Geum.ru
Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по земле

На правах рукописи

Апухтин Александр Валерьевич

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ВЕСЕННЕГО СТОКА ДЛЯ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ РИСКА ЗАТОПЛЕНИЯ ТЕРРИТОРИИ

25.00.27 - гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Курск 2012 Диссертационная работа выполнена на кафедре физической географии и геоэкологии Курского государственного университета

Научный консультант: Кумани Михаил Владимирович доктор сельскохозяйственных наук, профессор, Курский государственный университет

Официальные оппоненты: Петин Александр Николаевич доктор географических наук, профессор, Белгородский государственный национальный исследовательский университет Дегтярев Сергей Дмитриевич кандидат географических наук, доцент, Воронежский государственный университет

Ведущая организация: географический факультет Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Защита диссертации состоится л17 апреля в 1330 на заседании диссертационного совета ДМ 212.036.02 при Воронежском государственном педагогическом университете, по адресу: 394043 г. Воронеж, ул. Ленина, д. 86, ауд. 408.

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки Воронежского государственного педагогического университета.

Автореферат разослан л16 марта 2012 г.

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах, заверенных печатью) просим направлять по адресу: 394043, г. Воронеж, ул. Ленина, д. 86, Воронежский государственный педагогический университет, ученому секретарю диссертационного совета ДМ 212.036.02.

Тел., факс: 8(4732) 55-19-49. Email: shmykov@vspu.ac.ru

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат географических наук, доцент Шмыков В.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Прогнозирование возможности возникновения опасных разливов на реках является сложной многоуровневой задачей, актуальность которой обусловлена состоянием современных хозяйственных систем, их уязвимостью. В зонах, подверженных негативному влиянию паводков и половодий находится большое количество населенных пунктов, критически важных и потенциально опасных объектов инфраструктуры, промышленных предприятий и сельскохозяйственных угодий.

При этом, ущерб от наводнений зависит не только от уровня воды в водоемах и водотоках, а определяется в значительной степени предсказуемостью предстоящего половодья или паводка. Наличие заблаговременной и достаточно точной прогнозной информации позволяет рационально спланировать и провести превентивные мероприятия по недопущению, либо минимизации ущерба от наводнений.

Особое значение имеет изучение современных изменений условий формирования максимального стока. Их недоучет или игнорирование может приводить к значительным ошибкам прогнозов и тем самым снижать эффективность всей совокупности мероприятий по подготовке к половодью.

Цель работы - разработка многоуровневой системы мониторинга и прогнозирования максимальных расходов и уровней воды на основе применения актуальных методов гидрологических прогнозов, собранных данных многолетних гидрометеорологических наблюдений весеннего половодья и с учетом современных изменений стокоформирующих факторов.

Достижение поставленной цели предполагает решение следующих задач:

- разработка принципиальной многоуровневой схемы мониторинга и прогнозирования весеннего стока;

- выявление основных природных и антропогенных факторов изменения элементов весеннего половодья, характерных для настоящего времени на основе сбора и статистического анализа данных многолетних метеорологических и гидрологических наблюдений;

- разработка алгоритмов и моделей долго-, средне- и краткосрочного прогнозирования максимальных расходов и уровней воды с различным генезисом формирования;

- разработка рекомендаций по совершенствованию системы мониторинга и прогнозирования весеннего стока и зон затопления с применением современного инструментария и методов контроля.

Объект исследования реки и максимальный сток с их водосборов.

Предмет исследования природные факторы и хозяйственная деятельность, определяющие режим формирования максимального стока и риска затопления территории.

Теоретическая и методологическая база исследований Методологической основой исследования являются современные представления о генезисе формирования максимального стока, развиваемые ведущими отечественными школами и научно-исследовательскими организациями в области гидрологии суши, инженерной и прикладной гидрологии, а также гидрологических прогнозов.

Выбор методов исследования определен результатами исследований Аполлова Б.А., Вершининой Л.К., Георгиевского Ю.М., Дружинина В. С., Евстигнеева В.М., Калинина Г.П., Комарова В.Д., Крестовского О.И., Кучмента Л.С., Рождественского А.В., Сикан А.В., Шаночкина С.В., Шелутко В.А. и других ученых.

При исследовании региональных особенностей и закономерностей формирования стока использовались результаты исследований Кумани М.В., Мишона В.М., Смольянинова В.М. и других ученых.

Исходные материалы и методы исследования В основу работы положены результаты многолетних наблюдений за стоком и стокоформирующими факторами, проводимых Курским центром по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды с региональными функциями (КЦГМС-Р), а также опубликованные источники по данной теме.

На различных этапах работы применялись картографические, статистические и физико-статистические, водобалансовые методы, а также методы графического и графоаналитического сравнения данных, территориальных обобщений, гидрологической аналогии и некоторые другие.

При этом были использованы программные средства ArcMap 9.3 и его модули (Spatial Analyst, 3D Analyst и т.д.), MS Excel, Gnumeric, StokStat 1.2.

Достоверность результатов Достоверность полученных результатов основана на большом объеме исходной информации о режиме рек в период весеннего половодья и стокоформирующих факторах. Достоверность результатов подтверждается применением широко распространенных методов и приемов исследования, использованием современных средств обработки и анализа данных. В работе использованы действующие нормативные документы и методические рекомендации, разработанные ведущими научными организациями РФ, что также обуславливает достоверность результатов.

Научная новизна Впервые предложена и реализована принципиальная многоуровневая схема мониторинга и прогнозирования развития половодья и затопления территории талыми водами. Для исследуемого района выполнена оценка современных изменений процессов формирования весеннего стока. На примере бассейнов рек Сейм и Оскол реализованы долго-, средне и краткосрочные прогностические зависимости для обеспечения функционирования системы дистанционного контроля, моделирования и прогноза динамики половодья. Разработаны рекомендации по организации системы оперативного сбора прогностической информации, определения рисков затопления территории и объектов.

ичный вклад Автору принадлежит основная идея и постановка задач исследования. Им выполнен сбор и систематизация исходных данных, проведен анализ условий формирования максимального стока и разработаны прогнозные зависимости для расчета основных элементов весеннего половодья с разной заблаговременностью для трех объектов с различным генезисом формирования половодья. Автором проведен глубокий анализ полученных результатов, на основе чего были разработаны рекомендации по усовершенствованию инструментальных методов мониторинга развития половодья.

