Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Максимальный сток паводков смешанного происхождения и рациональное его использование

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Максимальный сток паводков смешанного происхождения и рациональное его использование"

На правах рукописи

ЦсЬе&Р.г&ос.

ЗАГАРСКИЙ Александр Николаевич

МАКСИМАЛЬНЫЙ СТОК ПАВОДКОВ СМЕШАННОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ И РАЦИОНАЛЬНОЕ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

(на примере бассейна р. Тавды)

и

11.00.11 - "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Научный руководитель -- доктор географических наук профессор Шахов И.С.

г. Екатеринбург 2000 г.

Работа выполнена в Уральском Государственном Техническом Университете (УГТУ-УЛИ)

Научный руководитель: доктор географических наук, академик РЭА профессор Шахов И.С.

Официальные оппоненты: доктор географических наук, академик РЭА,

заслуженный деятель науки РФ, профессор Яндыганов Я.Я. кандидат географических наук Носаль А.П.

Ведущая организация: Комитет по природным ресурсам Свердловской области

Защита состоится' / ' мл-п^о^ 2000 г. в #~часов на заседании диссертационного совета Д.099.01.01 в Российском научно-исследовательском институте комплексного использования и охраны водных ресурсов (РосНИИВХ) по адресу: 620049, Екатеринбург, ул. Мира, 23.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке РосНИИВХ Автореферат разослан •/ рг^лсм. ¿?МСг._

Отзыв на автореферат, заверенный гербовой печатью, просим направлять по адресу: 620049, Екатеринбург, ул. Мира, 23, РосНИИВХ

Ученый секретарь

диссертационного совета Д.099.01.01

д.т.н. Рыбаков Ю.С.

<ГЪиь~- Ъ2 О

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Аккумулируемый в водохранилищах речной сток обеспечивает повышение надежности хозяйственно - питьевого и производственного водоснабжения. Однако накопление в них больших объемов воды повышает опасность наводнений и затоплений в случае прорыва плотин. По данным Международной комиссии по большим плотинам 138 прорывов произошли на насыпных плотинах, из них 71 плотина была разрушена из-за перелива воды через гребень. В подавляющем большинстве случаев причиной прорывов оказалась недостаточная пропускная способность водосбросных устройств, вследствие заниженной оценки максимального стока. Другой причиной явились ошибки службы эксплуатации. Потенциальная возможность прорыва грунтовых плотин заложена в действующих в России строительных нормах и правилах. Размеры водосбросов гидроузлов устанавливаются на пропуск максимальных расходов воды определенной повторяемости, зависящей от класса капитальности. Если будет наблюдаться расход воды более редкой повторяемости, то не исключается вероятность переполнения водохранилища, перелив воды через гребень и разрушение плотины.

Несовершенство оценки величины максимального стока, ее занижение часто является следствием слабой изученности водного режима водотока, генезиса формирования максимумов. Наводнения на реках горного Урала в последние десятилетия, особенности времени их наступления (на подошве весеннего половодья или некоторое время спустя) указали на существование в сильно пересеченном рельефе относительно невысоких Уральских гор новой генетической совокупности максимального речного стока -смешанных паводков, в формировании которых участвуют жидкие осадки и остаточные снегозапасы на горной территории. Отсутствие ежегодной повторяемости таких паводков обуславливает более высокие значения коэффициентов вариацйи и асимметрии их характеристик по сравнению с максимумами снегового и дождевого происхождения. В связи с этим максимальные расходы смешанного происхождения редкой повторяемости являются расчетными не только для малых, но и средних рек в горной местности.

Превышение экстремумов смешанных паводков над максимумами весеннего половодья и дождевых паводков, отсутствие методических рекомендаций по их определению потребовало проведение углубленного исследования условий формирования и расчетов характеристик максимального стока смешанных паводков, необходимых для проектирования и надежной эксплуатации водохозяйственных объектов.

Цель и задачи исследования. Основной целью настоящей работы является исследование характеристик максимальных расходов воды и определение слоев стока смешанных паводков для повышения степени безопасности и

надежности эксплуатации гидротехнических сооружений. Для достижения этой цели решены следующие задачи:

- выполнен анализ и обобщение материалов наблюдений УГМС и других организаций по максимальным расходам воды и слоям стока смешанных паводков на горных водосборах за многолетний период (1938-1993 г.г.);

- выявлены связи между фактическими и соответственно обеспеченными величинами максимальных расходов воды и слоев стока смешанных паводков;

- разработана методика районирования территории по условиям формирования смешанных паводков;

- разработана методика оценки расчетных значений максимальных расходов воды и слоев стока смешанных паводков.

Методика исследований. В основу исследований положено принятое представление о речном стоке как стохастическом процессе. В работе использованы статистические и ландшафтно-гидрологические методы, в том числе Г.А. Алексеева (1971) и Сингха-Аминиана (1986). Для сглаживания и экстраполяции эмпирических кривых распределения ежегодных вероятностей превышения применены методы, рекомендованные в нормативной литературе (трехпараметрическое гамма распределение).

Предметом исследований являются характеристики максимального стока смешанных паводков, влияющие на режим и безопасность эксплуатации гидротехнических сооружений и защиты населенных пунктов от наводнений и затоплений.

Научная новизна. В работе впервые в России применен метод Сингха-Аминиана для определения генетической связи величин слоев стока и максимальных расходов воды. Использование этого метода для смешанных паводков позволило уточнить методику расчета максимальных расходов воды и слоев стока рек, провести районирование территории, а также построить региональные карты слоев стока смешанных паводков различной обеспеченности, выдать рекомендации по использованию результатов исследований в водохозяйственной и гидрологической практике.

Практическая ценность исследований. Результаты, полученные в работе, предназначены для использования при выполнении гидрологических расчетов при проектировании народохозяйственных объектов, в частности гидротехнических сооружений. Методология проведения исследований может быть использована для разработки методики расчета характеристик паводков смешанного происхождения по другим регионам и субъектам России. Выводы, сформулированные в работе, могут широко использоваться в практике гидрологических расчетов и прогнозов, при подготовке инженеров водного хозяйства, планировании водохозяйственной

деятельности на территориях, для которых характерно формирование паводков смешанного происхождения.

Апробация работы и использование результатов. Основные положения и результаты исследований докладывались на:

- Международном симпозиуме по использованию водных ресурсов, (Санкт-Петербург, 1995 г.);

Всероссийском совещании при подготовке к изданию нового СНиП-98 по гидрологии, (С.-Петербург, 1998 г.).

По теме диссертации опубликованы три работы. Результаты диссертационной работы использованы при выполнении расчетов по реконструкции Красногурьинского гидроузла, Киселевского гидроузла с защитой объектов, расположенных в нижнем бьефе плотины на р. Какве.

На защиту выносятся:

- методика определения экстремальных расходов воды смешанных паводков для горных рек;

- использование метода Сингха-Аминиана для определения характеристик максимального стока смешанных паводков и районирования территории;

- региональные карты слоев стока смешанных паводков;

- рекомендации по определению характеристик максимального стока воды для неизученных водосборов и при наличии материалов наблюдений.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка использованной литературы (76 наименований). Общий объем работы 89 страниц, включая 11 таблиц, 38 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении излагается общая характеристика работы: актуальность, цели и задачи исследования, методика исследований, научная новизна, практическая значимость и использование результатов.

В первой главе приводится анализ основных причин возникновения чрезвычайных ситуаций на водных объектах Уральского региона.

