ПРОСТОРОВА МОДЕЛЬ ДЛЯ РОЗРАХУНКІВ ГІДРОГРАФІВ ПАВОДКОВОГО СТОКУ ВОДИ, ХІМІЧНИХ РЕЧОВИН ТА НАНОСІВ З МАЛИХ ВОДОЗБОРІВ УКРАЇНСЬКИХ КАРПАТ : Просторова МОДЕЛЬ ДЛЯ розрахунків ГІДРОГРАФІВ паводкового стоку ВОДИ, ХІМІЧНІХ Речовини ТА НАНОСІВ З МАЛИХ ВОДОЗБОРІВ УКРАЇНСЬКИХ КАРПАТ



  • Название:
  • ПРОСТОРОВА МОДЕЛЬ ДЛЯ РОЗРАХУНКІВ ГІДРОГРАФІВ ПАВОДКОВОГО СТОКУ ВОДИ, ХІМІЧНИХ РЕЧОВИН ТА НАНОСІВ З МАЛИХ ВОДОЗБОРІВ УКРАЇНСЬКИХ КАРПАТ
  • Альтернативное название:
  • Просторова МОДЕЛЬ ДЛЯ розрахунків ГІДРОГРАФІВ паводкового стоку ВОДИ, ХІМІЧНІХ Речовини ТА НАНОСІВ З МАЛИХ ВОДОЗБОРІВ УКРАЇНСЬКИХ КАРПАТ
  • Кол-во страниц:
  • 363
  • ВУЗ:
  • Одеський державний екологічний університет
  • Год защиты:
  • 2006
  • Краткое описание:
  • Одеський державний екологічний університет

    На правах рукопису

    Захарова Марина Володимирівна
    УДК 556.166:54


    ПРОСТОРОВА МОДЕЛЬ ДЛЯ РОЗРАХУНКІВ ГІДРОГРАФІВ ПАВОДКОВОГО СТОКУ ВОДИ, ХІМІЧНИХ РЕЧОВИН ТА НАНОСІВ З МАЛИХ ВОДОЗБОРІВ УКРАЇНСЬКИХ КАРПАТ


    11.00.07 гідрологія суші, водні ресурси, гідрохімія


    Дисертація на здобуття наукового ступеня
    кандидата географічних наук



    Науковий керівник:
    Іваненко Олександр Григорович
    доктор географічних наук, професор



