Региональный климат Рязанской области, его вековая динамика и роль в эволюции ландшафтов (стр. 11 из 17)
Мокша также объединяет различные по природным особенностям территории, начинаясь на западном склоне Приволжской возвышенности, протекает через территорию Пензенской области, республики Мордовия. Распаханность при этом также существенно меняется: в верховьях она достаточно высока, в среднем течении менее значительна. В качестве коренных пород в верховьях выступают известняки, в среднем течении – юрские глины. На некоторых участках течение зарегулировано плотинами малых ГЭС.
Ока берет начало в центральной части Среднерусской возвышенности на границе Орловской и Курской областей. Геометрический центр бассейна реки находится в пределах Калужской области, на западном склоне Среднерусской возвышенности, который в современных условиях является аккумулятором осадков, приходящих с Атлантического океана, тогда как восточный склон характеризуется существенно меньшим их количеством, что обусловливает различия между Окой и Проней.
Юг и юго-восток Рязанской области занимает территория, где не проводится непосредственных гидрологических измерений.
Также был рассчитан объем стока за год, его минимальные, максимальные и средние значения за 1970 – 2006 годы (таблица 4).
Таблица 4. Показатели стока для рек Рязанской области за период 1970 – 2006
| Река | min | max | среднее |
| Ока | 12,2 (1975) | 27,2 (1994) | 18,96 |
| Гусь | 0,12 (1984) | 0,39 (1994) | 0,26 |
| Истья | 0,04 (1975) | 0,17 (1981, 1985, 1999, 2005) | 0,12 |
| Пёт | 0,035 (1989) | 0,206 (1995) | 0,12 |
| Мокша | 1,61 (1984) | 7,35 (1979) | 3,75 |
| Проня | 0,17 (1989) | 0,91 (1994) | 0,44 |
4.3 Региональные гидроклиматические взаимосвязи
Закономерности взаимосвязи стока различных рек. Основными факторами являются: близость расположения рек и площадь их бассейнов (рис. 1.4.3).
Рис. 1.4.3. Коэффициент корреляции многолетней динамики стока Оки и других изучаемых рек
Исходя из рис. 1.4.3, чем больше площади бассейнов и чем ближе они расположены, тем больше коэффициент корреляции многолетней динамики стока. Согласно исследованию ученых Института географии АН, в пределах 500 км коэффициент корреляции составляет не менее 0,7 у сопоставимых по площади бассейнов. Если расстояние между бассейнами составляет 1000 км, то коэффициент убывает и даже становится отрицательным, 1500 км – вновь положительный коэффициент, что, по-видимому, обусловлено характерным размером барических систем – циклонов и антициклонов. Таким образом, пространственная взаимосвязь стока в значительной степени определяется атмосферной циркуляцией, следовательно, территориальная близость весьма важна.
Модуль стока. Объем воды, проходящий через живое сечение реки за год, является важной величиной, но информативность ее ограничена. Более географичным является показатель, характеризующий интенсивность того или иного процесса, например, интенсивность водообмена (см. приложение 8). Таким показателем является модуль стока (л*сек/км2).
а)
б)
Рис. 2.4.3. Распределение средней величины модуля стока по территории Рязанской области за период: а) 1970 – 2006; б) 1990 – 2006
< 4,0 4,5 – 5,0 5,5 – 6,0 | | |
4,0 – 4,5 5,0 – 5,5 > 6,0
Как показано на рисунке 2.4.3 (а), модуль стока зависит и от климатических, и от геолого-геоморфологических факторов. Максимальных величин данный показатель достигает на западном склоне Среднерусской возвышенности и северо-западной Мещере. На востоке возвышенности, в бассейне Прони он существенно меньше, что связано, по нашему мнению, не только с меньшим количеством осадков (рис 4.3.3), но и с запитыванием поверхностными водами Прони горизонтов подземных вод, приуроченных к известнякам. Характер падения известняков и морфология долины Прони весьма способствует подобным утечкам поверхностных вод. То же можно сказать и про сток Истьи.
Модуль стока Мокши, бассейн которой в значительной степени находится в пределах более континентальных районов Русской равнины достаточно близок к минимальным значениям.
Поверхностный сток с Окско-Цнинского вала и Мещеры близок к максимальным значениям. Этому способствует высокое количество осадков на северо-востоке региона (рис. 4.3.3) и выпуклая конфигурация кровли коренных пород Окско-Цнинского вала.
