Сток рек Эквадора

Актуальность темы

Эквадор, как и многие другие страны Южной Америки, обладает богатыми природными ресурсами, в том числе водными.

Экономическое развитие Эквадора требует существенного расширения использования водных ресурсов. Увеличение сельскохозяйственного производства — основной отрасли хозяйства страны — невозможно без мелиорации земель и развития орошения. Одним из путей удовлетворения страны в электроэнергии может стать гидроэнергетика.

Планами развития экономики Эквадора на ближайшие десятилетия предусмотрено расширение ирригационного и гидроэнергетического отроительотва.

В условиях крайне неравномерного распределения по территории атмосферных осадков и речного стока комплексное и рациональное использование годных ресурсов страны — задача непростая. Она требует прежде всего всестороннего изучения пространственно-временного распределения водных ресурсов и, в частности, речного стока.

К настоящему времени речной сток Эквадора изучен еще недостаточно. Поэтому исследования в области гидрологии рек Эквадора приобретают большую научную и практическую актуальность.

Пель и задачи работы. Целью данной работы является выявление основных факторов формирования стока рек Эквадора, установление закономерностей пространственно-временного распределения характеристик стока и разработка на этой основе опособов расчета характеристик стока для малоизученных рек.

В соответствии о этим основные задачи работы применительно jc территории Эквадора можно сформулировать следующим образом:

I/ Изучение пространственно-временного распределения факторов формирования стока /прежде всего, атмосферных осадков/.

2/ Установление связи стока с этими факторами.

3/ Исследование пространственного распределения среднего годового отока по территории.

4/ Выявление межгодовой изменчивости стока и анализ пространственного распределения коэффициентов вариации годового стока.

5/ Выделение районов по типу режима стока воды и анализ его внутригодового распределения.

6/ Изучение пространственного распределения минимального и максимального стока.

Объектом исследования являются реки континентальной части территории Эквадора, которая располагается в экваториальном и субэкваториальном климатических поясах и отличается значительной величиной речного стока /327 км3/год/ [55].

Эта вода стекает с Андских Кордильер по многочисленным малым и средним рекам, бассейны которых находятся в разнообразных географических условиях /от районов с вечными снегами до территорий, покрытых гилейными лесами/.

Разнообразие условий формирования стока, особенности его территориального распределения и режима обусловливаются сочетанием воздействий следующих факторов: географическое положение /близость к экватору/, высотная поясность, влияние Тихого океана и его течений, особенности орографии.

Эквадор — это горная страна, где наряду с обильно увлажненными склонами Анд, находятся районы с ничтожными количествами атмосферных осадков и стока воды. Большая часть стока формируется на восточных склонах Андских Кордильер, где рождаются многие притоки р.Аиазонки.

Исходная информация и метод исследования. Исходным материалом, на котором основывается работа, являются данные гидрометеорологических наблюдений в речных бассейнах Эквадора, которые приводятся в ежегодниках с 1962 по 1980 гг. /данные по 139 гидрологическим и 800 метеорологическим станциям/.

При отборе исходных рядов наблюдений учитывалась продолжительность рядов, которая должна была обеспечить возможность их продления и малую среднюю квадратическую ошибку вычисленных характеристик.

Для раочета гидрологических характеристик речного стока и его факторов использовались методы, принятые в СССР и рекомендованные нормативной литературой [36"40| .

Для исследования стока и его факторов была установлена их зависимость со средней высотой водосбора /иди высотой местности/, поскольку этот метод является самым приемлемым для горных территорий. Подобный метод был также использован и при исследовании других гидрологических характеристик речного стока.

На территории Эквадора были выделены районы, которым свойственны однородные зависимости характеристик стока от высоты местности: по возможности выявлены причины, обусловливающие особенности этих зависимостей.

На основании полученных зависимостей построены карты изолиний характеристик стока и атмосферных осадковосновой рабочих карт служила бланковая карта, масштаба 1:500 000* с нанесенными на ней гидрографической сетью и рельефом. Эти генерализованные карты дают общее представление о географических закономерностях распределения стока, его факторов и характеристик на территории Эквадора и не претендуют на высокую точность.

Научная новизна и практическая ценность. Научная новизна выполненной работы заключается в тон, что впервые для территории Эквадора определены зависимости характеристик речного стока и определяющих факторов /прежде всего атмосферных осадков/ от природных условий, на основе этих зависимостей осуществлено районирование территории и построены карты, которые существенно уточняют пространственное распределение характеристик стока на территории Эквадора.

Выявлена роль атмосферных осадков в пространственном распределении стока. Изучено уменьшение стока на внешних склонах Эквадорских Анд при средних высотах водосбора более 700−1000 м.