    Одеса-2006









    ЗМІСТ

    ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ.. 5
    ВСТУП... 6
    РОЗДІЛ 1. Умови формування паводкового стоку води та хімічних речовин на малих водозборах Карпат.................................... 15
    1.1. Фізико-географічне положення.... 15
    1.2. Геологічна будова.. 18
    1.3. Кліматична характеристика.. 22
    1.4. Коротка характеристика ґрунтового та рослинного покриву... 26
    1.5. Гідрологічна вивченість та водний режим . 32
    1.6. Гідрохімічна характеристика... 37
    1.7. Опис даних вимірювань та розрахунків в якості вхідних параметрів
    просторової моделі... 40
    1.7.1. Опис даних вимірювань на ЗВБС..... 41
    1.7.2. Опис даних вимірювань на КСС... 46
    1.7.3. Розрахунок вхідних даних фактичних витрат хімічного
    стоку...... 50
    РОЗДІЛ 2. Математичне моделювання процесів паводкового стоку води, змиву хімічних речовин та наносів. 58
    2.1. Основні положення системного аналізу і його етапи........ 58
    2.2. Сучасні підходи до класифікації математичних моделей..... 61
    2.3. Моделі формування дощового стоку... 64
    2.4. Моделі поверхневого змиву ґрунтів.... 69
    2.5. Комплексні фізико-математичні моделі формування стоку води і
    хімічних речовин.. 72
    2.6. Основні принципи побудови просторових математичних моделей
    річкових водозборів..... 85
    РОЗДІЛ 3. Аналіз полів факторів паводкового стоку води, хімічних речовин та наносів..... 91
    3.1. Просторово-часовий розподіл факторів стоку....... 91
    3.2. Аналіз часового ходу опадів на території Карпат...... 93
    3.3. Дослідження однорідності полів інтенсивностей опадів. 97
    3.4. Визначення опадів як вхідного параметру просторової моделі 101
    3.4.1. Застосування методу просторового згладжування полів
    інтенсивностей дощових опадів 102
    3.4.2. Застосування методу оптимальної інтерполяції для полів
    інтенсивностей дощових опадів 105
    3.5. Методи розрахунків індексів попереднього зволоження ... 109
    3.6. Визначення морфометричних характеристик схилових
    водозборів.................... 115
    РОЗДІЛ 4. Чисельна реалізація просторової моделі стоку паводкових вод, розчинених хімічних речовин та зважених наносів на базі рівнянь кінематичної хвилі .. 120
    4.1. Опис рівнянь Сен-Венана кінематичної хвилі...... 120
    4.2. Методи вирішення рівняння кінематичної хвилі паводкового
    стоку........ 124
    4.2.1. Чисельний метод вирішення рівняння кінематичної хвилі для
    схилового стоку.. 124
    4.2.2. Чисельний метод вирішення рівняння кінематичної хвилі для
    руслового стоку.. 132
    4.3. Кінематико-хвильова модель процесів винесення розчинених
    хімічних речовин і зважених наносів та її чисельне вирішення 136
    4.3.1. Модель процесу винесення розчинених хімічних речовин. 137
    4.3.2. Модель процесу змиву зважених наносів.............................. 139
    РОЗДІЛ 5. Оптимізація параметрів моделі кінематичної хвилі для розрахунків стоку паводкових вод, розчинених хімічних речовин та зважених наносів.......... 144
    5.1. Розрахунки втрат паводкового стоку.... 144
    5.1.1. Методи розрахунків інфільтрації дощової води у ґрунт.. 145
    5.1.2. Методи визначення водоутворення.... 153
    5.2. Модель кінематичної хвилі для розрахунку схилового стоку.... 154
    5.2.1. Модель поверхневого схилового стоку.. 155
    5.2.2. Модель підповерхневого схилового стоку 157
    5.3. Розрахунок сумарного схилового стоку.... 159
    5.4. Методи врахування трансформації паводкового стоку в руслі.. 162
    5.5. Модель кінематичної хвилі для розрахунку руслового стоку.... 167
    5.6. Розрахунок функцій, що враховують надходження речовин в потік
    зливового стоку.. 170
    5.6.1. Розрахунок функції інтенсивності надходження в потік
    розчинених хімічних речовин... 170
    5.6.2. Розрахунок функції інтенсивності надходження в потік
    зважених наносів 178
    РОЗДІЛ 6. Розрахунки гідрографів паводкового стоку води, розчинених хімічних речовин та зважених наносів..... 184
    6.1. Блок-схема просторової моделі для розрахунків гідрографів стоку
    води, хімічних речовин та наносів........ 184
    6.2. Короткий опис існуючих методів оптимізації параметрів.. 186
    6.3. Застосування діалогового методу оптимізації параметрів.. 193
    6.4. Опис результатів розрахунків гідрографів паводкового стоку води за
    незалежними даними.. 208
    6.5. Практичне значення реалізації просторової моделі для розрахунків
    стоку води, хімічних речовин та наносів ... 220
    ВИСНОВКИ... 222
    СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ.. 224
    ДОДАТКИ.. 243






    ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ

    Абс. Абсолютний
    Вод. дз. Водне дзеркало
    Водпост Водомірний пост
    ГДК Гранично допустима концентрація
    Гідрометком Комітет з питань гідрометеорології
    ГІС Геоінформаційна система
    ДМЛ1 Дискретний Марківський ланцюг першого порядку
    Екв. Еквідистанта
    Емпір. Емпіричний
    ЗВБС Закарпатська воднобалансова станція
    Знач. Значення
    Інтен. Інтенсивність
    Коеф. Коефіцієнт
    Корел. Кореляція
    КСС Карпатська селестокова станція
    Метеопост Метеорологічний пост
    Млн. Мільйон
    Н. р. м. На рівні моря
    Найб. Найбільший
    ПЕОМ Персональна електронно-обчислювальна машина
    Серед. Середній
    Смт Селище міського типу
    Стр. Струмок
    Теор. Теоретичний
    Тис. Тисяча
    Функ. Функція
    DEM Digital Elevation Model







