ВВЕДЕНИЕ 4
1. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ И КЛИМАТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ 6
1.1. Северо-Двинская водная система 6
1.2. Природные условия в районе исследований 8
1.2.1. Общие сведения о реке Северная Двина 8
1.2.2. Рельеф и геологическое строение 13
1.2.3. Почвы 16
1.2.4. Растительность 17
1.2.5. Общая характеристика гидрографической сети 18
1.3. Климатическая характеристика 19
1.3.1. Общая характеристика климата 19
1.3.1. Температура воздуха 20
1.3.2. Осадки 23
2. ВЛИЯНИЕ ИЗМЕНЕНИЙ КЛИМАТА НА ДАТЫ НАСТУПЛЕНИЯ
ХАРАКТЕРНЫХ ФАЗ ЛЕДОВОГО РЕЖИМА 25
2.1. Особенности водного режима рек бассейна Северной Двины .... 25
2.2. Исходные данные 27
2.3. Проверка рядов на однородность и стационарность 38
2.4. Влияние изменения климата на сроки и продолжительность
физической навигации 44
3. РАСЧЕТ СРОКОВ НАЧАЛА, ОКОНЧАНИЯ И
ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ НАВИГАЦИИ В УСЛОВИЯХ МЕНЯЮЩЕГОСЯ
КЛИМАТА 50
3.1. Расчет характерисик навигационного периода в случае
стационарности рядов 50
3.1.1. Распределение SB Джонсона и критерии его применимости .. 50
3.1.2. Расчет характеристик навигационного периода с оценкой
параметров распределения методом моментов 56
3.1.3. Расчет характеристик навигационного периода при определении параметров распределения методом подбора 57
3.2. Расчет характеристик навигационного периода при нестационарности рядов 61
3.3. Результаты расчета 64
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 66
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 67
ПРИЛОЖЕНИЯ 69
Сроки вскрытия и замерзания рек определяют фактическую продолжительность навигации на внутренних водных путях (ВВП) Российской Федерации. Надёжный расчет дат наступления и прекращения ледовых явлений позволяет составить план перевозок и вовремя вернуть суда флота к месту зимовки и ремонта. При этом необходимо знать не только средние даты начала и окончания навигации, но и иметь представление о смещении этих дат в наиболее теплые и наиболее холодные годы.
Для решения этой задачи строят кривые обеспеченностей дат наступления характерных фаз ледового режима. При построении таких кривых в качестве переменной рассматривают ежегодное число дней от постоянного начала до характерной даты. Главная проблема в этом случае - выбор аналитической кривой обеспеченностей для аппроксимации эмпирических данных. Аналитическая кривая должна иметь верхний и нижний пределы, и, следовательно, нельзя использовать традиционные для российской гидрологии кривые Криц- кого-Менкеля и Пирсона III типа.
Заданным требованиям удовлетворяет функции распределения SB Джонсона. Распределение SB Джонсона имеет верхний и нижний пределы и в общем случае является четырех-параметрическим.
Цель настоящей работы: на примере рек бассейна Северной Двины оценить возможность применения функции распределения SB Джонсона для расчета сроков и продолжительности физической навигации.
В связи с этим решались следующие задачи:
- подготовить исходные данные, выполнить проверку рядов на однородность и стационарность;
- рассчитать сроки начала и окончания ледостава;
- рассчитать продолжительность физической навигации.
Работа состоит из 3 глав, введения и заключения.
В первой главе дана краткая физико-географическая и климатическая характеристика бассейна реки Северная Двина. Приводятся сведения о рельефе, геологическом строении, почвах, растительности, гидрографической сети, температуре воздухи и осадкахв районе исследований.
Во второй главе описываются особенности водного режима рек бассейна Северной Двины, приводятся исходные данные и описания гидрологических постов, проводятся проверки на однородность, стационарность и наличие тренда, оценивается влияние изменений климата на исследуемые величины.
В третьей главе рассматривается методика расчета: описываются варианты расчета при однородности рядов, при неоднородности рядов, при несоответствии рядов распределению SB Джонсона.
В заключении приводятся основные результаты проделанной работы.
Бакалаврская работа содержит 46 рисунков, 40 таблиц, 5 приложений и список использованных источников из 10 наименований. Общий объем работы 110 страниц.
Установлено, что в бассейне Северной Двины наблюдается рост среднегодовой температуры воздуха и годовых сумм осадков. Дата изменения климатических условий приходится на конец 90-х годов XX века.
Климатические изменения привели к смещению дат начала и окончания ледостава на реках исследуемого района. На большинстве гидрометрических постов ледостав в последние 20-25 лет устанавливается на 7 дней позже и заканчивается на 2 дня раньше. Продолжительность физической навигации увеличилась в среднем на 9 дней. В связи с этим многие ряды дат наступления характерных фаз ледового режима являются неоднородными и нестационарными. Из 27 рассмотренных рядов только для 12 рядов гипотеза об однородности и стационарности не опровергается (при уровне значимости 2а = 5%).
Для расчета сроков начала и окончания навигации в работе использовалось четырех параметрическое распределение SB Джонсона, которое имеет верхний и нижний пределы. Для однородных рядов кривые обеспеченностей строились по данным за весь период наблюдений. Для неоднородных рядов кривые обеспеченностей были построены за последний квазистационарный период. Во всех случаях наблюдается хорошее соответствие эмпирических и аналитических кривых.
Анализ показал, что в современных условиях продолжительность физической навигации на реках района в среднем составляет от 170 дней (Северная Двина - Усть-Пинега) до 211 дней (Сухона - Тотьма), но в экстремально холодные годы и в экстремально теплые годы (повторяемостью 1 раз в 100 лет) продолжительность физической навигации может соответственно уменьшаться или увеличиваться примерно на месяц.
