Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Гидрологический анализ и прогнозирование элементов весеннего половодья на реках Средней Сибири

ВАК РФ 25.00.27, Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Авдеева, Юлия Витальевна

Введение

Физико-географические условия формирования речного стока

Рельеф и геологическое строение Почвы и растительный покров Климат Выводы

Особенности территориальной и временной изменчивости характеристик водного режима Характеристика исходных данных наблюдений Оценка водного баланса территории Источники питания и водный режим Территориальная и многолетняя изменчивость характеристик стока

Влияние вырубок леса на сток рек южной тайги и лесостепи Средней Сибири Выводы

Теоретические основы прогноза расходов (уровней) воды на основе концептуальных гидрологических моделей

Математические модели стока в гидрологических прогнозах

Модели стока, разработанные для сибирских рек Выводы

Методика использования космической информации для оценки снегонакопления и оптимизации блока модели «снеготаяние»

Методика оценки снегонакопления с использованием космической информации по положению сезонной снеговой границы

Оценка снегонакопления в горной части бассейна реки Нижняя Тунгуска

Оптимизация блоков «снегонакопление» и «снеготаяние» в модели формирования весеннего половодья Выводы

Реализация концептуальной модели гидрологического цикла для прогноза и расчета гидрологических и агрометеорологических характеристик Метод расчета характеристик естественной тепло- и влагообеспеченности территории Предлагаемая методика расчета суточного испарения

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Гидрологический анализ и прогнозирование элементов весеннего половодья на реках Средней Сибири"

Актуальность работы. Современные гидрологические исследования бассейна Енисея направлены на анализ и разработку методов расчета характеристик максимального, минимального и годового стока рек (Петенков, Бабкина, 1984, 1985, 1986; Бабкина, 1991; Бережных, Корытный, Кичигина, Абасов 2002; Иваньо, 1997), исследования в области ландшафтной гидрологии (Антипов, Корытный, 1981; Корытный, 1980, 1985; Гагаринова, 1999 и др.), развитие методов гидрологических прогнозов (Дружинин, 1966-1987; Петенков, 1982, 1984; Бураков, 1988-2001; Маркова, 1998; Абасов, Бережных, Резников, 2000; и др.).

Происходящие на территории Средней Сибири наводнения составляют около трети всех случаев наблюдающихся здесь чрезвычайных ситуаций природного характера. Они приносят наибольший ущерб экономике и населению: происходит затопление или подтопление сельскохозяйственных угодий и комплексов, производственных зданий и жилых массивов, размываются дороги, разрушаются гидротехнические сооружения [8]. Поэтому прогнозирование возникновения высоких снеговых и дождевых паводков с целью минимизации ущербов, повышения уровня безопасности населения и устойчивого использования паводкоопасных территорий приобретает важный характер.

Для количественного обоснования параметров управления Енисейским каскадом ГЭС необходимы надежные прогнозы притока воды в водохранилища. Только на основе надежных гидрологических прогнозов может быть задан наиболее выгодный режим эксплуатации водных ресурсов водохранилищ ГЭС [35].

Эти обстоятельства определяет актуальность диссертации, посвященной гидрологическому анализу и прогнозированию элементов весеннего половодья на реках Средней Сибири. 5

Цель и задачи исследования. Целью настоящего исследования является гидрологический анализ и моделирование стока рек Средней Сибири и на этой основе разработка методов прогноза элементов весеннего половодья. Объекты исследований - бассейны рек равнинных, предгорных и горных территорий Средней Сибири, в их числе реки Нижняя Тунгуска, Кача, Оленья Речка и другие. В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

1) Создание электронных баз гидрометеорологических данных и цифровых спутниковых изображений по изучаемым бассейнам рек.

2) Выявление пространственно-временных закономерностей формирования стока на основе ландшафтно-гидрологического анализа и гидролого-математического моделирования.

3) Оценка возможного влияния антропогенных факторов на естественный режим рек.

4) Исследование возможностей использования спутниковой информации о динамике снегового покрытия территории для целей идентификации параметров блоков гидролого-математической модели «снегонакопление-снеготаяние» и для коррекции оперативных прогнозов.

5) Совершенствование гидролого-математической модели формирования стока и ее применение для решения задач гидрологических прогнозов и сельскохозяйственной гидрометеорологии.

Методы исследования: комплексный гидрологический анализ и гидролого-математическое моделирование. Использовались статистические и графические программные средства обработки данных: Microsoft Excel, Corel Draw, Maplnfo, пакет "Snow" и другие. 6

Исходные данные. Работа основана на материалах стандартных многолетних наблюдений гидрометеорологической сети Среднесибирского УГМС, материалах специальных снегомерных съемок, проводимых в горном бассейне р. Оленья Речка с 1958 по 1963 год гидрографической партией Красноярского УГМС, информации о заснеженности территории, полученной со спутников НОАА. Диссертация подводит итог исследований, проводимых автором по планам Росгидромета (темы № 1.1.5.4 «Разработать метод прогноза уровней воды весеннего половодья с использованием космической информации для реки Нижняя Тунгуска», № 1.9.4.3 «Разработать методы краткосрочного прогноза элементов водного режима рек и водохранилищ Сибири»), договору № 15/00 с комитетом по земельным ресурсам и землеустройству Красноярского края «Методические основы оценки тепловлагообеспеченности сельскохозяйственных угодий Красноярского края и прогноз затопления земель населенных пунктов в целях совершенствования системы управления земельными ресурсами», гранту № 99-05-96004 «Изучение и моделирование гидрологического цикла в естественных и нарушенных экосистемах Енисейского меридиана». Работа выполнялась в Красноярском филиале Сибирского научно-исследовательского гидрометеорологического института и в Красноярском научно-исследовательском центре Росгидромета.

