WWW.NAUKA.X-PDF.RU
БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Книги, издания, публикации
 


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 14 |

«Ю.М. Г е о р г и е в с к и й, С.В. Ш а н о ч к и н ГИ Д РО Л О ГИ Ч ЕС К И Е П РО ГН О ЗЫ Р е к о м е н д о в а н о У ч еб н о -м ет о д и ч еск и м о б ъ ед и н ен и ем п о о б р ...»

-- [ Страница 1 ] --

Ю.М. Г е о р ги е в ск и й

С.В. Ш а н о ч к и н

М и н и стерство образован и я и н ауки Россий ской Ф едерац ии

_______________Ф е д е р а л ь н о е а г е н т с т в о п о о б р а з о в а н и ю ______________

ГО СУД АРС ТВЕН НО Е О БРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖ ДЕНИЕ

В Ы С Ш Е ГО ПРОФЕССИО НАЛЬНОГО ОБРАЗО ВАНИЯ

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Ю.М. Г е о р г и е в с к и й, С.В. Ш а н о ч к и н

ГИ Д РО Л О ГИ Ч ЕС К И Е П РО ГН О ЗЫ

Р е к о м е н д о в а н о У ч еб н о -м ет о д и ч еск и м о б ъ ед и н ен и ем п о о б р а зо в а н и ю в о б л а ст и ги д р о м ет ео р о л о ги и в к а ч ест ве уч еб н и к а для ст уден т ов вы сш и х у ч е б н ы х за вед ен и й, о б уч а ю щ и х ся п о сп ец и ал ьн ост и «Г и д р о л о ги я »

н аправления п о д го т о вк и «Г и д р о м ет ео р о л о ги я »

С а н к т-П е т е р б у р г УДК 556,06 (075.8) Георгиевский Ю.М., Шаночкин С.В. Гидрологические прогнозы.

Учебник. - СПб., изд. РГГМУ, 2007. - 436 с.

ISB N 978-5-86813-194-3 В учебнике изложены методы анализа и прогноза основных характе­ ристик гидрологического режима водных объектов суши. Рассматривают­ ся вопросы теории формирования речного стока, ледового режима рек и водохранилищ, методы генетического и статистического анализа данных гидрометеорологических наблюдений. Представлены методы прогноза, основанные на математических моделях.

Учебник предназначен для студентов-гидрологов, аспирантов и спе­ циалистов, работающих в области гидрологических прогнозов.

Р ец ен зен т ы :

Кафедра гидрологии суши СПбГУ (зав. каф. д-р геогр. наук, проф. B.C. Вуглинский) Северо-Западное межрегиональное управление но шдрометеорологии и мониторингу окружающей среды (руководитель Управления А.И Грабовский, начальник Гидрометцентра Н.Н. Щербакова) С.А. Кондратьев, д-р физ.-мат. наук (ИНОЗ РАН) Georgiycvsky, Yu.М., Shanochkin, S.V. Hydrological forecasts. A text­ book. - St. Petersburg, RSHU Publishers, 2007. - 436 pp.

The textbook deals with methods of analysis and forecasting of the major characteristics of hydrological regime of the water objects located on land. The problems in the theory of river-runoff formation, ice regime of rivers and water reservoirs, methods of genetic and statistic analysis of hydrometeorological ob­ servational data are considered. Forecasting methods based on mathematical models are presented.

The textbook is designed for undergraduate and PhD students of hydrology and for experts specializing in the sphere of hydrological forecasts.

ISB N 978-5-86813-194-3 © Георгиевский Ю.М., 2007 © Шаночкин C.B., 2007 © Российский государственный гидрометеорологический университет, 2007

ВВЕДЕНИЕ

Ч ел о век всегда стр ем и л ся предвидеть, предсказать, спрогнози­ р о вать пред ставл ен и е о будущ ем. О днако интенсивное развитие кон цепц ий б удущ его началось только со второй половины X IX в.

И х авторы вы ступ али во всеоруж ии средств соврем енной им науки, экстраполи руя тен ден ц и и р азвития науки, техники, культуры на сравнительно о тдал ен н ы е перспективы. Ч ащ е всего авторов «раз­ м ы ш лени й о будущ ем » ин тересовали частны е перспективы отдель­ ны х сторон научн о -тех н и ч еско го и социального прогресса. П ути развития эн ергетики, пром ы ш лен ности, сельского хозяйства, градо­ строительства, тр ан сп о р та и связи, освоения земли, здравоохран е­ ния, культуры - вот д ал ек о н е полны й перечень проблем, стоявш их в центре вним ания.

В д альн ей ш ем, к началу второй м ировой войны, развитие пред­ сказан ий о будущ ем зам едли лось, но уж е в 50-х - начале 60-х годов X X в. началась ин тен си вн ая разработка новой технологии прогно­ зирования. Т ри ф актора способствовали этом у. В о-первы х, п оявле­ ние концепции н ау ч но-технической револю ции, сф ормулированной в тр у дах Д ж. Берн ала, Н. В инера. В о-вторы х, внедрение техники пои скового и нор м ати вн о го прогнозирования. В -третьих, стан овле­ ние со о тветству ю щ ей ф илософ ской базы как основы новой систем ы взглядов.

Н ачало н ау ч н о -тех н и ч еско й револю ции вы звало появление со­ тен научны х у ч р еж ден и й и отделов, заним аю щ ихся разработкой «технологических» прогнозов. С конца 60-х годов прогнозирование стало все более о р ганически входить в систем ы програм м ирования, проекти рования и управлени я.





С егодня п о д п рогн ози рован и ем в общ ем смысле этого слова пон им ается сп еци альное науч н ое исследование, предм етом которо­ го являю тся пер сп екти вы р азви ти я явления. При этом прогноз о п ­ редел яется как вер оятн остн ое, научно обоснованное суж дение о возм ож н ы х состо ян и ях то го или иного объекта в б удущ ем и (или) об альтерн ати вны х путях и сроках их осущ ествления. В качестве об ъ екто в прогн о зи р о ван и я м о гу т вы ступать процессы, явления, со ­ бы тия, на ко то р ы е нап р авл ен а познавательная практическая д ея ­ тельн ость человека. П рогнози ст и сх о д и т из того, что к явлениям будущ его нуж ен вероятн остн ы й п о д х о д с у ч етом ш и рокого н аб ора возм ож ны х вариантов. П рогн о зи р о ван и е исп ользуется д ля вы б ора наиболее вероятного или н аи бо л ее ж елательн ого оп ти м ал ьн ого в а­ рианта.

В ы деляю т д в а типа про гн о зо в [48]: п о и с к о в ы е (и ссл едовател ь­ ские, изы скательские, генетические и т. п.) и н о р м а т и в н ы е (п ро­ грам м ны е, целевы е).

П оисковы й прогноз со сто и т в определен ии возм ож н ы х со сто я­ ний объекта прогнозирования в б удущ ем при условии сохранения сущ ествую щ их тенденций.

Н орм ативны й прогноз закл ю чается в о п ред елен ии путей и ср о ­ ков достиж ения возм ож ны х состоян ий явл ен и й на осн ове заранее заданны х норм, стим улов, целей.

В зависим ости о т пр о м еж у тка врем ени, на которы й рассчи тан прогноз, различаю т оперативны е (текущ и е), кратко-, средне-, д олгои сверхдолгосрочны е прогнозы.

О перативны е прогнозы содерж ат, как правило, д етал ьн о -к о л и ­ чественны е оценки, краткосрочны е - о б щ и е количественны е, ср е д ­ несрочны е - ко л и чествен но-качествен ны е, долгосроч н ы е - кач ест­ венно-количественны е и свер х до л го ср о чн ы е - общ ие качествен ны е оценки.

В рем енная градация п р о гн о зо в весьм а отн оси тел ьн а и зависи т о т характера и целей прогноза. В н ек о то р ы х научно-технических прогнозах пери од заблаговрем енности д аж е долгосроч н ы х п р о гн о ­ зов м ож ет изм еряться суткам и, а в гео л о ги и - м иллион ам и лет.

В зависим ости от объ екта и сследован ия вы деляю т естествовед ­ ческие, научно-технические и о б щ ествоведческие (со ц и ал ьн о-эко­ ном ические) прогнозы.

Е с т е с т в о в е д ч е с к и е прогнозы п о д разделяю тся н а подтипы :

1) м етеорологические;

2 ) гидрологические;

3 ) геологические;

4) биологические;

5) м едико-биологические;

6) косм ологические;

7) ф изико-хим ические прогнозы я в л ен и й м икром ира.

