Введение 2
1. Физико - географическое описание района 4
1.1 Общая характеристика Калининградской области 4
1.2 Описание водосбора реки Преголя - г. Гвардейск 7
1.3 Описание водосбора реки Лава - д. Родники 8
1.4 Описание водосбора реки Инструч - с. Ульяново 9
2. Методы учета стока 11
2.1 Методы учета стока при наличии ледовых явлений 12
2.2 Методы учета стока при зарастании русла 18
2.3 Методы учета стока при свободном русле 25
3. Современные методы учета стока 27
3.1 Регрессионно - гидравлические модели 28
3.2 Интерполяция параметра Великанова 44
4. Анализ результатов расчёта 45
Заключение 51
Список использованной литературы
Современная практика учета стока основана на методическом руководстве, разработанном почти полвека назад [6]. Большая часть методов, которую рекомендует руководство, обычно склоняется к построению графиков, реализации интуитивных приемов, недостаточно подходящих для осуществления на ЭВМ. Такие недостатки также отражаются на временных кривых и на методах переходных коэффициентов, использующихся для учета стока рек. Очевидно, что необходим переход на компьютерные технологии учета стока, основывающийся на современных, обоснованных методах, которые будут опираться на единую методологию.
В процессе использования компьютерных технологий расширяются возможности использования параметрических моделей при решении разнообразных гидрологических задач, увеличивается вероятность включения большего количества взаимосвязей гидрологических параметров в различных процессах.
В многообразии параметров основными будут те, которые обычно характеризуют речной бассейн, могут быть вычислены по натурным данным. Увеличение притязаний к эксплуатации измерительных приборов, точности результатов и качеству гидрологических характеристик, сводится к необходимому использованию цифровых методов обработки информации в измерительных устройствах, применяющие микропроцессорные средства.
Повышение точности учета стока - одна из основных составляющих результативного применения водных ресурсов. Достоверные данные о расходах воды особенно востребованы в переходные периоды, после резкого изменения водности реки и возникновения подпорных явлений [5] из-за зажоров льда или влияния растительности на речной поток.
На данный момент большинство станций гидрологической сети снабжено цифровым оборудованием и способно использовать методы учета стока, которые требуют проведения большого объема вычислений, тем самым открывая перспективу повышенной точности учета стока, в следствии внедрения современных методик и технологий, которые были основаны на методах конца прошлого века.
Цель данной работы заключается в совершенствовании методики гидрометрического учета стока методом интерполяции параметра Великанова. Для исследований были взяты реки Калининградской области.
Для выполнения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Исходя из сравнительного анализа результатов расчета оценить эффективность применения рассматриваем ого метода.
2. Выполнить оценку метода с точки зрения его универсальности и пригодности для использования при разработке компьютерной технологии учета стока.
В качестве исходного материала использовались данные наблюдений гидрологических ежегодников филиала ФГБУ «Северо-западное УГМС» Калининградский ЦГМС.
Представленная методика реализована в виде вычислительных процедур. Проведена серия численных экспериментов по оптимизации компьютерной технологии гидрометрического учета стока для постов на реках Калининградской области.
С помощью выполненного анализа можно сделать выводы:
- с помощью параметра Великанова можно количественно оценивать изменения гидравлических условий в русле;
- применение интерполяции параметра Великанова при учете стока дает возможность получать надежные и физически обоснованные результаты;
- при использовании методики для рек с малым водосбором, нужно брать во внимание, что погрешность может возрасти;
- методика, основанная на хронологическом представлении параметра Великанова (m), в полной мере отражает изменения пропускной способности русла и служит наиболее рациональной математической основой для компьютерной технологии вычисления стока рек;
- Получено почти полное совпадение гидрографов построенного по данным гидрологического ежегодника и рассчитанного по предложенной модели, такое совпадение наблюдалось практически для всех рассчитанных гидрографов стока.
1. Алекин О.А. Гидрохимия рек СССР - Л., Гидрометеоиздат, 1948.
2. Алиев Д.С. Опыт использования белого амура для борьбы с зарастанием водоемов - Ашхабад.: Изд. АН Туркм., 1963.
3. Барышников Н.Б., Поташко Е.А., Скоморохова Е.М., Субботина Е.С. Антропогенное воздействие на пойменные процессы и гидравлику руслопойменных потоков // Учёные записки Российского государственного гидрометеорологического университета № 22. Научно -теоретический журнал. - СПб.: изд. РГГМУ, 2011. - С. 7-12.
4. Беркович К.М., Чалов Р.С., Чернов А.В. Экологическое русловедение - М: ГЕОС, 2000.
