Влияние климата на сток реки Белая с учетом антропогенного

воздействия на водосборе.

Исполнитель: ученик 8 класса, СОШ № 103, обучающийся МБОУ ДОД «ДЭБЦ» Демского района г. Уфы

Калимулин РудольфРуководитель: педагог ДО высшей категории Морозова И.М.

Осредненные аномалии среднегодовой температуры воздуха в России, в Северном полушарии и для земного

шара, 1901–2004 гг.Источник: Стратегический прогноз, Росгидромет, 2006.

Изменение температуры поверхности Земли за 1901-2005 гг., °С

Серым цветом обозначены регионы, оценка которых затруднена из-за недостатка данных.Источник: Четвертый оценочный доклад МГЭИК, 2007.

• Обмеление реки Белой в южной части города Уфы в 2012 г. Общая площадь обмеления реки составляла 122608 кв.м.Глубина реки – 145см

Рис. 1-2 район памятника Салавату Юлаеву; 3. Монумент Дружбы4. Район моста на М5

1 2

34

Цель исследования – оценить влияние климата на сток реки Белая с учетом антропогенного воздействия на водосборе.

Задачи исследования: 1. Изучить изменение климата в бассейне р.Белой. 2. Проанализировать многолетнюю изменчивость стока

р.Белой.3. Изучить динамику антропогенного воздействия на водосборе.4. Провести анализ полученных данных и разработать

рекомендации по охране вод.

Рис.5-6. Знакомство с метеостанцией

• Предмет исследования – влияние изменений климата и человека на сток реки.

• Река Белая, длина 1430 км, площадь бассейна 142 тыс. кв. км., в пределах бассейна реки насчитывается 12725 притоков общей длиной 57366 км, из них 11731 длиной менее 10 км, 11 рек имеют длину более 200 км. Крупные притоки: Нугуш, Зилим, Сит, Ашкадар, Уршак, Дема (556 км), Черамасан, Ик, Бирь, Быстрый Танып и Уфа (918км) с притоками Ай (549км) и Юрюзань.

• В бассейне Белой насчитывается около 2720 озер, прудов, водохранилищ площадью зеркала приблизительно 428 кв.км. Питание преимущественно снеговое питание с высоким весенним половодьем. (Гареев, 2004)

• Гипотеза: причиной изменения стока реки в последние годы являются климатические изменения.

Рис. Объект исследования – р. Белая

Объект исследования –сток реки Белой - основной водной артерии Республики Башкортостан.

Рис. Изменение среднегодовых значений стока р.Белой

в створе г.Уфы за период с 1878-2000 годы

(Елизарьев А.Н., 2007 /http://www.dissercat.com/content/mnogoletnie-

/)

• В исследуемом периоде выделены 2 этапа антропогенного воздействия на р. Белую, отличающиеся различной интенсивностью и характеризующие изменение режима речного стока в результате гидротехнического строительства:

• - 1878 – 1960 г.г. – период от начала гидрометрических измерений до ввода в эксплуатацию Павловского водохранилища назван условно-естественным периодом;

• - 1961 - 2000 г.г. – период функционирования гидроузла назван периодом измененного речного стока. (Елизарьев, 2007)

Методика исследования - метод анализа статистической однородности временных рядов для установления факта и времени

начала изменения исследуемых характеристик (Дружинин В.С., 2001; Сикан А.В., 2007);

• Оценка изменчивости стока р.Белая проведена по 2 гидрологическим показателям: максимальным и минимальным расходам воды в период с 1991 по 2005 год в фазе половодья и межени.

• Для выявления особенностей климата использованы данные наблюдений:

• г. Белорецк за 71 год, • г. Стерлитамак – за 76, • г. Уфа – за 75 и • с. Буздяк за 49 лет.

• Оценка изменения климатических условий формирования стока проведена по 2 показателям: среднегодовой температуре воздуха и годовому количеству осадков.

• Дополнительно применялись такие показатели, как

• осенние влагозапасы в почве (0-100см) перед установлением снежного покрова (мм);

• запасы воды в снеге перед весенним снеготаянием, мм.