    ВСТУП

    Українські Карпати частина Східних Карпат в межах України. В Українських Карпатах спостерігається чіткий бар’єрний і висотний кліматоутворюючий ефекти, які проявляються у своєрідності ходу таких найважливіших характеристик, як температура і кількість атмосферних опадів.
    Основна кількість атмосферних опадів тут має циклонічне походження, а інші зв’язані з фронтами, що переміщуються з заходу і північного заходу. Близько 80% загальної кількості опадів доводиться на літній час і у деякі роки доходить до 1400-1500 мм [6,143,148].
    У режимі річок також простежується зональність зміна гідрологічних елементів з висотою місцевості, яка більше виражена на південному-заході. Широтна зональність проявляється значно менше внаслідок обмежених розмірів території. Іншою характерною рисою карпатських річок є значна мінливість у часі гідрологічних характеристик добре виражений паводковий режим з різкими коливаннями стоку води, наносів і інтенсивності руслових процесів. Велика мінливість водного режиму річок району зв’язана як із загостренням і еволюцією синоптичних процесів, які розвиваються над цією територією, так і з особливостями підстильної поверхні. Ще однією характерною рисою річок району є більш висока водоносність, малостійкий льодостав, що часто переривається тривалими відлигами. Все це пов’язане з відзначеними вище переважаючими напрямками потоків атмосферної циркуляції [143].
    Карпатський регіон є найбільшим паводконебезпечним районом України, характерною його особливістю є утворення сильних локальних паводків на окремих річках, які завдають величезних збитків. Перші свідчення про паводки на Закарпатті фіксуються в угорських літописах XIII-XIX ст. На річках регіону протягом XX ст. відбулося не менше дев’ятнадцяти катастрофічних паводків, протягом XIX ст. не менше п’яти [148]. Виключно руйнівної сили набув паводок 22-26 липня 1980 р. Він охопив багато річок Закарпаття і Прикарпаття. Дощі пройшли у басейні Тиси, верхів’ях Дністра і Стрия. У цей період місцями випало 260-340 мм опадів. Повінь була зумовлена інтенсивними дощами, які охопили полощу близько 15 тис. км2 і супроводжувалися шквальним вітром, швидкість якого при поривах сягала 23 м/с. Залежно від характеру дощів сформувалися 2-3 піки цього паводку. Рівні води у річках Стрий, Опір, Тисмениця та інших піднялися на 4-5 м, на річках сформувався великий стік. Найбільший стік спостерігався на р. Латориця м. Мукачеве 1590 м3/с, р. Стрий м. Стрий 2080 м3/с, р. Лімниця с. Перевозець 1050 м3/с. Під час повені річки вийшли з берегів. Потоки води спричинили значні руйнування русла і берегів, берегоукріплювальних споруд, мостів, доріг тощо. Вода затопила значні площі прибережних територій. Внаслідок руйнувань і затоплень зазнали значних збитків різні галузі народного господарства. У затоплених населених пунктах було пошкоджено 8 тис. житлових будинків, 320 промислових та соціально-культурних будівель. Вода залила тисячі гектарів посівів та пасовищ. Змушені були евакуюватися 16 тис. осіб. Були людські жертви. Подібних прикладів чимало, у період з 1991-2001 рр. зареєстровано понад десять середніх за масштабом повеней, а за період 1946-2001 рр. пройшло до ста п’ятдесяти паводків різної інтенсивності. Остання найбільша повінь спостерігалася на річках Закарпаття 4-8 березня 2001 р., на річках Прикарпаття 20-22 червня 2001 р. [148].
    Актуальність теми. Активізація зливової діяльності в регіоні Українських Карпат призводить до величезних економічних збитків, що свідчить про невідповідність всієї господарської інфраструктури регіону до умов, що змінилися, тобто до нового рівня зливової небезпеки. Тому проектування і будівництво об’єктів цієї інфраструктури доріг, водосховищ, мостів, складів, мереж транспорту, зв’язку, каналізації та водопостачання повинне бути обґрунтоване більш довершеними методами гідрологічних розрахунків і прогнозів, що потребує знання законів формування дощових паводків і їх розподілу за територією. Однак, хоча дослідженням закономірностям формування дощових паводків присвячена велика кількість робіт, до нашого часу немає універсального фізично обґрунтованого методу, який би описував основні закономірності виникнення і трансформації паводкового стоку і міг би ефективно використовуватися для прогнозування, про що свідчать великі збитки від дощових затоплень на території Центральної та Східної Європи у серпні 2002 р., коли у даному регіоні спостерігалася найпотужніша повінь за останні 150 років.
    Про необхідність проведення значного комплексу протипаводкових робіт свідчать катастрофічні наслідки паводків на території Українських Карпат. Так, середньорічні збитки від паводків тільки по Закарпатській області становили у 1979-1985 рр. 16.7 млн. гривень, у 1986-1995 рр. 12.8 млн., у 1996-1997 рр. 16.5 млн. гривень. Для боротьби з паводками була прийнята урядова програма протипаводкового захисту постанова Кабінету Міністрів України від 24 жовтня 2001 року «Про затвердження Програми комплексного протипаводкового захисту в басейні р. Тиси у Закарпатській області на 2002-2006 роки та прогноз до 2015 року». Згідно з нею до 2015 року у Закарпатті мають спорудити 42 акумулюючих водосховища у верхів’ях річок і 22 водозбирача в низинах [139,140]. Отже важливого значення набуває запропонована у дисертаційній роботі просторова модель для розрахунку гідрографів паводків на малих водозборах Українських Карпат, оскільки найчастіше саме для об’єктів малих водозборів доводиться вести масові розрахунки паводкового стоку, а гідрограф паводкового стоку є найважливішою характеристикою для визначення регулюючих ємностей акумулюючих водосховищ.
