УДК 556.5.04/08
Некоторыепроблемы современных гидрологических исследований на алтае *
Пошелюжин А.В. (АлтГУ, Барнаул), e-mail: katun@ab.ru
(Научный рецензент к.г.н., доцент Галахов В.П.)
Думать – не развлечение, аобязанность.А. и Б. Стругацкие
Дляизучения гидросети часто самым приоритетным методомисследования выбирается статистический метод. Понятно, что для любой подобнойработы необходим, прежде всего, сам статистический материал, т.е. рядыразличных инструментальных наблюдений. Такие наблюдения за динамикой рек вАлтайском крае ведутся более чем на 100 водомерных постах. На некоторых рекахпериод наблюдений продолжается около 100 лет. Например, гидрологический пост нареке Оби у города Барнаула начал регулярные наблюдения в 1922 году, уКамня-на-Оби такой пост открыт в 1893, на реке Бии у Бийска – в 1894, и т.д.Иными словами для больших рек мы имеем почти вековые наблюдения, и по этимнаблюдениям можно построить графики, различные линии тренда, сделать ближайшийпрогноз и многое другое. Однако взглянем на такие графики. Мы видим, что они неплавные, они очень сильно изрезаны,амплитуды колебаний на них из года в год могут быть совершенно различными.Таким образом, появляется закономерный вопрос: насколько показательны те же линиитренда для таких графиков? Ведь если мы начнем варьировать период наблюдений,то будем получать и совершенно разные тренды. И вряд ли зная общую тенденциюможно предсказать, хотя бы весьма приблизительно, каков, например, будет уровенькакой-либо реки в следующем году, в ближайшие два, три года. Но и говорить омноговековой динамике реки/рек на основе лишь векового ряда наблюдений нельзя,т.к. он (ряд) является лишь одним локальным участком на общей временной шкале,а при уменьшении периода наблюдений линии тренда сильно меняются, поскольку ониотражают тенденции всё наиболее «микроскопичного» временного уровня. И еслиувеличить этот период, то вполне можно обнаружить такую особенность, что началографика, где происходил, скажем, упадок среднего годового уровня воды, на самомделе входит в период его возрастания, но – на более «макроскопичном»временном отрезке. И это обязательно необходимо учитывать при вопросах,касающихся многовековых, да и многолетних, тенденций.
Нужнотакже отметить и следующее. Часто многие используют средние значения, в томчисле и среднее многолетнее. Но при сравнении средних многолетних разных объектов всегда необходимоучитывать, что они могут быть подсчитаны для разных периодов и тогда сравнениебудет неверным.
Однаковековые наблюдения чаще имеются на постах больших рек или рек главногохозяйственного значения. Для рек же относительно мелких статистические наблюденияв Алтайском крае как правило начаты в 30-х годах прошлого века, а еще чаще – в50-60-х. Стало быть, и сужаются возможности для исследователя. Помимо того, какоказалось, часто ряды наблюдений могут прерываться. Это вызвано разнообразнымипричинами. Например, 23 июля – 3 августа 1965 в долине реки Актру (Ак-Туру) наблюдались селевые потоки, которые разрушилиустановленный в июне самописец уровня воды. В сентябре был поставлен новыйсамописец, однако в течение месяца русло реки сместилось и отошло от заложенныхв нем подводящих труб. Приведем также цитату из «Гидрологического ежегодника»за 1975 касательно поста на р. Обь у села Усть-Чарышская Пристань: «До 12/I1974 г. пост находился на северо-восточной окраинесела на территории пристани, в 8 км ниже впадения р. Чарыша.Ввиду того, что старый пост оказался отрезан от основного русла реки побочнем шириной до 0,6 км и связь с руслом реки прекращаетсяпри уровнях ниже 450 см, водомерный пост 28/IX1974 г. перенесен выше на 1,04 км». А вот еще цитата оттудаже, но относящаяся к посту Новосибирского водохранилища, деревня Ерестная: «Из-за неисправности самописца уровня воды«Валдай», сведения об уровнях воды по самописцу не публикуются». Сейчассамописцы не пользуются популярностью в Алтайском крае, хотя их использованиедостаточно удобно, поскольку всё измеряет автоматика, а человек лишь один разза некоторый период (за неделю, за месяц) приезжает на пост и снимает показаниясамописца. Однако при таком привлекаемом удобстве понижается контроль надизмерениями, и, кроме того, сильно понижается степень сохранности приборов.Поэтому сейчас характерно предпочтение «живого» работника на водомерных постах,а не механического.
Другойпричиной прерывности наблюдений может быть и временное отсутствие работников напосту, вызванное удаленностью поста от заселенных районов. Главным образом этоотносится, конечно, к горным территориям.
Такимобразом, по наименее изученным районам теряется ценнейшая научная информация,но проблема заключается также и в доступности уже имеющихся результатовнаблюдений. Первоисточник статистических данных – это, конечно, водомерныепосты. Данные, полученные на них, публикуются в гидрологических ежегодниках, ноэти ежегодники во-первых, малодоступны, во-вторых, публиковались лишь до начала1990-х. Более поздняя информация не публиковалась (за исключением отдельныхсведений).