Практическое значение работы Предложенная схема мониторинга и прогнозирования половодья и разработанные модели были использованы при выполнении государственного контракта от 29.04.2011 г. №16.515.11.5005 на тему: Разработка технологии построения системы автоматизированного мониторинга гидрологических характеристик на реках и внутренних водоемах в составе системы оперативного прогнозирования рисков разливов и паводков и предупреждения населения об опасности чрезвычайной ситуации, исполняемого ООО Научнопроизводственное предприятие Энергетические и информационные технологии Белгородского государственного университета.

По данным многолетних наблюдений определены условия формирования максимального стока и оценен риск затопления территории водами весеннего половодья. Результаты оценки риска затопления территории, а также методы долго-, средне- и краткосрочного прогноза применяются для проведения мониторинга и прогнозирования негативных последствий половодий территориальными органами МЧС России (справка о внедрении от 13.02.2012).

Результаты работы были использованы в учебном процессе в ФГБОУ ВПО Курский государственный университет при разработке практических и лекционных занятий по курсам Природа Курской области, Гидрология и Экологическое проектирование и экспертиза (справка о внедрении от 10.02.2012).

Апробация работы Основные положения диссертации были изложены на Международной научно-практической конференции Географические исследования: история, современность и перспективы (Курск, КГУ, 2010), 2-ой молодежной научной школе Природные и природно-антропогенные геосистемы: организация, изменения во времени (Курск, ИГРАН, 2011), 2-й международной научнотехнической конференции Компьютерные науки и технологии (Белгород, НИУ БеГУ, 2011), Всероссийской конференции с элементам научной школы для молодежи Чистая вода: опыт реализации инновационных проектов в рамках федеральных целевых программ Минобрнауки России (Москва, РХТУ, 2011г.), VII Международной научно-практической конференции Обеспечение безопасности в чрезвычайных ситуациях (Воронеж, ВГТУ, 2011), V Международной научно-практической конференции Современное состояние естественных и технических наук (Москва, Спутник+, 2011).

Публикации По материалам диссертации опубликованы 10 печатных работ, из них 1 монография, 4 статьи в журналах, находящихся в перечне изданий, рекомендованных ВАК. Материалы исследований опубликованы в ряде научно-исследовательских отчетов ООО НПП Энергетические и информационные технологии БеГУ.

Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Основной текст изложен на 174 страницах, включая 13 таблиц, 61 рисунок и список литературы, состоящий из 136 наименований, в том числе 6 на иностранном (английском) языке.

Защищаемые положения 1. Многоуровневая система мониторинга и прогнозирования максимальных расходов и уровней воды весеннего половодья Современные методы гидрологических прогнозов максимального стока разрабатывались и совершенствовались такими крупными учеными как Георгиевский Ю.М., Евстигнеев В.М., Калинин Г.П., Корень В.И., Кучмент Л.С., Рождественский А.В., Попов Е.Г., Соколов А.А. и др. Продолжением обширного круга исследований является создание комплексных систем, решающих задачи мониторинга стокоформирующих факторов, прогнозирования развития половодья и определения риска затопления территории. Среди систем, успешно реализующих функции прогнозирования и минимизации возможного ущерба от наводнений можно выделить несколько: Система Предупреждения о Наводнениях (Flood Warning System - FWS), Европейская система прогнозирования наводнений (European Flood Forecasting System, EFFS), Европейская система предупреждения о наводнениях (European Flood Alert System, EFAS) и некоторые другие.

Несмотря на широкое распространение в России различных проектов, реализующих математические прогнозные модели гидрологического режима рек в период паводка или половодья, отдельные случаи применения автоматизированных и автоматических систем сбора гидрологической информации и пр. проблема создания единого программно-аппаратного комплекса, реализующего функции автоматического сбора, обработки, прогнозирования гидрологических величин, с развитой системой принятия решений и оповещения в настоящее время для Российской Федерации остается открытой.

По нашему мнению, система мониторинга паводков и половодий, способная эффективно оценивать риск опасных гидрологических явлений, их характеристики, время проявления и потенциальный ущерб, должна включать следующие обязательные этапы (рис.1):

1. Расчет риска развития опасных явлений различного генезиса. Данные мероприятия включают в себя гидрометеорологическую характеристику территории, на основе которой делается вывод о генезисе возможных опасных подъемов уровня, определяющих их факторов, их сочетании и возможном взаимодействии.

По статистическим данным проводится анализ риска развития данных явлений, включающий построение кривых обеспеченности максимальных уровней и расходов воды, создание картографического материала, отображающего зоны затопления территории при половодьях и паводках различной обеспеченности, а также пространственный анализ территории с выделением потенциально опасных, критически важных объектов, объектов инфраструктуры, населенных пунктов и пр., попадающих в зоны затопления различной обеспеченности.

2. Долгосрочный прогноз водности предстоящего половодья. На этом этапе оценивается риск проявления опасных разливов в конкретный год. Основными оцениваемыми параметрами являются стокоформирующие факторы, обуславливающие общие черты формирования предстоящего половодья.

Задачи Методы решения Статистическая обработка данных Построение карт зон затопления многолетних наблюдений, повысокой (10%, 1%, 0,1%) обесстроение кривых обеспеченности печенности, определение объекмаксимальных расходов и уровней тов и зон с высоким риском запо данным наблюдений, пространтопления.

ственная интерполяция.

Прогноз наступления многоводного половодья с заблаговреРазработка (подбор) моделей фономенностью до 1 месяца.

вого прогноза объема половодья.

Прогнозный расчет возможных максимальных расходов половоРазработка (подбор, верификация) дья для критических зон и объмоделей формирования максиектов, начиная с заблаговременмальных расходов и уровней воды ного (до 1 месяца), с последую3 половодья.

щим оперативным уточнением по мере поступления пространственной (бассейновой) инфорРасчет максимальных уровней.

мации.

Краткосрочный (1Ц10 сут.) проРасчет зон затопления.

гноз максимальных уровней зон затопления, определение объектов, попадающих в зону риска и Разработка региональных моделей оповещение населения, органов прогноза максимальных уровней управлении, экстренных и опедля конкретных створов, ративных служб и т.д.

участков.

Рис. 1 - Принципиальная схема мониторинга развития половодья 3. На основе фоновой информации, полученной на 2Цм этапе, проводится прогнозный заблаговременный расчет максимальных расходов и уровней, характеризующих опасность затопления территории и находящихся на ней объектов, а также дается оценка риска развития неблагоприятных и опасных явлений в условиях конкретного сезона.

4. Основной и наиболее ответственный этап - это краткосрочное прогнозирование развития ситуации, расчет сочетания волн половодья, времени их наступления на базе оперативной гидрометеорологической информации, собираемой с помощью систем контроля, являющихся одним из разрабатываемых элементов предлагаемой системы.