В России длительное время крупных аварий при эксплуатации подпорных гидротехнических сооружений не наблюдалось. Однако в последнее десятилетие произошло разрушение Киселевской плотины на р. Какве в Свердловской области в 1993 г., Тирлянской плотины на р. Тирлян (бассейн р. Белой) в Башкортостане в 1994 г. В настоящее время в Уральском экономическом регионе насчитывается несколько тысяч водохранилищ, более 400 из них имеют емкость свыше 1 млн.м3, в т.ч. в Свердловской

области 128 водохранилищ, причем техническое состояние многих неудовлетворительное.

В водохранилищах Уральского региона аккумулировано более 25% годового стока рек. Это с одной стороны, существенно повышает устойчивость водоснабжения, а с другой, повышает потенциальную опасность для населения и хозяйства региона в случае прорыва плотины.

Кроме того, чрезвычайные ситуации, связанные с наводнением, нередко создаются в результате недостаточного учета режима рек. Практика показывает, что затопление жилых и хозяйственных объектов происходит по двум основным причинам: нерациональное размещение их в поймах рек или в результате прорыва подпорных сооружений и резкого повышения уровня воды в нижних бьефах за счет быстрой сработки объемов воды, аккумулированных в водохранилищах.

В главе рассматриваются характерные примеры возникновения чрезвычайных ситуаций на Урале, в расследовании которых принимал участие автор.

Чрезвычайные ситуации, связанные с прорывом фунтовых плотин, в принципе имеют различные причины. Они могут иметь место даже в условиях качественного проектирования и эксплуатации при наступлении событий, повторяемость которых реже, чем заложена в соответствующем классе капитальности сооружений.

Наиболее частыми причинами аварий на подпорных гидротехнических сооружениях являются ошибки, допущенные при проектировании, а также нарушение правил строительства и эксплуатации водохранилищ, низкая эффективность государственного надзора за их безопасностью. Недостатки инженерно-строительных изысканий являются одной из основных причин неправильной оценки максимальных расходов воды и как следствие назначаются заниженные размеры водосбросных сооружений.

Применяющиеся в России достаточно надежные методы обоснования расчетных максимальных расходов воды в частных случаях не исключают грубых просчетов, обусловленных недоучетом местных условий.

Большая изменчивость водного режима рек, сложность условий формирования максимальных расходов воды, редкая сеть постов наблюдений приводит к тому, что расчетные значения максимумов подсчитываются в ряде случаев весьма приближенно. Ошибки при расчете максимумов возникают как правило по двум причинам:

- недостаточное обобщение имеющихся материалов наблюдений и стремление отдать предпочтение натурным сведениям на данном водотоке или аналоге вблизи створа проектирования при коротком периоде наблюдений;

- недостаточная изученность генезиса формирования максимальных расходов воды.

Одной из основных причин неудовлетворительных проектных решений является недостаточная изученность генезиса формирования стока и

связанные с этим грубые ошибки при обосновании параметров водопропускных сооружений на гидроузлах.

В практике гидрологических расчетов в России широко применяется статистические методы, предполагающие соблюдение условий случайности расходов, однородности условий их формирования, представительность выборки. В Уральском регионе до последних лет принималось, что на больших и средних реках максимальные расчетные расходы имеют, как правило, снеговое происхождение, а на малых - дождевое. Однако, углубленный анализ событий 90-х годов показал, что в ряде районов Сведловской области есть условия для формирования максимумов за счет снеготаяния и дождей совместно. В связи с этим признано целесообразным выделить в отдельную однородную совокупность максимальный сток смешанного происхождения. Расходы вводы смешанного происхождения наблюдаются не ежегодно, поэтому их распределения отличаются большими величинами коэффициентов вариации (Cv ) и асимметрии (Cs). Именно по этой причине в зоне редких повторяемостей они превышают соответствующие расходы снегового и дождевого происхождения. В настоящее время исследования закономерностей, характерных для смешанных паводков, находятся в стадии становления.

В качестве примера аварий, имевших место по причине неучета максимумов смешанных паводков, рассмотрены события июня 1993 г. в бассейне р. Тавды.

В результате прохождения смешанного паводка в 1993 г. на водосборе р. Каквы вследствие перелива воды через гребень плотины была разрушена Киселевская плотины (объем водохранилища ~ 32 млн.м3). Пропускная способность водосброса оказалась почти в 4 раза меньше максимального расхода паводка. В результате этой крупнейшей аварии нанесен значительный материальный ущерб ( около 40 млрд.руб. в ценах июня 1993 г.), снесено около ;1 200 домов, разрушено ряд мостов и дамб. Прорыв плотины сопровождался и человеческими жертвами. Негативные социальные последствия аварии оказались выше, чем при разрушении плотины Титон в США в 1976 г. с водохранилищем на порядок большего объема.

Автор принимал участие в расследовании причин аварии и проектировании мероприятий для защиты жилых и хозяйственных объектов, расположенных в нижнем бьефе Киселевской плотины. Ущерб, нанесенный хозяйству г. Серова паводком, мог быть существенно ниже, если бы не имело место нерациональное размещение объектов в пойме р. Каквы, "глухое" перекрытие дамбами мостовых переходов всей поймы. Отсутствие водопропускных отверстий в дамбах и застроенность пойменных земель создавали подпор уровней, в результате прорыва дамб образовывались вторичные прорывные волны.

Таким образом, исследования характеристик максимумов смешанных паводков дня повышения степени безопасности и надежности эксплуатации гидротехнических сооружений и защиты населенных пунктов от наводнений и затоплений являются одной из первоочередных неотложных задач.

Во второй главе рассматриваются природные условия и климата -географические особенности исследуемой территории Северного Урала.

Выбор региона исследования обусловлен значительной освоенностью территории, расположением крупных населенных пунктов в прибрежных районах рек, где чрезвычайные ситуации, связанные с недоучетом максимумов смешанного происхождения, могут вызвать человеческие жертвы и нанести огромный материальный ущерб, что наблюдалось в 1993 г.

Исследуемая территория вытянута в меридианальном направлении и простирается с севера на юг примерно на 350 км ,с запада на восток на 110 км . Гидрографически территория относится к бассейну р. Тавды (р. Тавда -р. Тобол - р. Иртыш - р. Обь) и расположена в пределах Свердловской области.

По общим ландшафтным условиям регион относится к лесной зоне Северного Урала.

Несмотря на небольшую высоту, Уральские горы являются серьезным рубежом, при переходе через который прослеживается общее изменение природных условий.

Уральские горы характеризуются сравнительно небольшой высотой, мягкими очертаниями и наряду с этим большой расчлененностью поверхности. Северный Урал представляет собой среднегорный район со сложным рельефом.

Четкая линия высоких водораздельных хребтов с высотами более 1000 м протягивается почти беспрерывно с севера территории до бассейна р. Вагран (частично). Наиболее сложная система разнонаправленных хребтов и массивов характерна для верховий бассейна р. Лозьвы, где расположена и высокая линия восточных хребтов (Чистоп и др.). Южнее субмеридианальные хребты становятся ниже, малозаметнее, при этом отмечаются резко выраженные отдельные горные массивы, расположенные восточнее, часто внутри бассейнов притоков р. Тавды, и имеющие при значительной субширотной протяженности сильно расчлененный рельеф. Наиболее низкий процент площадей с Н > 700 м имеют бассейны р. Турьи и р. Ляли - самого южного бассейна исследуемой территории, южнее площадей с Н > 700 м не отмечается, за исключением г. Качканар.

