Анализ зон затопления территории Камбоджи
|
ВВЕДЕНИЕ 3
1. ТЕОРЕТИКО-МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РЕШЕНИЯ НАУЧНОЙ ПРОБЛЕМЫ 6
1.1. Формулировка научной проблемы водных объектов 6
1.2. Современное состояние проблемы водных объектов по литературным источникам 7
1.3. Специфика объектов и предметов исследования 12
2. КЛИМАТИЧЕСКИЕ И ГИДРОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ КАМБОДЖИ 14
2.1. Климатические характеристики 15
2.2. Гидрологические характеристики 21
3. ОЦЕНКА И ПРОГНОЗ ЗОН ЗАТОПЛЕНИЯ ТЕРРИТОРИИ КАМБОДЖИ 36
3.1. Статистический анализ гидрометеорологической информации влияния климата Камбоджи на гидрологический режим. 36
3.2. Расчёт высших уровней воды 1% и 50%-й обеспеченности для реки Меконг за 2000 – 2021 гг. 39
3.3. Разработка методики прогнозирования высших уровней воды на реки Меконг. 45
4. ПОСТРОЕНИЕ ЗОН ЗАТОПЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ ARCGIS 10.8 65
4.1. Геоинформационное картирование зон затопления для высших уровней воды 1% и 50% обеспеченности. 65
4.1.1. Содержание основных этапов получения карт 65
4.1.2. Получение синтетической карты 66
4.2. Оценка влияние наводнений на землепользование и население Камбоджи 68
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 72
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 73
1. ТЕОРЕТИКО-МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РЕШЕНИЯ НАУЧНОЙ ПРОБЛЕМЫ 6
1.1. Формулировка научной проблемы водных объектов 6
1.2. Современное состояние проблемы водных объектов по литературным источникам 7
1.3. Специфика объектов и предметов исследования 12
2. КЛИМАТИЧЕСКИЕ И ГИДРОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ КАМБОДЖИ 14
2.1. Климатические характеристики 15
2.2. Гидрологические характеристики 21
3. ОЦЕНКА И ПРОГНОЗ ЗОН ЗАТОПЛЕНИЯ ТЕРРИТОРИИ КАМБОДЖИ 36
3.1. Статистический анализ гидрометеорологической информации влияния климата Камбоджи на гидрологический режим. 36
3.2. Расчёт высших уровней воды 1% и 50%-й обеспеченности для реки Меконг за 2000 – 2021 гг. 39
3.3. Разработка методики прогнозирования высших уровней воды на реки Меконг. 45
4. ПОСТРОЕНИЕ ЗОН ЗАТОПЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ ARCGIS 10.8 65
4.1. Геоинформационное картирование зон затопления для высших уровней воды 1% и 50% обеспеченности. 65
4.1.1. Содержание основных этапов получения карт 65
4.1.2. Получение синтетической карты 66
4.2. Оценка влияние наводнений на землепользование и население Камбоджи 68
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 72
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 73
Королевство Камбоджа расположено на полуострове Индокитай в Юго-Восточной части Азии. Река Меконг является самой крупной рекой, протекающей по территории Камбоджи (с севера на юг). Озеро Тонлесап является крупнейшим пресноводным водоемом в Юго-Восточной Азии. Ежегодно Камбоджа подвергается наводнениям в меньшем или большем масштабе.
Актуальность темы исследования определяется: 1 – частым характером проявления опасных гидрологических явлений – наводнений, вызывающих значительные затопления территорий Камбоджи; 2 – отсутствием в современных исследованиях второго и третьего этапов гидрологического мониторинга – оценки и прогноза гидрологического режима опасных гидрологических явлений (ОГЯ) для территории; 3 – недостаточным развитием ГИС и ГИС-технологий для целей разноаспектной ГИС-визуализации зон затопления и управления ОГЯ для территории Камбоджи; 4 – недостаточным развитием подходов к оценке ущербов от ОГЯ для населения и хозяйства страны.
Объектами исследования являются: река Меконг в пределах территории Камбоджи и озеро Тонлесап.
Предмет исследования: региональные особенности ОГЯ и оценка зон затопления территории Камбоджи, влияние наводнений на землепользование и население.
Целью исследования являются: разработка методики оценки зон затопления территории Камбоджи на основе ГИС и прогноза наступления высших уровней воды на реке Меконг.
