РАСЧЁТ ГИДРОГРАФА ВЕСЕННЕГО ПОЛОВОДЬЯ РЕК АЛТАЯ НА ПРИМЕРЕ РЕК 6МАЙМА И АНУЙ
|
Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 5
1 Подробная характеристика района исследования 8
1.1.1 Географическое положение и гидрологическая информация объектов
исследования 8
1.1.2 Рельеф территории исследования 9
1.1.3 Климатическая характеристика территории исследования 11
1.1.4 Геологическая характеристика территории исследования 13
1.1.5 Гидрогеологические условия территории исследования 14
1.1.6 Г идрографическая характеристика территории исследования 15
Выводы по главе 1 17
2 Гидрологическая и метеорологическая изученность района исследования 18
2.1 Гидрологическая изученность территории исследования 20
2.2 Метеорологическая изученность территории исследования 24
2.3 Выделение групп водности лет гидрологических наблюдений 26
Выводы по главе 2 30
3 Математическая модель. Технология исследования 31
3.1 Разновидности математических моделей, применительных в гидрологии 31
3.2 Модель TRANS.df 39
3.2.1 Модель водосбора р. Майма 41
3.2.2 Модель водосбора р. Ануй 45
Выводы по главе 3 48
4 Результаты гидрологического моделирования 49
Выводы по главе 4 59
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 60
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 61
ПРИЛОЖЕНИЕ А 63
Комплексный график гидрометеорологических показателей р. Майма в створе с.
Майма за 1979 год 63
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 64
Комплексный график гидрометеорологических показателей р. Майма в створе с.
Майма за 1987 год 64
ПРИЛОЖЕНИЕ В 65
Комплексный график гидрометеорологических показателей р. Майма в створе с.
Майма за 1989 год 65
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 66
Комплексный график гидрометеорологических показателей р. Майма в створе с.
Майма за 2019 год 66
ПРИЛОЖЕНИЕ Д 67
Комплексный график гидрометеорологических показателей р. Майма в створе с.
Майма за 2020 год 67
ВВЕДЕНИЕ 5
1 Подробная характеристика района исследования 8
1.1.1 Географическое положение и гидрологическая информация объектов
исследования 8
1.1.2 Рельеф территории исследования 9
1.1.3 Климатическая характеристика территории исследования 11
1.1.4 Геологическая характеристика территории исследования 13
1.1.5 Гидрогеологические условия территории исследования 14
1.1.6 Г идрографическая характеристика территории исследования 15
Выводы по главе 1 17
2 Гидрологическая и метеорологическая изученность района исследования 18
2.1 Гидрологическая изученность территории исследования 20
2.2 Метеорологическая изученность территории исследования 24
2.3 Выделение групп водности лет гидрологических наблюдений 26
Выводы по главе 2 30
3 Математическая модель. Технология исследования 31
3.1 Разновидности математических моделей, применительных в гидрологии 31
3.2 Модель TRANS.df 39
3.2.1 Модель водосбора р. Майма 41
3.2.2 Модель водосбора р. Ануй 45
Выводы по главе 3 48
4 Результаты гидрологического моделирования 49
Выводы по главе 4 59
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 60
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 61
ПРИЛОЖЕНИЕ А 63
Комплексный график гидрометеорологических показателей р. Майма в створе с.
Майма за 1979 год 63
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 64
Комплексный график гидрометеорологических показателей р. Майма в створе с.
Майма за 1987 год 64
ПРИЛОЖЕНИЕ В 65
Комплексный график гидрометеорологических показателей р. Майма в створе с.
Майма за 1989 год 65
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 66
Комплексный график гидрометеорологических показателей р. Майма в створе с.
Майма за 2019 год 66
ПРИЛОЖЕНИЕ Д 67
Комплексный график гидрометеорологических показателей р. Майма в створе с.
Майма за 2020 год 67
Степень современности исследуемой темы на сегодняшний день не является первичной. Первые попытки гидрологического моделирования были проделаны ещё в прошлом столетии. Прежние результаты исследований охватывали обобщённые методы, явления и предметы гидрологической науки. Сегодня мы имеем дело с более конкретными проблемами и их решениями во многом благодаря развитию науки гидрологии и её успешного синтеза с другими научными дисциплинами.
Значимость развития и применения моделирования в гидрологических задачах очень высокая. Мир, природа ежедневно поддаются изменениям. Человечеству приходится адаптироваться иногда в условиях уже наступившего кризиса. И поскольку гидрологическое моделирование по большей части - это прогнозирование и понимание гидрологических процессов, не лишним будет иметь в осведомлении факты об их поведении и изменении.
По словам передовых учёных-гидрологов, математические модели в прогнозах поведения речного стока ежегодно поддаются корректировке и правкам. Из этого следует, что использование такого прогрессивного и «железного» инструмента безоговорочно оправдано и важно.