Научная новизна работы заключается в следующем: 1) Выявлены территориальные и временные закономерности формирования стока исследуемых рек, обусловленные метеорологическими факторами и их трансформацией под воздействием компонентов ландшафта (геологическое строение поверхности, морфологические особенности территории, почвенный покров, растительность). На основе тренд-анализа вскрыты тенденции изменения климатических характеристик вдоль Енисейского 7 меридиана в последнем столетии. Показано соотношение влияния на сток физико-географических факторов и хозяйственной деятельности.

2) Спутниковая информация и геоинформационные технологии впервые использованы для оценки снегонакопления и построения карты распределения запаса воды в снеге в северной части бассейна реки

•у

Нижняя Тунгуска (горы Путорана), где на площади свыше 250 тыс. км действуют лишь три пункта снегомерных съемок, расположенные в долинах рек.

3) Исследованы методические вопросы, связанные с применением спутниковой информации для оптимизации параметров гидролого-математической модели стока и для коррекции оперативных прогнозов уровней воды в период весеннего половодья.

4) Разработана экспресс-методика расчета ежедневных значений максимально возможного испарения и влажности почвы, что позволило обосновать возможность использования гидролого-математической модели в оперативных агрогидрологических прогнозах.

Практическая значимость.

Предложенные методики применяются в оперативной практике отдела гидрологических прогнозов Среднесибирского УГМС. Достаточно высокая эффективность расчетов влажности почвы позволяет рекомендовать разработанную модель для анализа текущей агрогидрологической обстановки с целью обоснования агротехнических, мелиоративных и других мероприятий.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались и обсуждались на Международных высших гидрологических курсах ЮНЕСКО (Москва, 1993), конференции молодых ученых национальных гидрометслужб стран СНГ (Москва, 1999), международной научной конференции «Фундаментальные проблемы воды и водных ресурсов 8 на рубеже третьего тысячелетия» (Томск, 2000), международной конференции «Интраконтинентальная палеогидрология и геоморфогенезис речных долин» (Красноярск, 2001). По теме диссертации опубликовано 6 работ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, трех приложений и содержит 40 рисунков, 32 таблицы. Текст изложен на 177 странице машинописного текста. Список литературы включает 107 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия", Авдеева, Юлия Витальевна

4.4 Выводы

1. В условиях ограниченности наземных наблюдений за снежным покровом в бассейне исследуемых рек {один пункт на 27000 км2) большое значение имеет привлечение дополнительной информации. Такой дополнительной информацией является спутниковая информация, позволяющая проследить динамику заснеженности территории в период снеготаяния. Для северной части бассейна реки Нижняя Тунгуска, расположенной в безлесной или слабо лесистой территории, ее использование особенно эффективно. В точках, расположенных вдоль снеговых границ, положение которых на разные даты периода снеготаяния было определено по спутниковым данным, используя метод теплового проявления, выполнены расчеты запасов воды в снежном покрове. По данным, определенным для 389 точек, построена карта запасов воды в снежном покрове. Для северной части бассейна реки Нижняя Тунгуска картирование запаса воды в снежном покрове по спутниковым данным выполнено впервые.

2. Полученная карта позволила выявить закономерности территориального распределения запасов воды в снежном покрове северной части бассейна р. Нижняя Тунгуска. Наиболее многоснежен бассейн реки Тембенчи, расположенный в благоприятных условиях по отношению к преобладающим направлениям ветров. Здесь снегозапасы на западных склонах и в верхней масти бассейна достигают 850 мм и более. Бассейн реки Эмбенчимэ отличается меньшими значениями запаса воды в снеге (до 250 мм). В высотном распределении снегозапасов отмечена такая же тенденция, как и для бассейна р. Оленья Речка. Их увеличение происходит в бассейне р. Тембенчи до высоты 600-900 м. Выше наблюдается уменьшение запаса воды в снежном покрове. Такое распределение связано с переносом снега с открытых участков к границе леса, расположенной на высоте около 800 м.

3. Обоснована методика использования спутниковой информации о динамике заснеженности горных бассейнов для идентификации параметров в моделях стока. С учетом анализа полученных данных о территориальном распределении снегозапаса оказалась возможной оптимизация параметров блока модели, описывающей снегозапасы в бассейне. Сопоставление рассчитанных по модели и измеренных значений таких характеристик водного баланса, как слой стока и снегозапас, показало неплохую сходимость.

Сопоставление за ряд лет теоретических (рассчитанных по модели) значений площадей заснеженности с данными, полученными по съемкам ИСЗ НОАА, показывает хорошее совпадение рассчитанных и «фактических» значений. Если в процессе прогнозирования несовпадение рассчитанных и фактических величин достигает 6-10%, то рекомендуется проводить коррекцию снегозапасов. Таким образом, спутниковая информация может использоваться не только на этапе идентификации параметров модели, но и непосредственно в процессе выдачи оперативных прогнозов.