Для выполнения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Анализ научной литературы по теме исследования, формулировка научной проблемы, цели и задач исследования.
2. Оценка климатических и гидрологических особенностей территории Камбоджи.
3. Статистический анализ влияния климата Камбоджи на гидрологический режим реки Меконг.
4. Разработка методик прогнозирования высших уровней воды на реке Меконг.
5. Расчёт высших уровней воды различной обеспеченности для реки Меконг за 2000 – 2021 гг.
6. Геоинформационное картирование зон затопления для высших уровней воды 1% и 50% обеспеченности.
7. Оценка влияния наводнений на землепользование и население Камбоджи.
Новизна исследования: 1 – впервые дана оценка и проведен статистический анализ влияния климата Камбоджи на гидрологический режим реки Меконг за последние 22 года; 2 – впервые были разработаны методики прогнозирования высших уровней на реке Меконг на основе данных 2000-2021 гг.; 3 – впервые на основе ГИС построены зоны затопления территории Камбоджи для 1% и 50% обеспеченности высших уровней воды; 4 – впервые на основе ГИС получены площади затопления территорий с различной плотностью населения и видами хозяйствования.
Практическая значимость исследования: выполненные исследования могут служить основой для прогнозирования высших уровней воды на 4-х нижерасположенных гидрологических станциях относительно высших уровней воды на станции Стинг Тренг и для оценки ущербов населению и хозяйству территории Камбоджи.
Методы, используемые в исследовании:
1. Для выполнения исследования использовались данные мониторинговых гидрологических наблюдений на реке Меконг и озере Тонлесап Комиссии по реке Меконг в пределах территории Камбоджи (Mekong River Commission, MRC).
2. Методы математической статистики использовались для анализа влияния климата Камбоджи на гидрологический режим.
3. Рекомендованные Гидрометцентром России методы краткосрочного гидрологического прогнозирования и оценки качества выпускаемых прогнозов.
4. Геоинформационные методы для построения зон затопления территории Камбоджи.
5. ГИС – моделирование для оценки влияния наводнений на землепользование и население Камбоджи использовались методы.
На защиту выносятся:
1. Результаты статистического анализа гидрологических и метеорологических данных региона. Были выделены 3 района с характерными особенностями влияния климата Камбоджи на гидрологический режим реки Меконг. Получена зависимость гидрологического режима от климата Камбоджи.
2. Методики прогнозирования высших уровней воды на 4 станциях на реки Меконг относительно даты формирования высшего уровня воды на гидрологической станции Стинг Тренг.
3. Результаты геоинформационного моделирования зон затопления на основе данных 2000-2021 гг. и рассчитанных кривых обеспеченности высших уровней воды по 6 гидрологическим станциям в бассейнах реки Меконг и оз. Тонлесап в пределах территории Камбоджи.
4. Оценка площадей затопления на основе ГИС. Оценены факторы максимальных рисков и ущербов от затопления для населения и хозяйства страны. Они ожидаются в южной части территории страны. Максимальные площади затопления приходятся на территории с плотностью населения 200-2000 чел/км² и территории, занятые рисоводством.
Актуальность темы исследования определяется: 1 – частым характером проявления опасных гидрологических явлений – наводнений, вызывающих значительные затопления территорий Камбоджи; 2 – отсутствием в современных исследованиях второго и третьего этапов гидрологического мониторинга – оценки и прогноза гидрологического режима опасных гидрологических явлений (ОГЯ) для территории; 3 – недостаточным развитием ГИС и ГИС-технологий для целей разноаспектной ГИС-визуализации зон затопления и управления ОГЯ для территории Камбоджи; 4 – недостаточным развитием подходов к оценке ущербов от ОГЯ для населения и хозяйства страны.
Объектами исследования являются: река Меконг в пределах территории Камбоджи и озеро Тонлесап.
Предмет исследования: региональные особенности ОГЯ и оценка зон затопления территории Камбоджи, влияние наводнений на землепользование и население.
Целью исследования являются: разработка методики оценки зон затопления территории Камбоджи на основе ГИС и прогноза наступления высших уровней воды на реке Меконг.
Для выполнения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Анализ научной литературы по теме исследования, формулировка научной проблемы, цели и задач исследования.
2. Оценка климатических и гидрологических особенностей территории Камбоджи.
3. Статистический анализ влияния климата Камбоджи на гидрологический режим реки Меконг.
4. Разработка методик прогнозирования высших уровней воды на реке Меконг.