Применение тех или иных методов и подходов к прогнозированию определяется не только и не столько их заявленным качеством. В большинстве случаев, особенно для долгоЦ и среднесрочных прогнозов, низкое качество прогнозов определятся не несовершенством метода или модели, а изменчивостью стокоформирующих факторов, слабо поддающихся прогнозированию. Помимо этого, применение сложных математических моделей, даже автоматизированных, т.е. не требующих непосредственных расчетов оператором или группой прогноза, ограничено. Ограничение заключается в том, что для физически обоснованных методов расчета, динамических и динамикоЦстохастических моделей, как правило, требуется большой объем исходной информации, не всегда имеющейся в наличии. Значительной проблемой их использования является не только ограниченность входных данных, имеющихся, в основном, только для небольшой части речной сети с достаточной для прогноза сетью гидрометеорологических станций и постов, но и качество предоставляемой информации, что является отдельной проблемой отечественной гидрологии.

Таким образом, при выборе той или иной формулы расчета, математической модели стока или стокоформирующих факторов, необходимо уделять особое внимание целесообразности его использования, поскольку для практики прогнозирования и оценки риска опасных разливов на реках и внутренних водоемах первоочередное значение имеет не физическая обоснованность или новизна подхода, а ее практическая применимость и требуемая достоверность результатов.

2. Результаты изучения современных изменений условий формирования максимального стока Основным исследуемым объектом является бассейн реки Сейм в пределах Курской области (рис. 2). Река Сейм является правым притоком реки Десна в бассейне реки Днепр. Общая площадь бассейна Сейма составляет 27 500 км, р. Свапа - Ст. Город р. Снова - д. Щурово р. Тускарь - с. Свобода р. Сейм - Рыльск р. ТускарьЦ г. Курск р. Рать - с. Беседино р. Сейм - д. Зуевка р. Реут - с. Любицкое р. Сейм - пос. Рышково БогородицкоеФенино р. Сейм - с. Лебяжье Рис. 2 - Карта-схема района исследования и пункты гидрометеорологических наблюдений.

Ц гидрологические посты; - метеорологические станции.

район исследования занимает 18 100 км2. Территория водосбора представляет собой юго-западный склон Среднерусской возвышенности с абсолютными отметками до 252 м. В пойме реки Сейм абсолютные отметки снижаются до 155-156 м.

В настоящее время на формирование весеннего стока в исследуемом бассейне оказывают влияние множество естественных и антропогенных факторов.

В течение XX века процесс формирования весеннего стока претерпевал множество изменений. Они связанны, в первую очередь, со значительными преобразованиями ландшафтов сельскохозяйственным производством, проведением лесозащитных мероприятий и полезащитного лесоразведения, строительством прудов и водохранилищ и прочими факторами.

Многие из перечисленных факторов воздействия возникали повсеместно и практически синхронно, при этом они оказывают разнонаправленное влияние на процессы формирования весеннего стока, что значительно осложняет их учет и выявление значимости каждого фактора в происходящих изменениях гидрологического режима рек. В последние десятилетия наблюдается значительное снижение величины слоя стока весеннего половодья.

Запишем уравнение водного баланса следующим образом:

Y=(Smax+x1+x2+x3)-(W+ Wгр+Uпов+E) (1) где Smax - максимальный запас воды в снежном покрове и ледяной корке;

х1 - осадки от момента наступления Smax до начала таяния; х2 - осадки от момента начала таяния до схода снежного покрова в бассейне; х3 - осадки от момента схода снежного покрова до окончания половодья; W - потери талых вод на увлажнение почвогрунтов; Wгр - потери талых вод на пополнение запасов грунтовых и болотных вод; Uпов - потери талых вод на поверхностное задержание;

Е - суммарное испарение за период формирования стока талых вод.

Рассмотрение изменения основных гидрометеорологических величин, влияющих на формирование слоя стока весеннего половодья, проводилось с использованием разностных интегральных кривых (рис. 3), представляющих собой нарастающую сумму отклонений модульных коэффициентов от среднемноголетнего значения ряда.

Как следует из анализа рис.3, значения слоя стока и среднемесячной температуры зимних месяцев претерпевали значительные колебания. Так, до 1950-19гг. исследуемая величина весеннего стока превышала средние за многолетний период значения, в период 1955-1985 гг. значения были близки к норме, а после 1985-1990 гг. произошло резкое снижение. Периоды нарастания и спада модульных коэффициентов слоя стока и средней температуры зимних месяцев практически синхронны. Начиная с 1995-1998 гг. уменьшается запас воды в снеге и ледяной корке.

Также, отмечается отклонение сумм атмосферных осадков, выпавших в завершающую фазу половодья от среднего значения в сторону увеличения. Осадки, выпавшие после момента схода снежного покрова (x3), составляющие в среднем около 10-15% от величины Smax+x, участвуют в этом процессе частично. Часть поступившей влаги задерживается формами микрорельефа, часть испаряется, часть расходуется на дополнительное увлажнение почвы. Особенно сильно этот процесс проявляется при слабопромерзших и талых почвах. То есть, можно говорить о том, что в настоящее время снижается количество осадков, эффективно участвующих в формировании величины слоя стока весеннего половодья и его максимальных расходов.

(Кi-1) Годы -Рис.3. Разностные интегральные кривые слоя стока весеннего половодья по гидрологическому посту р. Тускарь у г. Курска и некоторых метеорологических величин (по метеостанции Курск);Обозначения: 1-Слой стока за период половодья (Y); 2-Среднемесячная температура зимних месяцев (T); 3-Запас воды в снеге и ледяной корке (Smax);

4 - Максимальный расход воды (Qmax).

Отмечаемые повышения среднемесячных температур воздуха в зимний период формируют меньшее промерзание почвы, а из-за частых оттепелей происходит дополнительное увлажнение почвогрунтов, приближая запасы влаги в почве к наименьшей полевой влагоемкости (НВ). При талых и слабопромерзших почвах, увлажненных до уровня НВ, потери воды на увлажнение отсутствуют и вся профильтровавшаяся вода поступает в нижние горизонты зоны аэрации и на пополнение запасов грунтовых вод [Евстигнеев, 1990]. Следовательно, наблюдающаяся в настоящее время тенденция к уменьшению величины слоя стока за период половодья относительно среднемноголетних значений может быть обусловлена, в первую очередь, изменением в температурном режиме зимнего периода.