Н а у ч н о - т е х н и ч е с к о е прогнозирование им еет целью ф орм и ро­ ван и е вероятн остн ы х су ж д ен и й о путях развития науки и техники, об о б есп ечен и и ресу р сам и и о б эф ф ективности различны х ал ьтер­ натив науч н о-техн и ч еского развития. В области науки основны м и об ъектам и п рогн ози рован и я являю тся наиболее перспективны е н а­ учн ы е проблем ы, возм ож н ы е пути и эф ф ективность их реш ения.

В области тех н и ки - ко н цепц ии ее развития, принципы дей стви я технических си стем, их о сн о вн ы е парам етры, схемы и структурны е реш ения.

О б щ е с т в о в е д ч е с к о е прогнозирование вклю чает прогнозы эк о­ ном и чески х п роц ессов и явлений, социологическое прогнозирова­ ние, в котором об ъектом и сследован ия является общ ество как соци­ альны й о рганизм, а так ж е дем ограф ические, архитектурно-градостроительн ы е, военн ы е, государственно-п равовы е и други е виды прогнозов.

В основе п р о гн о зи р о ван и я л еж ат три взаим одополняю щ ие друг д ру га источн ика ин ф орм аци и о будущ ем [48]:

- оцен ка п ерспекти в р азви ти я состояния прогнозируем ого яв­ л ения н а осн о ве о п ы та с пом ощ ью аналогии со сходны м и явл ен и я­ ми и процессам и;

- экстраполяци я в б удущ ее тенденций, законом ерности разви ­ т и я которы х в п рош лом и настоящ ем хорош о известны;

- м одель б удущ его состоян ия явления, процесса, построенная с у ч етом о ж и даем ы х или ж елательны х изменений ряда условий, перспекти вы р азвития кото р ы х достаточно хорош о известны.

М ето д прогн о зи р о ван и я представляет собой ф орму теорети ч е­ ского или п ракти ческого п одхода, направленного на получение кон­ кретного р езу л ьтата в п р о ц ессе разработки прогноза.

В настоящ ее врем я созд ан о м ного м етодов, процедур, приемов.

В «Рабочей книге по п р о гнозированию » [48] м е т о д ы п р о г н о з и р о в а ­ н и я разделен ы на тр и группы.

К первой гр у п п е о тн есен ы сингулярны е, т.е. отдельны е (о д и ­ ночны е, просты е) м етоды прогнозирования. К ним относятся: п ро­ гнозн ая экстраполяци я; ин ту и ти вн ы е (экспертны е) м етоды ; м орф о­ логический анализ; п р о гн о зн ы й сценарий; прогнозны й граф и «д е­ рево целей»; м атри чн ы й м етод.

Вторая гр у п п а вкл ю чает м атем атические методы прогн ози ро­ вания: корреляци онны й и регресси онны й анализы ; м етод группово­ го у ч ета аргум ентов; ф акторны й анализ; теори я расп озн аван и я о б ­ разов; вариационное исчисление; спектральны й анализ; цепи М ар ­ кова; элем енты алгебры логики ; тео р и ю игр.

К третьей группе отнесены ко м п л ексн ы е систем ы п рогн ози ро­ вания. Их прим енение бы ло о б у сл о вл ен о слож ностью соврем енны х социальны х, технических и эк оном ич еских об ъектов прогн ози рова­ ния. В отечественной и заруб еж н ой п ракти ке п рогнозирования р аз­ работан ряд таких систем. П ри их анализе к основн ы м операци ям отнесены : определение со став а п роц едур и син гулярны х м етодов, входящ их в систем у, их стан дартн ая п ослед овательность, логи ч е­ ские правила их ком плексирования.

Н астоящ ая книга по свящ ен а и злож ению м етод ов и п рак ти че­ ских приемов краткосрочны х и до лго ср о ч н ы х прогнозов осн овн ы х элем ентов гидрологического р еж и м а водны х объектов суш и.

П редм ет и зад ач и курса, с в я зь с д р у ги м и д и сц и п л и н ам и

- научно об осн ованны е м етоды Г и др о л о ги ч еск и е п р о гн о зы предсказания различны х эл ем ен то в р еж и м а водны х об ъектов суш и.

Н а ф орм ирование водного и л ед о во го р еж и м ов водны х объектов влияет очень м ного разнообразны х ф акторов, их больш ая и зм ен ч и ­ вость в пространстве и во вр ем ени обу сл о вл и вает огром н ы е труд ­ ности при разработке м етодов гид р о л о ги ческого прогнозирования.

Г идрологические явл ен и я р азви ваю тся н а терри тори ях речн ы х или озерны х водосборов, о тли чаю щ и хся чрезвы чайн о б ольш ой не­ однородностью географ ической среды, и являю тся результатом ком плекса сложны х процессов, происходящ их в атмосф ере, н а по­ верхности и в толщ е Земли. И зучение этих процессов происходит на основе общ их законов ф изики и некоторы х естественны х наук, таких, как м етеорология, клим атология, гидрогеология, почвоведение, гео­ морф ология в курсе «Гидрология суш и». П оэтом у уровень развития гидрологических прогнозов определяется уровнем развития общ ей гидрологии. Ученые, работаю щ ие в области гидрологических про­ гнозов, такж е занимаю тся исследованиям и законом ерностей разви ­ тия предсказываемых явлений. Э ти исследования вклю чаю т как тео ­ ретический анализ, так и проведение полевы х эксперим ентов и на­ блюдений.

Ф акторы, определяю щ ие р ечн о й сток, его изм ен ен ие во врем е­ ни, подразделяю т на д в е группы. В первую группу вклю чаю т ф ак­ тор ы, известны е к м о м ен ту вы пуска прогноза. О ни м огут бы ть с р азл и ч н о й то чн о стью опр ед ел ен ы или оценены по д ан н ы м наб лю ­ дений.

В торая гр у п п а со дер ж и т факторы, неизвестны е на п ери од заблаговрем енности п рогн оза. Г идрологические явления во м ногом опр ед ел яю тся у сл о ви ям и погод ы, и их предсказание в ряде случаев зависи т о т степ ени р азв и ти я и точности м етеорологических п рогн о­ зов. В настоящ ее врем я м етеорология не м ож ет обеспечить над еж ­ ны м и коли чествен ны м и прогнозам и основны е элементы погоды, особен но с больш ой заблаговрем енностью. Э то сказы вается на воз­ м ож н остях ги дрологи чески х прогнозов. К ром е того, точн ость про­ гнози рован ия зависи т о т н аличия, объем а и качества исходны х гид ­ ром етео р о л о ги ч ески х д ан н ы х наблю дений. О граниченность д ан ­ ны х, их невы сокая то ч н о сть такж е влияю т н а оправды ваемость ги д ­ рол о ги ч ески х прогнозов.

К р а т к а я и с т о р и ч е с к а я с п р а в к а р а з в и т и я ги д р о л о ги ч е с к и х прогн озов в Р оссии П оявление ги д р о л о ги чески х прогнозов в России тесн о связано с запросам и практики при определенном уровне развития ги д рол о­ гии и см еж ны х дисц и п л и н гидром етеорологического проф иля.

В кон це X IX столетия для обесп ечени я судоходства инж енерам и водного тр ан сп ор та Д.Д. Г нуси ны м, А.Н. К вицинским и В.Г. Клейбером бы ли р азрабо тан ы сп о со б ы краткосрочного прогноза уровней воды судоходны х рек. Э ти исследования опирались на уч ет закон о­ м ерностей перем ещ ен ия водны х м асс в русле реки. Н а р. В олге б ы ­ л а орган и зован а регу л яр н ая телеграф ная инф орм ация о вы соте уровн ей воды, гл у б и н е на перекатах. К сож алению, не получив долж ной поддерж ки о т правительства, служ ба предупреж дения просущ ествовала всего ч еты р е года.

И звестны й р у сски й географ А.И. В оейков после катастроф иче­ ски вы сокого половод ья на р еках центральной части России весной 1908 г. поставил во прос о необходим ости прогноза вы соты весен н е­ го половодья. П р едсказан и е половодий, по А.И. В оейкову, долж но базироваться на и сследован ии распределения по площ ади б ассейна снеж н ого покрова, до ж д евы х осадков, на изучении проц ессов т ая ­ ния снега, врем ени д о б еган и я талы х и дож девы х вод и их потерь.

