Гидрологическое районирование речных бассейнов по сезонной изменчивости
характеристик речного стока
блюдений Росгидромета на гидрологических постах, содержаще-
го более 5000 временных рядов со среднемесячными расходами
воды, была проведена выборка рядов наблюдений, которые могут
быть использованы для гидрологического районирования террито-
рии. С этой целью все имеющиеся в наличии временные ряды были
исследованы на однородность, длительность, наличие пропусков и
выбросов. Стоковые ряды, содержащие трудно восстанавливаемые
пропуски, ряды длительностью менее 10 лет, а также подвержен-
ные значительному антропогенному воздействию (в частности, соз-
данию водохранилищ), были исключены из дальнейшего анализа.
В процессе первичной обработки были выявлены и восстановлены
аномальные выбросы, заполнены пропуски в наблюдениях, рассчи-
таны необходимые статистические характеристики для каждого вре-
менного ряда. В результате был получен массив данных более чем
по 1700 гидрологическим постам, содержащий файлы со среднеме-
сячными расходами воды и координатами центров тяжести водосбо-
ра для каждого пункта наблюдений.
Для целей классификации на основе анализа временных рядов
среднемесячных расходов воды сгенерированы новые ряды характе-
ристик речного стока, учитывающие сезонную изменчивость. В ре-
зультате многовариантных экспериментов в качестве наиболее ин-
формативных показателей внутригодовых изменений речного стока
были выделены такие характеристики, как индексы сезонности, кор-
реляционные функции и функции спектральных плотностей.
Влияние внешних факторов, действующих циклически с заранее
известной периодичностью, определяет сезонные колебания речного
стока. Наличие сезонных эффектов проявляется в виде острых узких
пиков в периодограмме на соответствующей частоте (а при несимме-
тричной форме сезонной волны — и на кратных частотах). В выбороч-
ной автокорреляционной функции также присутствуют выбросы для
лагов (запаздываний), кратных периоду сезонности, но эти выбросы
могут быть завуалированы присутствием тренда или большой дис-
персией случайной компоненты.
Одна из наиболее простых моделей учета сезонности — модель
сезонных эффектов, она является одной из принятых формализаций
сезонных колебаний речного стока. В аддитивной форме этой модели
ряд представляется в виде
У( = Т( + 5(0 + е
213