Направленное изменение объема весеннего стока несомненно скажется и на величинах максимальных расходов воды за период половодья. Анализ РИК указывает на синхронность изменений объема весеннего стока и максимальных расходов. Затянутое снеготаяние и продолжительное колебание температуры воздуха в весенний период около 0 С обуславливают формирование относительно пологого гидрографа стока.

Также, на исследуемой территории отмечается заиление русел рек. В результате изменения гидравлических свойств русла и поймы зависимость уровня воды от расхода, обычно принимаемая однозначной, также изменяется от года к году.

Достаточно эффективным приемом для установления начала и степени изучаемых изменений максимального стока является применение двойных интегральных кривых (ДИК). ДИК представляет собой график связи ординат инте1919191919191919191919192020гральных кривых, отображающих связи между двумя последовательно суммированными величинами: многолетних рядов наблюдения за стоком исследуемого объекта со стоком рек аналогов или элементом водного баланса.

Относительное изменение стока определяется по уравнению:

Kн tg / tg, (2) Kн где - среднее за период изменение исследуемой величины;

и - углы наклона интегральной кривой для периодов до и после начала воздействия.

Изучение двойных интегральных кривых слоя весеннего стока и некоторых гидрометеорологических факторов, представленных на рис. 4-7 и применение формулы (2) позволило определить средние коэффициенты относительного изменения слоя весеннего стока на исследуемой территории, которые представлены в табл. 1.

Yi Тускарь Yi Тускарь 191919Годы S+x Рис. 4 - ДИК слоя весеннего стока Рис. 5 - ДИК слоя весеннего стока и суммы запасов воды в снеге и осадков Yi Тускарь Qmax 191919Yi Ti Рис. 6 - ДИК слоя весеннего стока и Рис. 7 - ДИК максимального расхода и средней температуры зимнего периода слоя стока за период половодья В таблице приведены численные значения коэффициентов средних относительных изменений слоя стока (Кн Y) и максимального расхода (Кн Qmax общ), коэффициенты относительного изменения слоя стока, обусловленного снижением запасов воды в снеге и осадков за период половодья (Кн S+x), и общим повышением температуры холодного периода (Кн Т), а также снижения максимальных расходов, вызванных изменением формы гидрографа стока (Кн Qmax).

Таблица Расчетные значения среднего относительного изменения основных элементов весеннего стока Гидрологический пост Слой весеннего стока Максимальный расход Кн S+x Кн Т Кн Yобщ Кн Qmax Кн Qmax общ Снова-Щурово 0,96 0,78 0,76 0,88 0,Тускарь-Свобода 0,89 0,85 0,76 0,90 0,Тускарь-Курск 0,95 0,75 0,72 0,79 0,Рать-Беседино 0,72 0,76 0,55 0,66 0,Сейм-Зуевка 0,96 0,72 0,69 0,71 0,Сейм-Лебяжье 0,93 0,80 0,74 0,77 0,Сейм -Рышково 0,96 0,84 0,81 0,60 0,Сейм-Рыльск 0,96 0,93 0,89 0,68 0,Свапа-Старый город 0,92 0,75 0,69 0,64 0,Реут-Любицкая 0,92 0,76 0,70 0,85 0,Таким образом, современные изменения условий формирования стока, обусловлены в первую очередь климатическими факторами. В связи с выявленными факторами максимальный расход сократился на 30-50% относительно средних величин. На г/п р. Рать - с. Беседино сокращение максимального расхода оценивается в пределах 64%, что связано с широким распространением здесь трещиноватых мергелей, и соответственно гораздо большими, чем на остальных водосборах потерями талых вод.

Несмотря на выраженную динамику описанных явлений, утверждать об их необратимости как минимум преждевременно, и скорее всего, ошибочно. Поэтому, при оценке риска затопления территории и разработке прогностических зависимостей, происходящие изменения в условиях формирования стока следует учитывать с осторожностью, допуская статистическую вероятность наступления максимальных расходов и уровней редкой повторяемости.

3. Оценка риска затопления территории в многолетней перспективе и в условиях конкретного года В соответствии с предлагаемой нами принципиальной схемой мониторинга и прогнозирования половодья, первоначально для исследуемой территории проводится анализ риска затопления водами весеннего половодья. В результате обосновывается необходимость и целесообразность проведения всех этапов предложенной схемы мониторинга и прогнозирования половодья. В соответствии с действующим СП 33-101-2003 нами были определены наивысшие уровни воды весеннего половодья различной обеспеченности (табл. 2).

Таким образом, был получен набор уровней воды различной обеспеченности, характерных для отдельных гидрологических постов. Перенос данных значений на картографическую основу и проведение пространственного анализа совместно с цифровой моделью рельефа в среде ГИС позволяет в первом приближении определить объекты, попадающие в зону риска затопления (рис. 8) и, если подобная опасность существует, имеет смысл переходить ко второму этапу исследований, то есть приступить к разработке прогноза.

Таблица Расчетные уровни воды различной обеспеченности, для рассматриваемых гидрологических постов (м, БС) Посты Наивысший уровень воды весеннего половодья, обеспеченность Р% 1% 5% 10% 25% 50% р. Тускарь - г. Курск 161,41 160,47 160,15 159,66 159,р. Сейм - с. Лебяжье 159,92 159,37 159,1 158,64 158,р. Сейм - пос. Рышково 158,25 157,32 157,14 156,17 155,На втором и третьем этапах прогнозирования развития половодья решаются задачи долгосрочного (с заблаговременностью до 1 месяца) прогнозирования водности предстоящего половодья и предварительного расчета вероятных максимальных расходов и уровней. Получаемые на данном этапе результаты имеют, как правило, оценочный, приближенный характер. Повышение качества долгосрочных прогнозов в системе мониторинга развития половодья не играет практического значения, так как некоторые факторы, значительно Рис. 8 - Фрагмент схемы затопления территории влияющие на характер половог. Курска водами весеннего половодья дья, его высоту и, как следст1% обеспеченности вие, риск затопления территории в настоящее время практически не поддаются долгосрочному прогнозированию. Это относится к метеорологическим факторам, в частности к количеству осадков, выпадающих на поверхность водосбора за период половодья и температурному режиму, характерному для предстоящей весны.