Целью данной работы под названием «Расчёт гидрографа весеннего половодья рек Алтая на примере рек Майма и Ануй» состоит в следующем: необходимо построить гидрологическую модель гидрографа весеннего половодья для реки Майма и для реки Ануй с учётом рельефных особенностей горных водосборов. Также по факту построения моделей на основе имеющихся гидрометрических и метеорологических данных требуется провести анализ и заключить о приемлемости использования моделей на разные периоды водности лет.
Для достижения цели мной поставлен ряд задач. Задачи научной исследовательской работы вышеупомянутой темы: оценить гидрологические ряды данных со статистической и гидрологической точек зрения, собрать гидрометрические и метеорологические данные для каждого водосбора для построения моделей, построить модели для исследуемых рек, оптимизировать параметры моделей.
Объекты исследования, как было сообщено ранее, являются водосборы рек Майма и Ануй у пунктов наблюдений у с. Майма и с. Солонешное соответственно. Водосборы р. Майма и р. Ануй в пределах территории расположения замыкающего створа являются горными - это важное обстоятельство, которого я пока поверхностно коснусь.
Исходными данными для работы послужили: гидрометрические данные наблюдений (ежедневные расходы воды на реках Майма и Ануй у пунктов наблюдений у с. Майма и с. Солонешное соответственно), метеорологические данные наблюдений (средняя ежедневная температура воздуха, среднее ежедневное количество осадков, запас воды в снеге), высоты (м) метеорологических станций (Яйлю, Усть-Кокса, Кара-Тюрек, Кызыл-Озек, Солонешное), ежегодные средние величины осеннего увлажнения за месяцы август, сентябрь, октябрь на вышеперечисленных гидрологических постах, величины высотных зон в пределах расположения исследуемых водосборов рек, длины (км) боковых притоков водосборов и длины до транзита (0) водосборов. Период (лет) наблюдений, взятый в рамки исследовательской работы, охватывает промежуток с 1970 по 2020 год включительно.
Определены методы исследования. Остановлюсь и конкретизирую каждый из них. В методе анализа предстояло выделять и изучать отдельные части объектов исследования для собрания полной картины видения проблемы.
Метод моделирования - как основополагающий в данной работе.
Метод аналогии применялся из соображения, что исследуемые водосборы рек - аналоги (подробнее об «аналогах в гидрологии» можете почитать в своде правил СП 33.101.2003), и получение итогового знания об объекте исследования на базе сопоставления его с другим объектом исследования - основа использования метода аналогии.
Метод дедукции нашёл отклик в данной работе в пункте описания факторов и условий формирования и изменения речного стока (например, климат), поскольку метод основан на позиции «от общего к частному», что и позволило мне распространить некоторые выводы о явлении на локальную исследуемую территорию.
Использование метода конкретизации заключался в том, что я работала с реально существующими объектами, реально существующими факторами взаимодействия с объектами исследования.
Практические методы: сравнение и эксперимент. В процессе работы неоднократно стояла необходимость сравнивать между собой объекты исследования на однородность поведения параметров, их изменения в течение многолетнего периода. Экспериментальная составляющая здесь в том, что моделирование - это действительно своего рода эксперимент, попытка выявить закономерности поведения параметров во времени и со временем, и при неудовлетворительном результате - принять или скорректировать их.
Автор работы выражает искреннюю благодарность научному консультанту исследовательской работы - Н. Г. Инишеву за помощь, терпение и передачу бесценного опыта....
Значимость развития и применения моделирования в гидрологических задачах очень высокая. Мир, природа ежедневно поддаются изменениям. Человечеству приходится адаптироваться иногда в условиях уже наступившего кризиса. И поскольку гидрологическое моделирование по большей части - это прогнозирование и понимание гидрологических процессов, не лишним будет иметь в осведомлении факты об их поведении и изменении.
По словам передовых учёных-гидрологов, математические модели в прогнозах поведения речного стока ежегодно поддаются корректировке и правкам. Из этого следует, что использование такого прогрессивного и «железного» инструмента безоговорочно оправдано и важно.
Целью данной работы под названием «Расчёт гидрографа весеннего половодья рек Алтая на примере рек Майма и Ануй» состоит в следующем: необходимо построить гидрологическую модель гидрографа весеннего половодья для реки Майма и для реки Ануй с учётом рельефных особенностей горных водосборов. Также по факту построения моделей на основе имеющихся гидрометрических и метеорологических данных требуется провести анализ и заключить о приемлемости использования моделей на разные периоды водности лет.
Для достижения цели мной поставлен ряд задач. Задачи научной исследовательской работы вышеупомянутой темы: оценить гидрологические ряды данных со статистической и гидрологической точек зрения, собрать гидрометрические и метеорологические данные для каждого водосбора для построения моделей, построить модели для исследуемых рек, оптимизировать параметры моделей.
Объекты исследования, как было сообщено ранее, являются водосборы рек Майма и Ануй у пунктов наблюдений у с. Майма и с. Солонешное соответственно. Водосборы р. Майма и р. Ануй в пределах территории расположения замыкающего створа являются горными - это важное обстоятельство, которого я пока поверхностно коснусь.
