Содержание к диссертации
Стр,
Введение 4
ГЛАВА I. Межгодовая изменчивость элементов водного баланса
и уровня озер . .
-
Масштабы изменчивости гидрометеорологических процессов 7
-
Характеристика используемых для исследования материалов 20
-
Межгодовая изменчивость элементов водного баланса и уровня озер
-
Корреляционный и спектральный анализ колебаний уровня и ЭВБ озер 27
-
Взаимный анализ колебаний уровня и элементов водного баланса Ладожского озера. . 43
1.4. Применение системного анализа для исследо
ваний динамики водного режима озера . . . . 5^
-
Изменчивость основных динамических показателей водоема 5&
-
Анализ динамических характеристик режима уровня озер при различных вариациях элементов водного баланса .!' 67
ГЛАВА П. Внутригодовая изменчивость элементов*водного
баланса и уровня озер
-
Анализ корреляционных связей уровня и факторов, его определяющих 79
-
Внутригодовая связанность уровня и элементов водного баланса 63
-
Влияние гидротехнических сооружений на внутригодовую связь элементов водного
баланса и уровня водоема №0
Стр.
ГЛАВА Ш. Прогноз уровня озер (на примере Ладожского
озера) ///
-
О возможности качественного прогноза уровня Ладожского озера Ш
-
Применение регрессионных моделей для расчета уровня озер 117
-
Прогноз уровня озера методом просеивания 1І8
-
Использование метода полного перебора
для расчета уровня 1^1
3.2.3. Использование метода МГУА для прогноза
уровня озера 1^7
3.3. Использование динамических моделей для
прогноза уровня озера ^-5
-
Расчет уровня озера с заблаговременностью один год 163
-
Моделирование вынужденных колебаний уровня при нарушениях соотношений элементов водного баланса озера 169
Выводы 476
Литература 179-189
Введение к работе
Возросшие требования к рациональному использованию водных ресурсов страны и охране их вод в связи с новыми задачами, стоящими перед народным хозяйством, привели к необходимости сбора более точной информации для анализа закономерностей изменчивости этих ресурсов при естественном (климатическом) состоянии водоема и антропогенном воздействии на него. Особое место в этой проблеме занимает изучение межгодовой и внутригодовой изменчивости как наиболее мощных энергонесущих зон в спектрах элементов водного баланса (ЭВБ) и уровня крупных озер: Ладожское, Сайма, Онежское, Ильмень, Пайяне, Байкал, Белое и др. Эти озера интенсивно используются для различных целей в народном хозяйстве, например, как источник питьевой воды, для нужд водного транспорта, для целлюлозно-бумажной и других видов промышленности и рекреации. Оценка изменчивости ЭВБ и уровня озер представляет собой методическую основу определения запасов пресных вод, планирования водопотреб-ления, эффективной работы водного транспорта, учета возможных последствий при территориальном перераспределении водных ресурсов,
В настоящее время водный баланс исследуемых озер изучен достаточно подробно работами А.Н.Афанасьева[Щ1(\, З.А.Викулиной^-57 Т.И.Малининой [7BJ , но статистические характеристики изменчивости элементов водного баланса и уровня этих водоемов изучены не достаточно подробно. Слабо исследована спектральная структура этих процессов, не оценены амплитуды наиболее мощных колебаний и не получено надежных сведений о разности фаз уровня озер и факторов, его определяющих (притока и стока рек, осадков и испарения) и некоторых интегральных характеристик (циклов атмосферной циркуляции, температуры воздуха и др.)» В этой связи представляет интерес по данным длительных наблюдений (100-120 лет) за ЭВБ и уровня озер оценить климатические изменения, т.е. изменения статистического ансамбля состояний, проходимых системой атмосфера - суша за период в несколько десятилетий и решить ряд практических задач, в частности, связанных с прогнозом уровня озера для целей водного транспорта.
Прогноз колебаний уровня озер представляет интерес для решения широкого круга задач, связанных с эффективностью работы водного транспорта, определением сроков использования судов большой тоннажности и увеличения объемов перевозок, выбора мест водозабора и водосброса. Важно влияние колебаний уровня озера и на функционирование экосистемы. Например, поднятие уровня озера Белое вследствие строительства плотин на реке Шексна привело к значительному размыву берегов и изменениям гидрологического и химико-биологического режимов водоема.
Решение задачи прогноза уровня озер возможно на основе расчетов оценок авто- и взаимноспектральных функций уровня и элементов водного баланса. Поскольку до сих пор не существует универсальных методов прогноза уровня озер с заблаговременностью от нескольких месяцев до нескольких лет, представляется целесообразным применить различные подходы для прогноза уровня озер. В частности, использовалась методика И.Н.Дружинина [бг,з/, хорошо разработанные методы многомерной регрессии, методы самоорганизации (МГУА) и автоматического регулирования.
Для выполнения поставленной задачи были использованы материалы архивов СЗУККС, Байкальского УГКС, а также данные об элементах водного баланса и уровня, приведенные в работах Т.И.Малининой [72] и А.Н.Афанасьева//З///, в которых рассматривались и уточнялись отдельные составляющие водного баланса и уровня названных озер.
Основные результаты исследования связей между элементами водного баланса и уровня водоемов, их изменчивость во времени и для разных географических регионов были обсуждены на отчетных сессиях институтов ИБВВ АН СССР (Борок, 1982, 1983 гг.) и Озероведения АН СССР (Ленинград, 1982, 1983 гг.), совместном заседании кафедры гидрологии Иркутского ГУ и лаборатории гидрофизики Лимнологического института СО АН СССР (Иркутск, 1982 г.).
Полученные прогностические уравнения использовались СЗУГКС для предварительного прогноза уровня Ладожского озера на 1982 г. в целях обеспечения навигации.
Результаты проведенного исследования включены в разделы темы научно-исследовательского плана института Озероведения АН СССР "Эволюция Ладожского озера и озер его бассейна в условиях возрастающего антропогенного воздействия" (задание ГКНТ СМ СССР, регистр, номер 0.85.01.09.02).
