Алгоритм расчета экологического стока при наличии длительных рядов наблюдений сводится к следующей последовательности операций:

ü формируются матрицы среднемесячных расходов воды и рассчитываются среднегодовые расходы воды;

ü определяются расчетные значения естественного годового стока различной обеспеченности;

ü по установленным на основе массового машинного эксперимента соотношения обеспеченности естественного и экологического стока принимаются следующие значения годового стока 99% естественного как 95% экологического, 75% естественного как 50% экологического, 50% естественного как 25% экологического и т.д. [30];

ü относительное (в долях от единицы) расчетное внутригодовое распределение экологического стока принимается равным распределению естественного стока той же смежной обеспеченности (99%-95%, 95%-85% и т.д.);

Проверка на однородность

Для расчета экологического стока используются ряды гидрологических наблюдений за расходами воды (Q) за многолетний период (Т), которые подвергаются статистической обработке. Ее проведение предполагает однородность исходных величин и их случайный характер. Если степень случайности определяется естественными причинами, то нарушение однородности значений временных рядов зависит в основном от искусственных факторов. Поэтому в условиях активного антропогенного воздействия на водный режим, необходим анализ однородности исходной гидрологической информации. Анализ однородности временных рядов может проводиться графически и заключается в построении суммарных кривых связей вида ΣQ=f(T). Основное их свойство заключается в том, что при неизменном режиме колебаний гидрологических характеристик суммарная кривая является осредненной прямой линией, при нарушении режима она отклоняется от прямой под углом [31].

При проведении графического анализа по 4 постам рек Башкортостана, на которых расположены крупнейшие в республике водохранилища (рис. 3),

ü р. Уфа – с. Верхний Суян.

ü р. Уфа – створ Павловской ГЭС,

ü р. Белая – г. Уфа,

ü р. Белая – г. Бирск,

Рисунок 3 – Схема распределения исследуемых постов.

После анализа однородности строятся кривые обеспеченности среднегодовых расходов воды (м³/с) по исследуемым постам, значения обеспеченности для которых рассчитывается по формуле:

,

где p – вероятность превышения величины стока в процентах;

m – порядковый номер величины среднегодового расхода воды в ранжированном по убыванию ряду;

n – общее количество членов убывающего ряда расхода воды.

Таким образом, строятся три кривые внутригодового распределения стока:

· естественный (до строительства гидроузлов);

· экологический (согласно вышеприведенному методу от естественного);

· измененный (после строительства водохранилища).