Э ти предлож ения в то врем я не бы ли осущ ествлены. Е динственно, что у д алось сдел ать А.И. В оейкову - это организовать анкетны й сбор сведений от добровольны х корресп о н ден тов о снеж н ом п ок ро­ ве, характере весны и весеннем половодье. А нкеты рассы лал и сь п о ­ стоянной водом ерной ком и сси ей А кадем ии наук, затем ги д ром ет­ рической частью м ин истерства зем леделия, а в п ослед ую щ ем - Г о­ сударственны м гидрологи чески м ин ститутом. С б ор этих дан н ы х бы л прекращ ен в 1935 г. в связи с ш ироки м развитием наблю дений на сети государственны х станций и постов.

В сестороннее изучение водны х о б ъ ектов суш и, созд ан ие м ето­ д о в расчета и прогноза гидр о л о ги чески х характери сти к началось после организации в 1919 г. Р о сси й ск о го (ны н е Г осуд арственн ого) гидрологического ин сти тута (Г ГИ ). У ж е н а следую щ и й год при и н ­ ституте бы ло учреж дено ги д р о л о го -си н о п ти ч еское бю ро, п реоб ра­ зованное через д в а года в Б ю ро ги дрологи чески х предсказаний. Б ю ­ ро под руководством В. Н. Л еб ед ева вы пускало прогнозы вы соты весеннего половодья н а кр у п н ы х р еках Е вропейской территории России: В олге, Каме, О ке, Д о н у, Д неп р е, П рип яти и др. В основу прогнозов бы ли полож ены д ан н ы е о снеж н ом покрове, вп и ты ваю ­ щ ей способности почвы и о ж и даем ой «ци клони чности весны ». П о ­ следняя характеристика и сп о льзо вал ась из долгосроч н ого прогноза погоды на весну.

У словно вы деляю т сл ед у ю щ и е п ери оды в развитии ги д рол оги ­ ческих прогнозов. П ервы й п ер и о д (1919 - 1930 гг.) характеризуется новы м и исследованиям и, связан н ы м и с р азработкой ги д р о л о ги ч е­ ских прогнозов, нап равленны м и в о сн о вн о м на реш ен ие частны х задач. В этот период работы по со верш ен ствован и ю прогн озов ох­ ваты ваю т разны е районы. Зн ач и тельн ы е исследован ия в области предсказания водоносности горны х р ек С редней А зии, начаты е ещ е в 1911 г. Э.М. О льдекопом, бы ли п родолж ены JI.K. Д авы довы м.

В 1924 г. он разработал схем у ор ган и зац и и наблю дений, н еоб ход и ­ м ы х д ля предсказания водного р еж и м а р ек С редней А зии.

В ГГИ пом имо прогноза вы соты весеннего половод ья н а круп ­ ны х реках Р оссии В.Ю. В изе бы ла р азр аботан а м етод ика д о л го ­ срочного прогноза врем ени вскры тия р. Н евы на основе д о л го ср о ч ­ н ы х прогнозов погоды Б.П. М ультановского. В д ал ьн ей ш ем М.В. Л овейко и Н.А. Ш ирки на и сследовали связь сроков зам ерза­ ния и вскры тия рек России с характер и сти кам и атм осф ерной ц и р­ куляции осенью и в п редвесен ний период. Н а У краине в 1924 гг. Е.В. О ппоков и В.А. Н азар о в вы полни ли р аботы по д о л го ­ срочн ом у п р огнозированию вы соты половодья Д непра и его п ри то­ ков и краткосрочном у п р огнозированию уровней воды рек того ж е бассейна. К кон цу рассм атр и ваем о го периода возникла н еоб ходи­ м ость в цен трализац ии ги дрологи чески х прогнозов для обесп ечени я дан н ы м и начавш егося в стр ан е крупного гидротехнического строи­ тельства. Д о этого д ля обесп ечен и я строительства гид роэлектро­ станций (В олховской, Н и ж н е- и В ерхнесвирской, Д непровской) и вы пуска оперативны х прогнозов вы соты половодья, сроков вскры тия и зам ерзания рек бы ли созданы бю ро гидрологических оповещ ений.

И х работой руководили Ф.И. Бы дин, В.Н. Лебедев, А.В. О гиевский.

В этот период при вы пуске гидрологических прогнозов использова­ лись в основном эм пирические зависимости и методы линейной кор­ реляции. В 1929 г. бы ла создан а гидрометеорологическая служба страны.

В торой п ери од (1 9 3 0 -1 9 4 3 гг.) характеризуется организацией в 1930 г. еди ного нау ч н о го и м етодического центра в виде отдела ги дрологи чески х прогнозов и инф орм ации при Ц ентральном бю ро погоды в М оскве. П озднее в 1936 г. это бю ро было переим еновано в Ц ентральны й и н сти тут погоды (Ц И П ). С этого ж е времени начинает дей ство вать и служ б а гидрологи чески х прогнозов при местны х управлени ях гидром етеорологической служ бы. Гидрологические п рогнозы п олучаю т свое дал ьн ей ш ее развитие и в м естны х реги о ­ нальны х органах. В 1940 г. для народного хозяйства страны было вы пущ ено 40 ООО прогнозов и предупреж дений.

Из р аб о т и и сследован ий этого периода следует отм етить р ас­ четы и прогнозы о б ъ ем а и м аксим ум а весеннего половодья м етодом водного баланса, оцен ку потерь талого стока (работы Б. А. А поллова, Г.П. К алинина, В.Д. К ом арова, О.А. С пенглера и др.); расчет гидрограф ов д о ж д евы х п авод ков на основе теории изохрон и м ето­ д а элем ентарного паводка (работы М.А В еликанова, М.И. Л ьвовича, А.В. О гиевского, Г.А. С ани на).

Р азрабаты вались м етод ы д олгосрочного прогноза вскры тия и зам ерзания рек (Г.Р. Б регм ан, Г.Я. В ангенгейм ), прогноза л етн его сто ка (К.П. В оскресенский, М.И. Гуревич), стока горны х рек (П.М. М аш уков и др.). В то ж е врем я было осущ ествлено об общ е­ ние и издани е м атер и ало в наблю дений н а реках, а такж е сведений о снеж н ом покрове. Д ан н ы е об уровнях и расходах воды бы ли опуб­ л икован ы в ряде и зд ани й «С ведения об уровнях воды на реках СС СР. М атериалы по р еж и м у р е к С С С Р ». Н аучн ы е об общ ен и я по реж им у рек отдельны х р ай о н о в стран ы бы ли сведен ы в «С п равоч ­ ник по водны м ресурсам С С С Р».

Н аучно-м етодическое р у ко во д ство служ бой ги дрологи чески х прогнозов с 1938 г. осущ ествлял Г осуд арственн ы й гидрологи чески й институт. В годы В еликой О течествен н о й войн ы р аб о та служ бы гидрологических прогнозов б ы ла н ап равлена н а обесп ечен и е бое­ вы х действий С оветской А рм ии, но и в это тр у д н о е врем я м етоды прогнозов все время соверш ен ствовались.

Т ретий период в разви ти и ги дрологи чески х прогнозов, п ро­ долж аю щ ийся до сих пор, н ач ался в 1943 г., когд а Ц ентральны й и н ­ ститут погоды был преобразован в Ц ентральны й и н сти тут п рогн о­ зов. В 1965 г. Ц ентральны й и н сти ту т прогнозов и О бъедин енны й вы числительны й центр А кадем ии нау к Главного управл ен и я гид ­ ром етеорологический служ бы бы ли сведен ы в одно у ч реж ден и е Гидром етеорологический н ау ч н о -исследовательский центр С С С Р (с 1992 г. Гидром етцентр Р оссии). Г и д ром етц ен тр является главны м научно-м етодическим и о п ер ати вн ы м центром страны по всем ви ­ д ам гидром етеорологических прогнозов.

В послевоенны е годы ин тен си вн о разви вал и сь водны й тр ан с­ п ор т и дорож ное строительство, велась прокладка неф те- и газоп ро­ водов, проводилась м елиораци я зем ель, создавался каск ад круп­ нейш их водохранилищ на В олге, Д н еп р е, строились ги д роэл ектро­ станции на реках С ибири - все это п отребовало более гл убокой р аз­ работки научно-м етодических осн о в гидрологи ческого п рогн о зи р о ­ вания, привело к появлению новы х видов прогнозов.

В связи с этим бы ли знач и тел ьн о р асш и рен ы теорети к о-эк сп е­ рим ентальны е исследования д л я гл убокого вы яснения закон ом ер­ ностей ф орм ирования ги д рологи чески х п роц ессов в разл и ч н ы х ф и­ зико-географ ических район ах страны. Н а основе этих исследован ий бы ли разработаны м атем атические м одели ф орм ирования д о ж д ево ­ го и талого стоков равнинны х и го р н ы х рек.