    В той же час активізація зливової діяльності часто призводить до хімічного забруднення навколишнього середовища, що зв’язане з руйнівною силою паводків в господарській зоні, під час якої в річкові води попадають забруднювачі, наприклад, в результаті аварії на гірничодобувному підприємстві, розташованому в м. Байа-Маре (Румунія) у води р. Тиси попали 100000 м3 відходів, які містили 120 т ціаністого калію. Значну шкоду для навколишнього середовища наносять стоки з розподілених джерел забруднення, оскільки їх дуже важко враховувати і контролювати, тому що неможливо здійснити об’єктивне порівняння їх з об’ємами скидів, що надходять від стаціонарних джерел забруднення. Саме такі види забруднення стимулюють розробку математичних моделей, придатних для проектування водоохоронних заходів на річках і водоймищах. Природно, що водосховища, які планують побудувати в Закарпатській області, будуть використовуватися і для інших цілей народного господарства, зокрема рекреаційних, тому велике значення набуває якість їх вод, а також проблема замулювання. Відповідно виникає необхідність використання комплексного підходу для розрахунків одночасних процесів, які розвиваються в періоди визначних злив, а саме: паводкового стоку води, хімічних речовин та наносів.
    Зв’язок роботи з науковими програмами. Дослідження проводилося в рамках НДР кафедри гідроекології і водних досліджень ОДЕКУ: «Розробка методів дослідження гідроекосистем Північно-західного Причорномор’я на базі дистанційної інформації і ГІС технології її обробки» (№ ДР 01014003584) і «Гідроекологічні проблеми регіонів України (Південно-західний регіон: басейни річок Дністра, Дунаю, Південного Бугу, річок Криму та лимани Північно-західного Причорномор’я)» (№ ДР 0104U004024), які виконувалися у період з 2001 по 2004 рр. Автор брав участь у виконанні окремих розділів цих робіт.
    Мета і задачі дослідження. Основною метою дисертаційної роботи є розробка комплексного підходу до математичного моделювання процесів формування дощових паводків і винесення ними розчинених хімічних речовин і зважених наносів з використанням просторових полів головних факторів дощового стоку.
    Досягнення поставленої мети виконувалося шляхом вирішення наступних задач:
    - виділення основних факторів, що впливають на процес формування і виникнення паводкового стоку;
    - врахування просторово-часової неоднорідності розподілу основних факторів стоку за допомогою методу оптимальної дискретизації;
    - використання для опису процесу формування схилового стоку кінематико-хвильової моделі, що дозволяє врахувати просторово-часову динаміку поверхневого і підповерхневого стікання води по схилам;
    - проведення чисельного вирішення рівнянь кінематичної хвилі, що описують процеси руслового стоку води та змиву хімічних речовин і наносів, кінцево-різницевим методом Прейсмана за ітераційною схемою;
    - розробки програми для обчислення на ПЕОМ гідрографів руслового стоку води і транспортування ним хімічних речовин і наносів, виконання її випробування.
    Об’єкт дослідження малі водозбори Українських Карпат.
    Предмет дослідження стік води, змив розчинених хімічних речовин та зважених наносів.
    Методи дослідження. Сучасна методологія гідрологічної науки включає до себе використання низки часткових наукових методів у такій їх послідовності, поєднанні і взаємній ув’язці, які витікають із змісту і особливостей завдання, що вирішується, а також вхідної інформації.
    В якості першого кроку в дослідженні завдання розрахунку паводку в гідрології використовується генетичний метод, що розглядає динамічні закономірності гідрологічних явищ і процесів з урахуванням причин і умов їх виникнення і подальшого розвитку. Цей підхід до вивчення процесів стоку передбачає послідовний розгляд основних етапів його формування, перш за все водоутворення, як підсумку процесів випадіння опадів і їх втрат на схилах, потім схилового стоку, який визначається водоутворенням і трансформацією на схилах і руслового стоку, який є результатом трансформації схилового притоку русловою мережею.
    Подібний підхід дає можливість сформулювати процес формування паводків, застосовуючи до нього метод математичного моделювання, який дозволяє за допомогою математичних рівнянь описати основні закономірності цього процесу. Обчислення витрат паводку на річковому водозборі потребує вирішення рівнянь, що складають математичну модель за допомогою чисельних методів. В дисертаційній роботі також за допомогою методу чисельного експерименту обчислювалися оптимальні значення параметрів моделі.