4. Модель позволяет качественно и количественно описать процессы формирования стока по высотным зонам горного бассейна в условиях, когда лишь немногие гидрометеорологические характеристики могут быть непосредственно измерены.

ГЛАВА 5

Реализация концептуальной модели гидрологического цикла для прогноза и расчета гидрологических и агрометеорологических характеристик

Гидролого-математическая модель (см. глава 3) предназначена для прогноза водного режима рек. Как уже отмечалось, первоначально она была разработана для условий лесной (заболоченной) зоны Западной Сибири [16]. В последующем модель совершенствовалась для условий горно-равнинных бассейнов Восточной Сибири [20]. В период с 1990 по 2001 годы модель внедрена в Среднесибирском УГМС (прогнозы на реках Абакан, Кан, Чулым, Туба, Подкаменная и Нижняя Тунгуски, приток воды в водохранилища Енисейских ГЭС), в Иркутском УГМС (прогнозы дождевых паводков на р. Ие у г. Тулуна, а также прогнозы стока весеннего половодья реки Лена - п.Качуг), в Западно-Сибирском УГМС (прогнозы для р. Бии у г. Бийска, Катуни у с. Сростки, Оби у г. Барнаула, притока воды в водохранилище Новосибирской ГЭС).

Для анализа текущей агро- и гидрометеорологической обстановки целесообразно иметь комплексную модель, позволяющую помимо гидрологических характеристик, проводить расчеты суммарного испарения и влажности почвы. В основу этих расчетов нами положен метод, разработанный B.C. Мезенцевым и развитый в трудах И.В. Карнацевича, Г.В. Белоненко, К.П. Березникова и др. (метод гидролого-климатических расчетов) [6,7,45,64,65,66,67].

127

5.1. Метод расчета характеристик естественной тепло- и влаго-обеспеченностн территории

Определение суммарного испарения и влажности почвы основывается на совместном рассмотрении фундаментальных законов сохранения тепла и влаги для деятельной поверхности [67] : где R+„ — радиационный баланс за дневное время суток; Р+и - адвективное тепло (поступление тепла за счет турбулентного обмена с атмосферой); В; - В2

- изменение теплосодержания в почвогрунте; LZ - расход тепла на суммарное испарение; Р" - турбулентный теплообмен с атмосферой (отток тепла); JHK

- ночное эффективное излучение; LC - тепло конденсации водяных паров воздуха на переохлажденных элементах земной поверхности (в основном в темное время суток); L - скрытая теплота испарения; КХ - общее увлажнение; W| - W2— изменение влагозапасов в деятельном почвенном слое; Pf - Р2

- приток и отток грунтовой воды; Y - суммарный сток; Z -суммарное испарение.

Приведенные уравнения учитывают основные факторы суммарного испарения: теплоэнергетические ресурсы и увлажнение территории. Суммарное испарение включает испарение со всех типов поверхности, в том числе транспирацию. Для определения суммарного испарения обычно используется уравнение водного баланса, в котором должны быть известны осадки и сток.

Впервые уравнения связи элементов водного баланса с показателями теплообеспеченности были построены Шрайбером

R+„ + Р+и + В, - В2 = LZ + Р- + Jm - LC,

5.1)

КХ + Wi - w2 + Pi - P2 = Z + Y,

5.2)

128

Z = X(1 - e ),

5.3) и Ольдекопом

Z - Zmax th(X / Zmax ),

5.4) где Z - коэффициент стока; X - осадки; a - коэффициент формулы Шрайбе pa; Zmax - максимально возможное испарение.

Э.М. Ольдекоп впервые ввел термин «максимально возможное испаре ние» (Zmax), которое, по его мнению, зависит от «состояния влажности воз духа» [76]. С учетом этого формула Шрейбера (5.3) получает вид:

При обосновании зависимости (5.4) и (5.5) Ольдекоп исходил из того, что небольшие осадки полностью расходуются на испарение, то есть в этом случае Z = X. С увеличением X все меньшая их часть расходуется на испарение, так как одновременно растет влажность воздуха и падает дефицит его насыщения. Таким образом, с ростом X испарение приближается к своему пределу Zmax. Значения максимально возможного испарения Ольдекоп определяет в зависимости от дефицита насыщения воздуха отдельно для теплого и холодного полугодий.

М.И. Будыко [12] впервые предложил определять максимально возможное испарение по формуле: где R - радиационный баланс; L - скрытая теплота испарения. Таким образом, радиационный баланс земной поверхности, непосредственно характеризующий естественные теплоэнергетические ресурсы территории, становится фундаментальной физической основой для оценки максимально возможного испарения.

Z = X(1 -ezraa*x).

5.5)

Zmax = R / L,

5.6)

B.C. Мезенцев много внимания уделил уточнению понятия теплоэнергетических ресурсов испарения. Следуя Э.М. Ольдеколу, он принимает за максимально возможное испарение теоретический, никогда не достижимый предел испарения. Вместо суточного радиационного баланса им рассматривается радиационный баланс дневной части суток, из которого вычитаются затраты тепла на таяние снега и льда. То есть за теплоэнергетические ресурсы испарения принята разница между поступлением тепла за счет поглощенной коротковолновой радиацией за светлое время суток R+ в сумме с конвективным теплопритоком, и затратами тепла на нагревание-таяние [63,65].