• Для оценки антропогенного влияния проанализированы Госдоклады за 2000-2012 г.

Климатические изменения на водосборе Изменения температуры

Диаграмма 3. Динамика температуры, г. Белорецк

-20

-10

0

10

20

11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

месяцы

град

усы

1941-1999 2000-2012

Диаграмма 2. Динамика температур, г. Стерлитамак

-20

-10

0

10

20

30

11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

месяцы

град

усы

1936-1999 2000-2013

Изменение температуры за период с 2000 по 2012 годы в сравнении с многолетними данными

1,68

1,13

2,44

-0,35

1,63

1,01

1,77

1,06

-0,50

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50гр

ад

ус

ы

Белорецк Стерлитамак Уфа Буздяк

Диаграмма 6. Потепление в зимние и летние месяцы

зима лето

1,41

1,05

1,32 1,42

0

0,5

1

1,5

град

усы

пункты

Диаграмма 5. Потепление за 2000-2012 г.г.

Белорецк Стерлитамак Уфа Буздяк

Изменения осадковРаспределение осадков в зимнее и летнее

времяДиаграмма 7. Распределение осадков по

месяцам, Буздяк

0

10

20

30

40

50

60

70

80

11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

месяцы

оса

дки

, м

м

2000-2013 многолетние средние

Диаграмма 9. Распределение осадков по месяцам, г. Стерлитамак

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

нояб

рь

дека

брь

янва

рь

фев

раль

март

апре

ль майию

ньию

ль

авгу

ст

сент

ябрь

октя

брь

1936-1999 2000-2012

Диаграмма 8. Осадки, г. Уфа

0

10

20

30

40

50

60

70

80

нояб

рь

дека

брь

янва

рь

фев

раль

март

апре

ль майию

ньию

ль

авгу

ст

сент

ябрь

октя

брь

1937-1999 2000-2012

Многолетние средние, мм

за 2000-2012 г., мм Изменения, мм

Стерлитамак(1936-2012) 509,11 542.84 +33,73Уфа (1937-2012) 528.45 563.22 + 34,77Буздяк (1963-2012) 416.00 415.55 -0,45

Изменения осадков

47,12

-13,4

40,38

-5,6

13,76

-15,7-20

-10

0

10

20

30

40

50

оса

дки

,мм

Стерлитамак Уфа Буздяк

Диаграмма 10. Изменение осадков по сезонам

зима лето

Осенние влагозапасы в почве.

Пункты 1961-1999 2000-2010 Разница

Стерлитамак 143,38 108 -35,38

Буздяк 147 120,4 -26,6

143,38

108

147

120,4

0

50

100

150

мм

Стерлитамак Буздяк

Диаграмма 11. Осенние влагозапасы в почве (0-100см)

1960-1999 2000-2010

1960-1999 2000-2010

Разница

Уфа 175 180 +5Стерлитамак 155 133 -22Буздяк 113 150 +37

175 180155

133113

150

0

50

100

150

200

мм

Уфа Буздяк

Диаграмма 12. Запасы воды в снеге перед весенним снеготаянием

1960-1999 2000-2010

• Многолетняя изменчивость стока р.Белой.Диаграмма 13. Расход воды в р.Белой, г. Уфа, 1991-2005 г.

(л на кв.м/сек)

8450

4370 45604870

56706210

8150

3610

2810

5840

325

4950

4440

5510

5160

5600

282263318385363369335210241270300575650

298

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

max min Линейный (min) Линейный (max)

Таблица № Динамика использования водных ресурсов Республики Башкортостан, млн. м3

Динамика антропогенного воздействия на водосборе

Диаграмма 13. Динамика водопотребления и водоотведения в РБ за 2000-2012 г.