Исходными данными для работы послужили: гидрометрические данные наблюдений (ежедневные расходы воды на реках Майма и Ануй у пунктов наблюдений у с. Майма и с. Солонешное соответственно), метеорологические данные наблюдений (средняя ежедневная температура воздуха, среднее ежедневное количество осадков, запас воды в снеге), высоты (м) метеорологических станций (Яйлю, Усть-Кокса, Кара-Тюрек, Кызыл-Озек, Солонешное), ежегодные средние величины осеннего увлажнения за месяцы август, сентябрь, октябрь на вышеперечисленных гидрологических постах, величины высотных зон в пределах расположения исследуемых водосборов рек, длины (км) боковых притоков водосборов и длины до транзита (0) водосборов. Период (лет) наблюдений, взятый в рамки исследовательской работы, охватывает промежуток с 1970 по 2020 год включительно.
Определены методы исследования. Остановлюсь и конкретизирую каждый из них. В методе анализа предстояло выделять и изучать отдельные части объектов исследования для собрания полной картины видения проблемы.
Метод моделирования - как основополагающий в данной работе.
Метод аналогии применялся из соображения, что исследуемые водосборы рек - аналоги (подробнее об «аналогах в гидрологии» можете почитать в своде правил СП 33.101.2003), и получение итогового знания об объекте исследования на базе сопоставления его с другим объектом исследования - основа использования метода аналогии.
Метод дедукции нашёл отклик в данной работе в пункте описания факторов и условий формирования и изменения речного стока (например, климат), поскольку метод основан на позиции «от общего к частному», что и позволило мне распространить некоторые выводы о явлении на локальную исследуемую территорию.
Использование метода конкретизации заключался в том, что я работала с реально существующими объектами, реально существующими факторами взаимодействия с объектами исследования.
Практические методы: сравнение и эксперимент. В процессе работы неоднократно стояла необходимость сравнивать между собой объекты исследования на однородность поведения параметров, их изменения в течение многолетнего периода. Экспериментальная составляющая здесь в том, что моделирование - это действительно своего рода эксперимент, попытка выявить закономерности поведения параметров во времени и со временем, и при неудовлетворительном результате - принять или скорректировать их.
Автор работы выражает искреннюю благодарность научному консультанту исследовательской работы - Н. Г. Инишеву за помощь, терпение и передачу бесценного опыта....
В рамках работы изучены два водосборных бассейна реки Алтая: р. Майма и р. Ануй. Данным водосборам дана рельефная и климатическая характеристика, сделаны выводы о неоднородности территории и влиянии данного обстоятельства на речной сток. Дана гидрологическая характеристика и проанализирована гидрометеорологическая изученность территорий исследования водосборов.
В ходе работы с моделью TRANS.df в расчёте гидрографа весеннего половодья сделано следующее:
— составлены модели исследуемых водосборов;
— водосборы исследуемых рек разделены на участки (высотные зоны);
— получены расчётные гидрографы, отражающие приемлемость использования модели на определенные периоды водности лет;
— оптимизированы параметры модели;
— выполнена оценка качества расчётных значений расходов воды.
Расчёт гидрографа весеннего половодья для р. Майма даёт приемлемые результаты за период средней водности и многоводный период, у маловодного периода большие расхождения между фактическими и расчётными расходами воды. У р. Ануй гидрограф весеннего половодья даёт удовлетворительные результаты только за многоводный период.
В общем и целом, целью работы было не спрогнозировать расходы воды, а посмотреть, как ведёт себя модель при работе с разными периодами водности, на каком из них даёт более хороший результат расчёта. В дальнейшем, может быть, сегодняшний вывод о приемлемости работы модели в основном на многоводные периоды водности рек Майма и Ануй позволит прогнозировать поведение речного стока в условиях, располагающих к и предполагающих увеличение объёмов воды.
В ходе работы с моделью TRANS.df в расчёте гидрографа весеннего половодья сделано следующее:
— составлены модели исследуемых водосборов;
— водосборы исследуемых рек разделены на участки (высотные зоны);
— получены расчётные гидрографы, отражающие приемлемость использования модели на определенные периоды водности лет;
— оптимизированы параметры модели;
— выполнена оценка качества расчётных значений расходов воды.
Расчёт гидрографа весеннего половодья для р. Майма даёт приемлемые результаты за период средней водности и многоводный период, у маловодного периода большие расхождения между фактическими и расчётными расходами воды. У р. Ануй гидрограф весеннего половодья даёт удовлетворительные результаты только за многоводный период.
В общем и целом, целью работы было не спрогнозировать расходы воды, а посмотреть, как ведёт себя модель при работе с разными периодами водности, на каком из них даёт более хороший результат расчёта. В дальнейшем, может быть, сегодняшний вывод о приемлемости работы модели в основном на многоводные периоды водности рек Майма и Ануй позволит прогнозировать поведение речного стока в условиях, располагающих к и предполагающих увеличение объёмов воды.