При проведении исследований, обработке данны х, вы пуске про­ гнозов начали ш ироко использовать электронно-вы числительную технику. О бозначился новы й этап в развитии гидрологических про­ гнозов. С тали разрабаты ваться слож ны е м одели ф орм ирования стока с использованием уравнений гидроди нам ики и м атем атической фи­ зики. Впервые появились работы по автом атизированной обработке, контролю и анализу гидрологической информации. На ряде крупных р ек бы ла создана автом атизированная система прогноза расходов воды.

К числу наи более знач и тел ьн ы х научны х достиж ений в об лас­ т и ги д рологи чески х п р о гн о зо в третьего периода м ож но отнести:

- п рогн оз р асх о до в и у р о вн ей воды, основанны й на п ри бли­ ж ен ны х способах р асчета неустановивш егося движ ения воды в р у с­ л ах (работы Г.П. К алини на, П.И. М илю кова, А.П. Ж идикова, J1.C. К учм ента, А.Г. Л еви н а и др.);

- р азработку м атем ати ч еск и х м оделей ф орм ирования талого, д ож д ево го и тало д о ж д ево го сто ка на основе м атем атического м оде­ л ировани я (работы Ю.Б. В иноградова, Ю.М. Д енисова, Г.П. К али­ нина, В.Д. К ом арова, Л.С. К учм ента, В. И. Корня, В.М. М ухина, Н.С. Н ечаевой, Е.Г. П опова, Е.П. Ч ем еренко.В.В. К оваленко и др.);

- прогнозы стока по р у сл о вы м запасам и притоку воды в реч ­ ную сеть (работы Г.П. К алини на, А.И, А ф анасьева, Ю.В. Г орб ун о­ ва, Р.А. Н еж и ховского, В.И. С ап ож н и кова и др.);

- краткосрочны е прогнозы ледовы х явлений на реках и водохра­ нилищ ах на основе расчета теплообм ена водной массы или ледяного покрова с окруж аю щ ей средой (работы Л.Г. Ш уляковского, В.В. Пиотровича, С.Н. Булатова, Б.М. Гинзбурга, Е.И. Савченковой и др.);

- развитие и реализаци ю территориально-общ их методов долго­ срочны х прогнозов весеннего стока равнинны х рек на основе рай­ онирования территорий по условиям ф ормирования стока (работы Н.Ф. Беф ани, Е.С. Зм иевой, Г.П. Калинина, В.Д. Комарова, О.И. К ре­ стовского, П.П. К узьм ина, В.Н. П арш ина, Е.Г. П опова, М.С. Салова, Е.П. Ч ем еренко и др.);

- и сследован ия закон ом ерн остей ф орм ирования ги д рологи че­ ски х п роц ессов и п р огнозы сто ка горны х рек (работы Т. С. А бальян, A.Н. В аж нова, Ю.Б. В и н оград ова, Ю.М. Д енисова, В.Н. П арш ина, B.М. М ухин а, А. А. Х орш ан а, И.М. Ч ернова и др.);

- создан ие м ето д а неп р ер ы вн ы х краткосрочны х прогнозов р ас­ х о д о в (уровней) воды в п ер и о д откры того р усла для речн ы х систем.

А втом атизированны й п р о гн о з притока воды в каскад волж скокам ских вод охран и ли щ (рабо ты В.А. Бельчикова, А.П. Ж идикова, В.И. К орня, Л.С. К учм ен та, Н.С. Н ечаевой, Е.Г. Попова, Е.П. Ч ем е­ р ен к о и др.).

У ровень развития ги д р о л о ги ческо й науки в отнош ен ии раскр ы ­ тия ф изической сущ ности про ц ессо в ещ е н е д ает возм ож н ости р е­ гулярно добиваться ж елаем ой точн ости прогнозов. Э то связано со слож ностью и разнообразием у сл о ви й, в которы х п ротекаю т ги д р о ­ л огические процессы, н ер авн о м ер н о стью их развития в п ростран ст­ ве и во врем ени. Н ельзя не о тм ети ть и случайн ы й хар актер колеб а­ ния ряда ф акторов, влияю щ их на ф о р м ирование гидрологи чески х процессов, невы сокую то ч н о сть и огр ан и ч ен н ость исход н ы х д ан ­ ны х, используем ы х при р азр або тк е м етодики прогнозирования.

Ближ айш ие задачи и ссл едо ван и й в области ги дрологи чески х прогнозов связаны преж де всего с у д о влетворением все возрастаю ­ щ их запросов их потреби телей, п овы ш ен и ем надеж ности гидропрогнозов. Реш ение их невозм ож но без более глубоких исследован ий процессов ф орм ирования сто ка, р азви ти я новы х видов изм ерени й и оценки гид ром етеорологических величин по площ ади. Н еобходим о д альн ейш ее развитие авто м ати зи р о ван н ы х систем прогнозирования, вклю чая сбор, анализ, м аш и н н ую обработку.

Н ельзя не отм етить т ак ж е важ н ость как соверш ен ствовани я, так и разработки прием ов п р о гн о зи р о ван и я особы х явлен и й, среди которы х вы делим прогнозы зато р о в, заж о р ов льда, сел евы х п авод ­ ков, схода снеж ны х лавин и др. Т ребуется повы сить надеж ность прогнозов дож девы х паводков, осо бен н о в ли вн еоп асн ы х регионах, долгосрочны х прогнозов л ед о в ы х явлен и й, прогнозов расп р ед ел е­ ния весеннего стока и стока за вегетац и о н н ы й период.

Значение гидрологи чески х п рогн озов д л я р азл и ч н ы х о траслей эконом ики М ногие отрасли эконом ики, д еятел ьн о сть которы х тесн о связа­ на с использованием водны х ресу р со в, н уж даю тся в р азл и ч н ого р о ­ д а гидрологических прогнозах. Н адеж ны й прогноз п озвол яет оп ти ­ м изировать хозяйственную д еятел ьн о сть с уч етом потребн остей производства. О беспечение эн ер гети ки ги дрологи ческой и н ф орм а­ цией и прогнозам и осущ ествл яется в п ер и о д проведения ком п лекса р аб о т по строительству и во вр ем я эксплуатац ии гидротехн ических сооруж ения. С троительство круп н ы х ги д ротехн ических узл о в п р о ­ д олж ается несколько лет. В это т п ер и о д при перекры тии русла, о т­ ведении рек, защ ите котлованов о т зато п л ен и я край не важ н ы п р о ­ гнозы ож идаем ой водности рек. В о врем я эксплуатац ии ги д р о эл ек­ тро стан ц и й (Г Э С ) п рогнозы использую тся в целях оптим изации р е ­ ж им ов регулирования стока рек, для планирования выработки элек­ троэнергии и принятия м ер по пропуску паводка через гидроузлы.

Г ром адн ое зн ачение и м ею т долгосрочны е прогнозы притока воды в во д охран илищ а круп н ы х ГЭС. П ри ож идаем ом больш ом при токе воды про и зво ди тся предпаводочная сработка вод охран и ­ л и щ с целью создания сво бо д н о й ем кости для прием а воды и и збе­ ж ания холосты х сбросов в пер и о д ее интенсивного поступления.

В у слови ях о ж и даем ого м алого притока приним аю тся м еры по у м ен ьш ен и ю сработки и заполнен ию водохранилищ а до возм ож но более вы соки х отм еток, обесп ечивая р аботу ГЭ С при больш ем на­ поре. П рогнозы п ри тока воды составляю тся д ля более 100 гидро­ эл ектростанци й России.

Р ечной тр ан сп о р т нуж дается в прогнозах уровней воды, резко ­ го изм ен ен и я водности, ледо во й обстановки. У ровни (расходы ) в о ­ д ы на участках, ли м и ти рую щ и х судоходство, определяю т д о п у сти ­ м ую о садку судов, барж и, следовательно, рентабельность перево­ зок. Н а м ногих реках судоход ство осущ ествляется только в период половодья. В озни кает н ео б х о ди м о сть в установлении сроков насту­ пления судоходны х уровн ей н а подъем е половодья и м ом ента на­ ступления предельны х значений уровней на его спаде.

К раткосрочн ы е п р огнозы уровней воды в период навигации р е­ гулярн о передаю тся в д и сп етчер ски е служ бы пароходств и исполь­ зую тся п ри о пределен ии судоходны х уровней н а лим итирую щ их уч астках рек.

О гром ны й объем дноуглубительны х работ на реках требует за­ б лаговрем енного знания не то лько водности, но и возмож ны х русл о­ вы х деф орм аций. В п ер и о д спада половодья проводятся подготови­ тельн ы е работы с целью оперативного использования д н оуглуби ­ тельн ой техники.