    Наукова новизна одержаних результатів полягає у вирішенні задач адаптації просторової моделі до умов Українських Карпат і розробці комплексного підходу до математичного моделювання процесів формування дощових паводків і винесення ними розчинених хімічних речовин та зважених наносів і обґрунтуванні оптимальних параметрів моделі.
    Автором вперше:
    - адаптовано просторову модель кінематичної хвилі для розрахунків гідрографів паводкового стоку води, розчинених хімічних речовин та зважених наносів стосовно умов Українських Карпат;
    - застосовано комплексний підхід, у якому об’єднуються моделі формування паводкового стоку води, хімічних речовин та наносів, що дозволяє розраховувати одночасно гідрографи паводкового стоку води, розчинених хімічних речовин та зважених наносів;
    - встановлено оптимальні параметри моделей схилового і руслового стоку на підставі даних багаточисельних паводків та проведено перевірку їх достовірності на незалежному матеріалі;
    - виконано просторове узагальнення параметрів моделі водного стоку шляхом зв’язування їх з фізико-географічними характеристиками водозборів і передбачена можливість передачі визначених оптимальних параметрів на інші водозбори регіону і сучасний період часу;
    - розроблено методику визначення параметрів моделей надходження хімічних речовин та зважених наносів у водний потік.
    Практичне значення одержаних результатів. Даний метод розрахунку гідрографів паводків дозволяє в повній мірі врахувати детальну просторову інформацію про фактори стоку, а не лише середні за площею басейну характеристики цих факторів. Врахування просторової інформації про основні фактори стоку у дисертаційній роботі проводилося за даними наземної мережі спостережень і стаціонарного картографічного матеріалу, хоча у перспективі таку інформацію можна отримати за даними оперативних радіолокаційних та аерокосмічних зйомок. Даний метод дозволить більш точно врахувати вплив на паводковий стік господарської діяльності людини, яка здійснюється звичайно на окремих локальних ділянках водозбору.
    Розроблений у дисертаційній роботі модуль програми дає можливість розрахувати гідрографи стоку води, розчинених хімічних речовин та зважених наносів в залежності від просторової динаміки і ходу інтенсивності дощу, ступеню попереднього зволоження водозбору, ґрунтових і геоморфологічних характеристик поверхні басейну.
    Проведення масових розрахунків паводків за даними найбільш значних зафіксованих в районі зливових опадів дозволить: визначати ординати гідрографів дощових паводків у замикальному створі річкових водозборів з урахуванням отриманих оптимальних параметрів, виконувати розрахунки регулювання річкового стоку водосховищами та розраховувати винесення до них поверхневим стоком різних домішок і розчинених хімічних речовин.
    Отримані результати можуть бути використані підрозділами Державного комітету по водному господарству при складанні проектів по будівництву протипаводкових об’єктів, експлуатації акумуляційних та регулюючих водосховищ, підрозділами Міністерства транспорту при проектуванні і будівництві мостів, шляхів, інженерних та гідротехнічних споруд, підрозділами Міністерства охорони навколишнього природного середовища для визначення впливу регулювання стоку на зміну екологічного стану нових водосховищ, можливість їх вторинного забруднення.
    Особистий внесок автора в роботу. Дисертаційна робота є результатом самостійних досліджень, що проведені за три роки (2002-2005 рр.) навчання в аспірантурі ОДЕКУ.
    Автор особисто брав участь у зборі і обробці, аналізі і інтерпретації масивів даних гідрометеорологічних спостережень на постах річок. Модуль програми для обчислення гідрографів руслового стоку води, розчинених хімічних речовин і зважених наносів складено автором, нею же виконано випробування програми і роботу з нею на ПЕОМ. Усі результати, наведені у дисертаційній роботі, отримані особисто автором.
    В процесі написання дисертаційної роботи було підготовлено три статті, дві з яких написані самостійно, а одна у співавторстві з науковим керівником, при чому, теоретична і практична реалізація результатів досліджень була виконана особисто автором, науковим керівником здійснювалася постановка задачі, обґрунтування напрямку побудови математичних моделей та оцінка якості тексту.
    Дисертаційна робота розглядалась і обговорювалась на розширеному науковому семінарі кафедри гідроекології і водних досліджень ОДЕКУ (28.10.05 р.).
    Апробація результатів дисертації. Результати досліджень були представлені і обговорені на наступних наукових конференціях: III-IV й наукових конференціях молодих вчених ОДЕКУ (м. Одеса, 2003, 2004), VI й Всеукраїнській науковій конференції студентів і аспірантів «Екологічні проблеми регіонів України» (м. Одеса, 2004), VI му Всеросійському гідрологічному з’їзді «Экологическое состояние водных объектов. Качество вод и научные основы их охраны» (м. Санкт-Петербург, 2004), VIII й міжнародній науково-практичній конференції «Наука і освіта 2005» (м. Дніпропетровськ, 2005).
    Публікації. Основні результати дисертаційної роботи наведені в 8 наукових публікаціях, з них 3 статті у виданнях, рекомендованих ВАК України.

