Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 4
1 ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БАССЕЙНА 6
1.1 Рельеф и геологическое строение 7
1.2 Почвенный и растительный покров 8
1.3 Климат 10
1.4 Характеристика весеннего половодья 12
1.5 Г идрологическая изученность 14
2 МЕТОДЫ ПРОГНОЗА ЭЛЕМЕНТОВ ВЕСЕННЕГО ПОЛОВОДЬЯ 15
2.1 Определение гидрологического прогноза 15
2.2 Теоретические основы долгосрочных прогнозов весеннего половодья 16
2.2.1 Емкостная модель водопоглощения и соответствующие уравнения 20 стока и водоотдачи
2.2.2 Инфильтрационно-емкостная модель водопоглощения 26
2.3 Эффективность методики прогноза 27
3 МЕТОДИКА ПРОГНОЗА ЭЛЕМЕНТОВ ВЕСЕННЕГО ПОЛОВЬЯ 31
3.1 Разработка методики прогноза объема весеннего половодья 31
3.2 Разработка методики прогноза максимального расхода и уровня 36
весеннего половодья
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 41
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 42
ПРИЛОЖЕНИЕ А Основные характеристики стока весеннего половодья 44
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Исходные данные для разработки методики прогноза 45
ПРИЛОЖЕНИЕ В Результаты расчёта водобалансовых зависимостей 46
Актуальность темы. Условия формирования весеннего половодья значительно меняются от года к году. Каждый год накапливается разное количество снега, почва обладает разной водопроницаемостью, с разной интенсивностью протекает таяние снежного покрова. Высокие половодья приводят к затоплению населенных пунктов, прорыву плотин и спуску прудов. Изучение закономерностей и факторов формирования стока поверхностных вод, разработка на этой основе методов прогноза основных характеристик весеннего половодья - является одной из центральных проблем гидрологии. Эти данные необходимы для проектирования ГТС и обслуживания сельского хозяйства. Более того, из-за залесенности и заболоченности водосборных бассейнов рек Васюганского болотного массива процесс формирования половодья усложняется.
В данной работе исследуются перечисленные проблемы на примере бассейна реки Бакчар.
Цель работы - исследование физико-географических факторов, влияющих на формирование характеристик весеннего стока р. Бакчар - с. Полынянка, и разработка методики прогноза объемов и максимумов весеннего половодья.
Для достижения цели решались следующие задачи:
1. Изучить физико-географические особенности формирования стока весеннего половодья;
2. Подготовить архив гидрометеорологических данных по исследуемому бассейну;
3. Разработать методику прогноза объёма и максимума весеннего половодья, с последующим выпуском долгосрочных прогнозов этих характеристик;
4. Оценить качество выпущенных прогнозов на зависимом и независимом материале.
Исходные материалы:
- данные о ежедневных, максимальных расходах и уровнях за период весеннего половодья р. Бакчар - с. Полынянка за 1974-2005 гг.;
- данные о запасе воды в снежном покрове по результатам снегомерных съемок по 10 метеопунктам за 1974-2005 гг.;
- метеорологические данные о среднесуточной температуре воздуха и количестве выпавших атмосферных осадков по метеостанции с. Бакчар за 19742005 гг.
Методы исследования: математические методы расчета и обработки данных при помощи пакета программ Microsoft Windows; ГИС-технологи на основе программы «SAS. Planet», «ArcGIS», «WQH» - программа для разработки и оптимизации методики прогнозов объёма и максимума весеннего половодья, созданная на кафедре гидрологии ТГУ.
Основные результаты и выводы дипломной работы состоят в следующем.
1. Была изучена физико-графическая особенность территории расположения водосбора реки Бакчар.
2. Собрана и систематизирована гидрометеорологическая информация по бассейну с 1974 по 2005 гг.
3. Для прогноза объёма весеннего стока были разработаны методики с учётом фактических данных об осадках, с использованием нормы осадков и при отсутствии данных о жидких осадках. Во всех случаях качество прогнозов на зависимом материале оценивается как «удовлетворительное». Оправдываемость прогнозов свыше 75%. Критерий оценки качества методики прогноза входит в интервал 0,5-0,7. Однако, оптимизация параметров модели при использование фактических данных ведет к более тесной зависимости для прогноза объёма весеннего половодья. Отношение ошибки прогноза к стандартному отклонению прогнозируемой величины в данном случае составило 0,561. Проверочные прогнозы на независимом материале показали полную оправдываемость за период 2003-2005 гг. Ошибки расчета оказались в пределах допустимой погрешности значений.
Критерии качества разработанных методик прогноза максимальных расходов и уровней использованием фактических данных об осадках является более оптимальными, чем с учётом нормы. Качество прогнозов максимальных уровней с учётом фактических осадков оценивается как «хорошее» (0,473). В случае проверочных прогнозов максимальных уровней без учета осадков наблюдается единичный случай большой ошибки за 2004 год. Прогнозы максимальных расходов на независимом материале как с использованием нормы осадков, так и без них за все 3 года (2003-2005) оправдались.
