Среди разнообразных природных ресурсов нашей планеты вода занимает центральное место. Она непрерывно расходуется и возобновляется, объединяя в единый гидрологический цикл все виды вод. С древних времен человек проявлял интерес к изучению атмосферных осадков и стока, в частности, к их распределению по территории. Выявление закономерностей пространственного распределения этих составляющих остается актуальным и в наши дни. От того, насколько точно будут раскрыты закономерности распределения осадков и стока, зависит достоверность определения возобновляемых водных ресурсов. Ошибки при определении водных ресурсов не соизмеримы ни с какими экономическими затратами.
Для анализа пространственного распределения атмосферных осадков и стока рек в настоящее время применяется корреляционная функция, которая отражает зависимость коэффициентов парной корреляции между исследуемыми метеостанциями и центрами тяжести водосборов рек от расстояния между ними.
Исходными данными для исследования послужили материалы наблюдений за атмосферными осадками на 15 метеостанциях и постах Вологодской области за период с 1945-2008 гг. и на 68 гидрологических постах с периодом наблюдений 50 и более лет. При обработке информации использовались статистические программные средства, а именно Microsoft Exsel. Всего было определенно 105 парных коэффициентов корреляции по атмосферным осадкам и 1 519 по стоку.
Анализ зависимостей парного коэффициента корреляции атмосферных осадков от расстояния между метеостанциями позволил сделать выводы, что траектория движения воздушных масс имеет сложные пути переноса влаги над территорией Вологодской области. По мере переноса влаги вглубь области результирующие потоки убывают, а последствия циклонов имеют самые разнообразные формы. Это обстоятельство непосредственно отражается и на стоке рек.
Наибольшее число случаев высокой парной корреляции атмосферных осадков отмечается для метеостанций, расположенных в западной части Вологодской области. Это Вытегра и Чарозеро с метеостанциями Биряково, Тотьмы, Кичменгского Городка, Коробово, Никольска, Великого Устюга. Если соединить эти пункты наблюдений, то получаем траекторию движения воздушных масс, которая дает представление о тепло- и влагопереносе. Аналогично данные по годовой сумме атмосферных осадков по метеостанции Устюжны хорошо коррелируются с данными по метеостанциям Вытегры, Чарозера, Коробово, Биряково. Такую же траекторию движения воздушных масс, проходящих через метеостанцию Устюжна, повторяет траектория, характерная и проходящая через метеостанцию Череповца. Здесь также задействованы метеостанции Вытегры, Чарозера, Коробово, Биряково, Тотьмы. Вероятно, пункты наблюдений Вытегры и Чарозера фиксируют основные массы западного переноса над территорией Вологодской области в многолетнем разрезе. Причиной этому, возможно, являются территории на пути воздушных масс с характерными небольшими шероховатостями подстилающей поверхности по сравнению с окружающей территорией. Это озера Ладожское и Онежское.
Таким образом, наиболее увлажненные водосборы рек на территории Вологодской области, находятся в районе Вытегры и Чарозера. Области конденсации атмосферных осадков – это район Вожеги, Белозерска, Тарноги.
Осадки, выпадающие на поверхность суши, участвуют главным образом в процессе формирования стока. Однако механизм преобразования осадков, выпадающих на водосбор, в речной сток чрезвычайно многообразен и в значительной степени зависит не только от климатических факторов, но и от факторов подстилающей поверхностности. Эти факторы в пространстве непостоянны, следовательно, величина стока распределяется по территории неравномерно.
Для выявления закономерностей распределения стока по территории Вологодской области, аналогично, как и для атмосферных осадков, были определены коэффициенты парной корреляции. Анализ зависимости парного коэффициента корреляции от расстояния позволил выделить реки, имеющие особые условия формирования стока. Это реки Самина, Андома и Кема-Левково на западе области и реки Юг, Дорожковка, Савватиевка, Кичменьга, Шарженьга. на востоке. Очевидно, на формирование стока рек Юг, Дорожковка, Савватиевка, Кичменьга, Шарженьга значительное влияние оказывают Северные Увалы. Водосборы рек Самина и Андома проходят по Андомской возвышенности.
Полученные результаты по пространственному распределению атмосферных осадков и стока рек Вологодской области могут быть использованы для оценки водных ресурсов в процессе проектирования систем водопотребления.