В связи с отсутствием достаточного количества данных измерений радиационного баланса используются эмпирические зависимости баланса с факторами его определяющими. Наиболее тесные связи получились с суммами температур воздуха больше О11 Си 10° С [63,65]. Для годового интервала времени формула для расчета максимально возможного испарения приобретает вид:

Z max = 5.1 Itср.м.>о + 382, (5.7) где £ t ср.м.>о - сумма положительных средних месячных температур воздуха. Эмпирическая формула была получена по материалам наблюдений 25 акти-нометрических станций территории бывшего СССР.

По исследованиям B.C. Мезенцева и И. В. Карнацевича в период снеготаяния и в последующий за ним месяц затраты тепла на нагревание почвы и таяние снега и мерзлоты составляют от 30 до 50% R+ [63,67]. Поправка к Zmax за счет затрат тепла на таяние снега и мерзлоты, распределенная на весь период таяния, определяется по формуле [63] :

A Z шах = [ ( h[ip • Whb • V03+ heH )• 1 ] / L, (5.8) где h„p - глубина промерзания почвы; Whb - наименьшая влагоемкость в слое 0-100 см; Уоэ - относительная осенне-зимняя влажность почвогрунтов ( в до

130 лях от наименьшей влагоемкости); h^, - высота слоя снежного покрова к началу таяния; I - удельная теплота таяния снега и льда ( 0.334 МДж/(м2 мм)); L - удельная теплота испарения воды ( 2.512 МДж/(м мм)).

На основании анализа массовых материалов по дефициту влажности воздуха и расчетов максимально возможного испарения (168 станций Омского, Западно-Сибирского, Красноярского УГМС) было выявлено, что внутри-годовое распределение величин Z max может быть выполнено пропорционально внутригодовому ходу дефицита влажности воздуха по уравнению:

Z max j = Z max (dj / 2ГОД d,),

5.9) где dj - средние месячные дефициты влажности воздуха.

Впервые для расчета испарения B.C. Мезенцев использовал степенную функцию, в которой параметр п характеризует условия дренирования территории

Z - Zmax г

1+ Н V

Z max fn

5.10) где Н - запасы воды, используемые на процесс испарения, определяемые по формуле (обозначения даны выше)

Н = X + W, -W2.

5.11)

В своих работах Мезенцев обосновывает следующую связь между Н, Z max и влажностью почвы: Я

Z max V г

5.12) где У — WU!WHB - относительная средняя влажность почвы за расчетный интервал в долях от наименьшей влагоемкости.

На основе выражения (5.12) формула (5.10) приобретает вид:

131

Z = Z max [\ + V~r"]-]'n (5.13)

Формула (5.13) представляет собой семейство двоякоизогнутых кривых с точками перегиба в зоне изменения влажности почвы от коэффициента устойчивого завядания до наименьшей влагоемкости. В работах [63,65] приводится математическое обоснование зависимости (5.13).

B.C. Мезенцев предполагает нелинейный характер временно'го хода влажности почвы, поэтому он апроксимирует среднюю влажность за расчетный интервал формулой: где Vi, V2 - соответственно относительная влажность почвы на начало и конец расчетного интервала; коэффициент г - характеризует свойства почвы проводить и расходовать влагу на сток и испарение в процессе высыхания (зависит от состава почвогрунтов).

Для расчета максимально возможного испарения и влажности почвы рассмотренным методом нами использовались наблюдения агрометеорологических станций равнинной, предгорной и горной территории - Солянка, Уяр, Таштып, Оленья Речка, где проводятся режимные наблюдения за влажностью, глубиной промерзания почвы, а также стандартные метеорологические наблюдения.

Станции Солянка и Уяр расположены в бассейне р. Кан. Река берет начало в горах Восточного Саяна. Равнинная часть бассейна, где находятся станции, занимает южную часть Среднесибирского плоскогорья, лесостепную и степную зону. Высота станции Солянка -359 м, преобладает чернозем выщелоченный, среднегумусный. Станция Уяр расположена на высоте 374 м, почвы: чернозем выщелоченный, тяжелосуглинистый. Рельеф равнинный. Станция Таштып расположена в бассейне р. Абакан, в его среднем течении, на высоте 449 м. Это район предгорий, зона южной тайги и лесостепи. Почвы: чернозем выщелоченный, тяжелосуглинистый. Станция Оленья Речка находится в бассейне р. Оленья Речка, в центральной части Западного Саяна. Высота станции - 1404 м, горный рельеф. Здесь преобладают подзолы на плотных основаниях, в гольцовой зоне - горно-тундровые. В таблице 5.1 приведены данные наблюдений, используемые в расчетах. Данные об агрофизических свойствах почв (Приложение 3, таблица I) приняты по данным измерений на агрометеостанциях для пунктов, где эти измерения имеются (Таштып, Солянка, Уяр). Для черноземов наименьшая влагоемкость колеблется в пределах от 300 до 350 мм водного слоя [2,43,89], что соответствует и данным измерений. Величина наименьшей влагоемкости подзолов изменяется от 250 до 300 мм [2]. Наименьшая влагоемкость для станции Оленья Речка была принята 200 мм, так как по данным исследований, например [32,105], на лесных участках наименьшая влагоемкость для серых лесных почв составляет 150 - 170 мм [105].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе проведен гидрологический анализ и моделирование стока рек, и на этой основе разработаны методы прогноза элементов весеннего половодья для условий Средней Сибири (на примере рек Нижняя Тунгуска, Кача, Оленья Речка и др.). Основные выводы и результаты работы заключаются в следующем:

1. Анализ многолетних метеорологических наблюдений вдоль Енисейского меридиана показал однонаправленность тенденций изменения среднегодовой температуры воздуха и температуры в холодный период года в последнем столетии. При этом повышение температуры в декабре происходит более интенсивно и составляет 3-4° С за 80 лет. Четкого тренда количества атмосферных осадков не выявлено.

