Введение 2
Глава 1. Физико-географическое описание 4
1.1 Физико-географическое описание ЕТР 4
1.2 Физико-Географическое описание расчетных рек 7
1.2.1 Река Ветлуга 7
1.2.2 Река Зуша 9
1.2.3 Река Ловать 13
1.2.4 Река Полисть 16
1.2.5 Река Молога 17
Глава 2. Режим рек в зимний период 21
2.1. Типы зимнего режима и замерзания рек 21
2.2. Оценки гидравлических сопротивлений 23
2.3. Режим ледяного покрова в предледоходный период 26
2.4. Ледовый режим рек ЕТР (Верхнего Поволжья) 29
Глава 3. Методы учета стока в зимний период 33
3.1. Особенности вычисления стока в зимний период 33
3.2. Методы, применяемые на гидрологической сети 34
3.3. Интерполяционно-гидравлические модели 40
3.4. Метод, использующий параметр Великанова 44
Глава 4. Анализ результатов расчетов 46
Заключение 51
Список Литературы 52
Повышение точности учета стока - одно из важнейших условий эффективного использования водных ресурсов. Надежные данные о расходах воды особенно необходимы в переходные периоды, когда происходит резкое изменение водности реки.
Нормативным документом для выполнения учета стока является устаревшее Наставление 1958 года, включающее в основном методы, опирающиеся на интуитивные приемы и формальные схемы и не отвечающие современным требованиям и современным возможностям. Это в полной мере касается и методов учета стока в зимний и переходные периоды, к которым относится метод использующий хронологический график переходных коэффициентов Кзим и интерполяция измеренных расходов воды, также выполняемая графическим способом. Интерполяция измеренных расходов имеет существенные ограничения так как дает надежные результаты только при большом числе измерений, выполнение которых в осенне-зимний период часто невозможно.
Более обоснованы физически и точны интерполяционно - гидравлические модели, получившие развитие в исследованиях И.Ф.Карасева. Одним из результатов этих исследований был выход в 1980 году рекомендаций по учету стока на реках в зимний и переходные периоды, разработанных отделом гидрометрии ГГИ и сотрудниками ВВУГкс под руководством И.Ф.Карасева. В частности, для рек с устойчивым ледоставом рекомендовалась регрессионно-гидравлическая модель (РГМ), использующая в качестве предикторов не только гидравлические характеристики, но и фактор времени, тем самым учитывалась закономерность изменения гидравлических сопротивлений в зимний и переходные периоды. Предлагаемые физико-математические модели проверялись в частности ВВУГКС и оказались эффективней применяемых способов, но не получили распространения из-за отсутствия в то время на гидрологической сети вычислительной техники.
К настоящему времени большинство станций гидрологической сети оснащено компьютерами и имеет возможность использовать, методы учета стока требующие выполнения большого объема вычислений, что открывает перспективу повышения точности учета стока за счет внедрения современных методик и технологий, основы которых были заложены в конце прошлого века.
Цель данного исследования заключается в дальнейшем обосновании перехода при учете стока в осенне-зимний период на более физически обоснованные и отвечающие современным требованиям, методы.
В качестве объекта исследований выбраны реки Верхнего Поволжья, ледовый режим которых в осенне-зимний период, как правило, не осложненный заторами, является типичным для рек, течение которых ориентированно преимущественно с севера на юг...
Выполненный анализ позволяет сделать следующие выводы:
- применяемые на сети методы вычисления стока в зимний период (переходных коэффициентов), могут давать существенные погрешности при учете стока и мало пригодны для использования в компьютерной технологии вычисления стока, так как сводятся к графическим построениям и во многом опираются на опыт специалиста.
- модель РГМ хоть, и более физически обоснована, и должна достаточно адекватно описывать изменение гидравлических условий в зимний период, но надежных результатов для большинства рек по ней получить не удалось. Возможно это произошло из-за изменения гидравлического режима этих рек или неточности исходных данных (в частности толщины льда в период заберегов и начала ледостава и соответственно площади сечения ледяного покрова).
- параметр Великанова позволяет оценить характер изменения гидравлического сопротивления русла в зимний период.
- вычисление стока на основе интерполяции параметра Великанова дает надежные результаты при нормативном числе измерений расходов воды в переходный период (4-6 расходов в месяц); для повышения точности метода при недостаточном числе измерений необходима дальнейшая его апробация.
- метод, основанный на интерполяции параметра Великанова, следует рекомендовать в качестве наиболее рациональной математической основы для компьютерной технологии вычисления стока в зимний период.
1. Векшина Т.В., Большаков В.А. Математическая модель влияния зарастания на гидравлические сопротивления речных русел // Информационные технологии и системы: управление, экономика, транспорт, право / Вып. 3 (21) / Под ред. д.т.н., проф. Истомина Е.П. - СПб.: ООО «Андреевский издательский дом» - 2017 г - С. 145-147
2. Векшина Т.В., Большаков В.А. Оптимизация гидрометрического учета стока зарастающих рек//Перспективы развития науки и образования: сборник научных трудов 29 апреля 2017 г. по материалам XVI международной научно-практической конференции/ Под общ. Ред. А.В. Туголукова - Москва: ИП Туголуков А.В., 2017 - 259с.
3. Догановский А.М. Гидрология суши (общий курс). - СПб.:РГГМУ, 2012. - 524 с.
4. Барышников Н.Б. Динамика русловых потоков. - СПб.: изд. РГГМУ, 2007. - 314 с.
5. Карасев И.Ф. Математические модели гидрометрического учета речного стока.- Труды ГГИ, 1978, вып.256, с.3-35.
6. Карасев И.Ф., Коваленко В.В. Стохастические методы речной гидрав-лики и гидрометрии.- СПб.: Гидрометеоиздат, 1994
7. И.Ф.Карасев, И.Г. Шулепов. Гидрометрия. - енинград,Гидрометеоиздат,1985.
8. А.А. Лучшева. Практическая гидрометрия. - Ленинград,
Г идрометеоиздат,1983.
9. Р.А. Нежиховский. Типы замерзания рек и типы зажоров льда. - Метеорологи и гидрология. N2, 1974.
10. Наставление гидрометеорологическим станциям и постам, вып.6, ч. 3 - Л.: Гидрометеоиздат, 1978.
11. Нежиховский Р.А. Коэффициенты шероховатости нижней поверхности шуголедного покрова.- Труды ГГИ, 1964, вып.110, с.15-35.
12. Ковалев Л.М. Расчеты зимнего стока рек с ледяным покровом. - М., Л.: Гидроэнергоиздат, 1950. - 104 с.
13. Нежиховский Р.А. Типы замерзания рек и типы зажоров льда. - Метеорология и гидрология, 1974, №2, с.68-74.
14. Панов Б.П. Зимний режим рек СССР. - издательство ЛГУ, 1960. - 239
с.
15. Пиотрович В.В. Аминева В.Я. Расчет толщины ледяного покрова на реках и водохранилищах для целей прогноза ледовых явлений. - В кн. Труды IV Всесоюзн. гидролог. Съезда. Т.7. Л.: Гидрометеоиздат, 1976, с.288-295...24