда водоема различной обеспеченности
|
Водохранилище |
Норма, мм |
Сv |
Cs |
Запас воды в снеге различной обеспеченности, мм |
|||||
|
5% |
25% |
50% |
75% |
95% |
97% |
||||
|
Каскад водохранилищ |
67 |
0.33 |
Cs=2Cv |
107 |
81 |
65 |
51 |
35 |
31 |
|
С учетом зарастаемости |
80 |
0.33 |
Cs=2Cv |
128 |
97 |
78 |
61 |
42 |
37 |
В зависимости от средней за год площади зеркала водохранилища объем прихода за счет запасов воды на льду составляет: в многоводные годы 25% обеспеченности – 19,4 млн. м3; в средние по водности годы – 15,6 млн. м3, в маловодные годы 75% обеспеченности – 12,2 млн. м3, в засушливые годы 95% обеспеченности – 8,4 млн. м3 и в очень засушливые годы 97% обеспеченности – 7,4 млн. м3.