2. Наиболее значимым фактором антропогенного воздействия на сток рек южной тайги и лесостепи Средней Сибири является вырубка леса. Для более корректных оценок влияния вырубки на сток использовались комплексные показатели, в хронологическом ходе которых частично исключается проявление влияния колебаний увлажненности по годам. При сплошной рубке одновременно на значительной площади (от 15-30 до 100%), в первые несколько лет, безусловно, изменения стока оказались бы существенными [57]. Имеющиеся по рассматриваемой территории данные наблюдений таких случаев не освещают. Учитывая достаточно высокую изменчивость годового стока (среднее квадратичное отклонение 50-90 мм), статистически достоверно установить по данным наблюдений на рассматриваемых реках небольшие (до 10%) отклонения стока под влиянием вырубки не представляется возможным. Согласно упомянутым авторам, сток с различных участков вырубленной площади в зависимости от породного состава леса и продолжительности периода лесовозобновления может быть как больше, так и меньше бытового (до вырубки). При скорости рубок в 5-10% за год (от площади водосбора) увеличение стока на "свежих" вырубках компенсируется его умень

153 шением на зарастающих площадях. Этим, по-видимому, объясняется факт незначительного проявления влияния вырубки леса на сток рассмотренных рек.

3. Естественное увлажнение территории и его трансформация под воздействием компонентов ландшафта определяют пространственную и временную изменчивость речного стока. На основе этого в бассейнах исследуемых рек (Нижняя Тунгуска, Кача, Оленья Речка) проведено выделение укрупненных ландшафтно-гидрологических районов. Для рек Тембенчи и Оленья Речка выявлена общая закономерность изменения характеристик водного баланса за период весеннего половодья по высотным зонам. Увеличение значений снегозапасов и слоя стока происходит до границы леса, которая проходит в бассейне р. Тембенчи на высоте 800 м, а в бассейне реки Оленья Речка на высоте 1650 м. Далее происходит уменьшение этих величин. Снижение величины снегозапасов в верхних высотных зонах рассматриваемых бассейнов вызвано ветровым переносом снега с открытых пространств (горная тундра) к границе леса. Согласно [72,87,95], значительная концентрация снега в высокогорных районах отмечается в пределах ледников, малых и средних форм оледенения и фирновых полей. М.В. Тронов подчеркивает большую роль трогов, цирков и каров как очагов аккумуляции снега [95]. Обширная система каров на Алтае является здесь опорой для повышения роли малых форм оледенения. Очаговая концентрация осадков в карах может в три раза и более превышать общую фоновую оценку. Однако в бассейне Оленьей Речки такие формы рельефа не получили развития. Значение этих форм может возрастать в горах Путорана и в других районах, хотя количественная оценка концентрации снега в них с использованием информации спутников НОАА затруднительна из-за недостаточного разрешения применяемой аппаратуры.

4. С использованием космической информации на примере плато Путорана в пределах бассейна р. Нижней Тунгуски изучено территориальное распределение и выполнено картографирование многолетней нормы запасов

154 воды в снежном покрове. Наиболее многоснежен бассейн реки Тембенчи, расположенный в более благоприятных условиях по отношению к направлению влагоносных воздушных потоков. Здесь снегозапасы на западных склонах и в верхней части бассейна достигают 850 мм и более. Бассейн реки Эмбенчимэ отличается меньшими значениями запаса воды в снеге (до 250мм).

5. Полученные данные о территориальном распределении снегозапасов положены в основу оптимизации параметров блока модели, описывающего изменение снегозапасов по высотным зонам бассейна. Сопоставление рассчитанных по модели и измеренных значений таких характеристик водного баланса, как слой стока и снегозапас, показало неплохую сходимость.

6. Разработан блок гидролого-математической модели формирования стока, описывающий суммарное испарение и влажность почвы на основе «уравнений связи» Шрайбера-Ольдекопа-Будыко-Мезенцева Комплексная агрогидрологическая модель речного бассейна дает возможность решения задач не только гидрологических, но и агрометеорологических прогнозов.

7. Имитационное моделирование на примере равнинных, предгорных и горных бассейнов рек Нижняя Тунгуска, Кача и Оленьей Речки позволяет качественно и количественно описать процессы формирования стока на водосборах в условиях, когда лишь немногие гидрометеорологические характеристики могут быть измерены.

8. Сопоставление вычисленных по модели и полученных по наблюдениям значений стока, запасов воды в снежном покрове, влажности почвы и других характеристик показало, что модель в целом адекватно описывает процессы формирования стока.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Авдеева, Юлия Витальевна, Иркутск

1. Авдеева Ю.В. Моделирование формирования стока Сибирских рек для целей гидрологических прогнозов // Конференция молодых ученых национальных гидрометслужб стран СНГ: Тезисы докладов.- Москва, 1999,- С.97-98.

