Введение к работе
Актуальвость работы. Одной іп васгаїейшях сторон практического приложения гидрологии являются гидрологические прогнозы, которые обеспечивают возможность принятия оперативных решений по использованию водных ресурсов и управлению водохозяйственными системами. Настоящее нсследование посаяцено разработке методов прогнозов элементов водного режима рек леспой п лесостепной зон Восточной Сибири (рис.1). В работе приводятся как общие петодлческне рекомендации к прогнозированию снеговых половодий, дождевых паводков, летне-осенней межени, тах и конкретные методики прогнозов различной заблаговреыенности.
Научная актуальность диссертации определяется недостаточной разработкой теории п практики прогнозов речного стока пзучаеиой территории.
Исходные материалы и обьехты исследования. Работа основана па материалах ивоголетннх наблюдений пгдронетеоролопгческой сетп Красноярского, Иркутского н Забайкальского УГМС (сток, осадка, запасы воды в снеге, температуры воздуха п воды, а также некоторые другие данные более чем 200 станций н постов). Она аодводтгт итог десятилетний НССЛЄДОВаНЕЯ!і, ЯВЛЯЯСЬ обобщение!! результатов, ПОЛуЧеННЫХ 23-
тороы при вьшрлнепнп НИР по плавам Росгидромета (теша 1.9.2.14 "Разработать нетоды прогноза элементов водного режима рек Спбяря на базе ПЭВМ в период открытого русла", РЗ.4.15 "Разработать метод прогноза ежедневных уровней воды дтекдевых паводков на р.Йя у г.Тулуна " п 1.9.2.15 "Разработать методы долгосрочных прогнозов весеннего половодья на реках Спбкрп" - исполнитель Красноярский филиал СибНИГМИ).
Диссертация вьшолнепа на примера 14 расчетных створов рек Под-каменная Тунгуска (бассейн Енисея), Тасеева, Ия (бассейн Ангары), Лена пВггтгш.
Цель исследования заключаются в обосновании и разработке пего-дик прогноза элеиептов водного резкпма рек на основе обобщений мвте-риалов теоретических н экспериментальных исследований с учетом ландшафтных особенностей территории. Реализация поставленной целз связана с решением следующих задач:
-
провести анализ особенностей сторнирования стока рек за период открытого русла в изучаецых бассейнах;
-
оценить обьеи н репрезентативность нсходвых гндроиетеоролога-ческнх вабпюдеввй с точки зрения возможности нх нспользованпя для расчета характеристик водного баланса я прогнозирования элементов гидрологического реяаша;
ук _/ . "Л I район - реюгс преимущественно снеговым s
-питанием; ,- ,
'Л - реки со смешанным питанием; /' III - реки с преимущественно дождевые! питанием.~/
( _^ ' ' ' '" ' / Ъ
зона лесотундры и северной гайги
і зона средней тзйгм
-' к . "7
, \
зона южной. ;<ійр.і и лесостепи
1^
} ~/Ч ' ?- --" .'''' *
государственная граница РФ ч фаницы исследуемого региона фаницы природных зон фаницы гидрологических районов
Рис.1. РайонЕро'-.апке г.сспадуемого региона по природный зонам в легечкккал: т:ташія.
-
определить наиболее пифорцатттготьй преп'.ттггс ры и рйзрлботать иоделн прогноза с их реалпзацг; ей па ЭВМ;
-
оценить точность методик прогноза па пезсззсикои материале.
Перечисленные задош опрс:.2Л;пот необходимость рассмотрения широкого круга вопросов, многие аз которых прппепптсльно к гпучоемой территория поставлены а реше:ші впервые.
Методы исследовании. Оптимальный путь разработка методик прогнозов стока состоит в синтеза методов гадролого-иатецатЕческого моделирования с географо-гщгрологяческдц подходов. Па оснозе гео-графо-гндрологяческого н статистического цетодсз определилась ан-формативные предикторы прсгпостпчесшгх поделай. Географический подход использовался для огмсхянид репрезентативных бассейнов-аналогов, при выделении районсз, бднсродпьк по условиям формирования стока. Статнстическае истоды ггрцмегшгась при оценке статистических характеристик рядов наблюдений, дал устаяовлгпші связей между преднктантои в предякторацп, пря расчете допустгпп їх ошибок прогноза и оценки качества методик прошозироаакпг Опр деление пвранет-ров гкдролого-математпческнх моделей стока прозо;д:тлось с помощью методов оптимизации.
Научная новизна работы состоит ь ycrsacmieir.r.: гсиовпых факторов и закономерностей формирования элелегггсв водного pe::c:ma per. лссле-дуеной территории и обосповошш методов тя: проглота.
В основе прогнозов стока рех леяагт метод водного баланса. В дис-сертации проведен анализ злсиептоа водного баланса горных районов Сибири, который показал, что при существующем анформацяоппоц гидрометеорологическом обеспечения с достаточно:" степенью надежности можно определить только стог в замыкающе»: створе. Следовательно, в изучаемом регионе задачи прогноза стока нг могут быть непосредственно решены на основе созиестн"ого рассмотрения уравнений баланса влагя и энергии. В результате обобщения большого количества гидрометеорологических наблюдении обоснозапы основные предакторы прогностических моделей, которые валяются, по существу, косвенными характеристиками составляющих водного баланса п других факторов формирования рассматривает гх злемеїпоз режпиа pes^
На многих реках Восточной Сибири максимум половодья, кроме основных характеристик, определяющих обьем талого стока, обусловлен ледовыми явлениями в период вскрытия. Предложена новая методика для прогноза максимального уровня весеннего половодья с учетом заторных явлений.
В формировании минимальных месячных уровней pes принимают участие различные источники водного питания. На конкретных примерах
показана необходимость выявления генетически однородных временных интерпалой входе стока при разработке методикпрогноза.
Краткосрочное прогнозирование ежедневных расходов (уровней) воды выполняется как с прішеиеииеи линейных эмпирических зависимостей, так н «а основе гкдролого-натецатпческнх моделей формирования стока В качестве входных параметров гндролого-ыатематнческой модели талого и дождевого стока предлагается, наряду с метеорологическими ХЕрахтервстнкаші использовать уровни воды, га суточные изменения (тенденции) замыкающего и верхних створов. Для прогноза ежедневных уровней воды половодья впервые применены в качестве предикторов наблюдения за температурой воды, которая является своеобразным тер-иическим. трассером, показывающий какое количество талой холодной воды поступает в речную сеть.
Практическая ценность и внедрение результатов. Разработанные прогностические зсзпснмостЕГ внедрены н используются в оперативной практике отделов гидрологических прогнозов Иркутского н Красноярского УГМС. Методики характеризуются хорошей н удовлетворительной точностью. Диссертация может служить практическим пособием для гидрологов, работающих в области прогнозов стока сибирских рек.
Апробация работы. Основные научные положения и результаты исследований неоднократно обсуждались на заседании НТС Красноярского филиала ЗапСкбНИГМИ Росгидромета, на всесоюзной совещании "Проблемы гидрометеорологического обеспечения народного, хозяйства Сибирп" (Kpacnoq>CK,1989), а также на Международных высших гидрологических курскс ЮНЕСКО (МоскваД991). По теме диссертации опубликовало 5 работ.
Структура работы. Диссертационная работа состоит из введення, тред глпа, заключения, изложенных иа 181 странице, включая 8 рисунков и 1Ї тобляц; кроне того в работе содержится 13 приложений на 43 страницах Список литературы включает 144 наименования.