Тема: МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ГИДРОГРАФА ВЕСЕННЕГО ПОЛОВОДЬЯ Р. ПОРОС - С. ЗОРКАЛЬЦЕВО

Математическое моделирование процессов формирования речного стока образует базовый исследовательский и инженерный инструментарий современной гидрологии. Условия формирования весеннего половодья значительно изменяются от года к году, вследствие чего моделирование весеннего половодья представляет большую сложность. Кроме того, из-за залесенности и заболоченности водосборных бассейнов рек Обь - Томского междуречья процесс формирования половодья становится более сложным. Разброс по временному периоду пиков, составляющих волн половодья - лесной, болотной и полевой,- создает условия для образования множества комбинаций, усложняющих подбор более подходящих и устойчивых параметров математической модели.
Каждый год накапливается разное количество снега, почва обладает разной водопроницаемостью, с разной интенсивностью протекает таяние снежного покрова. Изучение хода весеннего половодья во времени для исследуемого бассейна реки Порос и разработка математической модели гидрографа весеннего половодья является одной из важных задач гидрологического обслуживания народного хозяйства.
Актуальность данной темы заключается в том, что бассейн р. Порос подвергается интенсивному освоению. Поэтому исследование режима основного водотока и создание математической модели гидрографа весеннего половодья позволит при помощи имитационного моделирования влияния хозяйственной деятельности уменьшить экологическую нагрузку на данную территорию.
Целью дипломной работы является изучение условий формирования стока и создание математической модели основной его фазы - гидрографа весеннего половодья с учетом ландшафтных особенностей малого водосбора р. Порос - с. Зоркальцево.
Для реализации поставленной цели решались следующие задачи:
1. Выявление ландшафтных особенностей водосбора на основе карт Обь
• Томского междуречья, выделение однородных типов ландшафтов по условиям формирования стока;
2. Подготовка данных: запас воды в снеге, суммы суточных осадков, среднесуточные температуры воздуха, показателя осеннего увлажнения
• паводочный сток за предыдущую осень и ежедневных расходов воды р. Порос - с. Зоркальцево);
3. Построение комплексных гидрографов весеннего половодья р.Порос - пос. Зоркальцево за период 1974 - 2000 гг., выбор лет с особенностями формирования гидрографа по водности половодья;
4. Выбор оптимальной математической модели и определение ее параметров;
5. Оценка вклада стока с каждой ландшафтной зоны в общий сток речного бассейна р. Порос.
При выполнении работы были использованы: ГИС технологии программы SMS 9.2, «trans_df» - программа расчета гидрографа весеннего половодья по данным о снеготаянии водоотдачи из снега и склонов и добегания по русловой сети.
Исходными данными в работе принимались ежедневные расходы воды за период весеннего половодья с 1974 по 2000 гг., также значения метеорологических величин, таких как среднесуточная температура и количество выпавших осадков за период с 1.04 по 30.06 по метеостанции г.Томск, данные о снежном покрове (запас воды в снежном покрове на 20 марта), осеннее увлажнение - слои паводочного стока за август-октябрь предыдущего года.
Купить

Создана математическая модель гидрографа весеннего половодья с учетом ландшафтных особенностей малого водосбора р. Порос, при помощи которой получены частные гидрографы с каждой из 10-ти выделенных ландшафтных зон, что позволило оценить вклад каждой из них в общий сток.
Анализ долей вклада для разных ландшафтных зон показал, что максимальный вклад оказывает болото для маловодного года - 66%.
Наибольшие значения для маловодного периода объясняются влагоёмкими свойствами болотного массива. Далее по доле вклада следует поле - 42% за многоводный период и 29% за средневодный период. Наименьший вклад оказывает лесной ландшафт - 18% (средний по водности период).
Значения критерия качества за период с 1974 по 2000 гг. составили: для 1977г. - 0,51 м3/с; для 1974г. - 0,38 м3/с; для 1986г. -0,25 м3/с; для 1976г. - 0,33 м3/с; для 1978г. - 0,38 м3/с; для 1980г. - 0,36 м3/с; для 1981г. - 0,3 м3/с; для 1982г. - 0,29 м3/с; для 1990г. - 0,27 м3/с. Общий критерий качества показывает, что разделение на отдельные ландшафтные зоны снижает ошибки расчетов. Расхождение рассчитанных и фактических гидрографов весеннего половодья имеет хорошую оценку, за счет разделения на отдельные ландшафтные зоны и группы водности бассейна р. Порос. Наибольший критерий качества характерен для многоводного периода (1977г.).
Купить