WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |

1. Rрус: показатель истощения руслового - Кривая истощения паводков влагозапаса 2. Qкр: критический расход мм/сут Гистограмма пиков дождевых паводков 3. ПВ: полная влагоемкость мм Диаграмма бассейновой емкости 4. НВ: наименьшая влагоемкость мм Диаграмма бассейновой емкости 5. ГКВ: гравитационная критическая мм Диаграмма бассейновой емкости влагоемкость МРБ 6. РКВ: русловая критическая влагоемкость мм Диаграмма бассейновой емкости 6. kпор: коэффициент свободной пористости - Диаграмма бассейновой емкости 7. Rвер: показатель истощения влагозапаса - Калибровка верховодки 8. gглуб: параметр глубокого подземного мм/сут Калибровка водообмена Соответствие наблюденного и моделированного значений оценивалось тремя среднеквадратичными мерами сходимости, за основной принят коэффициент корреляции в формулировке Нэша-Сэтклифа (Е).

где Q – ежедневные наблюденные значения стока, QS – значения стока полученные по модели, N – число дней в расчетном периоде.

Приняты следующие Е по градациям качества: более 0.85 – отличное качество; 0.850.70 – хорошее; 0.70-0.50 – удовлетворительное; менее 0.50 – плохое качество моделирования.

Вариации оценок качества моделирования зависят, прежде всего, от: преобладающего процесса влагооборота и типа питания речного бассейна, водности года, распределения дождевых паводков в течение паводочного сезона обеспеченности метеорологическими данными. В целом модель показала хорошую работоспособность для исследуемой территории юга Дальнего Востока. Значения коэффициента корреляции Нэша-Сатклифа в среднем составляют 0.600-0.800, что отвечает удовлетворительным и хорошим оценкам качества моделирования (табл.2). Для оценки адекватности работы модели в других регионах использованы данные для рек о.Тайвань и Австрии.

Таблица Основные параметры и оценки качества моделирования Статистика Параметры Qкр, мм/сут Rрус ПВ, мм НВ, мм ГКВ, мм ku gглуб, Е мм/сут Реки южного и восточного побережья Приморья, 18 бассейнов Среднее 8.43 0.302 217 175 42.3 0.79 0.36 0.Максимум 11.9 0.550 287 217 81.0 0.95 1.14 0.Минимум 6.42 0.060 166 120 27.0 0.52 0.03 0.Реки внутриконтинентальных районов Приморья, 37 бассейнов Среднее 7.48 0.291 193 154 39.1 0.75 0.11 0.Максимум 10.5 0.550 332 276 90.0 0.99 1.03 0.Минимум 4.09 0.090 119 73 15.0 0.24 -0.48 0.Реки Нижнего Амура, 29 бассейнов Среднее 7.54 0.335 214 176 38.5 0.55 0.76 0.Максимум 13.1 0.640 373 293 80.0 0.89 1.81 0.Минимум 4.57 0.100 123 98 18.0 0.05 0.07 0.Реки Среднего Амура, 26 бассейнов Среднее 5.52 0.305 187 161 26.1 0.52 0.49 0.Максимум 10.6 0.560 268 242 56.0 0.94 1.33 0.Минимум 1.45 0.060 91 81 7.0 0.05 -0.07 0.Реки о.Тайвань, 7 бассейнов Среднее 42. 7 0.064 557 410 147 0.81 2.7 0.Максимум 48.0 0.152 630 474 196 0.95 7.0 0.Минимум 37.0 0.013 430 285 126 0.55 1.0 0.Реки Австрии, 5 бассейнов Среднее 5.65 0.193 156 131 25.1 0.90 0.21 0.Максимум 6.33 0.279 184 156 28.4 0.96 0.42 0.Минимум 4.33 0.154 114 95 18.8 0.81 -0.06 0.Уменьшение значений коэффициента Нэша-Сэтклифа от побережья вглубь территории обусловлено как изменением преобладающего характера водообмена, так и обеспеченностью данными наблюдений. Области с низкими оценками качества тяготеют к менее изученным районам и районам с низким стоком.

Водосборы с отличным и хорошим качеством моделирования стока расположены в основном на территории Приморского края. Это объясняется как доминирующими процессами стокообразования, так и качеством, доступностью гидрометеорологических данных. При прочих равных условиях, на водосборах с преобладанием в годовом разрезе дождевого стока качество моделирования оказывалось лучше. Для юга Дальнего Востока сумма осадков за теплый период составляет в среднем 60-80% от годовой суммы. Сток за теплый период года составляет в среднем 150-350 мм, понижаясь с удалением от моря и от горных частей бассейнов к равнинам до 60-80 мм. В качестве примера работы модели на рис.2 представлены наблюденный и моделированный гидрографы стока с отличным качеством моделирования.