Геологическое строение территории, также как и рельеф, отличается значительным разнообразием. Уральская горная страна зажата между двумя платформенными образованиями: с запада - Русской платформой, с востока - Сибирской плитой.

Современный облик Урала сложился в основном под влиянием неогеновых и четвертичных глыбовых вертикальных движений пенепленизированных складчато-сбросовых массивов, эрозионной деятельности водотоков и длительных процессов выветривания.

Карст развит в меридианальных узких полосах в зоне распространения карстующихся горных пород (в основном известняки). Карст района большей

частью древний, пассивный, однако вблизи разработок месторождений 01 оживляется.

В пределах гористой части Северного Урала ясно выражена высотна; поясность лесного и почвенного покровов, а для предгорных и равнинны> территорий характерна нормальная широтная зональность.

Растительность северо-таежной подзоны в горной полосе, протягивающейся в меридиональном направлении по всему региону, не образует сплошного массива. Она поднимается лишь до высот 550-650 м.

По механическому составу почвы представлены главным образом тяжелыми суглинками.

Выше 500 м распространены горно-луговые и горно-тундровые почвы. В горах, отчасти в предгорьях почвы щебенистые, иногда каменистые. Слой почвы из-за смыва зачастую не более 10-15 см.

В среднем течении рр. Лозьвы и Сосьвы преобладают подзолистые и глеево-подзолистые, а также подзолисто-болотные, почвы на древнеаллювиальных отложениях. По механическому составу почвы равнинной территории большей частью тяжелосуглинистые и глинистые, в бассейне р. Лозьвы песчаные.

Положение исследуемой территории в центральной части обширной Евразии определяет резко континентальный характер ее климата. Вместе с тем, велико влияние на климат и морских воздушных масс, несущих влагу с Атлантики. Зимой Северный Урал находится над преимущественным влиянием сибирского антициклона, обуславливающего устойчивую морозную погоду. Летом территория находится в основном в области низкого давления.

Особенности рельефа территории обуславливают наличие выраженной широтной зональности в изменении климата на ее равнинной части и вертикальной поясности в горах Северного Урала.

На климатический режим Северного Урала решающее влияние оказывает барьерная роль Уральского хребта. Его западные склоны задерживают продвигающиеся на восток влажные воздушные массы атлантического происхождения и циклонов, которые отдают им значительную часть переносимой влаги (так называемый "эффект барьерного подножия"), заметно повышая общую увлажненность лредуральской части области и горной полосы самого Урала. В "барьерной тени" этих хребтов, на восточных склонах и далее в предгорьях увлажненность снижена и тем значительнее на большее расстояние, чем выше абсолютные высоты хребтов.

Определенную роль имеет и соотношение высот водораздельных хребтов и восточной гряды. По мере удаления от хребтов на восток возрастает континенталыгость и засушливость климата.

Разнообразие рельефа и растительности исследуемой территории усложняет характер приземной циркуляции, создавая пестроту микроклиматических условий в результате увеличения турбулентности потоков воздуха, обострения циклонической деятельности, усиления термической конвекции на склонах.

В горных районах с увеличением высоты местности над уровнем моря наблюдается понижение температуры воздуха на 0,35°-1,5 0 с на 100 м. Однако, эти показатели имеют значительную вариативность по территории и во времени, в отдельные периоды могут наблюдаться и температурные инверсии.

Годовые суммы осадков на хребтах достигают 1300-1600 мм, в горных долинах - в среднем 850-950 мм, на равнине — около 600 мм. Высотный градиент изменения суммы осадков в районе близок к 33 мм на 100 м высоты. В течение года осадки выпадают неравномерно, большая часть приходится на теплый период года (60-70%).

Первое появление снежного покрова отмечается в сентябре в горных районах, в октябре на равнинных территориях. Характер залегания снежного покрова зависит от рельефа, ветрового режима и условий защищенности.

В горных районах величина средней из наибольших декадных высот снежного покрова достигает 120-150 см, на равнине - 50-70 см.

Снеготаяние наблюдается при установлении положительных температур воздуха в дневное время, еще до устойчивого перехода средних суточных значений через 0 0 С в конце марта - начале апреля. Снег стаивает весьма неравномерно, особенно в горных районах. Интенсивность таяния снега (в среднем 2-4 мм/сутки) зависит от многих факторов, в том числе температуры воздуха, защищенности местности и др. Следует заметить, что к концу весеннего половодья на водосборах в целом чаще всего сохраняется снег, накопленный в ущельях, распадках и т.п. Процесс снеготаяния на высотах 700 м и выше в условиях сильно пересеченного рельефа горного Урала может продолжаться вплоть до июля-августа в отдельные годы, причем на время схода снежного покрова в горах могут оказать решающее влияние мощные ливневые осадки.

Третья глава посвящена обзору современных исследований в области расчетов характеристик максимального стока, особенно максимального стока смешанных паводков.

В настоящее время в связи с малым объемом исходной информации и недостаточной изученностью формирования максимального стока широкое применение в действующем СНиП 2.01.14-83 нашли эмпирические и полуэмпирические схемы, позволяющие приближенно определить величины характеристик максимального стока. В 90-х годах стало очевидным, что традиционные методы уже не удовлетворяют всех запросов при гидрологических обоснованиях проектов. Практическая инженерная гидрология потребовала перехода на генетические методы.

Разработки методов расчета характеристик максимального стока для практики проектирования определяется двумя основными показателями:

- степенью наличия исходной гидрометеорологической (и геоморфологической) информации, которая определяется главным образом уровнем развития наблюдательной сети;

- возможностью адекватности описания природы формирования стока (детерминистические модели) или отражения его основных закономерностей (динамико-стохастические, индексационные модели), которая связана с уровнем развития экспериментальной гидрологии.

Последний показатель тесно связан с уровнем исследований, связанных с физико-географическим и ландшафтным районированием, включая исследования по типизации структурных оценок речной сети.

Индексационые модели создаются в тех случаях, когда отдельные микропроцессы из-за отсутствия достаточного знания их механизма заменяются отдельными индексами.

Таким образом, можно отметить преемственность развития методов расчета максимального стока:

- эмпирические и полуэмпирические методы, используемые в многолетней практике для гидрологически неизученных рек;

- индексационные модели для рек, на водосборах которых имеется определенный объем гидрометеорологической информации и выполнены пространственно-временные обобщения;

- детерминированные модели для речных водосборов, на которых локальные особенности изучены детально и имеется достоверная возможность оснащения используемой математической модели необходимыми характеристиками, коэффициентами.

В настоящее время исследователи большое внимание уделяют индексационным моделям, без которых практическое обновление методов расчета для инженерно-гидрологической практики в России, в частности, будет весьма затруднительно.

Одна из моделей, имеющая перспективы использования в индексационном плане и позволяющая аппроксимировать эмпирические зависимости между объемом и расходом поверхностного стока, приведена в работе Сингха В.Р., Аминиана X. (1986). В ней рассматриваются величины "coefficient of determination", определенными по данным наблюдений на 134 водосборах (0,012 км2 < F< 6075 км2 ) США, Австралии, Греции и Италии, причем величины "г '' колеблются в пределах 0,70-0,98 (для 70 водосборов г >0,9). Результаты исследований свидетельствуют о тесной взаимосвязи, или гармонии слоев стока и максимальных расходов воды. Эмпирическая связь имеет следующий вид:

у = ах + Ь, где

у = lg Q / h2 ; х = lg h, Q - экстремум расхода воды, поделенный на площадь водосбора в часовом разрезе, см/час; h - слой поверхностного стока с площади водосбора, см.