5. Расчёт высших уровней воды различной обеспеченности для реки Меконг за 2000 – 2021 гг.
6. Геоинформационное картирование зон затопления для высших уровней воды 1% и 50% обеспеченности.
7. Оценка влияния наводнений на землепользование и население Камбоджи.
Новизна исследования: 1 – впервые дана оценка и проведен статистический анализ влияния климата Камбоджи на гидрологический режим реки Меконг за последние 22 года; 2 – впервые были разработаны методики прогнозирования высших уровней на реке Меконг на основе данных 2000-2021 гг.; 3 – впервые на основе ГИС построены зоны затопления территории Камбоджи для 1% и 50% обеспеченности высших уровней воды; 4 – впервые на основе ГИС получены площади затопления территорий с различной плотностью населения и видами хозяйствования.
Практическая значимость исследования: выполненные исследования могут служить основой для прогнозирования высших уровней воды на 4-х нижерасположенных гидрологических станциях относительно высших уровней воды на станции Стинг Тренг и для оценки ущербов населению и хозяйству территории Камбоджи.
Методы, используемые в исследовании:
1. Для выполнения исследования использовались данные мониторинговых гидрологических наблюдений на реке Меконг и озере Тонлесап Комиссии по реке Меконг в пределах территории Камбоджи (Mekong River Commission, MRC).
2. Методы математической статистики использовались для анализа влияния климата Камбоджи на гидрологический режим.
3. Рекомендованные Гидрометцентром России методы краткосрочного гидрологического прогнозирования и оценки качества выпускаемых прогнозов.
4. Геоинформационные методы для построения зон затопления территории Камбоджи.
5. ГИС – моделирование для оценки влияния наводнений на землепользование и население Камбоджи использовались методы.
На защиту выносятся:
1. Результаты статистического анализа гидрологических и метеорологических данных региона. Были выделены 3 района с характерными особенностями влияния климата Камбоджи на гидрологический режим реки Меконг. Получена зависимость гидрологического режима от климата Камбоджи.
2. Методики прогнозирования высших уровней воды на 4 станциях на реки Меконг относительно даты формирования высшего уровня воды на гидрологической станции Стинг Тренг.
3. Результаты геоинформационного моделирования зон затопления на основе данных 2000-2021 гг. и рассчитанных кривых обеспеченности высших уровней воды по 6 гидрологическим станциям в бассейнах реки Меконг и оз. Тонлесап в пределах территории Камбоджи.
4. Оценка площадей затопления на основе ГИС. Оценены факторы максимальных рисков и ущербов от затопления для населения и хозяйства страны. Они ожидаются в южной части территории страны. Максимальные площади затопления приходятся на территории с плотностью населения 200-2000 чел/км² и территории, занятые рисоводством.
В результате выполнения работы получены следующие основные выводы:
1. На основе обобщения основных проблем водных объектов для территории Камбоджи была выбрана актуальная тема работы – анализ зон затопления, вызванных высшими уровнями воды на реке Меконг и озере Тонлесап. Поэтому именно наводнения, как наиболее часто встречающиеся и более опасные явления мы рассматриваем в работе.
2. Территория Камбоджи находится в субэкваториальном муссонном климате с жарким и сезонно-влажным климатом. Основной источник питания рек Камбоджи – дождевое. Традиционно выделяются сухой (с ноября по апрель) и влажный (с мая по октябрь) сезоны. Для сухого сезона среднемесячная температура составляет +28°С, а для сезона дождей +24°С. Сумма осадков для сухого сезона составляет менее 200 мм, а для сезона дождей – более 2700 мм. Ежегодные наводнения на реке Меконг вызываются юго-западным муссоном и сильными тропическими штормами.
3. В результате статистического анализа гидрологических и метеорологических данных региона были выделены 3 ключевых района с характерными особенностями влияния климата Камбоджи на гидрологический режим реки Меконг (1 – Верхний Меконг, 2 – озеро Тонлесап, 3 – Нижний Меконг). В первом районе влияние климата Камбоджи на сток реки Меконг минимально, так как 95% стока реки Меконг формируется за пределами Камбоджи. Во втором районе – наиболее выражено – так как практически полностью сток в озеро Тонлесап формируется на территории Камбоджи. В третьем – влияние климата Камбоджи на сток р. Меконг формируется за счет сочетания стока рек 1 и 2 районов, поэтому оно выражено меньше, чем во 2 районе.
