Аннотация 2
Введение 4
1 . Физико-географическая характеристика речного бассейна р. Ключ 6
1.1. Географическое положение 6
1.2. Климат 7
1.3. Геологическое строение 7
1.4. Геоморфологичесеские условия и рельеф 8
1.5. Почвы и растительность 11
1.6. Гидрологические условия 13
1.7. Внутриводный режим 14
2. Математические модели формирования весеннего половодья на
заболоченных территориях 17
2.1. Факторы формирования гидрографа весеннего половодья 17
2.2. Снежный покров и его характеристики 18
2.3. Снеготаяние, водоотдача и приток в гидрографическую сеть 23
2.4. Расчет водоотдачи из снежного покрова 25
2.5. Математические модели гидрографов половодий и паводков 31
2.5.1. Модель ГГИ 31
2.5.2. Математическая модель Гидрометцентра СССР 33
2.5.3. Математическая модель формирования талогои дождевого
стока И.В. Бельчикова 38
2.5.4. Европейская модель 40
2.5.5. Модель HBV 42
2.5.6. Расчет гидрографа реки за период половодья по модели Д.А.
Буракова 44
3. Математическая модель гидрографа р.Ключ - пос. Полынянка 51
3.1. Обьект исследования 51
3.2. Исходные данные 54
3.3. Подготовительные работы для расчета гидрографа весеннего
половодья р. Ключ по математической модели Д.А. Буракова 55
3.4. Математическая модель гидрографа весеннего половодья 56
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 63
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 64
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Морфометрические характеристики площадей
линий стекания (расчетных участков) бассейна р. Ключ 66
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Оптимальные параметры модели за характерные периоды 68
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Рассчитанные и фактические гидрографы весеннего половодья р. Ключ - пос. Полынянка 73
Математическая модель - математические и логические соотношения, с помощью которых устанавливаются количественные связи между характеристиками стока и характеристиками стокообразующих факторов.
Математическое моделирование процессов формирования речного стока образует базовый исследовательский и инженерный инструментарий современной гидрологии. Оно в принципе способно решать традиционные и многие новые задачи гидрологии. Но в первую очередь, это изучение процессов формирования стока с помощью модели. Количество различных моделей стока исчисляется многими десятками - от простейших точечных до распределенных, с сотнями пространственных элементов и десятками параметров в каждом. Но все они основаны на описании физических процессов формирования стока.
Актуальность
Каждый год накапливается разное количество снега, почва обладает разной водопроницаемостью, c разной интенсивностью протекает таяние снежного покрова. Река Ключ является репрезентативным бассейном при изучении природных процессов в пределах Васюганского болота. Весеннее половодье р. Ключ составляет 90 % от годового, Изучение условий
формирования весеннего половодья и их проверка на математических моделях позволит использовать полученные данные для целей гидрологических прогнозов и решения экологических задач.
Целью дипломной работы является создание математической модели гидрографа весеннего половодья с учетом ландшафтных особенностей малого водосбора р. Ключ - пос. Полынянка, с использованием стандартной гидрометеорологической информации.
Для реализации поставленной цели решались следующие задачи:
1. Изучение ландшафтных особенностей водосбора на основе
космоснимка, выделение однородных типов ландшафтов по условиям формирования стока.
2. Уточнение площади водосбора и направления линий стекания
3. Сбор необходимых материалов (Запасов воды в снеге, сумма суточных осадков за период половодья, среднесуточной температуры, показателя осеннего увлажнения, ежедневных расходов воды)
4. Построение гидрографов весеннего половодья р. Ключ - пос. Полынянка за период 1974 - 1998 гг.
5. Выбрать модель и выполнить по ней расчеты гидрографа весеннего половодья с определением оптимальных параметров.
При выполнении работы были использованы:
• ГИС технологии программы SMS 9.2,
• Программа расчета гидрографа весеннего половодья с учетом процессов происходящих на поверхности водосбора и в его русловой сети «trans.df»
Исходными данными в работе принимались ежедневные расходы воды за период весеннего половодья с 1974 по 1998 гг., значения метеорологических величин, таких как среднесуточная температура и количество выпавших осадков за период с 1.03 по 30.06, данные о снежном покрове (запас воды в снежном покрове, продолжительность снеготаяния и сроки схода снега) по одному пункту к исследуемому бассейну р. Ключ.
Создана математическая модель гидрографа весеннего половодья с учетом ландшафтных особенностей малого водосбора р. Ключ, при помощи которой получены гидрографы с каждой из 5-ти выделенных ландшафтных зон, что позволило оценить вклад каждой из них в общий сток.
Анализ долей вклада каждой ландшафтной зоны показал, что максимальный вклад оказывает болото с грядово -мочажинным комплексом для маловодного периода. В среднем этот показатель равен 42,9 %. Наибольшие значения для маловодного периода объясняются влагоёмкими свойствами болотного массива, которые выступают регуляторами водности в водно - балансовой системе.
Максимальные показатели критерия качества представляют многоводный период, т.к. наибольшие объёмы воды проходят через русло в эти годы. Значение среднеквадратической ошибки получается лучше при расчете по отдельным годам в среднем за многоводный равен 0.31, чем по группам водности и за весь рассматриваемый многоводный период в целом (0,42).
Наибольшими расходами воды обладают многоводные годы. В этот же период наблюдаются более значительные расхождения между значениями расходов воды фактического и рассчитанного гидрографов весеннего половодья. В целом расхождение рассчитанных и фактических гидрографов весеннего половодья имеет хорошую оценку.