Авторы названной выше работы рассмотрели связи коэффициентов "а" и "Ь" с такими характеристиками водосборов как площадь (F), длина главной реки (L), уклон главной реки (1р). Ими было установлено, что величины "Ь"' и

Б тесно коррелируют, а ввод в расчеты характеристик Ь и 1р не дал значительного эффекта.

Таким образом, решение двух задач по определению <3 и Ь, традиционно достигаемое практически независимо друг от друга, возможно рассматривать как комплексную задачу.

До последнего времени факт существования смешанных паводков не рассматривался ни в терминологии, ни в литературе, посвященной водному режиму горных рек Урала. Выделение этих паводков теоретически возможно и экономически оправдано, хотя в действующем СНиП 2.01.14-83 и региональном справочнике "Ресурсы поверхностных вод" это не осуществлено, большей частью из-за недостатка информации. Однако, в ходе семинара "Гидрологические расчеты и проблемы их нормирования применительно к современным условиям работы гидрологической сети "Росгидромета" и параллельного Согласительного совещания по рассмотрению первой редакции СНиП-98 "Определение расчетных гидрологических характеристик. Основные положения" (ГГИ, г.С.-Петербург, 1998 г.) было впервые признано при участии автора необходимым ввести понятие "смешанный паводок" в несколько подразделов СНиП - 98.

Впервые методически возможность формирования смешанных паводков обоснована И.С. Шаховым (1997). Эта работа фактически явилась первым научным опытом работы с новой генетической совокупностью, достигнут результат, соответствующий имевшему место уровню информатики, как по исходной информации, так и по теоретическим разработкам. В исследовании выполнен анализ полей осадков и остаточных снегозапасов по некоторым рекам Свердловской области.

Примечательно, что использованы характеристики экстремумов с учетом стока воды по пойме. Сток воды по пойме рассчитывался при помощи гидравлической экстраполяции на основе поперечных профилей долин рек. Вопросы прохождения стока по пойме и его подсчета исключительно сложны, что подчеркивается в работах Д.Е. Скородумова (1965), Н.Б. Барышникова (1984) и др. Расчеты, выполненные для пойменных участков по одному стандарту без учета ежегодных условий в многолетнем разрезе, носят ориентировочный характер. В то же время приведенные величины более репрезентативно отражают количественные характеристики паводочного стока.

Почти в 40% лет смешанные паводки отсутствуют, но в отдельные годы расходы воды оказываются экстремально большими. Все это определяет повышенную изменчивость и асимметрию рядов наблюдений и как следствие этого потребность сравнительно продолжительных рядов для оценки средних многолетних их значений с достаточной степенью достоверности.

В этих условиях объективно оправдана идея Г.А. Алексеева использования метода годопунктов. Метод годопунктов был рассмотрен как один из приемов ПНИИИС Госстроя СССР при недостаточности натурных измерений в одном пункте для изучения теоретических законов

распределения гидрометеорологических характеристик. Наличие коррелятивной связи характеристик паводков контролируется объемом эквивалентной информации. Наиболее слабым местом метода являлось размытость критерия "однородности" объединяемых наблюдений, причисления к одной совокупности. В. Вукмирович, И. Малишик (Югославия, 1995), ратующие в условиях дефицита информации за региональную статистику при расчетах наволочного стока, предлагают в качестве критерия однородности рассматривать величину Су.

Следует отметить, что идея "огибающих" линий, применявшаяся рядом исследователей в условиях дефицита информации, мало перспективна для дальнейших разработок моделей стока и понимания генезиса смешанных паводков.

В четвертой главе рассматривается методика расчетов характеристик максимального стока смешанных паводков.

В качестве основной исходной гидрометеорологической информации использованы материалы наблюдений на стоковых постах УГМС с 1938 г. по 1993 г.

Следует отметить, что, несмотря на общую надежность материалов, в некоторые величины имеют в силу ряда причин пониженную точность. Используя имеющиеся материалы автор откорректировал сведения УГМС по нескольким створам.

В настоящей работе исследованию подверглись 405 годопунктов по 14 створам, при этом продолжительность наблюдений составляет на разных реках и створах от б до 55 лет при средней продолжительности 29 лет.

Параметры взаимосвязи максимальных расходов воды и слоев стока смешанных паводков исследованы при помощи решения уравнений Сингха-Аминиана.

Полученные коэффициенты корреляции II имеют величины 0,82 - 0,98 (для 9 створов К > 0,9), а средние квадратические ошибки коэффициента "а" - 0,032 - 0,162 (оа = 0,093) при значениях "а", в пределах 0,97 - 1,35. Количество точек "п" при О, Ь Ф 0 колеблется в пределах 10-38 (п - 19), лишь для створа р. Сосьва - д. Воскресенка п = 5. Амплитуда точек связи содержит как многоводные, так и маловодные периоды.

Таким образом, связи носят довольно устойчивый характер при соблюдении требований, применительно к приведенным в СНиП 2.01.14-83.

Определенные величины "Ь" коррелируют с площадями водосборов (Я = 0,76), причем величины | Ь | возрастают с увеличением Б.

Величины "а" плохо коррелируют с Р, Ь и 1р. Принимая во внимание существенную роль ливневых осадков, автором исследована связь величин "а" с уклоном водосбора (16). Анализ этой связи показал соответствие величин "а" и районированных физико-географических характеристик водосборов, определяющих формирование максимальных расходов воды смешанных паводков. К числу наиважнейших относятся следующие характеристики: наличие или отсутствие эффектов "барьерной тени" и "барьерного подножья" от хребтов и массивов на водосборах, положение и

высотные отметки водораздельной линии и центра тяжести водосборов, степень расчлененности рельефа, процента площади водосбора с высотами более 700 м.

Схожесть и различие условий формирования смешанных паводков отражается в численных значениях "а" и угле наклона в зависимости a=f(I6).

Используя свойство уравнений Сингха-Аминиана по индефикации гидрологической аналогии и однородности, исследуемые водосборы Северного Урала разделены на 4 отдельных совокупности:

I ("северная") - рр. Лозьва, Ивдель, Сосьва (Денежкино);

II ("горная") - рр. Вижай, Вагран (Березовский), Сосьва (Воскресенка);

III ("южная") - рр. Лобва, Ляля;

IV ("средняя") - рр. Вагран (Североуральск), Турья, Каква.

Постворная статистическая обработка рядов максимальных расходов

показала, что существует тренд к увеличению значения Cv и Cs/Cv к югу региона. Устойчивость норм модулей повышена приведением к многолетнему периоду и установлением их связи со средней высотой водосбора.

Величины коэффициентов корреляции между максимальными расходами смешанного происхождения с ростом удаленности центров тяжести водосборов резко уменьшаются - R > 0,7 (0,70) характерно только для интервала удаленности до 50 км, величины же R внутри I-IV совокупностей располагаются в основном в зоне R > 0,7.

Анализ достигнутых результатов показал наличие условий для расчетов пространственно-временных кривых обеспеченности по 4 совокупностям с пересчетом максимальных расходов воды в модульные коэффициенты.

По всем годопунктам для всех совокупностей по интерполяционной формуле подсчитаны независимые ряды, а для исключения коррелятивно связанных данных использован аппарат корреляционных матриц.