4. Разработаны методики прогнозирования высших уровней воды на реке Меконг. Они показали высокую эффективность прогнозирования высших уровней воды по критериям, рекомендованным Гидрометцентром России и позволяют с заблаговременностью от 3 до 14 дней для разных станций получить дату наступления высших уровней на станции Стинг Тренг (станция, данные которой используются в качестве предиктора).
5. Для каждой станции были рассчитаны кривые обеспеченности высших уровней воды и на основе ГИС оценены площади затопления территории Камбоджи. Для охвата всего диапазона опасных уровней воды были выбраны 1% и 50% обеспеченности высших уровней воды для 6 репрезентативных гидрологических станций, равномерно распределенных вниз по течению реки Меконг и имеющих максимальные по продолжительности ряды наблюдений.
6. Выполнено геоинформационное моделирование зон затопления на основе данных 2000-2021 гг. для 6 репрезентативных гидрологических станций в пределах территории Камбоджи. На основе ГИС были построены 3 картосхемы: 1 – зон затопления территории Камбоджи, 2 – зон затопления с различными видами землепользования и 3 – зон затопления с различной плотности населения Камбоджи.
7. Максимальные риски и ущербы от затопления для населения и хозяйства страны ожидаются в южной части территории страны. Максимальные площади затопления приходятся на территории с плотностью населения 200-2000 чел/км² и территории, занятые рисоводством.
1. На основе обобщения основных проблем водных объектов для территории Камбоджи была выбрана актуальная тема работы – анализ зон затопления, вызванных высшими уровнями воды на реке Меконг и озере Тонлесап. Поэтому именно наводнения, как наиболее часто встречающиеся и более опасные явления мы рассматриваем в работе.
2. Территория Камбоджи находится в субэкваториальном муссонном климате с жарким и сезонно-влажным климатом. Основной источник питания рек Камбоджи – дождевое. Традиционно выделяются сухой (с ноября по апрель) и влажный (с мая по октябрь) сезоны. Для сухого сезона среднемесячная температура составляет +28°С, а для сезона дождей +24°С. Сумма осадков для сухого сезона составляет менее 200 мм, а для сезона дождей – более 2700 мм. Ежегодные наводнения на реке Меконг вызываются юго-западным муссоном и сильными тропическими штормами.
3. В результате статистического анализа гидрологических и метеорологических данных региона были выделены 3 ключевых района с характерными особенностями влияния климата Камбоджи на гидрологический режим реки Меконг (1 – Верхний Меконг, 2 – озеро Тонлесап, 3 – Нижний Меконг). В первом районе влияние климата Камбоджи на сток реки Меконг минимально, так как 95% стока реки Меконг формируется за пределами Камбоджи. Во втором районе – наиболее выражено – так как практически полностью сток в озеро Тонлесап формируется на территории Камбоджи. В третьем – влияние климата Камбоджи на сток р. Меконг формируется за счет сочетания стока рек 1 и 2 районов, поэтому оно выражено меньше, чем во 2 районе.
4. Разработаны методики прогнозирования высших уровней воды на реке Меконг. Они показали высокую эффективность прогнозирования высших уровней воды по критериям, рекомендованным Гидрометцентром России и позволяют с заблаговременностью от 3 до 14 дней для разных станций получить дату наступления высших уровней на станции Стинг Тренг (станция, данные которой используются в качестве предиктора).
5. Для каждой станции были рассчитаны кривые обеспеченности высших уровней воды и на основе ГИС оценены площади затопления территории Камбоджи. Для охвата всего диапазона опасных уровней воды были выбраны 1% и 50% обеспеченности высших уровней воды для 6 репрезентативных гидрологических станций, равномерно распределенных вниз по течению реки Меконг и имеющих максимальные по продолжительности ряды наблюдений.
6. Выполнено геоинформационное моделирование зон затопления на основе данных 2000-2021 гг. для 6 репрезентативных гидрологических станций в пределах территории Камбоджи. На основе ГИС были построены 3 картосхемы: 1 – зон затопления территории Камбоджи, 2 – зон затопления с различными видами землепользования и 3 – зон затопления с различной плотности населения Камбоджи.
7. Максимальные риски и ущербы от затопления для населения и хозяйства страны ожидаются в южной части территории страны. Максимальные площади затопления приходятся на территории с плотностью населения 200-2000 чел/км² и территории, занятые рисоводством.