ВВЕДЕНИЕ 4
1 ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ 6
1.1 Общие сведения о реке Неве 6
1.1. Рельеф и геологическое строение 8
1.2 Почвы и растительность 12
1.3 Общая характеристика гидрографической сети 14
1.3.1 Река Мга 15
1.3.2 Река Тосна 16
1.3.3 Река Ижора 18
1.3.4 Река Славянка 20
1.3.5 Река Охта 22
2 КЛИМАТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА 25
2.1 Общая характеристик климата 25
2.2 Исходные данные 26
2.3 Температура воздуха 26
2.4 Осадки 29
2.5 Изменение климата 30
3 МАКСИМАЛЬНЫЙ СТОК ПРИТОКОВ НЕВЫ 37
3.1 Общая характеристика водного режим притоков Невы 37
3.2 Исходные данные 41
3.2.1 Река Мга - д. Горы 42
3.2.2 Река Тосна - ст. Тосно 43
3.2.3 Река Тосна - д. Рубежи 44
3.2.4 Река Ижора - пос. Мыза-Ивановка 44
3.2.5 Река Ижора - д. Аннолово 45
3.2.6 Река Ижора - д. Антропшино 46
3.2.7 Река Славянка - пос. Тярлево 47
3.2.8 р. Охта - д. Новое Девяткино 47
3.3 Приведение коротких рядов к многолетнему периоду 48
3.4 Проверка рядов на однородность и стационарность 58
3.5 Оценка влияния антропогенных и климатических факторов на
максимальные расходы весеннего половодья 60
3.6 Расчет максимальных расходов весеннего половодья 65
3.6.1 Расчет числовых характеристик и их погрешностей 65
3.6.2 Расчет максимальных расходов воды по однородным рядам 66
3.6.3 Расчет максимальных расходов воды по неоднородным и
нестационарным рядам 67
3.6.4 Общая характеристика максимального весеннего стока притоков реки
Невы 71
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 72
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 75
ПРИЛОЖЕНИЯ 77
В последние десятилетия режим притоков Невы заметно меняется. Основные причины - изменение климата и возрастающая антропогенная нагрузка на речные водосборы. Цель настоящей работы оценить влияние климатических и антропогенных факторов на максимальный сток притоков реки Невы и дать рекомендации по расчету максимальных расходов в современных условиях. В связи с этим решались следующие задачи:
- сформировать ряды максимальных расходов за весь период наблюдений по основным притокам реки Невы и выполнить приведение коротких рядов к многолетнему периоду;
- провести проверку рядов на однородность и стационарность. Выявить даты нарушения условий формирования стока. Оценить степень влияния климатических трендов на статистическую структуру рядов максимального стока.
- выполнить расчет максимальных расходов весеннего половодья с учетом выявленных изменений.
Работа состоит из 3 глав, введения и заключения.
В первой главе дана краткая характеристика природных условий района исследований. Приводятся сведения о рельефе, геологическом строении, почвах, растительности, гидрографической сети.
Во второй главе описана общая картина климатических условий рассматриваемой территории. Представлена информацию о данных, использованных для анализа климата. Приводится информация о температурных характеристиках, включая средние значения, изменчивость и тенденции в температуре воздуха. Анализируются осадки, включая количество осадков, их распределение по времени. Рассматриваются изменения климата в регионе, включая анализ трендов в температуре и осадках, а также влияние глобальных климатических изменений.
В третьей главе анализируется водный режим притоков Невы, а именно рек: Мга, Тосна, Ижора, Славянка, и Охта. Описываются методы применяемые для продления коротких рядов данных на длинные временные периоды. Рассматриваются методы и техники для оценки стационарности данных в течение времени. Анализируется влияние различных факторов, таких как человеческая деятельность и изменения климата, на максимальные расходы весеннего половодья. Приводятся методы и алгоритмы для вычисления максимальных расходов весеннего половодья, включая расчет числовых характеристик и определение ординат аналитических кривых обеспеченностей.
Бакалаврская работа содержит 38 рисунков, 18 таблиц, 19 приложений и список использованных источников из 18 наименований. Общий объем работы 113 страниц.
В результате проведенного исследования получены следующие результаты.
- Произведено формирование рядов максимальных расходов.
- Выполнено приведение коротких рядов к многолетнему периоду.
- Осуществлена проверка рядов на однородность и стационарность.
- Дана оценка влияния климатических трендов на максимальный сток.
- Выявлены даты нарушения условий формирования стока.
- Оценено влияние климатических и антропогенных факторов на максимальный сток притоков Невы.
- Рассчитаны обеспеченные максимальные расходы весеннего половодья с учетом выявленных изменений.
Установлено, что за последние 30-35 лет среднегодовая температура воздуха в Санкт-Петербурге и его окрестностях повысилась на 1.5 °С, а годовая сумма осадков увеличилась на 42 мм.
Урбанизация и изменение климата повлияли на максимальный сток притоков Невы. Из восьми рядов только четыре являются однородными и стационарными. В этих условиях расчет максимальных расходов выполнялся с учетом индивидуальных особенностей вероятностной структуры каждого ряда.
Для однородных стационарных рядов расчет максимальных расходов воды производился с использованием кривой обеспеченностей Крицкого- Менкеля и Пирсона-III типа. Для неоднородных рядов строились усеченные кривые двухпараметрического гамма-распределения, Гумбеля и Парето. Выбор типа кривой осуществлялся по наилучшему соответствию эмпирических точек и аналитической кривой.
Расчет максимальных расходдов весеннего половодья выполнен с учетом данных наблюдений за последние годы и в соответствии с рекомендациями СП 529.1325800.2023. Учитывая это полученные расчетные расходы можно рекомендовать для практического использования.