Эмпирическая обеспеченность подсчитывалась по рекомендациям действующего СНиП 2.01.14-83 по уравнению

ш

р= -100,%

п+1

а подбор параметров кривой распределения осуществлялся по таблицам трехпараметрического гамма распределения.

Усеченные кривые обеспеченности по независимым рядам удовлетворительно совпадают с таковыми, построенными по всем годопунктам. По средней продолжительности входящих в каждую совокупность рядов на основе определены верхний и нижний 95% доверительные пределы возможных значений эмпирической вероятности превышения (непревышения) значений модульных коэффициентов при значении истинной вероятности.

В результате выполненных построений установлено, что коэффициенты вариации Cv и асимметрии Cs существенно различаются по совокупностям.

Так, величины Су в относительно стабильных I, II, IV совокупностях колеблются в пределах 1,2 - 1,43, в "средней" совокупности вариативность ~ в 1,5 раза выше.

Величины же Се возрастают от 1,5 Су до 3,25 Су при движении центров водосборов с севера и запада на юг и восток.

По модульным коэффициентам различной обеспеченности усеченных обобщенных кривых обеспеченности подсчитаны максимальные расходы воды разной повторяемости по каждой реке и створу, где имеются ряды наблюдений.

Постворно проведенная статистическая обработка материалов наблюдений за слоем стока смешанных паводков показала, что в целом амплитуда колебания параметров слоев стока существенно меньше, чем соответствующие параметры расходов воды, при этом нормы слоев стока зависят и от средней высоты водосборов.

Величины Су в основном колеблются в пределах 1,5+0,2, а величины Сб/Су плавно увеличиваются в южном и восточном направлениях при уменьшении величин нормы слоя стока. Повышенные величины слоев стока Ьр% характерны для бассейнов с сильно пересеченным рельефом, где можно ожидать повышенной турбулентности воздушных потоков, при определенном влиянии процента площадей, занятых высокогориями (Н > 700 м).

Характер и теснота связей между слоями стока по смежным бассейнам в общем близка к картине по расходам воды, т.е. с ростом удаленности центров водосборов значения И уменьшаются, К> 0,7 (0,74) характерно только для интервала до 50 км, фактор территориальной близости играет большую роль.

■ Принимая во внимание большую роль территориальной близости водосборов и сравнительно малый разброс величин Су и Съ/Сч при отсутствии сколько-нибудь заметного влияния величины площади водосбора, для Ьр% смешанных паводков (как и для весеннего половодья или дождевых паводков) есть условия для картирования характеристики по региону.

Параметры смешанных паводков (и особенно слои стока) по определению связаны с наличием остаточных снегозапасов, которые в свою очередь есть функция наличия высокогорных площадей на водосборе, т.е. слои стока смешанных паводков дифференцированно связаны с величиной процента площадей водосбора с Н > 700 м и его пространственным распределением.

По результатам исследований построены карты распределения слоя стока смешанных паводков (Ь 0, Ъ ¡%), рекомендованы поправочные коэффициенты зависимости от процента площадей водосбора с Н > 700 м.

Связь С? и Ь смешанных паводков действительна на всем поле паводков, без ограничений, т.е. и для равнообеспеченных значений <3Р% и Ьр% можно применить уравнение Сингха-Аминиана.

Принимая во внимание определенные обеспеченные значения (Зр»/„ и Ьр% при Р = 0,1 - 10%, выполнен расчет точек связи соответственных (С)р% ЬР% ).

Анализ расположения этих точек показал, что:

- свыше 85% точек расположено внутри секторов, образованных решением уравнений Сингха-Аминиана с учетом вероятной ошибки определения Я;

- отклонения остальных точек не превышают 7% за единичным исключением.

Таким образом, подтверждено, что уравнения связи Сингха-Аминиана действенны не только для наблюдаемых величин С? и Ь, но и для соответственных обеспеченных величин максимальных расходов и слоев стока смешанных паводков. Имеющие место отклонения, как правило, незначительны и связаны, видимо, с точностью определения коэффициентов уравнения или же возможной ошибкой подсчета стока по пойме.

Проведенный анализ характеристик катастрофического смешанного паводка 1993 г. с учетом распределения максимальных изогиет и остаточных снегозапасов в горах показал, что оценка повторяемости события на основе достигнутых результатов соответствует имевшим место гидрометеорологическим условиям.

О достоверности и приемлемости расчетных величин максимальных расходов воды и слоев стока смешанных паводков косвенно свидетельствуют и величины коэффициентов корреляции связей (2тах,199з и (2о,1%(К=0>86) И Ьдаз и ^.,./„(11=0,70).

Сопоставление вычисленных обеспеченных значений (5р% и Ьр% смешанных паводков выполнены с материалами, приведенными в "Ресурсах поверхностных вод" (1973) и показало, что для параметров паводков редкой повторяемости (Р$1%) характерно:

- существенное превышение максимальных расходов смешанного происхождения над соответствующими максимумами весеннего половодья и дождевых паводков на водосборах средней и южной совокупностей, а также в верховьях р. Лозьвы;

- пониженные величины слоев стока смешанных паводков по сравнению с максимумами весеннего половодья и частично дождевых паводков, обратное соотношение характерно для дождевых паводков на водосборах средней и южной совокупностей, а также в верховьях р. Лозьвы.

Выполненные исследования позволили дать рекомендации по расчету характеристик максимального стока воды смешанных паводков в условиях неизученных водосборов и при наличии материалов наблюдений.

В основе рекомендаций по определению <Зтах неизученных водосборов лежит отнесение бассейна к определенной совокупности на основе детального учета наиболее значимых физико-географических особенностей (наличие или отсутствие эффектов "барьерной тени" и "барьерного подножья" от хребтов и массивов, положение водораздельной линии и

центра тяжести, степени расчлененности рельефа, средняя высота и процент площади водосбора с высотами более 700 м) и их сравнения с исследованными водосборами при удаленности их центров тяжести не более 50 км. При вычислении Ь тах следует пользоваться картами.

Определение характеристик стока при наличии материалов наблюдений следует проводить по схеме: статистическая обработка материалов, решение уравнения Сингха-Аминиана с определением сектора погрешностей, отнесение водосбора к одной из совокупностей, определение модульных коэффициентов с обработкой методом годопунктов независимого ряда совокупностей и вычислением (Зтах. По окончанию расчетов (Згаах,р% и Ь гааХ|Р% должно проверяться расположением точек внутри сектора погрешности уравнения Сингха-Аминиана, при существенных отклонениях необходимо корректировать кривые распределения.

Количественные оценки материалов исследований настоящей работы применимы только к водосборам восточной части Северного Урала (бассейн р. Тавды).

Для районов, где смешанные паводки не изучены, рекомендовано выполнить полный комплекс исследований, изложенных в главе 4, применительно к местным физико-географическим условиям.

Основные результаты и выводы приведены в заключении.

1. Максимальные расходы воды смешанных паводков редкой повторяемости (Р<1%) в 1,1-1,9 раз превышают соответственные максимумы весеннего половодья и дождевых паводков на водосборах рек южной и средней совокупностей Северного Урала (Лобва, Ляля, Каква, Вагран), а также в верховьях р. Лозьвы и должны приниматься в качестве расчетных при проектировании гидротехнических сооружений 1-Ш классов капитальности.