Рис.2. Наблюденный (Q) и моделированный (Qs) гидрографы с отличным качеством моделирования (а – Уссури-Верхняя Бреевка, 1989, б – Кульдур-Известковая, 1988, в – San- Lin Bridge, 1989, г - Krenstetten-Urlbach, 1991) Неудовлетворительные оценки качества имеют некоторые водосборы АмуроЗейского плато, которое относится к области низкого стока. Сумма годовых осадков не превышает в целом 550 мм, из них более 70% выпадает в виде дождей в летний период.

Суммарный сток за теплый период составляет 15-60 мм. Подземное питание в весенний период в виде талого стока невелико, значительные паводки в летний период формируются редко, преобладающим процессом влагооборота является испарение.

Поскольку процессы испарения в модели паводочного цикла описаны с большой долей огрубления, моделирование процессов водообмена на таких водосборах происходит со значительной погрешностью. Значения коэффициента Нэша-Сатклифа редко превышают 0.650, на некоторых водосборах – 0.250.

На реках Тайваня, где тайфунные дожди являются основным источником влаги для речных водосборов при наличии хорошего осадкомера качество моделирования практически всегда оказывается отличным (рис.2).

Паводочный период длится практически весь год, за период с июня по сентябрь на водосборах выпадает от 50 до 80% годовой суммы осадков. Среднее значение коэффициента Нэша-Сатклифа обычно составляет не менее 0.800. Сток теплого периода в среднем составляет 1000-1500 мм.

На водосборах Австрии дождевое питание уступает по значимости снеговому. Как правило, в годовом разрезе преобладающим является половодье снегового или снегодождевого генезиса. Осадки дождевого характера в теплый период года составляют, к примеру, на некоторых реках Австрии, не более 45% годовой суммы. Сток в летний период не превышает 100-150 мм, а также процессы испарения могут играть более значимую роль, чем на большинстве водосборов юга Дальнего Востока.

Немаловажным при моделировании стока является выбор репрезентативного осадкомера. Для водосборов Приморского края использовались метеорологические данные как сети станций, так и осадки измеряемые на гидрологических постах, что в общей сложности позволило нам более полно охватить распределение дождей. Несомненно, осадкообразовательные процессы в паводочный период того или иного года имеют различный генезис и динамику, чего может не "улавливать" какая-то одна станция.

Еще один момент, вызывающий колебания оценок качества моделирования – распределение паводков в течение паводочного сезона. При высоких одиночных паводках или паводках, разделенных продолжительным бездождным периодом, качество моделирования всегда оказывалось лучше, чем для непрерывного паводочного периода.

2. На исследуемой территории выделены семь районов ранга ландшафтногидрологических провинций на основе анализа пространственного распределения основных параметров, характеризующих структуру водного баланса, и их взаимосвязей с определяющими физико-географическими факторами.

Пространственный анализ параметров влагооборота проводился на основе принципов ландшафтно-гидрологической классификации и районирования, с учетом имеющейся информационной базы и уровня методических проработок в исследуемом регионе. Для всех бассейнов были определены наборы характеристик, включающие: географическое положение, определяемое его широтой и долготой в замыкающем створе;

гидрометеорологические признаки – среднемноголетнее количество осадков за теплый период (июнь-сентябрь) XVI-IX, среднемноголетний сток за тот же период YVI-IX, общий коэффициент стока ky; а также основные гидрографические характеристики.

Гидрографические характеристики бассейнов заново определены на основе цифровой модели рельефа. В целом расхождение со справочными данными по площади и средней высоте водосборов не превышает 13%. Полученные характеристики использованы в процедуре классификации.

Многофакторность процессов формирования стока предполагает применение преимущественно автоматической классификации. В качестве метода использован кластерный анализ. В нашем исследовании применены несколько методик кластерного анализа. Эвристический подход к задаче классификации заключался в применении теста Торндайка, аналогичного критерию отсеивания в факторном анализе, позволяющий автоматически определить число группировок без анализа каждой из них по уровням слияния в иерархическом дереве.

В результате выделены семь групп бассейнов, которые позволили нам наметить границы семи районов, соответствующих по рангу ландшафтно-гидрологическим провинциям.

Для содержательной интерпретации полученного районирования проведено сопоставление с другими вариантами гидрологического и географического районирования.

Детально проанализированы зависимости параметров модели паводочного цикла от характеристик бассейнов.

В частности установлены информативные характеристики для ряда параметров:

критического расхода, руслового показателя истощения, полной влагоемкости и параметра глубокого подземного водообмена.

Анализ графических зависимостей значений критического расхода показал (рис.3), что наиболее тесными получаются связи с высотными характеристиками бассейнов, с амплитудой их распределения по территории бассейна, количеством осадков за теплый сезон, географическими координатами. Распределение величин критического расхода отражает характер рельефа местности и связанное с ним распределение осадков.

Наибольшие значения критического расхода наблюдаются в предгорных районах, с увеличением высоты местности значения критического расхода стабилизируются, это связано с тем, что решающую роль в формировании стока горных рек играет внутриобъемное стокообразование, являющееся следствием почти полной инфильтрации атмосферных осадков.