Д л я о пределен ия п р од олж ительности периода п одготови тель­ ны х р аб о т необходи м п р о гн о з м иним альны х уровней в м еж енны й пери од. В м аловодн ы е п ери оды возни каю т трудности в работе п ри­ ем ны х у строй ств водо забо р о в, что приводит к наруш ению вод о­ снаб ж ен и я р яда городов. В связи с этим возникаю т потребности в п р огнозах м алой водности рек. Д ля лесосплава необходим ы в о с­ новн ом прогнозы м акси м альн ы х уровней талого и дож девого сто­ ков, которы е позволяю т у стан о ви ть отм етки расп ол ож ен и я заго тав­ ливаем ого леса на при легаю щ ей к р еке местности.

При планировании сро ко в н ачала и заверш ен ия нави гац и и, р ас ­ становки судов на зи м н и е стоян ки больш ое зн ачение и м ею т п ро­ гнозы зам ерзания и вскры тия рек, озер и водохранилищ. П ри р а н ­ нем зам ерзании м ногие су д а р ечн о го ф лота, застигнуты е в пути л е­ дообразованием, не у сп еваю т до й ти до м ест зим н ей стоянки. Д ля увеличения длительности нави гац и и во зн и кает п отребн ость п р о гн о ­ за нарастания льда в начале зим ы и п рогн оза ум ен ьш ен и я п ро ч н о ­ сти льда весной. Н а основе этих п рогнозов осущ ествл яется п ровод ­ ка судов с пом ощ ью р ечн ы х ледоколов. П рогнозы ледовы х явлений необходим ы такж е при создан ии и эксплуатац ии ледян ы х д орог, переправ, вы полнении рабо т со льда.

Больш ое значение д ля ко м м ун альн ого хозяйства, автом об и ль­ ного и ж елезнодорож ного тр ан сп о р та, го рнодобы ваю щ ей п ром ы ш ­ ленности им ею т предупреж дения о затоплениях и наводнениях.

М естны е органы гидро м етео р о л о ги ч еской служ бы своеврем ен ­ но составляю т каталог опасны х о тм ето к (уровней) для городов, на­ селенны х пунктов, д орог, м остов, п ром ы ш лен н ы х и д руги х об ъек­ тов. Н а основе прогноза у р о вн ей воды устан авли ваю тся площ ади и объекты, которы е будут п о д верж ены затоплению. Э то позволяет воврем я принять меры, сво дящ и е к м ин им ум у ущ ерб от стихий ны х бедствий.

С ельское хозяйство нуж дается главны м образом в прогнозах водности территорий орош аем ого зем леделия. Н а осн ове этих п р о ­ гнозов планирую тся разм еры посевн ы х площ адей, реж и м п оливов и распределение воды м еж ду о р о сительны м и систем ам и. В м ал овод ­ ны е годы вводится строгий р еж и м во допользования, изы скиваю тся дополнительны е источники водообеспечения.

В зоне неорош аем ого зем л едел и я на основе прогнозов во д н о ­ сти устанавливаю тся площ ади затопления, оп ред ел яется объем сельскохозяйственного п о п у ска воды из водохранилищ.

П рогнозы освобож дения пой м р еки от воды д аю т возм ож н ость установить врем я начала п о левы х р аб о т на этих площ адях.

П рогнозы загрязнения поверхностны х вод ещ е только входят в оперативную практику. О сновой для них являю тся прогнозы водно­ сти, по данным о которых м ож но судить о концентрации тех или иных веществ при постоянных или разовы х промы ш ленных сбросах в реки.

О собен но следует п од черкн уть сравнительно новую роль п ро­ гн о зо в в организации борьбы со снеж ны м и лавинам и, которы е, п е­ рекр ы в ая горны е д ороги, пр ед ставл яю т угрозу м ногим населенны м пун ктам горны х областей. С получением прогноза лавиноопасности организуется искусственн ы й с х о д лавин и заблаговрем енно сосре­ д ото ч и вается снего о чи сти тел ьн ая техника.

П риведенны й о б зо р не о х ваты вает все области использования ги д рологи чески х прогнозов. У величени е объем ов водопотребления и водопользования, охрана природны х вод вы зы ваю т н еоб ходи­ м ость расш и рения сф еры д еятельн ости гидропрогнозистов.

П оставлена и реш ается задача предвы числения последствий, к которы м м ож ет привести воздействие человека на водные ресурсы.

О р г а н и з а ц и я с л у ж б ы г и д р о л о ги ч е с к и х п р о гн о зо в и инф орм ации Руководство гидрометеорологическим обеспечением отраслей экономики осущ ествляет Ф едеральное агентство России по гидроме­ теорологии, м ониторингу охране окруж аю щ ей среды (Росгидромет).

Р аб ота служ бы ги дрологи чески х прогнозов организована по адм и нистр ати вн о -тер р и то р и ал ьн о м у принципу. Вся территория страны разд ел ен а на отдельны е район ы, обслуж иваем ы е терри тори ­ альны м и управлени ям и по гидром етеорологии, м ониторингу и о х ­ р ан е окруж аю щ ей среды (У Г М С ). В этих управлениях им еется б ю ­ ро погоды, в состав которого входит отдел (сектор, группа) гидро­ л огических прогнозов, о су щ ествляю щ ий вы пуск оперативны х гид ­ р ологи ч ески х прогнозов по водны м объектам данной территории.

П ри крупны х ги д ротехн и чески х стройках и в ряде областны х цен тров создаю тся гидром етеорологические бю ро (ГМ Б). В ГМ Б есть ги д рологи чески е группы, обслуж иваю щ ие м естны е заин тере­ сован н ы е о рганизац ии сведен иям и о состоянии водны х объектов и п олучаем ы м и из бю ро п огод ы прогнозам и и предупреж дениям и об оп асны х явлениях н а реках. Н екоторы е гидром етбю ро сами вы пус­ каю т кр аткосрочны е прогнозы и предупреж дения, необходим ы е заин тересованн ы м структурам. В м етодическом отнош ении они п од чи нены со о тветствую щ ем у б ю ро погоды.

Г идром етеорологические обсерватории на крупных водохрани­ л ищ ах вы полняю т таки е ж е ф ункц ии, что и ГМ Б.

П равительственны е о р ган ы, м и н и стер ства и ведом ства п о л у ­ ч аю т информ ацию о теку щ ем р еж и м е водны х об ъ ектов из Г и д ро­ м етцентра России.

К раткосрочны е гидро л о ги чески е прогнозы составляю тся в о с ­ новном м естны м и о п ер ативны м и ор ган ам и, а д олгосроч н ы е по о с­ новны м водны м объектам - со вм естн о У Г М С и Г М Ц России.

В 1990 г. вы пускалось 11 500 до лго ср оч н ы х и свы ш е 100 000 краткосрочны х гидрологи чески х прогнозов.

При подготовке ин ф о р м ац и и о теку щ ем и будущ ем реж и м е водны х объектов исп ользую тся д ан н ы е наблю дений б олее 3000 гидрологических постов. К ром е то го, исп ользуется ин ф орм аци я об осадках, влаж ности и гл у б и н е пр о м ер зан и я почвы, тем п ературе воздуха и воды, запасах воды в снеж н ом покрове и о д руги х ги д ро­ м етеорологических величинах.

Э ффективность гидрологических прогнозов за последние д еся­ тилетия росла за счет соверш енствования м етодов прогнозирования, появления новы х видов прогнозов. С ю да ж е м ож но отнести и систе­ матические корректировки долгосрочны х прогнозов, позволяю щ ие ум еньш ить возможны й ущ ерб о т неоправдавш ихся прогнозов.

Э коном ический эф ф ект о т исп о льзо ван и я прогн озов наиболее полно проанализирован то л ь ко д ля про гн о зов п ри тока воды в вод о­ хранилищ а. О правды ваем ость прогнозов п ри тока воды в водохра­ нилищ е за месяц, квартал и поло во д ье на круп ны х Г Э С за м ного­ летний период составила 80 - 85 %. Р ассм атри вал и сь вод охран и ­ лищ а на Европейской тер ритории России, в С ибири, С редней А зии и на К авказе. О ш ибки прогн о зи р о ван и я в 80 % сл учаев бы ли м енее 20 % ф актического значения притока. О ш ибки кли м атического п р о ­ гноза более чем в д в а раза превы ш али ош и б ки м етодического п ро­ гноза.