2. Агрофизическая характеристика почв Западной Сибири.- Новосибирск: Наука, 1976.- 543 с.

3. Алексеев В.Р. Наледи.- Новосибирск: Наука, 1987,- 256 с. Антипов А.Н, Корытный JI.M. Географические аспекты гидрологических исследований (на примере речных систем Южно-Минусинской котловины).-Новосибирск: Наука, 1981.- 177с.

4. Беркин П.С. Расчет некоторых элементов теплового и водного баланса для территории Прибайкалья (Иркутская область) // Тепловой и водный баланс некоторых районов Сибири.- Л.: Наука, 1970,-С.43-57.

5. Бефани А. Н. Основные положения теории речного стока // Труды ОГ-МИ, т. 12,- 1958.

6. Будаговский А.И. К вопросу о тахиографических кривых и их применимости к расчетам речного паводка II Метеорология и гидрология.- 1949.-№5.- С. 88-97

7. Будыко М.И. Испарение в естественных условиях.- Л.: Гидрометеоиз-дат, 1948,- 136 с.

8. Бураков Д.А. О влиянии испарения на сток весеннего половодья в лесной зоне // Метеорология и гидрология.- 1968.- №12.- С.55-61.

9. Бураков Д.А. Предвычисление гидрографа весеннего половодья в условиях Васюганья // Труды НИИ Аэроклиматологии, Новосибирский филиал. Вып. 48.-1967.- С.183-192.

10. Бураков Д.А. Предвычисление гидрографа весеннего половодья заболоченных рек в южной части лесной зоны Западно-Сибирской низменности // Метеорология и гидрология. -1966.- № 1.- С.42-46.

11. Бураков Д.А. Математическая модель расчета весеннего половодья для равнинных заболоченных бассейнов // Метеорология и гидрология. -1978.- №1.- С.49-59.

12. Бураков Д.А. Расчеты речных паводков с применением аналогов // Метеорология и гидрология.- 1982.- №10.- С.79-88.

13. Бураков Д.А. Вероятностный анализ в приближенной теории перемещения водных масс // Метеорология и гидрология.- 1973.- № 4.-С.52-58.

14. Бураков Д.А. Кривые добегания и расчет гидрографа весеннего половодья.- Томск,1978.- 129 с.

15. Бураков Д.А., Авдеева Ю.В. Технология оперативных прогнозов ежедневных расходов (уровней) воды на основе спутниковой информации о заснеженности (на примере р.Нижней Тунгуски) // Метеорология и гидрология,- 1996.- № 10,- С.75-87.

16. Бураков Д.А., Авдеева Ю.В., Калашников Е.Н. Влияние вырубок леса на сток рек южной тайги и лесостепи Средней Сибири. // Труды Сибирского научно-исследовательского института. -№ 104 в печати.

17. Бураков Д.А., Инишев Н.Г. Оценка моментов и аппроксимация кривой добегания с использованием статистических распределений // Метеорология и гидрология .- 1976.- № 12.- С.73-82.

18. Бураков Д.А., Канивец С.А., Маркова Е.Э. Модели русловой трансформации для последовательного соединения емкостей // Труды института ЗапСибНИГМИ,Вып.94-Л: Гидрометеоиздат, 1991.- С.40-51.

19. Бураков Д.А., Кашкин В. Б., Сухинин А. И., Ромасько В. Ю., Ратненко И.В. Методика определения заснеженности речного бассейна по спутниковым данным для оперативных прогнозов стока // Метеорология и гидрология .- 1996,- № 8.- С. 100-109.

20. Важнов А.Н. Гидрология рек. М.: Изд-во МГУ, 1976.- 340 с.

21. Водные ресурсы малых рек бассейна Енисея и их хозяйственное использование: Справочник / Отв. Ред. А.В. Петенков.- Красноярск: СибНИИ-ГиМ, 1989,- 237с.

22. Гапишко В.Г. О расчете снегозапасов на основе повторных аэрофотосъемок в бассене р. Кызылча // Труды САРНИГМИ, Вып.25 (106).- Л., 1975.- С.168.

23. Гидрологическая изученность поверхностных вод / Ресурсы поверхностных вод СССР, т.16, вып. 1. Енисей.- Л.: Гидрометеиздат, 1967.- 825 с.

24. Гидрологические основы водопользования ресурсами малых рек бассейнов Верхнего Енисея, Верхнего Чулыма и Нижней Ангары: Рекомендации / Отв. Ред. А.В. Петенков.- Красноярск: СибНИИГиМ, 1990.- 206 с.

25. Головин В.Ф. Опыт физико-географического районирования Красноярской лесостепи // Красноярский педагогический институт. Ученые записки, т.8- Красноярск: изд-во КГПИ, 1957,- С. 58-72.

26. Гостунский А.Н. Гидрология Средней Азии: Учебное пособие для студентов ирригационных и сельскохозяйственных институтов.- Ташкент: изд-во «Унитувчи», 1969.- 327 с.

27. Грибов А.И. Водно-физические свойства почв березняков южной части Красноярского края // Средообразующая роль леса Красноярск, 1976.-с.110-121.

28. Денисов Ю.М. Метод расчета распределения снега в горах по данным аэрофотосъемок и температуры воздуха // Изв. АН УзССР. Сер. тех. наук,- 1963.- № 6.- С.73-89.

