ВВЕДЕНИЕ
1 ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О БАССЕЙНЕ РЕКИ КОНДОМА
1.1 Физико-географическое положение
1.2 Климат
1.3 Рельеф и геология
1.4 Почвенный и растительный покров
1.5 Гидрографическая изученность
2 ПРОГНОЗЫ ВЕСЕННЕГО ПОЛОВОДЬЯ, МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ
2.1 Весеннее половодье, закономерности и факторы формирования весеннего стока
2.2 Физические свойства, факторы, влияющие на формирование снежного покрова
2.3 Факторы, формирующие гидрограф весеннего половодья
2.4 Запас воды в снежном покрове
2.5 Снеготаяние и способы его расчёта
2.6 Математические модели
2.6.1 Модель ГМС
2.6.4 Модель Е. Г. Попова
2.6.1 Модель Д. А. Буракова
3 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ГИДРОГРАФА ВЕСЕННЕГО
ПОЛОВОДЬЯ Р. КОНДОМА - ПГТ. КУЗЕДЕЕВО
3.1 Объект исследования
3.2 Исходные данные
3.3 Расчёт весеннего половодья р. Кондома по математической модели Д. А. Буракова
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И
ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение А. Оптимизируемые параметры за период весеннего половодья
Приложение Б. Рассчитанный и фактический гидрографы весеннего половодья
Приложение В. Относительные ошибки рассчитанного и фактического расходов воды
Ёмкостная модель - это модель интенсивности поступления объема воды, при котором сток на любой части бассейна начинается после заполнения определенной емкости и дальнейшего поглощения воды на этой площади уже не происходит.
Математическое моделирование процессов формирования речного стока формирует базовый исследовательский и инженерный инструмент современной гидрологии. Условия формирования весеннего половодья значительно изменяются от года к году, вследствие чего моделирование весеннего половодья представляет большую сложность.
Актуальность темы заключается в том, что бассейн р. Кондома достаточно неоднородный за счет высотных особенностей данной области. Поэтому исследование режима основного водотока и создание математической модели гидрографа весеннего половодья позволит при помощи имитационного моделирования учесть все условия и подобрать оптимальные параметры.
Целью дипломной работы является изучение условий формирования стока и создание емкостной модели гидрографа весеннего половодья с учетом высотных особенностей водосбора.
Для реализации поставленной цели решались следующие задачи:
1. Выявление высотных особенностей водосбора на основе топографических карт выделение однородных типов ландшафтов по условиям формирования стока;
2. Подготовка данных: запас воды в снеге, суммы суточных осадков, среднесуточные температуры воздуха, показателя осеннего увлажнения - сумма осадков за предыдущую осень и ежедневных расходов воды р. Кондома - пгт. Кузедеево);
3. Расчёт комплексных гидрографов весеннего половодья р. Кондома - пгт. Кузедеево за период 1977 - 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 высотной зоны в общий сток речного бассейна р. Кондома.
При выполнении работы были использованы: в работе были использованы статистические методы, принятые в гидрологии. ГИС технологи на основе программы «ArcMap», SRTM-матрицы, «trans df» - программа для моделирования гидрографа весеннего половодья по данным о снеготаянии водоотдачи из снега и склонов и добегания по русловой сети .
За исходные данные были взяты ежедневные расходы воды пгт. Кузедеево за период половодья (март-июль) с 1977 по 2000 гг., а также метеорологические данные: среднесуточная температура воздуха и сумма суточных осадков по метеостанции пгт. Кузедеево, данные о снежном покрове (запас воды в снеге), рассчитано осеннее увлажнение.
В данной дипломной работе была создана математическая модель гидрографа весеннего половодья с учетом выделенных высотных зон водосбора р. Кондома - пгт. Кузедеево. В результате были получены частные гидрографы с каждой из 12-ти зон, которые позволили оценить вклад каждой из них в общий сток.
Значения критерия качества за период с 1977 по 2000 гг. составили: для 1980 г. - 110 м3/с; для 1989 г. - 74,5 м3/с; для 1991 г. - 45,1 м3/с; для 1986 г. - 36,6 м3/с; для 1987 г. - 66,4 м3/с; для 1993 г. - 91,1 м3/с; для 1978 г. - 111 м3/с; для 1979 г. - 109 м3/с; для 1999 г. - 45,9 м3/с. Общий критерий качества (196 м3/с) показывает, что разделение на отдельные высотные зоны и различную водность снижает ошибки расчетов. Наименьший критерий качества характерен для маловодного 1991 года.
Для всего периода наблюдений 1977-2000 гг. градиент температур для 1-2 зон равен 0,6°, для 3-12 - 10,96°; достигает своего минимума в маловодном 1989 году и равен 0,149° для 1 и 2 зон, а максимума - в маловодном 1980 году в 3-12 зонах и составил 10,912°;
Градиент осадков за весь период наблюдений равен 0,06 для 3 -12 зон и 0,14 для 1-2 зон; минимальный наблюдается в 1987 году (средний по водности) в 1-2 зонах и равен -0,125; максимальный - в 1993 г и равен 0,432;
Градиент влагозапасов за весь период наблюдений равен 0,00 для 3-12 зон и 0,44 для 1-2 зон; минимальный наблюдается в 1999 году (многоводный) в 3-12 зонах и равен -0,6; максимальный - в 1979 г и равен 0,068.
Параметр максимальных потерь талого стока (Pmax), главным образом, зависит от осеннего увлажнения за предыдущий год. Максимальный показатель наблюдается в многоводный 1999 год в 1-2 зонах и достигает 546 мм, минимальный же - в многоводный 1978 в 3-12 зонах и составляет 142 мм.