Впрочем,наличие самой научной информации еще не означает объективную трактовкукаких-либо явлений в динамике рек. Приведем пример. В статистике широкоприменяется такой показатель как корреляционная связь. Она выражается линейнымкоэффициентом корреляции, который принимает значения в интервале от –1 до +1.Принято считать, что если коэффициент корреляции |r| 0,7 –сильной или тесной. В случае |r| = 1 связьстановится функциональной, но таковой в природных процессах не встречалось.Если же |r|
Таблица 1
Корреляция между осадками по ГМСАктру и расходами некоторых рек в 1966 г. [по 1; 2]
Месяц
Среднее количество осадков по ГМС Актру, мм
Расход реки, м3/сек
Чуя, с. Белый Бом
Обь, с. Фоминское
Обь, г. Барнаул
1
33,4
13,0
342
240
2
34,9
10,3
295
208
3
27,6
11,6
263
233
4
44,8
24,4
1810
1510
5
99,8
44,3
5750
3530
6
48,3
169
6270
5460
7
41,5
126
3650
2550
8
77,1
97,7
1850
1600
9
60,9
55,7
1070
986
10
68,3
31,0
741
674
11
53,6
17,5
413
337
12
16,7
13,4
335
237
Среднегодовое
50,6
51,2
1900
1460
Связь расходов с осадками (коэффициент корреляции)
0,23846
0,49402
0,41693
В долинереки Актру трудами алтайских ученых в 1966 была открыта гидрометеорологическаястанция (закрыта в 1995). Имеется ряд наблюдений по этой станции за осадками.Одновременно с этим имеются измерения по гидрологическим постам на реках, вкоторые вода из реки Актру впоследствии попадет. Это реки Чуя и Обь у селаФоминское и других пунктах. Между осадками Актру и расходами Оби у села Фоминскоедля одного года (1966) был рассчитан |r|, который равен 0,49(Таблица 1). Связь с расходами у Барнаула выражается |r| = 0,42. А вот связь с расходами Чуи у села Белый Бомвыражена |r| = 0,24.Получается, что данные осадки имеют хорошую связь с динамикой Оби, но в то жевремя – слабую связь с динамикой той реки, в которую сама Актру впадаетнепосредственно. И это просто непонятно. Таким образом, можно делать вывод, чтоработать со статистикой необходимо весьма и весьма осторожно.
Таблица 2
Связь стока Оби с осадками на ГМСАктру [по 1, с.104-105; 2 и др. изд.]Год наблюдений
Среднегодовой расход р. Оби у г. Барнаула, м3/сек
Среднегодовые суммы осадков по ГМС Актру, мм
Коэффициент корреляции
Суммы годовых осадков, мм
Коэффициент корреляции
1966
1900
50,4
0,23365
611,9
0,20498
1967
1320
35,1
420,7
1968
1170
52,2
626,1
1969
2160
47,8
544
1970
1710
37,1
445,7
1971
1540
40,9
490,8
1972
1460
43,4
520,6
1973
1830
40,8
489,3
1974
1090
31,7
380,8
1975
1480
44,2
530,9
1976
1400
52,8
634,1
1977
1600
47,9
574,9
1978
1370
39,3
471,3
1979
1520
40,2
481,9
1980
1320
49,6
592,5
1981
1100
39,1
459,1
1982
1240
42,2
496
1983
1490
42,2
506,3
1984
1700
49,7
596
1985
1600
39,4
472,3
1986
1350
47,7
572,1
1987
1540
51,1
613,2
1988
1500
46,4
557,2
1989
1260
45,6
546,7
1990
1500
51,4
616,2
1991
1270
46,5
557,4
1992
1590
39,4
472,7
1993
1740
52,1
609,5
1994
1490
51,0
611,8
Таблица 3
Связьрасходов воды некоторых притоков Оби с ее стоком у г. Барнаула (1966 год) [по2]Река Коэффициент корреляции
Алей
0,552
Ануй
0,590
Бия
0,990
Большая Речка
0,416
Каменка
0,562
Катунь
0,939
Лебедь
0,765
Майма
0,500
Песчаная
0,676
Чарыш
0,892
Чуя
0,755
Библиографический список
1 Галахов В.П.Колебания ледников и изменение климата в позднем голоцене по материаламисследований ледников и ледниковых отложений бассейна Актру (Центральной Алтай,Северо-Чуйский хребет) / В.П. Галахов, А.Н. Назаров, Н.Ф. Харламов. – Барнаул:Изд-во Алт. Ун-та, 2005. – с.104-105.
2 Гидрологический ежегодник:1966 г. Т.6. Бассейн Карского моря (западная часть); выпуск 0-3. Река Обь и еебассейн до устья р. Чарыша / Под ред. Ж.С. Поповой. –Новосибирск, 1968. – с.16.
3 Гидрологический ежегодник.1975 г. Т.6. Бассейн Карского моря (западная часть); выпуск 0-3. Река Обь и еебассейн до устья р. Чарыша / Под ред. Ж.С. Поповой. –Новосибирск, 1977. – с.15.
4 Статистика: Учебное пособие/ Харченко Л.П., Долженкова В.Г., Ионин В.Г. и др.;Под ред. конд. экон. наукВ.Г. Ионина. – Изд. 2-е, переработ. и доп. – М.: ИНФРА-М, 2002. – с. 160-162. – (Серия «Высшее образование»).
* Статья дополненатабличными данными, которых нет в бумажной публикации. Первопубликация статьи: Пошелюжин А.В. Некоторые проблемысовременных гидрологических исследований на Алтае // Актуальные проблемысовременной науки: Тр. 1-го Международного форума(6-й Международной конференции) молодых ученых и студентов. Естественные науки.Ч. 5-7: Физика. Науки о Земле. География / Науч.ред. проф. А.С. Трунин, Е.А. Андреев. – Самара, 2005.– с. 68-70.