Рис.3. Зависимость величины критического расхода от амплитуды высот в бассейне (Ан) и долготы () В горных районах даже на крутых залесенных или задернованных склонах поверхностный сток наблюдается редко, приурочен к отдельным выходам скальных пород, и имеет неустойчивый характер.

Важным показателем регулирующей способности водосборов является показатель интенсивности истощения бассейновых влагозапасов. Регулирующая емкость водосбора возрастает по мере увеличения мощности речной системы, т.е площади водосбора.

Сопоставив распределение доминирующих типов речной сети, представленных в работе Г.Ф. Уфимцева (1984) со средним значением коэффициента истощения можно заключить, что наименьшей регулирующей способностью отличаются водосборы с прямоугольным типом речной сети и транзитным распределением главных рек.

Такому типу рисунка речной сети соответствуют краевые зоны областей горообразования. Наибольшей регулирующей способностью обладают водосборы с прямоугольным рисунком речной сети и нейтральным распределением главных рек, в морфотектоническом плане соответствующие зонам чередующихся поднятий и впадин.

Параметр gглуб, определяющий базисное питание реки, демонстрирует тесную зависимость от высотных характеристик водосбора. Наиболее интересная зависимость, выраженная своеобразным "гистерезисом", наблюдается со средней высотой водосбора.

Самые низкие значения параметра подземного водообмена приходятся на области аккумулирующих ландшафтов, причем в зоне Приханкайской низменности они становятся отрицательными - от 0 до -0,3 мм/сут, тогда как для рек Амуро-Зейской равнины параметр остается положительным и составляет 0,1-0,3 мм/сут.

Высокие значения параметра gглуб (0,5-1,1 мм/сут) наблюдаются в области стокоформирующих ландшафтов, в горных и предгорных областях. Бассейны, находящиеся в зоне литосферных тектонических разломов регионального значения или в непосредственной близости от нее имеют самые высокие значения параметра - 1,15-1,мм/сут (картосхема 1, Приложение).

Один из основных емкостных параметров модели – полная влагоемкость, есть максимальная водовмещающая способность. Величина полной влагоемкости бассейна определяется максимальным количеством поглощаемых и задерживаемых осадков.

Существует зависимость полной влагоемкости от количества осадков за теплый сезон.

Использование высотных характеристик бассейна показало наличие связи величины полной влагоемкости только с максимальной высотой, наблюдаемой в пределах речного бассейна.

Распределение элементов водного баланса по провинциям представлено на картосхеме 2 (Приложение).

Согласно А.Г.Исаченко (1985) на исследуемой территории представлены несколько типов ландшафтов, меняющихся в направлении с севера на юг – от переходных восточносибирских бореальных на северо-западе Верхне-Зейской провинции до дальневосточных суббореальных гумидных в Сихотэ-Алиньской и Западно-Приморской провинциях. В остальных провинциях в большей степени представлены дальневосточные бореальные (средне - и южнотаежные) и дальневосточные подтаежные ландшафты.

Описание почвенно-растительных ресурсов провинций приведено по картам «Почвы и растительность бассейна р.Амур», масштаба 1:2 500 000, составленной в ТИГ ДВО РАН (составители Н.Ф.Пшеничникова, Е.В.Кудрявцева, В.В.Ермошин).

I. Верхне-Зейская провинция ограничена с севера системой Станового хребта, с юга - системой хребтов Тукурингра-Джагды. Максимальные высоты бассейнов превышают м, минимальные – не ниже 300 м, уклоны бассейнов незначительны.

В пределах провинции наибольшее распространение получили складчато-глыбовые и глыбовые низко-, средне- и высокогорья, сложенные кристаллическими породами, возвышенные эрозионно-денудационные цокольные равнины и внутригорные впадины, преимущественно с озерно-аллювиальной аккумуляцией.

Примерно треть западной части провинции занимают подзолы иллювиальножелезистые и иллювиально-гумусовые с включением, в основном по долинам рек таежных торфянисто-перегнойных высокогумусовых почв. Для восточной части провинции характерны глееземы слабоглеевые гумусо-перегнойные таежные, занимающие водораздельные простарнства речных бассейнов. Растительность представлена лиственничными лесами, на пониженных участках – лиственничными редколесьями на заболоченных лугах (мари). На приводораздельных возвышенностях встречаются заросли кедрового стланика местами в сочетании с тундрой.

В состав провинции входят бассейны рек верхней Зеи. Реки отличаются довольно высокой водоносностью и коэффициентом стока, выраженным половодьем и паводочным режимом в течение теплого периода.

Распределение средних значений моделируемых параметров влагооборота представлено в таблице 3.

Величина критического расхода уменьшается от 9,51 мм/сут в горных районах провинции до 6,01 мм/сут в равнинной ее части, отражая общие тенденции изменения осадков и стока (картосхема 2, Приложение).

Pages:     | 1 || 3 | 4 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.