Введение 4-5
1. Геологическая история образования Валдайской возвышенности 6-7
1.2 Физико - географическая характеристика района 8-11
1.3 Общая характеристика водного режима 12-13
1.4 Методика расчёта основных характеристик 14-19
1.5 Климатические нормы осадков и температуры воздуха по метеостанции «Валдай» 20-28
2. Расчёт внутригодового распределения стока
2.1. р.Полометь - с.Яжелбицы 29-35
2.2. р. Валдайка - ГТС 36-42
2.3. Вывод 43
3. Оценка слоя стока весеннего половодья 44
3.1 Анализ исходных данных 45-47
3.2 Расчёт стокоформирующих осадков (их характеристика) 48-49
3.3 Расчёт коэффициента стока весеннего половодья (его динамика) 50
3.4 Расчёт потерь стока (их динамика) 51
3.5 Оценка динамики испарения и уровней грунтовых вод 52-53
3.6 Статистическая проверка слоя стока весеннего половодья 54
3.7 Вывод 55
4. Сценарная оценка стока по уравнению Фоккера -Планка- Колмогорова
4.1 Методика расчёта 56-59
4.2 Анализ исходных данных 60-62
4.2.1 Годовой сток 63-64
4.3 Расчёт по уравнению ФПК для 3-х моментов (квази- стационарный режим)
4.3.1 Поверочный расчёт для периодов с 1961-1990 и 1991-2020 гг. Первый вариант с учётом осадков. Второй вариант с
учётом осадков и температуры воздуха 65-68
4.3.2 Сценарный расчёт годового стока с 2021-2050 гг. Первый вариант с учётом осадков. Второй вариант с учётом осадков и температуры воздуха 69-71
4.3.3 Сценарный расчёт годового стока с 2051 -2080 гг. Первый вариант с учётом осадков. Второй вариант с учётом осадков и температуры воздуха 72-74
4.4 Вывод 75-77
5. Расчёт оценки вероятного вреда ГТС на р. Валдайке
5.1 Состав и описание гидротехнического сооружения Валдайского Водохранилища 78
5.2 Основные параметры Валдайского водохранилища 79-80
5.3 Методика расчёта 81
5.3.1 Расчёт максимальных расходов р. Валдайка - ГТС 82-85
5.3.2 Определение сценария аварии на ГТС Валдайского
водохранилища 86
5.3.3 Определение параметров волны прорыва по выбранным
расчетным створам 87-89
5.3.4 Вывод 90
5.1 Натурные показатели
5.4.1 Методика расчёта. Модель руслового стока с
распределенными параметрам. Кинематическая волна 91-92
5.4.2 Анализ исходных данных 93-95
5.4.3 Расчёт, связанный с распространением по руслу волны
попуска 96-97
5.4.4 Вывод 98
Заключение 99-100
Список использованной литературы 101
Приложение А. Расчёт внутригодового распределения стока 102-108 Приложение Б. Слои стока весеннего половодья 109-115
Приложение В. Сценарная оценка годового стока 116-133
Приложение Г. Водный баланс Валдайского озера 134-142
Приложение Д. Схема ГТС на р. Валдайке
Любое гидротехническое сооружение подвержено тому (климатические изменения) или иному (износ, человеческий фактор) риску разрушения. Этот риск связан с потенциальными ущербами, относящимися к территориям, расположенным ниже по течению, поэтому регулярно производится перерасчёт (оценка) возможных аварий на ГТС.
В настоящее время инструментальными наблюдениями выявлены существенные климатические изменения, относящиеся к 80-90 годам прошлого века. Это нашло отражение в изменении внутригодового распределения речного стока. Поэтому, актуальным является оценка климатических изменений прошлого и будущего гидрологического состояния водных объектов.
Целью моей работы является:
1. Освоить методику расчёта оценки ущерба на ГТС
2. Подготовить исходные данные:
2.1. Для расчёта перемещения волны попуска
2.2. Для оценки климатических изменений в районе Валдая (осадки и температура воздуха)
2.3. Для оценки гидрологических последствий изменения климата
3. Оценить изменение внутригодового распределения стока
4. Выполнить сценарную оценку различных видов стока (среднегодовой модуль стока и слой стока весеннего половодья) на перспективу
Для достижения поставленной цели ставлю перед собой следующие задачи:
1. Рассмотреть всю нормативную документацию для расчёта ущерба от аварии на ГТС
2. С использованием открытых источников сформировать необходимые гидрометеорологические материалы
3. С помощью специализированных программ и математических моделей рассчитать волну попуска на реке Валдайке
4. С помощью математической модели ФПК оценить гидрологические последствия климатических изменений для различных видов стока (годовой и слой стока весеннего половодья).
В проделанной работе можно сделать следующие выводы:
1. Мы провели эксперимент, пробный, на предмет распространения паводочной волны моделью руслового стока, получили коэффициент соответствия 0,36.
2. По регламенту Всемирной метеорологической организации (ВМО) климатологической стандартной нормой, которая теперь обозначается как последний 30-летний период, завершающийся годом, оканчивающимся нулем - это период осреднения значений метеорологических параметров для получения норм с 1991-2020 гг. Ранее базовым в системе Росгидромета являлся период 1961-1990гг.
За климатические периоды выявлены изменения, в частности повышение температуры воздуха на 1.20С и увеличение осадков на 90 мм по сравнению с базовым периодом.
За рассмотренные периоды осредненная продолжительность теплого периода увеличилась на 12 дней, соответственно холодного - сократилась. Суммы температур, как интегральный показатель, за теплые и холодные периоды также увеличились на 9 и 25 % соответственно, что характеризует потепление в зимний период более интенсивным.
3. При оценке стока на регулируемое водохранилище, мы взяли реку- Полометь - створ Яжелбицы и сделали сценарную оценку изменения годового стока на период с 2021-2050гг. и 2051-2080гг. на перспективу. Выявлено дальнейшее увеличение температуры воздуха до 6,70С и 7,20 соответственно новым 30-летним климатическим периодам. Осадки тоже будут увеличиваться до 842 мм и 854 мм соответственно новым периодам.
Провели исследование весеннего половодья, где самый большой сток и выявили его уменьшение, также уменьшаются влагозапасы (уровней грунтовых вод), а испарение с почвы увеличивается. Определили устойчивые переходы температуры воздуха через 0 весной и осенью и вычислили стокоформирующие осадки, а также коэффициент стока, который имеет тенденцию к уменьшению.
4. Оценили водность рек методом внутригодового распределения стока на реке Полометь и зарегулированной реке Валдайке. Получили распределение стока заданной обеспеченности 50%,75% и 95% для каждого месяца водохозяйственного года.
5. При изучении нормативной документации по расчёту вероятного вреда, определили максимальной расход воды 5% обеспеченности (6,15 м3/с) на р. Валдайке, рекомендуемый для ГТС IV класса. Результаты расчета по распространению волны прорыва в случае гидродинамической аварии плотин (дамб водохранилищ) нанести на топографическую карту до створа, в котором максимальный за время наводнения расход не превышает расчетный максимальный расход обеспеченности, устанавливаемый в зависимости от класса сооружений.
В результате проделанной работы дали общую оценку гидрометеорологических условий эксплуатации ГТС, переходя от исследования климатических макропроцессов к процессу перемещения паводочной волны.