2. Слои стоков смешанных паводков редкой повторяемости (Р<1%) составляют:

- 30-90% от соответственных слоев стока весеннего половодья;

- 70-200% от соответственных слоев стока дождевых паводков, причем смешанные паводки многоводнее на водосборах южной и средней совокупностей Северного Урала (Лобва, Ляля, Каква, Вагран), а также в верховьях р. Лозьвы.

3. Достоверное значение коэффициентов пространственно-временной корреляции характеристик смешанных паводков возможны, как правило, при удаленности центров тяжести водосборов не более 50 км.

4. В бассейнах рек Лобвы, Ляли, Каквы, Ваграна следует проверить соответствие пропускной способности водосбросов гидроузлов установленным величинам максимальных расходов воды и осуществить

при необходимости реконструкции водосбросов гидроузлов, откорректировать "Правила эксплуатации водохранилищ".

5. Разработку очередности реконструкции водосбросов гидроузлов и размещение объектов в прибрежной полосе рек необходимо производить в зависимости от соотношения возможного ущерба и стоимости объектов.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Загарский А.Н. О катастрофических паводках 1993-94 г.г. на реках Урала - Тезисы докладов. Международный симпозиум "Расчеты речного стока", ЮНЕСКО, С.-Петербург, 30 октября - 3 ноября 1995 г.- с. 94,95.

2. Шахов И.С., Загарский А.Н. Чрезвычайные ситуации на водных объектах Уральского региона и основные направления их предотвращения - Строительство и образование. Сборник трудов научно-практической конференции 22 - 23 апреля 1999 г., вып. 2. Издательство УМЦ УПИ, Екатеринбург - с.130-134.

3. Загарский А.Н. Оценка расчетных значений максимального стока рек на основе эмпирических связей между объемами и максимальными расходами воды - Эколого-водохозяйственный вестник, вып. 4. Издательство УРЦ Аэрокосмоэкология, Екатеринбург, 1999 -с.119-122.

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Загарский, Александр Николаевич

Введение.

1. Анализ основных причин возникновения чрезвычайных ситуаций на водных объектах Уральского региона.

2. Физико-географическая характеристика бассейнов горных рек

Северного Урала.

3. Современное состояние исследований в области расчетов максимальных расходов воды и слоев стока смешанных паводков.

4. Методика расчетов максимальных расходов воды и слоев стока смешанных паводков.

4.1 Исходная информация.-.

4.2 Параметры взаимосвязи максимальных расходов воды и слоев стока.

4.3 Максимальные расходы воды.

4.4 Слои стока.

4.5 Связь равнообеспеченных максимальных расходов воды и слоев стока. Сопоставление расчетных значений максимальных расходов воды и слоев стока.

4.6 Рекомендации по расчету характеристик максимального стока воды.

Введение Диссертация по географии, на тему "Максимальный сток паводков смешанного происхождения и рациональное его использование"

Актуальность работы. Аккумулируемый в водохранилищах речной сток обеспечивает повышение надежности хозяйственно - питьевого и производственного водоснабжения. Однако накопление в них больших объемов воды повышает опасность наводнений и затоплений в случае прорыва плотин. По данным Международной комиссии по большим плотинам 138 прорывов произошли на насыпных плотинах, из них 71 плотина была разрушена из-за перелива воды через гребень [8]. В подавляющем большинстве случаев причиной прорывов оказалась недостаточная пропускная способность водосбросных устройств, вследствие заниженной оценки максимального стока. Другой причиной явились ошибки службы эксплуатации. Потенциальная возможность прорыва грунтовых плотин заложена в действующих в России строительных нормах и правилах [53]. Размеры водосбросов гидроузлов устанавливаются на пропуск максимальных расходов воды определенной повторяемости, зависящей от класса капитальности. Если будет наблюдаться расход воды более редкой повторяемости, то не исключается вероятность переполнения водохранилища, перелив воды через гребень и разрушение плотины.

Несовершенство оценки величины максимального стока, ее занижение часто является следствием слабой изученности водного режима водотока, генезиса формирования максимумов. Наводнения на реках горного Урала в последние десятилетия, особенности времени их наступления (на подошве весеннего половодья или некоторое время спустя) указали на существование в сильно пересеченном рельефе относительно невысоких Уральских гор новой генетической совокупности максимального речного стока -смешанных паводков, в формировании которых участвуют жидкие осадки и остаточные снегозапасы на горной территории. Отсутствие ежегодной повторяемости таких паводков обуславливает более высокие значения коэффициентов вариации и асимметрии их характеристик по сравнению с максимумами снегового и дождевого происхождения. В связи с этим максимальные расходы смешанного происхождения редкой повторяемости являются расчетными не только для малых, но и средних рек в горной местности.

Превышение экстремумов смешанных паводков над максимумами весеннего половодья и дождевых паводков, отсутствие методических рекомендаций по их определению потребовало проведение углубленного исследования условий формирования и расчетов характеристик максимального стока смешанных паводков, необходимых для проектирования и надежной эксплуатации водохозяйственных объектов.

Цель и задачи исследования. Основной целью настоящей работы является исследование характеристик максимальных расходов воды и определение слоев стока смешанных паводков для повышения степени безопасности и надежности эксплуатации гидротехнических сооружений. Для достижения этой цели решены следующие задачи:

- выполнен анализ и обобщение материалов наблюдений УГМС и других организаций по максимальным расходам воды и слоям стока смешанных паводков на горных водосборах за многолетний период (1938-1993 г.г.);

- выявлены связи между фактическими и соответственно обеспеченными величинами максимальных расходов воды и слоев стока смешанных паводков;

- разработана методика районирования территории по условиям формирования смешанных паводков;

- разработана методика оценки расчетных значений максимальных расходов воды и слоев стока смешанных паводков.

Методика исследований. В основу исследований положено принятое представление о речном стоке как стохастическом процессе [1,2,23,50 и др.]. В работе использованы статистические и ландшафтно-гидрологические методы, в том числе Г.А. Алексеева [1] и Сингха-Аминиана [75]. Для сглаживания и экстраполяции эмпирических кривых распределения ежегодных вероятностей превышения применены методы, рекомендованные в нормативной литературе (трехпараметрическое гамма распределение) [42,52].

Предметом исследований являются характеристики максимального стока смешанных паводков, влияющие на режим и безопасность эксплуатации гидротехнических сооружений и защиты населенных пунктов от наводнений и затоплений.

Научная новизна. В работе впервые в России применен метод Сингха-Аминиана для определения генетической связи величин слоев стока и максимальных расходов воды. Использование этого метода для смешанных паводков позволило уточнить методику расчета максимальных расходов воды и слоев стока рек, провести районирование территории, а также построить региональные карты слоев стока смешанных паводков различной обеспеченности, выдать рекомендации по использованию результатов исследований в водохозяйственной и гидрологической практике.

Практическая ценность исследований. Результаты, полученные в работе, предназначены для использования при выполнении гидрологических расчетов при проектировании народохозяйственных объектов, в частности гидротехнических сооружений. Методология проведения исследований может быть использована для разработки методики расчета характеристик паводков смешанного происхождения по другим регионам и субъектам России. Выводы, сформулированные в работе, могут широко использоваться в практике гидрологических расчетов и прогнозов, при подготовке инженеров водного хозяйства, планировании водохозяйственной деятельности на территориях, для которых характерно формирование паводков смешанного происхождения.

Апробация работы и использование результатов. Основные положения и результаты исследований докладывались на:

- Международном симпозиуме по использованию водных ресурсов, (Санкт-Петербург, 1995 г.);

Всероссийском совещании при подготовке к изданйю нового СНиП-98 по гидрологии, (С.-Петербург, 1998 г.).

