Калимулин

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 Рудольф
Руководитель: 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
1
2
Рис. 1-2 район
памятника
Салавату
Юлаеву;
3. Монумент
Дружбы
4. Район моста
на М5
4
3
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
Объект исследования –
сток реки Белой - основной водной
артерии Республики Башкортостан.
•
•
•
•
Рис. Объект исследования – р. Белая
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. 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/mnog
oletnie-/)
•
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
30
20
градусы
10
0
11 12
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10
месяцы
1941-1999
0
2 3 4 5 6 7 8 9 10
-20
месяцы
2000-2013
2
3
4
5
6
7
8
9
10
месяцы
1936-1999
2000-2013
Диаграмма 4. Динамика температуры, с.Буздяк
градусы
10
1937-1999
1
2000-2012
Диаграмма 1. Динамика температуры,
г. Уфа
-10 11 12 1
11 12
-20
20
градусы
0
-10
-20
30
градусы
20
10
-10
Диаграмма 2. Динамика температур,
г. Стерлитамак
25
20
15
10
5
0
-5
-10
-15
-20
11 12
1
2
3
4
5
6
7
месяцы
1963-1999
2000-2012
8
9
10
Изменение температуры за период с 2000 по 2012 годы
в сравнении с многолетними данными
Диаграмма 5. Потепление за
2000-2012 г.г.
1,41
1,42
1,05
1
0,5
0
пункты
Белорецк
Стерлитамак
Уфа
Диаграмма 6. Потепление в зимние и летние
месяцы
Буздяк
2,44
2,50
2,00
градусы
градусы
1,5
1,32
1,50
1,77
1,63
1,68
1,13
1,01
1,00
1,06
0,50
0,00
-0,50
-0,35
Белорецк
Стерлитамак
зима
лето
Уфа
Буздяк
Изменения осадков
Распределение осадков в зимнее и летнее время
Диаграмма 8. Осадки, г. Уфа
осадки, мм
Диаграмма 7. Распределение осадков по
месяцам, Буздяк
80
80
70
70
60
60
50
50
40
40
30
30
20
20
10
10
0
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0
месяцы
2000-2013
многолетние средние
1937-1999
Диаграмма 9. Распределение осадков по
месяцам, г. Стерлитамак
80.00
70.00
60.00
50.00
40.00
30.00
20.00
10.00
0.00
1936-1999
2000-2012
2000-2012
Изменения осадков
Многолетние
средние, мм
509,11
528.45
416.00
Стерлитамак(1936-2012)
Уфа (1937-2012)
Буздяк (1963-2012)
за 2000-2012 г., мм
Изменения, мм
542.84
563.22
415.55
+33,73
+ 34,77
-0,45
Диаграмма 10. Изменение осадков по сезонам
47,12
40,38
осадки,мм
50
40
30
13,76
20
10
0
-10
-20
-5,6
-13,4
-15,7
Стерлитамак
Уфа
зима
лето
Буздяк
Осенние влагозапасы в почве.
1961-1999
2000-2010
Пункты
Стерлитамак
Буздяк
143,38
108
-35,38
147
120,4
-26,6
Диаграмма 11. Осенние влагозапасы в
почве (0-100см) 147
150
143,38
120,4
108
мм
100
50
0
Разница
Стерлитамак
1960-1999
Буздяк
2000-2010
1960-1999
2000-2010
Разница
Уфа
175
180
+5
Стерлитамак
155
133
-22
Буздяк
113
150
+37
Диаграмма 12. Запасы воды в снеге
перед весенним снеготаянием
200
175 180
мм
150
155
133
150
113
100
50
0
Уфа
1960-1999
Буздяк
2000-2010
Многолетняя изменчивость стока р.Белой.
•
Диаграмма 13. Расход воды в р.Белой, г. Уфа, 1991-2005 г.
(л на кв.м/сек)
9000
8000
8450
8150
7000
6000
5510
5000
4440 4370
4000
5160
5600 5670
4560
4870
6210
5840
4950
3610
3000
2810
2000
1000
298
0
650
325
575 300 270 241 210
335 369 363 385 318 263 282
1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005
max
min
Линейный (min)
Линейный (max)
Динамика антропогенного воздействия на водосборе
Таблица №
Динамика использования водных ресурсов Республики Башкортостан, млн. м3
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
6000
Диаграмма 13. Динамика водопотребления и
водоотведения в РБ за 2000-2012 г.
5000
4000
3000
2000
1000
0
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
потребление
отведение
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.
Павловское водохранилище
Юмагузинское 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 19912005 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.
Условно зимние месяцы
Т: +2,44'
Осадки: + 47,12мм
Условно летние месяцы
Т: – 0,35'
Осадки: – 13.39 мм
Сток воды падает
Река мелеет
вода
Водопотребление растет
Спасибо за внимание!
•
Многолетняя изменчивость стока р.Белой.
Диаграм м а 13. Расход воды в р.Белой, г. Уфа, 1991-2005 г.
9000
8000
8150
7000
6210
6000
5000
5840
4950
4000
3610
3000
2810
2000
1000
369
0
2000
385
363
2001
2002
318
2003
282
263
2004
2005
Линейный