В уравнении водного баланса (1) величину суммарного испарения (Е) можно принять слабо изменяющейся от года к году. Величина потерь на поверхностное задержание относительно стабильна, т.к. определяется морфологическими особенностями ландшафта и е изменчивость от года к году определяется, в основном, объемом воды, поступившей на поверхность бассейна. Потери талых вод на увлажнение почвогрунтов и пополнение запасов грунтовых вод определяется в основном глубиной промерзания почвогрунтов (L) и их увлажнением (W). Таким образом, общая зависимость слоя стока весеннего половодья (Y) от стокоформирующих факторов, характерная для лесостепной зоны выглядит следующим образом:

Y=f(Smax, x1, x2, x3, L, W) (3) В виду того, что формирование максимального стока в г. Курске определяется как верхним течением р. Сейм, так и крупным притоком - р. Тускарь, разработка прогнозов всех этапов будет проводиться на начальных этапах отдельно для двух водотоков, определяя затем результирующие характеристики стока после их слияния.

Для прогнозирования слоя стока весеннего половодья по рассматриваемым гидрологическим постам использовались среднеарифметические значения перечисленных выше величин по метеорологическим станциям, расположенным на территории выделенных бассейнов.

Проведение регрессионного анализа позволило получить следующие формулы для расчета слоя стока весеннего половодья:

для г/п р. Тускарь - г. Курск:

Y=0,42*Smax-0,26*x1+0,18*x2+0,54*x3+0,33*L-0,37*W-67,2 (4) для г/п р. Сейм - с. Лебяжье:

Y=0,22*Smax-0,52*x1+0,55*x2+0,63*x3+0,16*W+0,69*L-54,4 (5) Графическое представление связей рассчитанных и прогнозных значений слоя стока представлена на рис. 9 и 10. В уравнениях 4 и 5 были использованы фактические значения осадков за обозначенные периоды. При составлении прогноза используется либо норма осадков за период, либо их значение по соответствующим метеорологическим прогнозам. Целесообразным видится использование для оценки количества осадков, активно участвующих в формировании весеннего стока норму осадков X, 0,5 X, 2 X, и производить последующую корректировку прогноза слоя стока половодья путем сравнения фактического количества осадков с их нормами, что было предложено Вершининой Л.К. и др.(1985).

90 Y прогноз,мм Y прогноз,мм Y факт,мм Y факт,мм 0 0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 1Рис.9 - Связь рассчитанных и фактических Рис. 10 - Связь рассчитанных и фактических величин слоя стока весеннего половодья величин слоя стока весеннего половодья для для г.п. Тускарь - г. Курск г.п. Сейм - с. Лебяжье Максимальный расход воды за период весеннего половодья можно приближенно определить по зависимости:

Qmax=f(Y) (6) Соответственно, зависимости для определения максимальных расходов по слою стока для г/п р. Тускарь-г. Курск и р. Сейм - с. Лебяжье представлены на рис.11 и 12.

для г/п Тускарь-Курск Qmax= 2,51*Y (р.Тускарь-г. Курск)- 12,47 (7) для г/п Сейм-Лебяжье Qmax= 5,06*Y(Сейм-Лебяжье) - 38 (8) Данные зависимости должны уточняться на этапе выпуска среднесрочного прогноза, когда имеется представление о характере предстоящей весны.

300 3Qmax, м3/с Qmax, м3/с 322221111Y, мм Y, мм 0 0 50 100 150 0 20 40 60 80 1Рис. 11 - Зависимость максимальных расходов Рис. 12 - Зависимость максимальных расхоот слоя стока весеннего половодья для г.п. р. дов от слоя стока весеннего половодья для Тускарь - г. Курск г.п. р. Сейм - с. Лебяжье Цифры у линий - различные варианты зависимости при разных термических характеристиках весны: 1- температура воздуха резко повышается и наблюдается дружное снеготаяние; плавное повышение температуры воздуха; 3- осредненная зависимость.

При затянутой весне (вариант 2 на рис. 11 и 12), когда наблюдается плавное повышение температуры воздуха, формируется более пологий гидрограф стока. В обратном случае (вариант 1 на рис. 11 и 12), когда температура воздуха резко повышается и наблюдается дружное снеготаяние, гидрограф стока имеет высокий максимум. Поэтому, осредненные зависимости (7) и (8) (вариант 3 на рис. 11 и 12) должны уточняться при наличии прогнозных данных о температурном характере весны.

Максимальный расход воды в замыкающем створе (г/п р. Сейм - пос. Рышково) определяется как сумма расходов в вышерасположенных гидрологических постах.

Расчет максимальных уровней воды производится по сложившейся на рассматриваемом гидрологическом посту зависимости Q=f(H).

Точность предлагаемых прогнозных схем, оценивалась как отношение среднего квадратического отклонения эмпирических точек от установленной зависимости, т.е. средней квадратической ошибке проверочных прогнозов (Тv) и среднего квадратического отклонения предсказываемой величины (). Чем меньшее получаемое значение Тv/ , тем более точной считается метод прогноза. По предлагаемым нами расчетным формулам для долгосрочного прогноза слоя стока значение Тv/ составляет 0,36-0,46; для долгосрочного прогноза максимального расхода 0,56-0,79; для среднесрочного прогноза максимального расхода 0,43-0,67.

Для сравнения, точность расчетов по методам КЦГМС-Р составляет 0,48-0,57 для прогноза слоя стока и 0,71 для прогноза максимальных расходов и уровней воды.

То есть качество предлагаемых нами методик прогнозирования стока выше, чем у применяемых в настоящее время КЦГМС-Р. Предложенная методика точнее за счет учета температурных особенностей весны, выделении нескольких категорий атмосферных осадков и учета антропогенных изменений в формировании максимального стока.

4. Алгоритм и основные зависимости для краткосрочного прогнозирования расходов и уровней воды, а также времени их наступления Разработка схем краткоСтарооскольское срочного прогнозирования проводохранилище изводилась нами для нескольких гидрологических объектов, имеющих различные особенности формирования максимальных уровней воды и, соответственно, затопления территории.

р. Оскол - г. Ст. Оскол 1. Река Оскол до р.п. Раздолье иллюстрирует наиболее простой пример формирования р. Оскол - с. Ниновка наводнений, обусловленных движением волны половодья по руслу и пойме реки (рис. 13).

По длине русла реки гидравлические условия относительно стабильны, следовательно, для краткосрочного прогнозирования уровня воды на г/п р.

Оскол - р.п. Раздолье, возможно р. Оскол - использовать в качестве основр.п. Раздолье ного, уравнение метода соответственных уровней, т.е. зависимость уровней воды в нижнем створе от уровней в верхнем.