    Структура і обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається з вступу, шести розділів, висновків, списку використаних джерел із 216 найменувань. Повний обсяг дисертації становить 363 сторінки, містить 27 рисунків, 14 таблиць, 8 додатків на 120 сторінках.
  • Список литературы:
  • ВИСНОВКИ

    У дисертаційному дослідженні виконано теоретичне узагальнення і здійснено нове вирішення наукової задачі, що полягає в розробці комплексного підходу до математичного моделювання процесів формування дощових паводків і винесення ними розчинених хімічних речовин і зважених наносів з використанням просторових полів головних факторів дощового стоку.
    Внаслідок проведеного дослідження можна зробити наступні висновки:
    1. Для розрахунків стоку води, розчинених хімічних речовин та зважених наносів використано просторову модель, що належить до групи фізико-математичних, класу динамічних з розподіленими параметрами.
    2. Вперше для території Українських Карпат застосовано комплексний підхід, у якому об’єднуються моделі, що описують формування руслового стоку і моделі, що описують транспортування русловим стоком розчинених хімічних речовин і зважених наносів.
    3. Для врахування просторової нерівномірності таких факторів стоку, як опади, геоморфологічні фактори, показник попереднього зволоження ґрунтів, використано методику оптимальної дискретизації цих факторів за частковими площинами (квадратами), на які розбивався водозбір. Проміжні елементи розрахунку паводків водоутворення, схиловий стік води і інтенсивності стоку хімічних речовин та наносів обчислювалися також окремо для кожної дискретної площини.
    4. Проведено чисельне вирішення рівнянь кінематичної хвилі, що описують процеси схилового і руслового стоку води та змиву хімічних речовин і наносів, кінцево-різницевим методом Прейсмана за ітераційною схемою, що вирішувалася методом А.П. Доморяда з врахуванням трьох членів розкладання за узагальненою формулою Ньютона.
    5. Розроблено модуль програми для обчислення гідрографів руслового стоку води і транспортування ним хімічних речовин і наносів на ПЕОМ SM_FLOOD, який є складовою загальної програми SMYV. Виконано випробування розробленої програми.
    6. За результатами виконаної діалогової поетапної оптимізації параметрів моделі водного стоку встановлено, що частину отриманих оптимальних параметрів з малою змінністю можна осереднити за територією, а інші після останнього етапу оптимізації зв’язати з місцевими фізико-географічними характеристиками водозборів.
    7. На підставі виконаної оптимізації отримані наступні аналітичні залежності параметрів моделі водного стоку: параметру інфільтрації від індексу попереднього зволоження , частки поверхневого схилового стоку від залісенності водозбору та параметру формули швидкості від площі водозбору .
    8. Визначено межі змін параметрів моделей, що описують надходження розчинених хімічних речовин та зважених наносів у водний потік і подальший їх стік зі схилів у русла річок.
    9. Виконано зіставлення розрахованих за моделлю гідрографів стоку з встановленими оптимальними параметрами і гідрографів, побудованих за фактичними даними спостережень. Зіставлення показало задовільне співпадіння гідрографів за умови мінімуму критерію якості.
    10. Проведено перевірку моделі на незалежному матеріалі, яка показала, що точність розрахунків для контрольних паводків і паводків, по яким проводилась оптимізація, приблизно однакова, що вказує на те, що встановлені для даного району параметри моделі є стійкими, а вибрана просторова модель враховує основні фізичні процеси формування паводкового стоку на річках, а отже і стоку розчинених хімічних речовин та зважених наносів.







    СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

    1. Алёкин О.А., Бражникова Л.В. Сток растворённых веществ с территории СССР. М.: Наука, 1964. 144 с.
    2. Алёкин О.А., Семёнов А.Д., Скопинцев Б.А. Руководство по химическому анализу вод суши. Л.: Гидрометеоиздат, 1973. 269 с.
    3. Алексеев Г.А. Динамика инфильтрации дождевой воды в почву // Труды ГГИ. 1948. вып.6 (60). С.43-72.
    4. Алексеев Г.А. Методика расчёта максимальных дождевых расходов воды по кривым редукции осадков // Труды ГГИ. 1963. вып.107. С.13-28.
    5. Алексеев Г.А. Объективные методы выравнивания и нормализации корреляционных связей. Л.: Гидрометеоиздат, 1971. 364 с.
    6. Алибегова Ж.Д. Пространственно-временная структура полей жидких осадков. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. 230 с.
    7. Алисов В.П. Климат СССР. Издат-во Московского университета, 1956. 27 с.
    8. Андрианов М.С. Вертикальная термическая зональность Советских Карпат // Научные записки Львовского университета. Географический сборник. 1957. т.40, вып.4. С.20-30.
    9. Андрущенко Г.О. Ґрунти західних областей УРСР. Львів: Дубляни, 1970. 113 с.
    10. Апполов Б.А., Калинин Г.П., Комаров В.Д. Гидрологические прогнозы. Л.: Гидрометеоиздат, 1960. 158 с.
    11. Архангельский В.А. Расчёты неустановившегося движения в открытых водотоках. М.: АН СССР, 1947. 136 с.
    12. Бевен К. Модели с распределёнными параметрами // Гидрогеологическое прогнозирование: Пер. с англ. М.: Мир, 1988. С.497-533.
    13. Бефани А.Н. Основные положения теории речного стока // Труды ОГМИ. 1958. вып.XII. С.99-164.
    14. Бефани А.Н. Основы теории ливневого стока // Труды ОГМИ. 1949. вып.IV. С. 39-175.
    15. Бефани А.Н. Основы теории ливневого стока // Труды ОГМИ. 1958. вып.XIV, ч.2. 311 с.
    16. Бефани А.Н. Теоретическое обоснование методов исследования и расчёта паводочного стока рек Дальнего Востока // Труды ДвНИГМИ. 1966. вып.22. С.124-215.
    17. Бефани А.Н., Бефани Н.Ф., Вишневский П.Ф., Иваненко А.Г., Позднякова В.Б., Тюхтя К.К. Экспериментальные исследования дождевого стока в Карпатах (бассейн р. Рики) // Труды УкрНИГМИ. 1967. вып.69. С.3-32.
    18. Бефани А.Н., Бефани Н.Ф., Гопченко Е.Д. Региональные модели формирования паводочного стока на территории СССР // Гидрометеорология. Серия «гидрология суши». вып.2. Обнинск. 1981. 59 с.
    19. Бефани Н.Ф. К вопросу о теории впитывания ливневых вод в почву // Труды ОГУ. Сборник геолого-географического факультета. 1954. т.2. С.229-249.
    20. Бефани Н.Ф. Прогнозирование дождевых паводков на основе территориально общих зависимостей. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. 183 с.
    21. Бефани Н.Ф., Калинин Г.П. Упражнения и методические разработки по гидрологическим прогнозам. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 390 с.
    22. Бефани Н.Ф., Коновалова Н.И. О расчётных формулах впитывания ливневых вод // Труды ОГМИ. 1958. вып.XV. С.93-102.
    23. Бефани Н.Ф., Позднякова В.Б., Тюхтя К.К. Экспериментальные формулы впитывания и их применение к расчёту дождевого стока с малых горных бассейнов // Труды УкрНИГМИ. 1967. вып.69. С.57-71.
    24. Блауберг И.В., Юдин Э.Г. Системный подход // БСЭ. 3-е изд. М., 1976. Т.23. С.476-477.
    25. Бойко В.М., Кульбіда М.І. Гідрологічний аналіз високого тало-дощового паводка на Закарпатті у березні 2001 р. та проблеми оперативного прогнозування // Гідрологія, гідрохімія і гідроекологія. 2001. т.2. С.272-278.
    26. Бойко В.М., Кульбіда М.І., Сусідко М.М. Визначний дощовий паводок на річках Закарпаття в листопаді 1998 р. // Наукові праці УкрНДГМІ. 1999. вип.247. С.91-101.
    27. Бойченко С.Г., Волощук В.М., Дорошенко І.А. Глобальне потепління та його наслідки на території України // Український географічний журнал. 2000. - №3. С.59-68.
    28. Бондаренко А.М. Применение случайного поиска к оптимизации параметров модели суммарных потерь дождевого стока // Метеорология, климатология и гидрология. 1986. вып.22. С. 63-67.
    29. Бондарчук В.Г. Радянські Карпати. К.: Радянська школа, 1957. 176 с.
    30. Будник С.В., Хильчевский В.К. Гидродинамика и гидрохимия склоновых водотоков. К.: ИГЛ «Обрії», 2005. 368 с.
    31. Будыко М.И., Ефимова Н.А., Строкина Л.А. Эмпирические оценки изменения климата к концу XX столетия // Метеорология и гидрология. 1999. - №12. С.5-12.
    32. Буров В.С. Исследование выноса минеральных удобрений с сельскохозяйственных угодий склоновым стоком // Труды ГГИ. 1971. вып.198. С.176-197.