По теме диссертации опубликованы три работы. Результаты диссертационной работы использованы при выполнении расчетов по реконструкции Краснотурьинского гидроузла, Киселевского гидроузла с защитой объектов, расположенных в нижнем бьефе плотины на р. Какве.

На защиту выносятся:

- методика определения экстремальных расходов воды смешанных паводков для горных рек;

- использование метода Сингха-Аминиана для определения характеристик максимального стока смешанных паводков и районирования территории;

- - региональные карты слоев стока смешанных паводков;

- рекомендации по определению характеристик максимального стока воды для неизученных водосборов и при наличии материалов наблюдений.

Заключение Диссертация по теме "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов", Загарский, Александр Николаевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполненных исследований сделаны следующие выводы.

1. Максимальные расходы . воды смешанных паводков редкой повторяемости (Р<1%) в 1,1-1,9 раз превышают соответственные максимумы весеннего половодья и дождевых паводков на водосборах рек южной и средней совокупностей Северного Урала (Лобва, Ляля, Каква, Вагран), а также в верховьях р. Лозьвы и должны приниматься в качестве расчетных при проектировании гидротехнических сооружений 1-Ш классов капитальности.

2. Слои стоков смешанных паводков редкой повторяемости (Р<1%) составляют:

- 30-90% от соответственных слоев стока весеннего половодья;

- 70-200%) от соответственных слоев стока дождевых паводков, причем смешанные паводки многоводнее на водосборах южной и средней совокупностей Северного Урала (Лобва, Ляля, Каква, Вагран), а также в верховьях р. Лозьвы.

Достоверное значение коэффициентов пространственно-временной корреляции характеристик смешанных паводков возможны, как правило, при удаленности центров тяжести водосборов не более 50 км.

В бассейнах рек Лобвы, Ляли, Каквы, Ваграна следует проверить соответствие пропускной способности водосбросов гидроузлов установленным величинам максимальных расходов воды и слоев стока и осуществить при необходимости реконструкции водосбросов гидроузлов, откорректировать "Правила эксплуатации водохранилищ".

Разработку очередности реконструкции водосбросов гидроузлов и размещение объектов в прибрежной полосе рек необходимо производить в зависимости от соотношения возможного ущерба и стоимости объектов.

Библиография Диссертация по географии, кандидата географических наук, Загарский, Александр Николаевич, Екатеринбург

1. Алексеев Г.А. Объективные методы выравнивания и нормализации корреляционных связей. Л., Гидрометеоиздат, 1971 362 с.

2. Алексеев Г.А. Генетико-статистический метод определения вероятности максимальных расходов. Труды ГТИ, вып. 43(97), 1954 с. 5-21.

3. Барышников Н.Б. Морфология, гидрология и гидравлика пойм. Л., Гидрометеоиздат, 1984 280 с.

4. Барышников Н.Б., Самусева Е.А. Системный подход к оценке сопротивлений речных русел. С.-П., издательство РГМИ, 1992 80 с.

5. Болдаков Е.В. Переходы через водотоки. М., "Транспорт", 1965 422 с.

6. Буданов Н.Д. Особенности геологического строения и гидрогеологическая карта Урала. Труды института геологии и геохимии УФАН СССР, вып. 84, издательство "Уральский рабочий", Свердловск, 1970-78 с.

7. Быков В.Д. Сток рек Урала. М., издательство МГУ, 1963 142 с.

8. БЭС (Безопасность энергетических сооружений). Научно-технический и производственный сборник №1,1998. М., АО НИИЭС 112 с.

9. Великанова З.М., Ярных H.A. Натурные исследования гидравлики пойменного массива в высокое половодье. Труды ГТИ, вып. 183, 1970 -с.33-53.

10. Ю.Виноградов Ю.Б. Математическое моделирование процессов формирования стоков. Л., Гидрометеоиздат, 1988 312 с.

11. П.Виноградов Ю.Б. Перспективы использования математических моделей для речного стока при строительном проектировании. Труды V Всесоюзного гидрологического съезда, т.6, 1989 с. 34 - 44.

12. Воскресенский К.П. Норма и изменчивость годового стока рек Советского Союза. Л., Гидрометеоиздат, 1984 с. 448.

13. Галактионов С.Л. Пропускная способность русел с поймами в створах мостовых переходов В сб. Динамика русловых потоков, вып. 98, издательство ЛГМИ, 1987 - с. 80-83.

14. Гельфан А.Н. Динамико-стохастические модели формирования речного стока. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата наук. М., 1989-22 с.

15. Гидрология суши. Термины и определения. ГОСТ 19179 73. Государственный комитет стандартов Совета министров СССР. М., 197334 с.

16. Демидович Б.П., Марон И.А. Основы вычислительной математики. М., "Наука", 1970-664 с.

17. П.Евстигнеев В.М., Калинин Г.П., Никольская Н.В. Основы расчета естественных колебаний стока по обобщенным кривым обеспеченности. В кн. Исследование и расчеты речного стока. М., издательство МГУ, 1970-с. 6-97.

18. Железняков Г.В., Ибад-заде Ю.А., Иванов П.Л. и др. Гидротехнические сооружения. Справочник проектировщика. М., Стройиздат, 1983 544 с.

19. Калустян Э.С. Уроки аварий Киселевской и Тирлянской плотин. Гидротехническое строительство, № 4. 1997 с. 48-50.

20. Калинин Г.П. Некоторые закономерности колебаний стока рек Северного полушария. Кн. "Многолетние колебания стока и вероятностные методы его расчета". М., 1967 с. 35 - 44.

21. Каримова Т.И. Методика расчета и прогноза стока весеннего половодья с бассейна р. Белой. Труды ГГИ, вып. 265, 1980 с. 61-73.

22. Картвелишвили H.A. Стохастическая гидрология. JL, Гидрометеоиздат, 1975-164 с.

23. Катьян P.JL, Pao А.Р. Построение динамических стохастических моделей по экспериментальным данным. М., "Наука", 1983 383 с.

24. Клибашев К.П., Горошков И.Ф. Гидрологические расчеты. Л., Гидрометеоиздат, 1970 460 с.

25. Кондратьев Н.Е., Попов И.В., Снищенко Б.Ф. Основы гидроморфологической теории руслового процесса. Л., Гидрометеоиздат, 1982-282 с.

26. Кучеренко В.Е. Расчет стока весеннего половодья на основе регрессионных моделей (на примере рек Южного Урала). Диссертация на соискание ученой степени кандидата географических наук. ГГИ, С.-П., 1992-215 с.

27. Кучмент Л.С., Демидов В.Н., Мотовилов Ю.Г., Смахтин В.Ю. Система физико-математических моделей гидрологических процессов и опыт ее применения к задачам формирования речного стока. Водные ресурсы, №5, 1986 с. 24-36.

28. Лесные почвы северной тайги Урала и Зауралья. Труды института экологии растений и животных УФАН СССР, вып. 76. Свердловск, издательство "Уральский рабочий", 1970 123 с.

29. Лесорастительные условия и типы лесов Свердловской области. Институт экологии растений и животных УНЦ АН СССР. Свердловск, издательство "Уральский рабочий", 1973 175 с.

30. Матвеев А.К. Неройки караулят Урал. Свердловск, Средне-Уральское книжное издательство, 1976 216 с.