Рис. 13 - Карта-схема бассейна р. Оскол Для разработки прогностических зависимостей и вывода эмпирических формул использовались срочные уровни воды, а также их среднесуточные значения за годы, когда наблюдались высокие половодья (1963, 1964, 1971, 1988, 2003 гг.) Эмпирическая зависимость уровня воды на г/п р. Оскол - с. Ниновка (Н(Оскол-Ниновка)) от соответственных уровней г/п р. Оскол - р.п. Раздолье (Н(Оскол) и времени добегания от уровня воды на верхнем г/п представлены на рис.

Раздолье) 14 и 15, которые аппроксимируются уравнениями (9) и (10):

Н(Оскол - Раздолье) = 1,83* Н(Оскол - Ниновка) - 400,06 (9) (Ниновка - Раздолье) = 397,25*Н(Оскол - Ниновка)-0,32 (10) Результаты проверки расчета гидрографа стока по предложенным уравнениям на независимом материале половодья 1980г для г/п р. Оскол - р.п. Раздолье представлены на рис. 16. Погрешность расчетов составила не более 2,5% от фактического значения максимального уровня и 7% для времени его наступления.

7Н(р. Оскол-Раздолье), см , час 1716165544Н(р. Оскол-Ниновка), см Н(р. Оскол-Ниновка), см 350 400 450 500 550 600 650 0 200 400 6Рис. 14 - График связи характерных уровней Рис. 15- Зависимость времени добегания на участпо гидрологическим постам на ке р. Оскол между н.п. Ниновка и Раздолье от р. Оскол с. Ниновка и р.п. Раздолье уровня воды по г.п. р. Оскол - с. Ниновка 2. Река Сейм до г. Курска 5Н, см является примером сложного 54формирования высоких уровней 4воды в период весеннего полово3дья, обусловленного разновре3менным прохождением волн по2ловодий по основной реке и 2крупному притоку. Для кратко1Т, час 1срочного прогнозирования уров0 200 400 6ня воды на расчетном гидрологиРис. 16 - Результат расчета гидрографа стока бассейна ческом посту необходимо учитыр. Оскол за 1980г. Цифры у линий: 1- измеренные вать как прохождение волны поуровни воды; 2- прогнозные ловодья по основному руслу р.

Сейм, так и по р. Тускарь (рис. 2).

В данном случае в качестве характерных величин используются расходы воды. Это связано с изменчивостью кривых Q=f(H), как в условиях конкретного сезона (проявление эффекта паводочной петли), так и в многолетнем масштабе (изменение гидродинамических свойств русел и пойм).

Для прогнозирования расхода воды на г/п р. Тускарь - Курск производилось сопоставление характерных расходов с двумя гидрологическими постами, расположенными выше по течению: р. Тускарь - с. Свобода и р. Снова - д. Щурово (рис. 2). Применение зависимостей соответственных расходов между гидрологическими постами р. Снова - Щурово и р. Тускарь - г. Курск повышает заблаговременность прогноза (минимальное время добегания при этом становится равным 30 часам, а при использовании зависимостей по г/п на р. Тускарь с.Свобода - г. Курск заблаговременность прогноза снижается до 24-25 часов). При этом точность определения максимальных уровней выше при использовании зависимостей по г/п на р. Тускарь у с. Свобода. Оптимальным видится совместное использование двух зависимостей. При этом, с одной стороны, получаем достаточную заблаговременность прогноза времени наступления высоких уровней, а с другой появляется возможность уточнения прогнозных зависимостей, используя данные по г/п р. Тускарь - с. Свобода.

Функции для определения расхода воды на г/п р. Тускарь - г. Курск (Q(Тускарь-Курск)) и времени его наступления () в зависимости от расхода на г/п р.

Снова -д. Щурово представлены на рис. 17 и 18 и аппоксимируются уравнениями (11), (12).

900 Q(Тускарь-Курск), м3/с , час 800 700 600 500 400 300 200 100 Q(Снова-Щурово), м3/с Q(Снова-Щурово), м3/с 0 0 100 200 300 90 140 190 240 290 3Рис. 17 - График связи характерных расходов Рис. 18- Время добегания на участке от д.

по гидрологическим постам р. Снова - Щурово до г. Курск в зависимости от расход. Щурово и р. Тускарь - г. Курск дов на г.п. р. Снова - д. Щурово Q(р. Тускарь - г.Курск) = 1,98* Q(р. Снова - с. Щурово) (11) (Щурово-Курск)=927,61*Q(р. Снова- д. Щурово)-0,62 (12) Аналогично определялись зависимости для расчета расходов и времени добегания на участке реки Сейм от д. Зуевка до с. Лебяжье (рис. 19 и 20):

Q(р. Сейм - Лебяжье) = 1,68*Q(р. Сейм - Зуевка) (14) (д. Зуевка - с. Лебяжье) = 270,2* Q (р. Сейм Цд.Зуевка)-0,283 (15) 1000 1Q(Сейм - Лебяжье), м3/с , час 987654321Q(Сейм - Зуевка), м3/с Q(Сейм - Зуевка), м3/с 0 0 200 400 600 0 200 400 6Рис. 19 - График связи характерных расходов Рис. 20 - Время добегания на участке от д.

по гидрологическим постам р. Сейм у н.п.

Зуевка до с. Лебяжье в зависимости от расЗуевка и Лебяжье ходов на г.п. р. Сейм-с.Зуевка Расходы на г/п р. Сейм - пос. Рышково определяются как сумма расходов на вышерасположенных гидрологических постах (р. Тускарь - г. Курск и р. Сейм - с. Лебяжье) с учетом времени руслового добегания t.

Скорость руслового добегания на участках р. Тускарь - г. Курск - р. Сейм - пос. Рышково и р. Сейм - с. Лебяжье - пос. Рышково принимается равной скорости добегания на вышерасположенных участках (с. Свобода - г. Курск и д. Зуевка - с. Лебяжье соответственно).

По рассчитанным расходам воды определяются соответствующие им уровни, применяя зависимость 12Q=f(H), которую в данном створе Qmax, м3/с можно считать устойчивой.

10Результаты расчета гидро8графа стока по предложенным уравнениям для г/п р. Сейм - пос.

6Рышково на независимых данных 4половодья 1971г. представлены 200 на рис. 21. Погрешность определения максимальных расходов T, сут воды не превысила 2% от факти1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 ческого значения и 6% для вреРис. 21 - Результаты расчета гидрографа стока для г.п.

мени его наступления.

р. Сейм - пос. Рышково за 1971г. Цифры у линий: 1- 3. Третий рассмотренный измеренные расходы воды; 2- прогнозные.