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

потребление отведение

Показатели 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

Забрано, млн. м3

947 927,16 898,3 876,6 858,66 837,9 851,59 849,91 821,83 766,72 790,99 844,58 845,47

Vоборотной млн. м3

5611 5442,2 4940,9 4896,1 4831,9 5191,2 5387,7 5574,8 5184,7 5013,1 5325,7 5348,7 5336,5

Водохранилища• В настоящее время в республике эксплуатируются• 14 крупных водохранилищ: • Павловское – емкостью 1400 млн. м3;1961г.• Нугушское – 400 млн. м3; 1967 г.• Юмагузинское – 300 млн. м3; 2004 г.• Кармановское – 134 млн. м3; 1967 г.• Акъярское – 49,4 млн. м3; 2002 г.• Юшатырское - 32 млн. м3. 2010 г.• Сакмарское – 26,1 млн. м3; 2006 г.• Бузавлыкское – 19,1 млн. м3; 2007г.• Ермееевское – 19 млн. м3; • Туймазинское – 17,5 млн. м3; • Таналыкское – 14,2 млн. м3; • На р. Тюлянь – 13,4 млн. м3; • Слакское –13,5 млн. м3; • Нурлинское – 10,0 млн. м3.

Юмагузинское водохранилище

Павловское водохранилище

Выводы• 1. За период с 2000 по 2012 год температура воздуха повысилась в г. Белорецк (верхнее

течение реки) на 1,41 градуса, в Стерлитамаке – на 1,05; в Уфе на 1,32 (среднее течение) и в Буздяке (бассейн реки Белой) на 1,42 градуса, что доказывает изменение климата в бассейне реки Белой. Произошло перераспределение температур по сезонам: зимние месяцы стали теплее в среднем на 1,88 градуса, летние – на 0,71.

• 2. Количество осадков в городах Стерлитамак и Уфа увеличилось на 33,7 и 34,8 мм соответственно, в Буздяке уменьшилось на 0,45 мм. Прослеживается увеличение осадков в зимнее время, при уменьшении их в летний период.

• Наблюдается тенденция уменьшения осенних влагозапасов в г. Стерлитамаке на 35,58 мм, в с. Буздяк - на 26,6 мм, что связано с уменьшением осадков в летнее время.

• Прослеживается тенденция увеличения запасов воды в снеге перед весенним снеготаянием в Уфе на 5мм, в Буздяке – на 37мм, что связано с увеличением осадков в зимнее время, но с более равномерным повышением температуры в течение года. В Стерлитамаке запасы воды в снеге уменьшились на 22 мм, возможно, это связано с рекордным потеплением зимой (на 2,44), а также влиянием промышленных объектов на климат города.

• 3. Сохраняется цикличность водности реки Белая в створе Уфы в 14 лет, но прослеживается скачкообразное колебание максимальных значений через 11 лет. За 1991-2005 год расход воды в реке Белой в створе города Уфы снижен на 31% . Колебание минимальных значений относительно равномерное, расход снижен на 6 %.

• 4. По данным Государственных докладов за 2000-2012 годы, количество объемов водопотребления по республике за 13 лет уменьшились на 11%, объемы оборотной и повторно-последовательно используемой воды на 5%. С целью многолетнего регулирования стока крупных рек в республике эксплуатируются около 1000 искусственных водохранилищ и прудов, 34 из которых построены за последние 13 лет с целью улучшения микроклимата засушливых районов, регулирования весеннего паводка и защиты населенных пунктов от подтопления.

• Таким образом, антропогенное воздействие не ограничивается водопотреблением, но, в большей степени направлено на смягчение и сглаживание последствий изменения климата, а также на сохранение водных ресурсов

• 5. Для сохранения водных запасов реки Белой хозяйственную деятельность на водосборе необходимо проводить с учетом изменений климата, и в первую очередь с учетом количества осадков в условно-летние месяцы.

Осадки: + 47,12ммОсадки: – 13.39 мм

Т: +2,44' Т: – 0,35'

Условно летние месяцыУсловно зимние месяцы

Водопотребление растет

вода

Река мелеетСток воды падает

На примере г. Стерлитамака

Спасибо за внимание!

• Многолетняя изменчивость стока р.Белой.

Диаграмма 13. Расход воды в р.Белой, г. Уфа, 1991-2005 г.

6210

4950

5840

363

8150

28103610

282263318385369

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

2000 2001 2002 2003 2004 2005

Линейный Линейный