П рогнозы притока воды к гид р о эл ектр о стан ц и ям способствую т дополнительной вы работке эл ектр о эн ер ги и и б олее прави льн ом у планированию ее выработки. Дополнительная выработка электроэнер­ гии Рыбинской ГЭС за 11 маловодных лет составила 340 млн кВт • ч, что равно 4 % всей вы работки эл ектр о эн ер ги и за эти годы. Д л я Вилю йской ГЭ С д о п олнительная вы работка за счет прогн озов при го ­ довой вы работке электроэн ерги и в 2,3 м л р д кВ т • ч р авн а 7 %, или 160 млн кВ т • ч.

У величени е на 1 м есяц заб лаговрем енности прогноза весенне­ л етн его половодья д ля М и н гечаурского водохранилищ а повы ш ает в средн ем на 25 % вы работку электроэнергии.

Зн ачительны й эк о н о м и ч ески й эф ф ект от использования гидро­ л огических п рогнозов о тм ечается в ряде д руги х отраслей (транс­ порт, водное и сельское х о зяй ство и т. д.). К сож алению, в настоя­ щ ее врем я нет возм ож н ости д аж е приближ енно оценить этот эф ­ фект. За последние годы почти полностью исклю чены случаи вн е­ плановы х зим овок р ечн ы х су до в из-за не оправдавш ихся прогнозов зам ерзания рек. П рогнозы ледовы х явлений н а реках позволяю т п родлить нави гац ию н а В олге и К ам е, В олго-Балтийском водном пути в средн ем н а 10 - 15 сут. осенью и 1 5 - 2 0 сут. весной. За это врем я д оп олн и тельн о пер ево зи тся о коло 4 млн т грузов.

М н о голетний о п ы т сви д етельствует об эф ф ективности заб лаго­ врем енны х п р едупреж дени й о затоплениях и наводнениях городов и населенны х пунктов, расп о л о ж ен н ы х по берегам рек.

–  –  –

В настоящ ее врем я класси ф и кац и я ги д рологи чески х прогнозов осущ ествляется на основе следу ю щ и х д ву х основн ы х признаков.

1) П о заб лаговрем енности гидро л о ги чески е прогнозы п о д р аз­ д ел яю т на краткосрочны е и д о лгосрочны е. К к р а т к о с р о ч н ы м о т н о ­ сятся прогнозы с заб лаговрем енностью до 10 сут., с больш ей заб ла­ говрем енностью (обы чно 1 - 2 м есяц а) - как прави ло, к д о л г о с р о ч ­ н ы м. Заблаговрем енность кратко ср о ч н ы х прогнозов ледовы х я в л е­ ний не превы ш ает 5 - 6 сут., так как лиш ь на это т п ери од м ож но получить надеж ны й п рогн оз н екоторы х м етеорологических вел и ­ чин, необходим ы х д ля р асчета теп л о о бм ен а водной массы или л е­ дяного покрова с окруж аю щ ей средой. П рогнозы ледовы х явлений с заблаговрем енностью 1 0 - 1 5 сут. н азы ваю т с р е д н е с р о ч н ы м и.

2) По предсказы ваем ы м гид р о л о ги чески м явлениям вы д ел яю т п р о г н о з ы в о д н о г о р е ж и м а (уровней и р асходов воды, об ъ ем а или слоя стока) и п р о г н о з ы л е д о в ы х я в л е н и й (сроки их появления, т о л ­ щ ины и прочности ледяного покрова, о чищ ен ия ото л ьд а озер и во ­ дохранилищ ).

Ряд авторов предлагает п о д р аздел ять прогнозы исходя из учета площ ади, на которую они распр о стр ан яю тся. Э то м огут б ы ть л о ­ к а л ь н ы е прогнозы для о тдел ьн ы х створов, пун ктов, участков рек, озер и водохранилищ и т е р р и т о р и а л ь н ы е (ф оновы е) прогнозы, со ­ держ ащ ие сведения об ож и даем ы х явлениях н а зн ачительны х по разм еру площ адях.

В работе [3] предлагается класси ф и ц и ровать прогнозы исходя из ф изической сущ ности и зако н о м ер н о стей ф орм ирования ги д ро­ логических явлений. Э ти прогнозы основаны :

а) на учете закон ом ерностей д ви ж ен и я воды в русл е реки;

б) на анализе п роц ессов ф ор м и р о ван и я стока н а пл ощ ади бас­ сейна;

в) на исследовании процессов атмосф ерной циркуляции, обуслов­ ливаю щ их потепление или похолодание на обш ирны х территориях.

П редлагаем ая кл ассиф икация им еет свои достоинства и нед ос­ татки, но в то ж е врем я в какой-то степени условна, поскольку о т­ р аж ает у р о вен ь р азви ти я ги дрологи чески х прогнозов на сегодн яш ­ ний день. В полн е очеви дн о, что по м ере соверш енствования п ро­ гн о зо в изм ен ится и их классиф икация.

В данном учебнике авторы придерж иваю тся принятой в настоя­ щ ее врем я классиф икации, учиты ваю щ ей два основных признака:

характер гидрологического явления и заблаговременность прогноза.

1.2. В и д ы г и д р о л о г и ч е с к и х п р о гн о зо в

К основн ы м видам гидрологи чески х прогнозов для водны х о б ъ екто в суш и относятся:

1) краткосрочны е п р о гн о зы расходов и уровней воды на суд о­ х од н ы х р еках; прогнозы х арактерны х расходов (уровней) воды (м аксим альны х, средних, м иним альны х);

2 ) д о лгосрочны е п р огнозы следую щ их элементов водного р е­ ж и м а рек:

- максимальные расходы и уровни половодья и паводков, а так­ же опасные уровни и длительность затопления поймы,

- сток за п ер и о д половодья,

- средн ие и м и н и м ал ьн ы е м есячны е уровни воды на судоход ­ ны х реках,

- м еж енн ы й сток,

- сток горны х рек в р ай о н ах орош аем ого зем леделия за вегета­ ционны й и б олее коротки е периоды,

- м есячны й, квартальны й и сезонны й приток воды в водохра­ нилищ а;

3) прогнозы л едовы х явл ен и й на реках:

а) краткосрочны е:

- сроки появления плаву ч его льда,

- сроки н ачала ледостава,

- то лщ и н а л едяного покрова,

- ум ен ьш ен и е то лщ и н ы и прочности ледяного покрова,

- сроки вскры ти я рек,

- м аксим альн ы е заторн ы е и заж орны е уровни воды;

б) д олгосрочны е:

- появление льда,

- сроки вскры тия рек;

4) прогнозы ледовы х явл ен и й н а озерах и водохранилищ ах:

а) краткосрочны е:

- сроки начала л едооб разован и я и л едостава,

- толщ ина ледяного покрова,

- ум еньш ения толщ ины и прочности л едяного покрова,

- несущ ей способности ледян о го покр ова и проходим ости его для судов ледового плавания,

- сроков разруш ения л едян о го п о к р о ва и очищ ения ото льда;

б) долгосрочны е:

- сроков зам ерзания,

- сроков весеннего р азр у ш ен и я льда и очищ ен ия от него.

1.3. З а к о н о м е р н о с т и г и д р о л о г и ч е с к и х п р о ц е сс о в и м ето д ы п р о г н о з и р о в а н и я Г идрологические явления разви ваю тся на территориях речны х или озерны х водосборов, о тли чаю щ и хся чрезвы чайн о б ольш ой н е­ однородностью географ ической среды, и являю тся результатом ком плекса слож ны х процессов, про и сх о дящ и х в атм осф ере, н а п о ­ верхности и в толщ е Земли. Э та н еоднородность и гром адн ое число взаим освязанны х ф акторов, вл и яю щ и х н а условия ф орм ирования гидрологического явления, пр ед ставл яю т собой слож ность п ред ви ­ д ения будущ его состояния вод ного объекта.

О собенностью реж им а б ольш ин ства рек России является нали­ чие хорош о вы раженного внутригодового цикла изм енения стока, связанного с разнообразием клим атических условий данного ф изикогеографического района. П ериоды вы соких вод, вы званны е таянием снега или поступлением дож девы х вод, см еняю тся маловодьем, в течение которого реки переходят в основном на питание подзем ­ ны ми водами. Сущ ественное влияние на характер водного реж им а даж е в маловодные периоды (м еж ени) м ож ет оказы вать изм енчи­ вость погодных условий.

Речной сток представляет собой сл ож ны й при родн ы й процесс, обусловленны й влиянием ко м п л екса ф изи ко-географ и ч ески х ф ак­ торов и хозяйственной деятел ьн о сти человека.

О сновными ф акторам и стока, о пред еляю щ и м и его развитие, являю тся к л и м а т и ч е с к и е ф а к т о р ы, ин огда назы ваем ы е п е р е м е н ­ К ним относятся ными ги д р о м ет ео р о л о ги ч еск и м и ф акт орам и.