31. Матвеев А.К. От Пай-Хая до Мугоджар. Названия уральских хребтов и гор. Свердловск, Средне-Уральское книжное издательство, 1984 272 с.

32. Международный симпозиум по паводкам и их расчетам. Тома I и II. Л., Гидрометеоиздат, 1969 1090 с.

33. Международный симпозиум "Расчеты речного стока". Тезисы докладов. ЮНЕСКО, С.-П., 1995

34. Доброумов Б.М.; Клемеш В.; Вукмирович В.; Малишек И.; Тумановская С.М.; Гарцман В.И.; Степанова М.В.; Загарский А.Н.; Мамедов М.А.;

35. Агальцева H.A.; Пак A.B.; Перевозников Б.Ф. с. 25 - 26, 52, 82, 84 - 86, 92 - 97.

36. Методические рекомендации по учету стока воды через водосбросные отверстия гидроузлов на малых реках территории Урала. Свердловск, Гидрометеорологический центр УрУГКС, 1986 26 с.

37. Методические указания республиканским и территориальным управлениям по гидрометеорологии и контролю природной среды, № 92. Л., Гидрометеоиздат, 1979 48 с.

38. Наставление гидрометеорологическим станциям и постам, вып. 6, ч. I и II. Л., Гидрометеоиздат, 1978 384 е., 266 с. ~

39. Научно-прикладной справочник по климату СССР. Серия 3. Многолетние данные. Части 1-6, вып. 9. Л., Гидрометеоиздат, 1990 557 с.

40. Оленев A.M., Шувалов Е.Л. География Свердловской области. Свердловск, Средне-Уральское издательство, 1978 78 с.

41. Основные правила использования водных ресурсов Колонгинского водохранилища. Свердловск, УралНИИВХ, 1982 35 с.

42. Переходы через водотоки (под редакцией к. т. н. Бегама Л.Г.). М., "Транспорт", 1973-456 с.

43. Пособие по определению расчетных гидрологических характеристик. Л., Гидрометеоиздат, 1984-448 с.

44. Почвы и гидрологический режим лесов Урала. Труды института биологии УФ АН СССР, вып. 36. Свердловск, Облполиграфиздат, 1963 104 с.

45. Рекомендации по методике определения экстремальных гидрометеорологических характеристик. ПНИИИС Госстроя СССР. М., Стройиздат, 1981 -41 с.

46. Ресурсы поверхностных вод СССР. Том 11. Средний Урал и Приуралье. Л., Гидрометеоиздат, 1973 846 с.

47. Решения V всесоюзного гидрологического съезда. Л., ГГИ, 1987 60 с.

48. Решения семинара "Гидрологические расчеты и проблемы их нормирования применительно к современным условиям работы гидрологической сети Росгидромета" 15 17.12.98 г., ГГИ, С.-П. - 2 с.

49. Решение совещания "Опыт использования СНиП 2.01.14-83 и перспективы развития методов расчета основных гидрологических характеристик для строительного проектирования". 20-23.10.92 г., ГГИ, С.-П.-4 с.

50. Рождественский A.B., Ежов A.B., Сахарюк A.B. Оценка точности гидрологических расчетов. Л., Гидрометеоиздат, 1990 — 277 с.

51. Рождественский A.B., Чеботарев А.И. Статистические методы в гидрологии. Л., Гидрометеоиздат, 1974 424 с.

52. Скородумов Д.Е. Вопросы гидравлики пойменных русел в связи с задачами построения и экстраполяции кривых расходов воды. Труды ГГИ, вып. 128. Л., Гидрометеоиздат, 1965 с. 3 - 97.

53. СНиП 2.01.14-83. Определение расчетных гидрологических характеристик. М., Государственный комитет по делам строительства. 1985-37 с.

54. СНиП 2.06.01-86. Гидротехнические сооружения. Основные положения проектирования. М., Госстрой СССР, 1989 32 с.

55. СНиП 2.07.01-89. Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений. М., Госстрой России, ГП ЦПП, 1994 44 с.

56. СНиП П-89-80. Генеральные планы промышленных предприятий. М., Минстрой России, ГП ЦПП, 1994 36 е.

57. СНиП-98. Определение расчетных гидрологических характеристик. Основные положения. I редакция. ГГИ, С.-П., 1998 — 31 с.

58. Соколовский Д.Л. Водные ресурсы рек промышленного Урала и методика их расчета. М., Гидрометеоиздат, 1943 246 с.

59. Сомов Н.В. Асинхронность колебаний стока крупных рек СССР. "Метеорология и гидрология ", № 5, 1963 с. 14-21.

60. Справочник по климату СССР, вып. 9.Ветер. Л., Гидрометеоиздат, 1966 -196 с.

61. Справочник по климату СССР, вып. 9. Влажность воздуха, атмосферные осадки, снежный покров. Л., Гидрометеоиздат, 1968-372 с.

62. Справочник по климату СССР, вып. 9. Температура воздуха и почвы. Л., Гидрометеоиздат, 1965 -363 с.

63. Указ губернатора Свердловской области "О безопасности гидротехнических сооружений в Свердловской области и мерах по обеспечению их сохранности и долговечности" от 29.12.97 г.

64. Федеральный закон "О безопасности гидротехнических сооружений". Собрание законодательства РФ, № 30, 1997, ст. 3589.

65. Чеботарев А.И. Гидрологический словарь. Л., Гидрометеоиздат, 1970 -306 с.

66. Чоу В.Т. Гидравлика открытых каналов. М., Стройиздат, 1969 464 с.

67. Шахов И.С. Оценка расчетных значений максимальных расходов воды смешанного происхождения по рекам Свердловской области. Эколого-водохозяйственный вестник, вып. 1. Издательство "Виктор", Екатеринбург, 1996 с. 156 -163.

68. Шахов И.С. Чрезвычайные ситуации на водных объектах региона, причины их усиления и возможные пути предотвращения. Эколого-водохозяйственный вестник, вып. 2. Издательство "Виктор", Екатеринбург, 1997 с.106 -110.

69. Шахов И.С. Уточнение расчетных характеристик максимального стока по некоторым рекам Урала. Третьи уральские академические чтения. Екатеринбург, 1997 с. 56 - 61.

70. Шелутко В.А. Некоторые закономерности многолетних колебаний стокарек СССР. Труды ГГИ, вып. 196. Л., Гидрометеоиздат, 1973 с. 228 - 243.

71. Гидрологические ежегодники. Государственный водный кадастр. Т. 6. Бассейн Карского моря. 1941 87. Л., Гидрометеоиздат.

72. M.F. Baumgartner, J. Martinec, К. Seidel. Large Area deterministic simulation of natural runoff from snowmelt based on Landsat MMS data. Transactions on geoscience and remote sensing. Vol. 24. № 6, November, 1986-p. 1013-1017.

73. W. Miller. Applying a snowmelt runoff model which utilizes Landsat data in Utah's Wasatch mountains. Cold regions hydrology symposium (July 1986) -p. 541-546.

74. H. Репа, B. Nasarala. Snowmelt runoff simulation model of central Chile Andean basin with relevant orographic effects. Vancouber Symposium. Large scale effects of seasonal snow cover, August 1987 p. 161-172.

75. V.P. Singh, H. Aminian. An empirical relation between volume and peak of direct runoff. Water resources bulletin, vol. 22, № 5, October 1986 p. 725730.

76. Todini E. Rainfall runoff modeling - past, present and future. J. hydrol., 1988, vol. 100, № 1/3-p. 341-352.