Введение к работе
. Актуальность темы. Рациональное использование водных ресурсов невозможно без предвидения гидрологического режима водных объектов. Внедрение физико-математических методов в гидрологические исследования наряду с совершенствованием технической базы и ростом парка ЭВМ создало необходимые предпосылки дія использования математических моделей гидрологических процессов в практике оперативного Прогнозирования, Актуальность выбора в качестве объекта разработки методики краткосрочного прогноза водности бассейна реки Луга обусловлена двумя группани Факторов.
Первая группа экономическая. Она состоит в необходимостиг і) оптимального управления работой сеты» уже действующих в бассейне этой реки гидротехнических сооружений J
2^ гидрологического обоснования размещения, обеспечения ' строительства и дальнейшего Функционирования крупных промышленных и транспортных комплексов, которые' планируется разместить на исследуемой территории;
3) восстановления и поддержания экологического равновесия в район?, воды которого интенсивно испольэуйтся для водоснабжения я
РЧКРЄ4ШИ.
Вторая группа факторов обусловлена Расположением относительно! нвбольиого бассейна р.Луга (плокадь водосбора около 12200 ки > на территории <;рази трйх (из мести вніеляемнх) *изико-геогр*Фических зон СІ ZIP, иго, учитнг^я високу» гидрологическу» изученности, рчйипч, гш?волчет исП'>я»5омть- его в качестве полг?гона лл<* розрзботок пг'огитспгчосги* и расч«тнмх иоде/гей для ecertf
CwVO-jinM'*.
Цель и задачи, исследования. Цель исследований - разработка системной математической модели» пригодной для решения задач выписка краткосрочного прогноза гидрологического режима речной системы в интересах широкого круга пользователей и проверка методики на примере реки Луга. При этом стояли следующие основные задачи :
О построить модель формирования стока с малых бассейнов лесной зоны СЗ ЕТР;
-
построить нодель таяния снежного покрова и его водоотдачи:
-
обосновать выбор модели руслового стока;
4) идентифицировать паранетры перечисленных ноделей для
гидрологических объектов бассейна реки Луга!
-
провести стыковку .моделей!
-
разработать и оценить эффективность методики краткосрочного прогноза водности рек бассейна реки Луга с использованием разработанных математических моделей.
Натод исследования и аактическид материал. Метод - численное
решение дифференциальных уравнений. В работе использованы
результаты наблюдений на б метеорологических станциях и 16
гидрологических постах в период с Юбб по 1382гг. (среднесуточные
данные). *
Наочная новизна работы. В работе предложена методика краткосрочного прогноза ежедневных расходов воды в лшбом заданном створе речной системы, реализованная для бассейна реки Луга.
1. Впервые разработана системная натенатическая модель
гидрологических процессов. предназначенная для решения
прогностических задач в> оперативном режиме.
2. С использованием объективного критерия впервые проведен*
декомпозиция исследуемой территории, т. е. определено соответствие матенатических моделей гидрологический процессам. 3. Впервые для бассейна реки Лига получены численные значения параметров системной математической модели, описывающей процессы снеготаяния и водоотдачи, формирования стока, перемещения пвводочных волн по руслу.
Эффективность методики и достоверность модели подтверждена существующими нетодани оценки краткосрочных гидрологических прогнозов.
Практическое значение работы. Полученные результаты ногут быть использованы службой гидрологических прогнозов при проведении воднотехническнх мероприятий, обосновании строительства и режимов работы гидротехнических сооружений на реках бассейна. Математические модели, способы идентификации параметров, методы решения дифференциальных уравнений могут быть введены в качестве ' составной части в АРМ прогнозиста-гидролога. Малое число параметров, ограниченное количество необходимых исходных данных, простота идентификации, а также наличие программной версии предлагаемой методики позволяют использовать ее без существенной доработки и для других водных систем, расположенных в сходных фиэико-географических условиях. На защиту выносятся:
методика краткосрочного прогноза расхода воды в любом заданном створє речной системы, реализованная на примере бассейна роки Луга:
модель Формирования стока с малых водосборов?
модль снеготаяния и водоотдачи;
оценки параметров системной модели, полученных для бассейна
реки Луга.
Апробация работы. Отдельные главы настоящей работы докладывались и обсуждались на конференции молодых ученых и специалистов (ГГИ. 1092), на итоговых сессиях Ученого Совета РГГНИ (СПб, 1991, 1992. 1993). В полной объеме диссертация докладывалась на заседании кафедры гидрофизики и гидропрогноэов (при участии ведущих ученых гидрологического Факультета, РГГМН), на заседании Бюро гидропрогноэов СевЗапГидронета (СПб. 1993). По теме диссертации опубликовано 2 статьи.
Обьан работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложения. Объйн работы /63 страницы: в ней содержится 19 таблиц, 25 рисунков и список литературы из 120 наименований.
Личный вклад автора заключается в непосредственном участии в постановке изложенных задач, обосновании нетодов их решения, выполнении численных' экспериментов и анализе полученных результатов.