АННОТАЦИЯ 3
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БАССЕЙНА
РЕКИ БАРГУЗИН 5
1.1. Общие сведения о реке 5
1.2. Физико-географическая характеристика бассейна реки Баргузин 6
1.2.1. Рельеф и геология 6
1.2.2. Почва и растительность 9
1.2.3. Климат 10
1.3. Гидрологическая изученность 13
ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ГИДРОГРАФОВ СТОКА Р. БАРГУЗИН - П.
БАРГУЗИН 16
2.1. Описание программы «HBV-light» 16
2.2. Калибровка параметров модели 18
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ОЦЕНКА ИХ
ДОСТОВЕРНОСТИ 23
3.1. Визуализация смоделированных характеристик 23
3.2. Проверка качества модели 29
3.3. Динамика элементов водного баланса реки Баргузин в п. Баргузин за
период моделирования (1966 - 2021 гг.) 31
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 37
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 39
ПРИЛОЖЕНИЕ А 41
Из озера Байкал вытекает только одна река, но впадают в него несколько сотен рек. Одной из таких рек, которая представляет интерес для научных исследований, является река Баргузин. Расположенная в Восточной Сибири, она обладает значительным стоком и протекает через разнообразные ландшафты и климатические зоны, что делает ее исследование особенно интересным. Отметим, что реки - это водные потоки, основной составляющей которых, как правило, служит стекающая с поверхности дождевая и талая вода, несущая свои потоки в разработанных руслах [2].
Актуальность выбранной темы заключается в необходимости заполнения имеющихся пропусков в ряду данных расходов воды р. Баргузин для дальнейшего потенциально возможного использования этих данных при решении определенных гидрологических задач.
Целью дипломной работы является подбор региональных параметров моделирования в программе «HBV-light» для оценки элементов водного баланса, а также восстановления пропусков в рядах наблюдений, их удлинения, и оценки их достоверности для р. Баргузин.
Для достижения цели поставлены следующие задачи:
1. Поиск данных ежедневных расходов воды в гидрологических ежегодниках и на сайте «АИС ГМВО».
2. Поиск данных метеонаблюдений (температуры воздуха, количества осадков), восстановление пропусков по регрессионным моделям.
3. Освоение программы «HBV-light», изучение механизма моделирования.
4. Подбор параметров моделирования для достижения более точной работы модели.
5. Дать оценку результатам моделирования гидрографов стока за разные временные интервалы
Используемая в работе программа «HBV-light» является общедоступным современным инструментом гидрологического моделирования и контроля качества исходных данных.
Итогом процесса моделирования гидрографа стока и элементов водного баланса для водосбора реки Баргузин в п. Баргузин за 1966 - 2021 гг. являются подобранные параметры модели с критерием качества, равным 0.68, т.е. результат удовлетворительный, что свидетельствует о применимости модели.
Считается, что 5-10 лет достаточно, для калибровки модельных параметров. Однако, модельные параметры подобранные за период 2008-2020 гг (13 лет) с хорошим критерием качества 0.84, оказались абсолютно неприемлемыми для 2021 года. Низкое качество моделирования обусловлено дефицитом доступных метеоданных. Расчетная метеостанция находится в замыкающем створе водосбора, и в случае фиксации или не фиксации локальных ливневых осадков, не отражает реальной метеорологической картины на водосборе.
За период с 1966 по 2021 годы проведен анализ гидрографа среднесуточных слоев стока водосбора реки Баргузин, расположенного в поселке Баргузин. Этот анализ позволил получить детализированное представление о ежедневных колебаниях уровня стока в течение многих десятилетий. Важным результатом исследования является моделирование влажности деятельного слоя почвы на том же водосборе за указанный период.
Моделирование показало, что в 2014-2016 годах наступил период минимальных значений влажности деятельного слоя почвы. Этот период совпал с наблюдаемыми минимальными уровнями воды в озере Байкал, что подчеркивает взаимосвязь между водосбором реки Баргузин и гидрологическими процессами в регионе Байкала.
Исследование не только углубило понимание гидрологических процессов в регионе, но и предоставило базу данных для дальнейших исследований климатических изменений и их влияния на водные ресурсы Байкальского региона. Полученные результаты могут быть использованы для разработки стратегий устойчивого водопользования и охраны экосистем озера Байкал в условиях изменяющегося климата.
1. Ресурсы поверхностных вод СССР. Т. 15 / Сост.: Н. Д. Савченко, С. И. Пиньковский, К. В. Молькентин и др. ; Под ред. Н. А. Паниной; Зап. -Сиб. управление гидрометеорол. службы. - Л.: Гидрометеоиздат, 1972. - 406 с.: ил.
2. Алисов Б. П. Климат СССР: [учебник для студентов географических специальностей университетов и педагогических институтов]. - М.: Высшая школа, 1969. - 103, [1] с.: ил.
3. Географический энциклопедический словарь : Географические названия / Гл. ред. А. Ф. Трешников. - 2-е изд., доп.. - М. : Советская энциклопедия, 1989. - 591 с., [8] л. карт: ил., карт.
4. Болатова А.А., Ттллакархм Т.А. // Результаты калибрования гидрологической модели HBV для горных рек Казахстана // Гидрометеорология и экология. - № 3. - С.110-124.
5. Базы данных Всероссийского научно-исследовательского института гидрометеорологической информации - Мирового центра данных (ВНИГМИ- МЦЦ) - URL: http://aisori.meteo.ru/ClimateR (дата обращения: 01.02.2024).
6. Копысов С.Г., Земцов В.А., Мацуяма Х., Елисеев А.О. Моделирование гидрографов стока арктических рек Западной Сибири в программе HBV-light для оценки экстремальных расходов половодья // Геосферные исследования. 2020. №4. С. 108-120.
7. HBV-light Model | Department of Geography | UZH - URL: https://www.geo.uzh.ch/en/units/h2k/Services/HBV-Model.html (дата обращения: 24.01.2024).
8. A Regional, Electronic, Hydrographic Data Network For the Arctic Region - URL: https://www.r-arcticnet.sr.unh.edU/v4.0/index.html (дата обращения: 01.02.2024).
9. Распределение суммы температур в бассейне р. Баргузин - п. Баргузин в окне сервиса База данных по гидролого-климатически обусловленному распространению биоценозов на Байкальской природной территории и их продуктивности - URL: http://bp.imces.ru/ (дата обращения: 01.02.2024).
10. Bergstrom, S.: The HBV Model: Its Structure and Applications, Swedish Meteorological and Hydrological Institute (SMHI), Hydrology, Norrkoping, 35 pp., 1992.
11. Bergstrom, S.: The HBV model (Chapter 13), in: Computer Models of Watershed Hydrology, edited by: Singh, V. P., Water Resources Publications, Highlands Ranch, Colorado, USA, 443-476, 1995.
12. Seibert, J. and Vis, M.: Teaching hydrological modeling with a user¬friendly catchment-runoff-model software package. Hydrol. Earth Syst. Sci., 16, 3315-3325, https://doi.org/10.5194/hess-16-3315-2012, 2012.
13. Seibert, J. and Bergstrom, S.: A retrospective on hydrological catchment modelling based on half a century with the HBV model. Hydrol. Earth Syst. Sci., 26, 1371-1388, https://doi.org/10.5194/hess-26-1371-2022, 2022.
14. Экологический атлас бассейна озера Байкал. - Иркутск: Изд-во Института географии им. В.Б. Сочавы СО РАН, 2015. - 145 с.