нами вариант формирования весеннего половодья заключается в рассмотрении гидрологического объекта, подверженного значительным антропогенным преобразованиям стока. В качестве такого объекта рассмотрен участок р. Оскол до города Старый Оскол.

Затопление территории г. Ст. Оскол определяется расходами воды (qпл), образующимся при попуске через плотину Старооскольского водохранилища (а также прорыве, аварийном сбросе и т.д.; в нашем случае генезис данных максимальных расходов не важен) и промежуточной приточности (Q прит) с территории бассейна между плотиной водохранилища и г. Ст. Оскол.

QСт. Оскол=qпл+Qприт (16) Величину qпл определим как отношение изменения объема в воды водохранилище к интервалу времени, за которое производилось определение, суммированное с q прит - количеством воды из речной сети поступившей в водохранилище воды в единицу времени.

qпл =W/t+ q прит (17) Изменение объема воды в водохранилище определяется при помощи батиграфических кривых (кривой зависимости объема воды в водохранилище от уровня воды в нм, либо зависимости объема от его площади ). Промежуточная приточность на участке от водохранилища до замыкающего створа принимается равной приточности с водосбора водохранилища (исходя из принятия допущения о равенстве модулей стока в частях водосбора выше и ниже водохранилища). Таким образом:

qприт Qприт (18) S' S SТ - площадь водосбора водохранилища;

S - площадь участка водосбора от плотины водохранилища до замыкающего расчетного створа.

Задача определения qприт решается либо использованием приближенных формул и моделей, либо измерением расходов воды на реках, питающих водохранилище.

Скорость руслового добегания определяется, используя приближенную эмпирическую формулу, которая имеет вид (19).

vQ 3 Qi (19) Q - расход воды в замыкающем створе участка реки; i - уклон реки в промилле; Цпараметр, меняющийся для равнинных рек от 0,4 при широкой заболоченной пойме до 1,0 при отсутствии поймы. В рассматриваемом случае, принимается равным 0,75. Средний уклон реки составляет 1,8 Й Зависимость скорости добегания от расхода воды определяется по формуле (19), с учетом снижения скорости движения волны половодья при выходе на пойму. Данная зависимость может быть приближенно описана формулой:

vQ = 0,66*ln(qпл) + 0,64 (20) Время добегания до гидрологического поста (при расстоянии от плотины до г/п р. Оскол - г. Ст. Оскол равном 10 км) определяется по зависимости (21):

l / vQ 10 /( Qi) 10,46(qпл)-0,31 (21) Уровень воды в замыкающем створе определяется по фактической кривой Q=f(H), сложившейся в створе г/п р. Оскол-г. Старый Оскол.

В рассмотренном случае заблаговременность краткосрочного прогноза в экстремальных случаях составит всего 2-3 часа. В условиях столь малой заблаговременности выпускаемых прогнозов, сама возможность предупреждения о риске затопления основывается на использовании современных автоматических и автоматизированных средств измерения, расчета, каналов связи и оповещения населения и заинтересованных субъектов.

Таким образом, нами были реализованы прогнозные схемы для трех гидрологических объектов с различными особенностями формирования максимальных расходов и уровней воды.

5. Рекомендации по организации системы мониторинга и прогнозирования развития половодья с применением современных средств контроля и связи.

Как отмечалось ранее, значительной проблемой отечественной гидрологии является недостаточная полнота, оперативность и надежность получаемой гидрометеорологической информации. В настоящее время информация о гидрологическом режиме рек и водоемов, необходимая для анализа риска развития половодья и прогноза основных его характеристик, имеется в основном, только для небольшой части речной сети, где сохранилась явно не достаточная сеть гидрометеорологических станций и постов, измерения на которых производятся с применением в основном устаревших методов и измерительных приборов.

Особое значение в вопросе повышения качества как входной гидрометеорологической информации, так и получаемых прогнозов играет не только усовершенствование способов измерения (определения), но и совершенствование методологии мониторинга гидрологических характеристик.

Основными чертами разрабатываемых систем мониторинга гидрологических характеристик должны стать:

1. Предложенная нами четырехуровневая объектно-ориентированная схема разработки прогноза и реализации системы мониторинга гидрологических характеристик. Ориентированность на конкретный гидрологический объект при реализации всех четырех этапов построения системы мониторинга позволяет максимально полно изучить сложившиеся на территории бассейна условия для формирования максимального стока и риска затопления территории и расположенных на ней объектов, а также подобрать для е реализации набор оптимальных методов и приемов разработки прогностических зависимостей, необходимой гидрометеорологической информации и комплекса программно-аппаратного обеспечения. Подбор технических решений и методов прогнозирования для конкретного гидрологического объекта позволяет в максимально короткие сроки провести калибровку и уточнение предложенных прогнозных схем.

2. Применение современных средств измерения гидрологических характеристик. Автоматические измерительные приборы и устройства практически неограниченны в кратности и объеме измерений, что будет способствовать созданию банка данных, отличающегося высокой точностью и достаточностью наблюдений, что в свою очередь повлечет уточнение и совершенствование методов краткосрочного прогноза.

3. Автоматизированность всего процесса мониторинга, начиная от получения входной гидрометеорологической информации до выпуска прогнозов различной заблаговременности. Одним из приоритетных направлений развития современной прикладной гидрологии Ю.Б. Виноградов (2008) считает развитие сверхкраткосрочных прогнозов, существование которых невозможно при отсутствии автоматизированных систем измерения, передачи и обработки информации. Реализованный нами вариант краткосрочного прогнозирования максимальных уровней воды, обусловленных значительной антропогенной составляющей (влияние Старооскольского водохранилища), также можно отнести к группе сверхкраткосрочных прогнозов. В случаях, когда начало развития опасного явления и негативное воздействие на человека, населенные пункты, критически важные, потенциально опасные объекты, объекты инфраструктуры разделяют часы, только автоматизированные системы мониторинга и прогнозирования могут с достаточной заблаговременностью оповестить население, экстренные и оперативные службы и другие заинтересованные субъекты о наступлении опасного явления.

Основные выводы и предложения 1.В результате анализа современных подходов и способов реализации систем мониторинга опасных разливов на реках и водоемах, была предложена принципиальная схема мониторинга и прогнозирования половодья, состоящая из 4 последовательно выполняемых этапов оценки риска затопления территории.

2.На основе многолетних рядов наблюдений за стокоформирующими факторами, выявлено, что основными причинами снижения максимального стока в конце ХХ - начале XXI являются климатические изменения, среди которых ведущими являются общее повышение температурного фона зимнего периода и учащение оттепелей, а также снижение запаса воды в снеге и изменение количества осадков в различные фазы половодья. Установлено, что в результате климатических изменений величина слоя стока на водосборах бассейна р. Сейм сократилась на 10-30%, максимальные расходы снизились на 30-50% относительно среднемноголетних значений.