Впервые изучены многолетние колебания годового стока рек Эквадора, проведено районирование территории по зависимостям коэффициентов вариации годового стока от природных факторов. Определены районы по типу внутригодового распределения стока и выявлены изменения реяима стока в зависимости от средней высоты водосбора. Впервые даны зависимости минимального и максимального стока воды от средней высоты водосбора и от среднего многолетнего модуля стокана основе этих зависимостей осуществлено районирование страны.

Практическая ценность данной работы заключается прежде всего в том, что она впервые предлагает зависимости, с помощью которых можно определить основные гидрологические характеристики стока неизученных рек Эквадора. Это может представить большой интерес при планировании экономического развития Эквадора и при проектировании гидроэнергетических, ирригационных и других сооружений, в особенности на начальных стадиях проектирования.

Метод исследования речного стока, который применялся в этой работе* дал положительные результаты, это говорит о применимости метода к другим горным территориям экваториальной зоны земного шара.

Апробация работы и публикации. Результаты работы были рассмотрены на заседании кафедры гидрологии суши географического факультета ИГУ в мае 1984 г., опубликованы две отатьи:

— Речной сток северо-западной части Эквадоражурнал °Веот-ник Московского университета11, оерия География, № В, 1984 г.

— Внутригодовое распределение стока и минимальный месячный сток воды северной части Эквадоражурнал «Вестник Московского университета», серия География, № 4, 1984 г.

Объем работы, диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения, спиока литературы и приложения. Работа включает Ц7 страниц машинописного текста, je таблиц, 28 рисунков.

Основные результаты и выводы диссертации можно сформулировать следующим образом:

I* Речной стон Эквадора формируется под воздействием сложного комплекса физико-географических условий, среди которых главную роль играют атмосферные осадки. Они в пределах отраны определяются особенностями циркуляции атмосферы в экваториальных широтах /циркуляция экваториальной внутритропической зоны конвергенции и пассатная циркуляция/ и орографическим воздействием Андоких Кордильер. Значительное влияние на процессы осадкообразования оказывают теплые и холодные морские течения.

2. Гидрометеорологическая сеть Эквадора находится в начальной стадии своего развития и нуждается в расширении. Не хватает станций для освещения гидрологических характеристик восточных территорий и местностей, которые находятся на высотах более 4000 м.

3. В данной диссертационной работе произведены систематизация и отбор данных об атмосферных осадках и речном стоке, получена сводка данных об атмосферных осадках по 300 пунктам и данные о стоке по 139 пунктам.

4. Величина годовых сумм атмосферных осадков на территории Эквадора изменяется в пределах от 100 до 5000 мм. Определены локальные зависимости величины осадков от высоты местности, на основе которых было произведено районирование страны /21 район/. На внешних склонах Андоких Кордильер максимальные количества осадков /3200 мм на западных склонах и 5000 мм на восточных/ приурочены к отметкам 600 /на западе/ и 1000 м /на воотоке/. С дальнейшим увеличением высоты местности количество осадков убывает до 1600 мм на востоке и 600 мм на западе при отметках 4000 м над уровнем — моря.

— 144.

Зависимости годовых сумм осадков от высоты местности, характерные для внутренних склонов Андских Кордильер /межгорные котловины/ показывает, что осадки постоянно увеличиваются с высотой* Здесь осадки увеличиваются от 300 — 500 до 1000 — 1500 мм.

Впервые на оонове полученных зависимостей величины осадков от высоты местности построена карта изолиний годовых сумм осадков, которая уточняет их пространственное распределение.

5. Испарение, вычисленное по разности осадков и стока, на западных территориях Эквадора и в межгорных котловинах изменяется в пределах от 200 до 80Q мм. На западных склонах Западной Кордильеры испарение уменьшается с высотой, а в пределах южных межгорных котловин оно увеличивается с высотой. Внутри межгорных котловин испарение больше, чем на внешних склонах при одних и тех же высотахэто связано с меньшей облачностью внутри котловин, увеличивающей величину радиационного баланса.

Расчет испарения воднобалансовым методом для восточных склонов Центральной Кордильеры дал противоречивые результаты, так как слой стока почти всюду превышает слой осадков на 100−300 мм. Причиной таких результатов может быть небольшая точность зависимости осадков от высоты местности в этом районе, а также значительное участие снегового и ледникового питания в формировании речного стокак сожалению, на метеорологических станциях Эквадора, эти виды осадков не измеряются. Немаловажное значение может иметь повышенная конденсация влаги, находящейся в облаках, которые непосредственно соприкасаются со склонами гор.

6. Определение величин осадков, стока и испарения позволило определить изменение коэффициента стока в зависимости от оредней высоты водосборавсего получены 5 локальных зависимостей. В пределах межгорных котловин коэффициент стока изменяется от 0,25 до.

— 145.