5. Большаков В.А. Информационные технологии в прикладных задачах гидравлики //Перспективы развития науки и образования: сборник научных трудов по материалам XXVII международной научнопрактической конференции/ Под общ. Ред. А.В. Туголукова - Москва: ИП Туголуков А.В., 2018. С 231- 233.
6. Большаков В.А., Векшина Т.В. Гидравлические сопротивления и учет стока при зарастании русел рек водной растительностью//Перспективы развития науки и образования: сборник научных трудов 31 марта 2016 г. по материалам III международной научно -практической конференции/ Под общ. Ред. А.В. Туголукова - Москва: ИП Туголуков А.В., 2016 - С. 217-219
7. Боровков В.С. Русловые процессы и динамика потоков на урбанизированных территориях -Л.: Гидрометеоиздат, 1989.
8. Быков В.Д., Васильев А.В. Гидрометрия - Л.: Гидрометеоиздат, 1972.
9. Векшина Т.В. Гидравлические сопротивления русел рек, зарастающих растительностью // Учёные записки Российского государст венного гидрометеорологического университета № 15. Научно-теоретический журнал. - СПб.: изд. РГГМУ, 2010. - С. 19-26.
10. Векшина Т.В. Микропроцессорные устройства в гидрометеорологии //Перспективы развития науки и образования: сборник научных трудов по материалам XXVII международной научно-практической конференции/ Под общ. Ред. А.В. Туголукова - Москва: ИП Туголуков А.В., 2018. С 234- 236.
11. 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. - С. 145-147
12. Векшина Т.В., Карасев И.Ф. Режим гидравлических сопротивлений зарастающих речных русел / Труды Академии проблем водохозяйственных наук. Вып. 9. Проблемы русловедения. - М.: изд. МГУ, 2003. - 220с. - с.112-122
13. Великанов М.А. Динамика русловых потоков -М.: Гидрометеоиздат, 1954.Т1, М.: Гидрометеоиздат 1955, Т2.
14. Веригин Б.В. Проблемы рыбохозяйственного использования растительноядных рыб в водоемах СССР - Ашхабад.: Изд. АН Туркм., 1963.
15. Голосов В.Н. Перераспределение наносов в верхних звеньях флювиальной сети земледельческих регионах: теория вопроса и опыт регионального анализа (на примере равнин умеренного пояса) В сб. «Эрозия почв и русловые процессы» вып.13, изд. МГУ, 2001, с.94 -119.
16. Жадин В.И., Герд С.В. Реки, озера и водохранилища СССР их фауна и флора - М: Государственное учебно-педагогическое издательство министерства просвещения РСФСР, 1961.
17. Карасев И.Ф. Речная гидрометрия и учет водных ресурсов -Л.: Гидрометеоиздат, 19 80.
18. Карасев И.Ф., Векшина Т.В. Расчетная оценка гидравлических сопротивлений русел зарастающих рек // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева/ Т.245. - 2006. - С. 101-108
19. Карасев И.Ф., Векшина Т.В. Режим гидравлических сопротивлений зарастающих русел. Труды Академии проблем водохозяйственных наук, вып.9 «Проблемы русловедения». - М., 2003, с.112-122.
20. Карасев И.Ф., Коваленко В.В. Стохастические методы речной гидравлики и гидрометрии. - СПб.: Гидрометеоиздат, 1994
21. Карасев И.Ф., Сунцова Е.Б. Пропускная способность русла и учет стока зарастающих рек. Ж. «Гидротехническое строительство», №1, 2001.
22. Константинов А.С. Общая гидробиология - М: Высшая школа, 1986.
23. Наставление гидрометеорологическим станциям и потам, вып.6, ч. 1 -3 - Л.: Гидрометеоиздат, 1978.
24. Семенов В.А., Семенова И.В. Водные ресурсы и гидроэкология Калужской области. - Обнинск, 2002.
25. Флерова Р.А. Гидрологический анализ результатов наблюдений на речных станциях - Л., Гидрометеоиздат, 1951
26. Эйпре Т.Э. Анализ способов вычисления ежедневных расходов воды рек.-Л.: Гидрометеоиздат, 1981г
27. Гидрологический ежегодник бассейна Балтийского моря за 1953 г. Том 1, выпуск 4 - 6
28. Гидрологический ежегодник бассейна Балтийского моря за 1963 г. Том 1, выпуск 4 - 6
29. Гидрологический ежегодник бассейна Балтийского моря за 1973 г. Том 1, выпуск 4 - 6
30. Яковлева Т.И. Усовершенствование и адаптация моделей гидрометрического учета стока при неоднозначных зависимостях расходов от уровней воды. - Сборник работ по гидрологии ГГИ, 2003, № 26, с.58-69.)
31. Ковалёв Л. М. Расчеты зимнего стока рек с ледяным покровом. - М. Л.: Гидроэнергоиздат, 1950.