29. Дроздов О.А., Васильев В.А., Кобышева Н.В, Раевский А.Н., Смекалова JI.К., Школьный. Климатология.- Л.: Гидрометеоиздат, 1989.- 568 с.

30. Дружинин И.П. Долгосрочные прогноз и информация.- Новосибирск: Наука, Сиб.отд-ние, 1987.- 225 с.

31. Ершова Л.М. Влияние лесовырубок на водный режим малых рек Восточной Сибири // В сб.: Исследования водных ресурсов Сибири Красноярск: СибНИГМИ.- С. 34-42

32. Иванов Н.Н. Об определение величины испаряемости // Изв. Всесоюзного геогр. об-ва. Т.86.- 1954.- №2.- С. 189-196.

33. Иваньо Я.М. Экстремальные характеристики, события и переходы как показатели изменчивости климата Восточной Сибири // Циклы природы и общества (материалы Пятой международной конференции «Циклы природы и общества).- Ч.1.- Ставрополь, 1997.- С. 86-91

34. Калашников Е.Н., Первунин В.А. Закономерности размещения лесов Ангаро-Енисейского региона и оценка их состояния // Использование и воспроизводство ресурсов Ангаро-Енисейского региона- Красноярск; Лесосибирск, 1991.- С. 197-207.159

35. Калашников Е.Н., Беляев В.В., Первунин В.А. Среднемасшиабное картографирование лесного фонда // Научно-технический сборник по геодезии, аэрофотосъемкам и картографии,- Москва, 1992.- С. 111-123.

36. Калинин Г.П., Милюков П.И. Приближенный расчет неустановившегося движения водных масс // Труды ЦИПа. Вып.66.- 1958,- 72 с.

37. Калюжный И.Л., Павлова И.П. и др. Роль гидрофизических свойств почвы в формировании потерь стока весеннего половодья // Труды ГГИ. Вып.233.- 1977.-С. 127-136.

38. Капотов А.А., Крестовский О.И., Соколова Н.В. Влажность и промерзание почво-грунтов в районах Северо-Запада ETC // Труды ГГИ. Вып. 214- Л: Гидрометеоиздат, 1974.- С.201 229

39. Карнацевич И. В. Закономерности и ресурсы тепловлагообмена на территории Сибири // Дис. д-ра географ, наук. Омск, 1990.- 455 с.

40. Карнацевич И.В. Расчеты тепловых и водных ресурсов малых речных водосборов на территории Сибири.Ч. 1. Теплоэнергетические ресурсы климата и климатических процессов. Омск: Изд. Омского СХИ, 1989.75 с.

41. Климат города Красноярска / Под ред. Ц.А. Швер, А.С. Герасимовой.-Л.: Гидрометеоиздат, 1982.- 231с.

42. Комаров В.Д. Весенний сток равнинных рек Европейской части СССР, условия его формирования и методы прогнозов- Л.: Гидрометеоиздат, 1959.-295 с.

43. Комаров В.Д., Макарова Т.Т., Синегуб Е.С. Расчёт гидрографа половодья небольших равнинных рек на основе данных об интенсивности снеготаяния // Труды ГМЦ- 1964, вып. 3.- С. 3-30.

44. Константинов А.Р. Испарение в природе Л: Гидрометеоиздат, 1968.532 с.

45. Корень В.И. Математические модели в прогнозах речного стока.- Л.: Гидрометеоиздат, 1994.- 200 с.160

46. Корень В.И., Кучмент JI.C. Математическая модель дождевого стока, оптимизация ее параметров и использование в гидрологических прогнозах // Метеорология и гидрология.- 1969.- №11.- С. 69-77.

47. Корытный J1.M. Реки Красноярского края Красноярск: Красноярское книжное изд-во, 1991.- 157 с.

48. Костин С. И. И Покровская Т.В. Климатология,- Л.: Гидрометеоиздат, 1961.- 485 с.

49. Котляков В.М., Ходаков В.Г., Гринберг A.M. Тепловое проявление снежно-ледовых объектов как метод количественной интерпретации аэрокосмической информации // Изв.АН СССР. Сер.геогр.- 1981.- №3.-С.127-132.

50. Кренке А.Н. Климатические условия существования современного оледенения Средней Азии // Изв. АН СССР. Сер.геогр.- 1973.- № 1.- С. 19.

51. Кренке А.Н., Боровик Э.С., Рототаев К.П. Снегонакопления на ледниках Кавказа//Труды Зак.НИГМИ. Вып. 45(51).- Л., 1970.- с. 123

52. Крестовский О.И., Книзе А.А. Об оценке гидрологической роли леса // Метеорология и гидрология.- 1999.- № 6.- С.90-97.

53. Кузьмин П.П. Процесс таяния снежного покрова.- Л.: Гидрометеоиздат, 1961.- 345 с.

54. Куприянов В.В., Прокачева В.Г. Спутниковая информация в гидрологических исследованиях.- Обнинск: Изд-во ВНИГМИ-МЦЦ, 1979.- 68 с.

55. Кучмент Л.С. Математическое моделирование речного стока.- Л.: Гидрометеоиздат, 1972.- 192 с.

56. Львович М.И. Процесс формирования паводков // Труды ГГИ. Вып. 10.1940.