Если сопоставить данные рисунка 2.4.3 (а) с данными по последним 15 годам (рис. 2.4.3 (б)), когда эффект потепления и увлажнения климата проявляется особенно четко, можно отметить рост модулей стока рек, который в той или иной степени проявляется почти везде, кроме бассейна Мокши. Особенно значительно увеличение модуля стока в северной части Мещеры и западе Среднерусской возвышенности. В данном обстоятельстве проявляется нарастание контрастности климата Русской равнины в условиях роста интенсивности западного переноса (запад – все более увлажнен, восток – проявляется аридизация). Причиной может служить увеличение количества осадков, однако рост температуры способен нивелировать данное увеличение.
Для всех рек, за исключением Мокши, характерно увеличение модуля стока во времени (таблица 5).
Таблица 5. Линейный тренд модуля стока в разные десятилетия
| Река | 1970-1979 | 1980-1989 | 1990-1999 | 1997-2006 |
| Ока | -0,2 | -1,8 | -0,6 | 0,8 |
| Гусь | 3,2 | -2,5 | 0 | 1,4 |
| Пет | - | -5 | 1,5 | 3,4 |
| Проня | 0,8 | -2,2 | 1 | 2,9 |
| Истья | -0,4 | -3 | 1,9 | 0,8 |
| Мокша | 3,4 | -4 | 1,1 | 1 |
Модули стока – такие показатели, которые позволяют количественно охарактеризовать различия между изучаемыми бассейнами и степень значимости этих различий. Для этого был использован метод дисперсионного анализа, смысл которого заключается в том, чтобы сгруппировать данные, например, модули стока рек по различным бассейнам, и оценить степень значимости имеющихся различий на основании сравнения дисперсии, то есть величин колебания модуля стока от года к году. Данный метод ценен тем, что даже при одинаковых средних модулях, но существенно различающихся дисперсиях, фиксируются различия между группами, поскольку в данном случае действительно имеют место различные природные режимы. Анализ только средних величин не позволяет зафиксировать имеющиеся в реальности различия.
Таблица 6. Результаты оценки значимости различий модуля поверхностного стока по бассейнам
| Группы бассейнов | Значимость | Вероятность ошибки |
| 1) Ока, Гусь, Пёт, Проня, Истья, Мокша | 21,8% | < 0,001 |
| 2) Гусь, Пёт, Проня, Истья, Мокша | 14,5% | < 0,001 |
| 3) Гусь, Проня, Истья, Мокша | 15,0% | < 0,001 |
| 4) Гусь, Истья, Мокша | 11,8% | 0,004 |
| 5) Истья, Мокша | - | 0,804 |
Результаты расчетов, приведенные в таблице 6, показывают, что значимость позиционного фактора в целом невелика и составляет в большинстве случаев менее 20%, а остальные 80% следует отнести на счет климатической нивелировки и различных случайных факторов.
Наибольшая значимость различий наблюдается при присутствии дисперсии комплексных данных по Оке, как реке, имеющей множество специфических особенностей формирования стока: Ока формирует свой сток за пределами Рязанской области, в том числе под влиянием Московского региона и обладает значительной водностью.
Внутри региона различия измеряются 15% и менее, причем исключение из комплексов данных по Среднерусской возвышенности снижает различия до 12%, а исключение данных по Мещере и учет рек только Окско-Донской равнины вообще делает различия незначительными. Это подтверждает литературные данные о принципиальных различиях поверхностного стока в пределах основных морфоструктур Русской равнины и свидетельствует о том, что ведущий фактор подобных различий в пределах небольших регионов – геолого-геоморфологический, даже при таком сравнительно малоконтрастном рельефе, как в Рязанской области.
Коэффициенты вариации.Согласно известным закономерностям, коэффициент вариации является показателем либо мощности самой системы (применительно к нашим объектам – показателем интенсивности водообмена), либо масштабов влияния внешних факторов на систему. Зачастую оба обстоятельства действуют совместно. Внешними факторами в нашем случае могут быть колебания климата, различия в геолого-геоморфологических условиях в бассейнах, неоднородность хозяйственного освоения, особенно гидротехническое строительство.
Результаты расчетов коэффициентов вариации приведены в таблице 7.
Таблица 7. Коэффициентывариации гидрометеорологических характеристик
| РекиПоказатель | Ока | Истья | Проня | Пёт | Мокша | Гусь |
| Модуль стока | 19,7% | 20,3% | 44,0% | 43,5% | 39% | 29,5% |
| м/с Павелец | м/с Елатьма | |||||
| Осадки | 16,67% | 16,61% | ||||
Они свидетельствуют о существенно меньших колебаниях атмосферных осадков по сравнению со стоком. В этом находит подтверждение принцип изменчивости функций геосистем, которому Дьяконов К. Н. придает статус ландшафтного закона. Согласно данному принципу в любой геосистеме колебания внешних факторов меньше, чем собственных параметров на выходе, то есть временная изменчивость осадков меньше, чем параметра на выходе – стока.