3.Основными антропогенными факторами, снижающими максимальный сток являются произошедшие в середине XX века изменения в структуре и объеме сельскохозяйственного производства, а также строительство прудов и водохранилищ. В настоящее время антропогенные факторы изменения максимального стока играют второстепенную роль.

4. На основе определения статистических характеристик распределения величин максимальных уровней воды и их пространственной экстраполяции была разработана серия карто-схем зон затопления территории г. Курска водами весеннего половодья различной обеспеченности, что позволяет выделить объекты, подверженные периодическому затоплению.

5. Проведение физико-статистического анализа стокоформирующих факторов позволило разработать методы фонового долгосрочного прогнозирования максимального стока, имеющие бльшую надежность по отношению к существующим методам прогноза основных элементов весеннего стока.

6. Предложены приемы среднесрочного прогнозирования максимального стока и уточнения долгосрочного прогноза основных элементов весеннего половодья с достаточной заблаговременностью и точностью.

7. Разработаны методы краткосрочного прогнозирования максимальных уровней и сроков их наступления для трех гидрологических объектов с различными особенностям формирования максимального стока. Проверка расчетов на независимом материале показала высокую точность предлагаемых методов.

8.Основными путями совершенствования систем мониторинга гидрологических характеристик и оперативного прогнозирования наводнений и паводков должны стать объектная ориентированность создаваемых систем, базирующихся на предложенной принципиальной четырехуровневой схеме мониторинга и прогнозирования максимального стока, использование современных способов и средств измерения гидрометеорологических величин, а также автоматизированность систем сбора, передачи, обработки и оповещения о вероятности наступления затопления.

Список основных публикаций по теме диссертации:

1.Монография:

1.Апухтин А.В., Кумани М.В. Максимальный сток бассейна р. Сейм: условия формирования, современные изменения, методы расчета. ЦСаарбрюккен: LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co. KG, 2012. 80c.

2.Статьи, опубликованные в издании, рекомендованном ВАК РФ:

2.Кумани М.В., Апухтин А.В. Современные изменения условий формирования слоя стока весеннего половодья рек Курской области // Ученые записки: электронный научный журнал Курского государственного университета. - 2012. - № 1(21). Режим доступа: www.scientific-notes.ru/pdf/021Ц37.pdf 3.Кунгурцев С.А. Автоматизированная система оперативного оповещения о разливах рек / С.А. Кунгурцев, С.А. Жуков, В.И. Соловьев, М.В. Кумани, А.В.

Апухтин // Экологические системы и приборы. - 2012. - № 4 - С. 48Ц51.

4.Кумани М.В., Апухтин А.В. Разработка метода оперативного прогноза развития гидродинамической аварии и затопления территорий на примере г. Ст. Оскол // Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия Естественные науки. - 2012. - Т. 18, № 3. - С.108Ц119.

5.Кумани М.В., Апухтин А.В. Краткосрочное прогнозирование затопления территории города Курска в период весеннего половодья // Водное хозяйство России. - 2012. - № 2. С.58Ц67.

3.Материалы конференций:

6.Апухтин А.В. Современные изменения условий формирования слоя стока весеннего половодья рек Курской области // Материалы молодежной научной школы Природные и природно-антропогенные геосистемы: организация, изменения во времени, Курск, 2011, с.1-7.Кунгурцев С.А. Автоматизированная система оперативного оповещения о разливах рек./ С.А. Кунгурцев, С.А. Жуков, В.И. Соловьев, М. В. Кумани, А.В.

Апухтин // Сб. тр. II Междунар. науч.-технической конф. Компьютерные науки и технологии. - Белгород, 2011. - С. 234Ц239.

8.Апухтин А.В. Организация географической базы данных для учета и анализа источников чрезвычайных ситуаций // Географические исследования: история, современность и перспективы: материалы междунар. науч.-практической конф.;

Курск, 2010. - С. 169Ц172.

9.Кумани М.В., Апухтин А.В. Принципиальная схема мониторинга и прогнозирования весеннего половодья и методы е реализации //Обеспечение безопасности в чрезвычайных ситуациях: материалы VII Междунар. науч.-практ. конф.

Воронеж: ФГБОУВПО Воронежский государственный технический университет, 2012. Ч. 4. - С.82Ц87.

10.Апухтин А.В. Долгосрочное прогнозирование максимального стока и затопления территории г. Курска // Науки о Земле на современном этапе: Материалы III Междунар. науч-практической конф. - М.: Спутник+, 2012. ЦС. 18Ц21.

СОДЕРЖАНИЕ:

Введение 1. Методы исследований 1.1 Современное состояние проблемы изучения и прогнозирования максимального стока 1.2 Общие представления о возможности возникновения наводнений 1.3 Формирование максимального стока и методы его прогнозирования 1.4. Методы изучения изменений условий формирования весеннего стока 1.5 Предлагаемая принципиальная схема и алгоритм мониторинга и прогнозирования половодья 2. Определение генезиса формирования высоких уровней воды 2.1 Физико-географические условия формирования максимального стока 2.1.1 Физико-географическая характеристика бассейна р. Сейм 2.1.2 Физико-географическая характеристика бассейна р. Оскол 2.2 Современные изменения условий формирования элементов весеннего половодья 3 Долго и среднесрочное прогнозирование развития половодья 3.1 Анализ риска затопления территории талыми водами 3.2 Долгосрочное прогнозирование водности предстоящего половодья и расчет максимальных уровней воды 3.3 Среднесрочное прогнозирование максимальных расходов и предстоящего половодья и расчет максимальных уровней воды 4.Краткосрочный прогноз стока 4.1 Краткосрочный прогноз максимальных уровней и времени их наступления для г/п р. Оскол - р.п. Раздолье 4.2 Краткосрочный прогноз максимальных уровней воды половодья и времени их наступления для р. Сейм 4.3 Краткосрочный прогноз затопления территории г. Ст. Оскол, обусловленного функционированием водохранилища 5. Пути совершенствования инструментальных методов мониторинга на основе предложенной схемы прогнозирования половодья Заключение Список литературы Приложения Изд-во Курского государственного университета 305000, г. Курск, ул. Радищева, д. Подписано в печать 27.03.2012 г.

Тираж 100 экз. Заказ № 23Отпечатано в лаборатории информационно-методического обеспечения КГУ Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по земле