осадки, снегозапасы, исп арен ие, и н тен си вность снеготаян ия и водо­ отдачи. К перем енны м ф акторам относятся такж е водопоглотитель­ ная и регу л и р у ю щ ая способности бассейна. П оследние зависят от кли м атических ф акторов. Н а общ ем фоне воздействия клим ата на ф орм ирование сто ка и его объем оказы ваю т влияние п о с т о я н н ы е и о т н о с и т е л ь н о п о с т о я н н ы е ф а к т о р ы. И ногда их назы ваю т ф а к т о ­ р а м и п о д с т и л а ю щ е й п о в е р х н о с т и. К ним следует отнести разм еры и ф орм у речного бассейна, его рельеф, геологию, почвы, расти тел ь­ ны й покров, степень озерности и заболоченности. В лияние этих ф акторов тем зам етн ее, чем м еньш е разм еры речного б ассейна и чем короче период, за которы й рассм атривается это влияние. Ряд ф акторов м ож но счи тать относительно постоянны ми, так как вы ­ руб ка л еса, осуш ен ие болот, расп аш ка зем ель м огут сущ ественно сказаться н а водопоглоти тельной способности речного бассейна.

К лим ат воздействует н а сток не только непосредственно, но и через постоянны е ф изико-географ ические ф акторы: почву, расти ­ тельн ость, рельеф. В се эти ф акторы находятся в постоянном взаи­ м одей стви и, одни из них сп о соб ствую т стеканию, другие зам едляю т сток и даж е исклю чаю т возм ож н ость его образования. П рим еняе­ мы е в гидрологии м етоды прогнозирования в той или иной степени отраж аю т закон ом ерности исследуем ы х гидрологических проц ес­ сов и представляю т по сущ еству способы реш ения проблемы пред­ сказания гидрологи ческого явления.

В основе метода прогнозирования любого гидрологического яв­ ления леж ит физический анализ процессов, обусловливающих данное явление. М етод прогнозирования указывает на целесообразность того или иного общ его подхода к реш ению задачи. Так, метод водного ба­ ланса основан на исследовании взаимосвязи между стоком и основны­ ми ф акторами, его определяю щ ими, и широко применяется при про­ гнозах сезонного стока. Н екоторы е ледовые прогнозы используют м е­ тод теплового баланса, которы й учитывает теплообмен водной массы или ледяного покрова с окруж аю щ ей средой.

Н а базе м етода прогнозирования разрабаты ваю тся те или иные практи чески е прием ы (м етод ика) прогнозирования для конкретны х водны х объектов или терр и то р и и, вклю чаю щ ей несколько речны х бассейнов, обладаю щ их д о статочн ой общ ностью. При этом исполь­ зуется как м атем атический аппарат, так и графические построения.

О бязательны м элем ентом разработки методики прогнозирования является оценка ее практической применимости и эффективности.

И сходя из ф изической сущ н ости гидр о л оги чески х явлений, м е ­ тоды прогнозов м огут бы ть следую щ и м и.

- М ет оды, осн ован н ы е н а и сследован и и за к он о м ерн ост ей д ви ­ ж е н и я р е ч н о г о п о т о к а. И х ф изической основой является теория движ ения паводочной волны, уравнени я водного б алан са участка реки или всей речной систем ы, закон ом ерности истощ ения запасов воды в речной сети.

С реди этой группы хорош о известны м етоды прогноза н а о сн о ­ ве учета добегания воды о т верхни х створов до задан ного ниж него.

Расчетны е соотнош ения п ри этом у стан авли ваю тся п ри разли ч н ы х упрощ ениях уравнения нер азр ы вн о сти и ди н ам и ч еского уравнения.

К этой группе относятся и м етоды прогноза речн ого стока по данны м о запасах воды в р ечн о й сети и прогноза гарантированны х уровней (расходов) воды на основе у ч ета закон ом ерн остей и стощ е­ ния запасов воды в бассейне.

Заблаговременность прогнозов этой группы - от нескольких часов для небольших горных рек до нескольких месяцев для крупны х рек.

- М ет оды, осн ован н ы е н а и сследован и и зако н о м ер н о ст ей ф о р ­ м и рован и я ст ок а н е т олько в р у сл о в о й сет и, но и н а п лощ ади в о д о ­ И х ф изической основой является учет теп л оф и зи ч ески х п р о ­ сбора.

цессов в зоне аэрации и на повер х н о сти почвы. И з-за чрезвы чайн ой слож ности процессов, п р ои сходящ их н а площ ади водосбора, ис­ пользую тся как м атем атические м одели ф орм ирования половодья и паводков, так и эм пи рические зависи м ости, опи сы ваю щ и е отдель­ ны е составляю щ ие баланса. И сходн ы м и д ан н ы м и являю тся м ате­ риалы м етеорологических и гидр о л о ги чески х наблю дений. П ри м е­ нение этих м етодов д ает м акси м ал ьн у ю заб лаговрем енность при использовании коли чествен ного прогноза соответствую щ и х м етео ­ рологических величин.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 14 |
 


Похожие работы:

«МИНИСТЕРСТВО ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ДОКЛАД РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КОНВЕНЦИИ О ТРАНСГРАНИЧНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ ПРОМЫШЛЕННЫХ АВАРИЙ Заказчик: Министерство охраны окружающей среды Республики Казахстан «_» 2009 г. Исполнитель: РГП «КазНИИЭК» Генеральный директор _Е. Тулекбаев «»_2009 г. Астана 2009 ФОРМА ДОКЛАДА О ХОДЕ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ КОНВЕНЦИИ О ТРАНСГРАНИЧНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ ПРОМЫШЛЕННЫХ АВАРИЙ Страна: Казахстан Лицо, ответственное за доклад – пожалуйста, предоставьте...»

«ПРАВИТЕЛЬСТВО САНКТ-ПЕТЕРБУРГА ДОКЛАД об экологической ситуации в Санкт-Петербурге в 2012 году САНКТ-ПЕТЕРБУРГ Стр. 1 УДК 504.03 (021)(СПб) Авторский коллектив: Борисов Н.А., Врубель Н.В., Головина Н.М., Голубев Д.А., Горский Г.А., Григорьев А.С., Григорьев А.И., Двинянина О.В., Жуков И.А., Запорожец А.И., Каретникова Т.И., Ковалёва Т.В., Кокина Т.Н., Коробейникова М.А., Крапивко Н.А., Крутой Д.М., Купцова Н.М., Макарова Ю.Ю., Маленчук В.Ф., Мезенко А.Н., Мельцер А.В., Миляев В.Б., Мощеникова...»

«Стенограмма заседания Международного клуба Триалог 29 сентября 2015 г.«РОССИЯ — КИТАЙ — США: ФОРМИРОВАНИЕ ГЛОБАЛЬНЫХ ПРАВИЛ ИГРЫ В КИБЕРПРОСТРАНСТВЕ» Олег Викторович Демидов, эксперт Консультативной исследовательской сети при Глобальной комиссии по управлению интернетом (GCIG RAN), консультант ПИР-Центра Стенограмма заседания Международного клуба Триалог 29 сентября 2015 г. О. В. Демидов: Уважаемые коллеги, уважаемые участники клуба Триалог, всем доброе утро. Я бы хотел отметить, что я очень...»

«УТВЕРЖДЕНО на совместном заседании Совета учебно-методического объединения основного общего образования Белгородской области и Совета учебно-методического объединения среднего общего образования Белгородской области Протокол от 4 июня 2014 г. № 2 Департамент образования Белгородской области Областное государственное автономное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования «Белгородский институт развития образования» Инструктивно-методическое письмо «О преподавании...»

«Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека Управление Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Ставропольскому краю Федеральное государственное учреждение здравоохранения «Центр гигиены и эпидемиологии в Ставропольском крае» ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ДОКЛАД «О санитарно-эпидемиологической обстановке в Ставропольском крае в 2006 году» Ставрополь – 2007 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ДОКЛАД «О санитарно-эпидемиологической...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА АВИАЛЕСООХРАНА «ФБУ «АВИАЛЕСООХРАНА» РЕКОМЕНДАЦИИ по организации межведомственного взаимодействия при возникновении и ликвидации чрезвычайных ситуаций, связанных с лесными пожарами ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА Данные Рекомендации составлены на основе результатов научноисследовательской работы «Разработка научно-обоснованной системы и порядка межведомственного взаимодействия, в том числе информационного, в области снижения рисков разрушения...»