57. Материалы исследований в бассейне р. Оленья Речка весной 1962 г. (итоговый отчет гидрографической партии КУГМС) / Красноярское УГМС.- фондовые материалы Среднесибирского УГМС, 1962.- 153 с.

58. Мезенцев B.C., Карнацевич И.В., Белоненко Г.В. и др. Режимы влаго-обеспеченности и условия гидромелиораций степного края.- М.:Колос, 1974,- 240 с.

59. Мезенцев B.C., Карнацевич И.В. Увлажненность Западно-Сибирской равнины.- JI.: Гидрометеоиздат, 1969.- 168 с.

60. Мезенцев B.C., Карнацевич И.В. Водно-балансовые расчеты в гидромелиоративных целях: Учебное пособие.- Омск: Изд-во Омского с.-х. ин-та, 1983,- 108 с.

61. Методические указания по оценке влияния хозяйственной деятельности на сток средних и больших рек и восстановлению его характеристик.-JL: Гидрометеоиздат, 1986.- 78 с.

62. Музылёв E.JL Моделирование стока горных рек и спутниковая инфома-ция. М.: Наука, 1987.- 136 с.

63. Напрасников А.Т. Тепло- и влагообеспеченность Забайкалья и некоторые проблемы мелиорации земель // Дисс. канд.геогр. наук.- Чита; Иркутск, 1969,- 207 с.162

64. Напрасников А.Т., Кириченко А.В. Чарская котловина географический полигон зоны БАМ. - Иркутск: Институт географии, 1987,- 98 с.

65. Научно-прикладной справочник по климату СССР, сер. 3, ч.1-6. Вып.21. Книга 1.- JL: Гидрометеоиздат, 1970.-623 с.

66. Оболенский В.Н. Метеорология. Часть 1 (общая).- JL: Гидрометеоиздат, 1938.- 639 с.

67. Ольдекоп Э.М. Об испарении с поверхности речных бассейнов // Сборник трудов Метеорологической обсерватории Императорского Юрьевского ун-та.- T.IV, 1911.- 209 с.

68. Попов Е. Г. Вопросы теории и практики прогнозов речного стока,- М.: Гидрометеоиздат, 1963.- 256 с.

69. Попов Е. Г. Гидрологические прогнозы.- Л.: Гидрометеоиздат, 1979.256 с.

70. Попов Е.Г. Анализ формирования стока равнинных рек,- Л.: Гидрометеоиздат, 1956.- 131 с.

71. Попов О.В. Подземное питание рек.- Л.: Гидрометеоиздат, 1968.- 300 с.

72. Почвенная карта земледельческой зоны Красноярского края (Масштаб 1:1000000).- фондовые материалы Среднесибирского УГМС,1976.

73. Природное районирование центральной части Красноярского края и некоторые вопросы пригородного хозяйства.- М.: Изд-во АН СССР, 1962.216 с.

74. Ревякин B.C., Кравцова В.И. Снежный покров и лавины Алтая.- Томск: изд-во Томского университета, 1977.- 215 с.

75. Ресурсы поверхностных вод. Т.16. Енисей.- М.: Гидрометеоиздат, 1973. -Вып.1.- 723с.

76. Роде А.А. Основы учения о почвенной влаге, (том 1.)- J1: Гидрометеоиздат, 1969.- 663 с.164

77. Снежно-водно-ледниковые ресурсы Верхней Оби и прогнозы стока весеннего половодья // Авторы: Бураков Д.А., Галахов В.П., Нарожнев Ю.К. и др.- Томск, Томский государственный университет, 1986,- 254 с.

78. Соколов В.А., Фарбер С.К. Организация лесопользования в Нижнем Приангарье.- Новосибирск: издательство СО РАН, 1999.- 215 с.

79. Соколовский Д.Л. Речной сток (основы теории и практики расчетов). -Л.: Гидрометеоиздат, 1959.- 528 с.

80. Средняя Сибирь / Под ред. И. П. Герасимова.- М.: Наука, 1964.- 429 с.

81. Техническая записка по сельскому хозяйству / Красноярское УГМС-фондовые материалы Среднесибирского УГМС, 1968.- 62 с.

82. Тронов М.В. Очерки гляциоклиматологии.- Томск: Изд-во Томского университета, 1981.- 151 с.

83. Тронов М.В. Проблема гляциоклиматических показателей.- Томск: изд-во ТГУ, 1978.- 168 с.

84. Формирование весеннего стока в высокогорной части Западного Саяна (бассейн р. Оленья Речка) / Красноярское УГМС.- фондовые материалы Среднесибирского УГМС, 1964.- 89 с.

85. Физико-географическое районирование Красноярского края и Республики Хакассии (Масштаб 1:7500000) Автор Калашников Е.Н. // Атлас Красноярского края и Республики Хакассии Новосибирск: Роскарто-графия, 1994.-С. 42-43.

86. Харшан А.А. Долгосрочные прогнозы стока половодья горных рек Сибири // Труды ГМЦ. Вып. 65.- 1970.- 210 с.

87. Харшан Ш.А. К вопросу анализа и расчета стока // Труды ЦИП, вып. 39/66/, 1955.-С. 207-219

88. Ходаков В.Г. Ледники бассейна Варзоб // Материалы гляциологических исследований. Хроника, обсуждения. Вып. 14.- М., 1968.- С. 205.166