0,8, при этом он может уменьшаться, оставаться постоянным иди увеличиваться с высотой. Б пределах западных склонов Западной Кордильеры коэффициент строка остается постоянным по высоте, поскольку здесь и осадки и испарение уменьшаются с увеличением высоты. На западных равнинах коэффициент стока уменьшается с севера на юг от 0,7 до 0,5, что объясняется большей засушливостью территории при продвижении с севера на юг.

7. Величина годового стока по территории Эквадора изменяется в пределах от 200 до 3000 мм. Максимальные величины приурочены к районам с наибольшими величинами атмосферных осадков у подножий Андских Кордильер и составляют более 2000 мм на западе и 8000 мм на востоке /при средней высоте водосбора 700 м на западе и 1000 м на востоке/, при дальнейшем увеличении выооты величина стока убывает до 500 мм на западе /при высотах 2600 — 3800 мм/ и до 1600 мм на востоке /на высоте 3700 м/. Внутри межгорных котловин сток, как и осадки, неуклонно увеличивается с высотой /от 200 — 400 до 1000 мм и более/, но величина его меньше, чем на внешних склонах. Произведено районирование страны по характеру зависимостей стока от средней выооты водосбора, выделено 12 районог.

8. На осноге полученных загисимостей гпергые построена карта изолиний среднего годогого стока для территории Эквадораэта карта имеет большое сходство с картой атмосферных осадков, что указывает на важное значение последних в формировании речного стока. Это подтверждается зависимостями стока от осадков, которые были получены в работе для всей страны.

9. Коэффициент вариации годового отока изменяется в пределах от 0,13 до 0,94- наименьшие значения отмечаются в районах с максимальными величинами осадков и стока. Получены зависимости коэффициента вариации от слоя стока для большей части территории. В пре.

— 146 делах части отраны, находящейся в области действия восточных воздушных пасс, коэффициент вариации колеблется незначительно и составляет 0,13−0,24.

На основе полученных зависимостей впервые составлена карта изолиний коэффициента вариации годового стока, которая имеет большую аналогию с картой годового стока. Для расчета коэффициента вариации годового стока малоизученных рек предлагаются зависимости коэффициента вариации от слоя стока. Рекомендуются также значения отношения коэффициентов асимметрии и вариации, которые колеблются в пределах от 2 до 4.

10. Определены основные типы внутригодового распределения осадков и стока. Выделено пять районов, отличающихся по внутриго-довому распределению стока и его зависимости от средней выооты водосбора. установлено, что при увеличении высоты на западных территори-. ях неравномерность внутригодового распределения стока уменьшаетоя, а на восточных территориях она несколько увеличивается.

11. Минимальный месячный сток изменяется в пределах Эквадора от 2 до 55 л/о.км2. Наименьшие значения наблюдаются в межгорных котловинах и на западных равнинах, а наибольшие — на восточных территориях. Характер зависимостей минимального месячного стока от средней высоты водосбора аналогичен характеру зависимостей годового стока от того же фактора. Установлены зависимости минимального месячного стока от годового стока. Предложены зависимости для перехода от минимальных месячных модулей отока к минимальным суточным величинам, даны рекомендации для определения коэффициентов вариации и асимметрии минимального стока.

12. Максимальный суточный сток на территории Эквадора изменяется в пределах от 40 до 730 л/с.км2. Наименьшие значения наблюда.

— 147 ются в межгорных котловинах, а наибольшие — на восточных территориях, Характер зависимостей максимального суточного стока от средней высоты водосбора аналогичен характеру зависимостей годового стока от того же фактора, установлены зависимости между максимальным суточным и средним годовым стоком. Приводятся пределы, в которых колеблются коэффициенты вариации и асимметрии максимального суточного стока.

13. Учитывая большое сходство между схемами районирования, выделенными по всему комплексу исследованных гидрометеорологических характеристик, можно предложить схему гидрологического районирования территории Эквадора. Она включает три провинции: западные территории, вооточные территории и межгорные котловиныэто выделение обусловлено различием в климатических условиях*.

14. Результаты диссертационной работы /выявление закономерности в распределении стока, районирование территории, связи характеристик стока с высотой^ карты изолиний и др./ позволяют определить, в частности, величину среднего многолетнего отока, коэффициенты вариации и асимметрии годового стока, внутригодовое распределение стока, средний многолетний минимальный месячный сток, коэффициенты вариации и асимметрии минимального стока. Получены зависимости для ориентировочных оценок максимального суточного стока.

15. Для дальнейших исследований водных ресуроов Эквадора необходимо прежде всего выяснить характер и особенности пока мало изученного ледникового и снегового питания рек, установить характер и особенности конденсации водяного пара в облаках в местах их соприкосновения со склонами гор, исследовать характеристики стока на восточных территориях. Для этого необходимы дополнительная об.

— 148 работка метеорологической информации, улучшение оснащенности метеостанций и открытие новых гидрологических и метеорологических станций.

— 143 -ЗАКЛЮЧЕНИЕ.