«Аналитическая записка по результатам статистического компонента мониторинга сведений, позволяющих оценить исполнение норм Конвенции о правах инвалидов в Челябинской области. Во исполнение поручения Правительства Российской Федерации от 22 июня 2012 года № ОГ-П12-4233 в 43 муниципальных образований Челябинской области проведен опрос 410 граждан из числа инвалидов и 400 родителей детей-инвалидов. Ставились задачи проанализировать степень информированности инвалидов и родителей детей-инвалидов о...»

«European Researcher, 2014, Vol.(86), № 11Copyright © 2014 by Academic Publishing House Researcher Published in the Russian Federation European Researcher Has been issued since 2010. ISSN 2219-8229 E-ISSN 2224-0136 Vol. 86, No. 11-1, pp. 1978-1992, 2014 DOI: 10.13187/er.2014.86.1978 www.erjournal.ru Geosciences Науки о Земле UDK 504.064 The Chemical Composition of Surface Waters of Technogenically Affected Geo-Systems in the Eastern Donbas Region* 1 Olga S. Reshetnyak 2 Anatoly M. Nikanorov 3...»

«ISBN 978–5–9905921–2– «МОЛОДЕЖЬ В НАУКЕ:НОВЫЕ АРГУМЕНТЫ» Сборник научных работ I-го Международного конкурса Часть II Липецк, Научное партнерство «Аргумент» I-й Международный конкурс научных работ «МОЛОДЕЖЬ В НАУКЕ:НОВЫЕ АРГУМЕНТЫ» Россия, г. Липецк, 06 октября 2014 г. СБОРНИК НАУЧНЫХ РАБОТ Часть II Ответственный редактор: А.В. Горбенко Липецк, 2014 УДК 06.063:08 ББК 94.3 М75 Молодежь в науке: Новые аргументы [Текст]: Сборник научных работ I-го Международного конкурса (Россия, г. Липецк, 06...»

«АППАРАТ ГОСУДАРСТВЕННОГО МИНИСТРА ГРУЗИИ ПО ВОПРОСАМ ПРИМИРЕНИЯ И ГРАЖДАНСКОГО РАВНОПРАВИЯ ОТЧЕТ ПО ОЦЕНКЕ ВЫПОЛНЕНИЯ НАЦИОНАЛЬНОЙ КОНЦЕПЦИИ ТОЛЕРАНТНОСТИ И ГРАЖДАНСКОЙ ИНТЕГРАЦИИ И ПЛАНА ДЕЙСТВИЙ НА 2009-2014 ГГ. Тбилиси Аппарат государственного министра Грузии по вопросам примирения и гражданского равноправия Адрес: Тбилиси, 0134, ул. Ингороква №7, Канцелярия правительства, 5-й этаж Телефон: + 995 32 2922632 Электронная почта: tinagog@hotmail.com Веб-страница: www.smr.gov.ge Содержание...»

«Государственный доклад «О санитарно-эпидемиологической обстановке в Российской Федерации в 2009 году» ББК 51.1(2Рос)1 О О11 О санитарно-эпидемиологической обстановке в Российской Федерации в 2009 году: Государственный доклад.—М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2010.—456 с. ISBN 978—5—7508—0898— Доклад подготовлен Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (Руководитель Онищенко Г. Г.) и Федеральным центром гигиены и...»

«Анализ диалоговых инициатив относительно урегулирования конфликта в Украине Январь 201 Содержание Вступление Раздел 1. Особенности урегулирования конфликта в Украине Многоуровневость конфликта Дипломатические инструменты для урегулирования конфликта Применение инструментов официальной, полуофициальной и неофициальной дипломатии для урегулирования конфликта в Украине Национальный диалог как инструмент урегулирования конфликта в Украине. Инструменты неофициальной дипломатии для урегулирования...»

«Фергюс Хьюм Ричард Марш Джером Клапка Джером Артур Конан Дойл Гай Н. Бутби Уильям Эрнест Хорнунг Джек Лондон Роберт Ирвин Говард Роберт Льюис Стивенсон Генри Сетон Мерримен Эдгар Ричард Горацио Уоллес Джозеф Смит Флетчер Бертрам Флетчер Робинсон Жак Фатрелл Фрэнсис Брет Гарт Гилберт Кийт Честертон Редьярд Джозеф Киплинг Грегори Сквайрз Загадка золотого кинжала (сборник) http://www.litres.ru/pages/biblio_book/?art=12029269 Загадка золотого кинжала.: Книжный Клуб «Клуб Семейного Досуга»; Харьков;...»

«руководство института выражает искреннюю признательность всем авторам, представившим свои материалы составитель сборника А.М. Певзнер благодарим сотрудников ИКИ РАН, обеспечивших подготовку сборника к печати: В.Ф. Бабкина, В.Н. Гилярову, И.П. Максименкову, А.П. Мельника, Т.Л. Шпагину, В.А. Ожередова ответственность за достоверность приведённых в материалах сведений несут их авторы точка зрения дирекции ИКИ РАН не всегда совпадает с мнением авторов перепечатка материалов только с разрешения...»

«ИТОГОВЫЙ ОТЧЕТ Управления образованием администрации Истринского муниципального района « О результатах анализа состояния и перспектив развития системы образования района за 2014 год» Истра I. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ И ПЕРСПЕКТИВ РАЗВИТИЯ СИСТЕМЫ ОБРАЗОВАНИЯ РАЙОНА 1. ВВОДНАЯ ЧАСТЬ Расположение Истринского муниципального района. Истринский район — один из самых живописных районов Подмосковья — находится в северо-западной части Московской области и по отношению к столице является одним из центральных...»

«I Общетеоретические вопросы МЕДИАЛИНГВИСТИКА В ы п ус к 4 Профессиональная речевая коммуникация и массмедиа I Общетеоретические вопросы I Общетеоретические вопросы Санкт-Петербургский государственный университет И н с т и т у т «В ы с ш а я ш к о л а ж у р н а л и с т и к и и массовых коммуникаций»МЕДИАЛИНГВИСТИКА Выпуск 4 Профессиональная речевая коммуникация и массмедиа Санкт-Петербург Оглавление ББК 76.02 М Р е д а к ц и о н н ы й с о в е т : С. Гайда (Ополе, Польша), Т. ван Дейк (Барселона,...»

«Министерство природных ресурсов и экологии Российской Федерации Федеральная служба по надзору в сфере природопользования Общественный совет при Росприроднадзоре Комиссия научного совета РАН по экологии и чрезвычайным ситуациям А.Ф. Малышевский, председатель Общественного совета при Росприроднадзоре, заслуженный деятель науки РФ ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНОГО СПОСОБА ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ ЖИЛОГО ФОНДА В ГОРОДАХ РОССИИ МОСКВА -2012 Содержание Введение 1. Современное состояние...»

«Региональные и местные выбоРы 8 сентябРя 2013 года: тенденции, пРоблемы и технологии Фонд кудрина Фонд «ЛибераЛьная миссия» А. Кынев, А. Любарев, А. Максимов Региональные и местные выбоРы 8 сентябРя 2013 года: тенденции, проблемы и технологии Москва УДК 324(470+571)’’2014’’ ББК 66.3(2Рос),131 К97 кынев, александр Владимирович K97 Региональные и местные выборы 8 сентября 2013 года: тенденции, проблемы и технологии / А. Кынев, А. Любарев, А. максимов. – москва : Фонд «Либеральная миссия», 2014. –...»

«СОДЕРЖАНИЕ ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА I ОРГАНИЗАЦИЯ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ 1.1 Этапы работы над выпускной квалификационной работой. 9 1.1.1 Выбор темы дипломного проекта 1.1.2 Согласование, утверждение темы 1.1.3 Составление графика работы над дипломным проектом. 12 1.1.4 Предпроектное обследование организации. 1.1.5 Работа над текстом выпускной квалификационной работы. 14 1.1.6 Предзащита выпускной квалификационной работы 1.2 Научное руководство и консультирование 1.3 Критерии оценки выпускной...»

«Некоммерческое партнерство «Национальное научное общество инфекционистов» КЛИНИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ЭНТЕРАЛЬНЫЕ ГЕПАТИТЫ (ГЕПАТИТ А И ГЕПАТИТ Е) У ВЗРОСЛЫХ Утверждены решением Пленума правления Национального научного общества инфекционистов 30 октября 2014 года «Энтеральные гепатиты (гепатит А и гепатит Е) у взрослых» Клинические рекомендации Рассмотрены и рекомендованы к утверждению Профильной комиссией Минздрава России по специальности инфекционные болезни на заседании 25 марта 2014 года и 8...»








 
2016 www.nauka.x-pdf.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Книги, издания, публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.