    33. Бусалаев И.В., Сергеева Л.В. Вероятностный метод определения среднего уклона и густоты речной сети водосборов // Сборник работ по гидрологии. 1965. - №5. С.13-18.
    34. Бучинський І.О., Волеваха М.М., Коржів В.О. Клімат Українських Карпат. К.: Наукова думка, 1971. 172 с.
    35. Васильев О.Ф., Темноева Т.А., Шугрин С.М. Численный метод расчёта неустановившихся течений в открытых руслах // Известия АН СССР. Механика. 1965. т.2. С.78-81.
    36. Великанов М.А. Гидрология суши. Л.: Гидрометеоиздат, 1948. 526 с.
    37. Виноградов Ю.Б. Математическая модель «Сток эрозия загрязнения» // Метеорология и гидрология. 1998. - №5. С.87-96.
    38. Виноградов Ю.Б. Математическое моделирование процессов формирования стока. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 312 с.
    39. Вишневський В.І. Зміни клімату та річкового стоку на території України та Білорусі // Наукові праці УкрНДГМІ. 2001. вип.249. С.89-105.
    40. Вишневський В.І. Річки і водойми України. Стан і використання. К.: Віпол, 2000. 376 с.
    41. Волков Е.А. Численные методы. М.: Наука, 1987. 248 с.
    42. Воропай Л.І., Куниця М.О. Українські Карпати. К.: Радянська школа, 1966. 167 с.
    43. Гандин Л.С., Каган Р.Л. Статистические методы интерпретации метеорологических данных. Л.: Гидрометеоиздат, 1976. 360 с.
    44. Гапиенко А.А. Проблемы применения удобрений в сельском хозяйстве Крыма // Вопросы развития Крыма. 1996. вып.8. С.20-22.
    45. Гідрологічні характеристики річок України / В.І. Вишневський, О.О. Косовець. К.: НІКА Центр, 2003. 323 с.
    46. Годунов С.К., Рябенький В.С. Разностные схемы. М.: Наука, 1973. 400 с.
    47. Гопченко Е.Д., Лобода Н.С. Оценка возможных изменений водных ресурсов Украины в условиях глобального потепления // Гидробиологический журнал. 2000. т.36, №3. С.67-78.
    48. Горєв Л.М. Основи моделювання в гідроекології. К.: Либідь, 1996. 335 с.
    49. Горошков И.Ф. Гидрологические расчёты. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. 431 с.
    50. Грушевский М.С. Некоторые вопросы неустановившегося движения воды в реках // Труды ГГИ. 1967. вып.140. С.5-43.
    51. Грушевский М.С. Неустановившееся движение воды в реках и каналах. Л.: Гидрометеоиздат, 1982. 288 с.
    52. Демидов В.Н. Двумерная модель стекания воды по поверхности водосбора // Труды ГМЦ СССР. 1975. вып.168. С.3-15.
    53. Денисов Ю.М. Математическое моделирование стока горных рек // Труды САНИГМИ. 1968. вып.39 (54). С.30-36.
    54. Доморяд А.П. Численные и графические методы решения уравнений // Энциклопедия элементарной математики. Гос. издат-во. техн. теор. лит. 1951. т.2. С.313-417.
    55. Доронина Ю.В. Анализ количества осадков на основе цепей Маркова // Труды УкрНИГМИ. 2001. вып.249. С.82-88.
    56. Дрозд Н.Й. Твердий стік річок і замулення водосховищ // Гідрологічні розрахунки для річок України. К.: АН УРСР. 1962. С.209-234.
    57. Дячук В.А., Сусідко М.М. Паводки на Закарпатті та причини їх виникнення // Український географічний журнал. 1999. - №1. С.48-51.
    58. Журавель Н.М. Построение экономико-статистической модели объёма производства методом последовательного исключения факторов // Статистические методы в экономическом анализе производства. Новосибирск: Наука. 1968. С.173-191.
    59. Закревский Д.В., Пелешенко В.И., Хильчевский В.К. Сток химических компонентов рек Украинской ССР // Водные ресурсы. 1988. - №6. С.63-73.
    60. Захарова М.В. Застосування кінематичної моделі для розрахунку руслового стоку води // Метеорологія, кліматологія та гідрологія. 2005. вип.49. С.469-477.
    61. Захарова М.В. Кинематическая модель стока воды и химических веществ // Тези доповідей III наукової конференції молодих вчених. Одеса: ОДЕКУ. 2003. С.43-46.
    62. Захарова М.В. Расчёт стока воды и смыва химических веществ с малых водосборов Молдавской воднобалансовой станции по модели кинематической волны // Матеріали VI Всеукраїнської наукової конференції студентів і аспірантів «Екологічні проблеми регіонів України». Одеса: ОДЕКУ. 2004. С.91-93.
    63. Захарова М.В. Розрахунок стоку води за моделлю кінематичної хвилі на водозборах Закарпатської воднобалансової станції // Матеріали VIII міжнародної науково-практичної конференції «Наука і освіта 2005». Географія та геологія. Т.13. Дніпропетровськ: Наука і освіта. 2005. С.17-20.
    64. Захарова М.В. Стохастическое моделирование полей дождевых осадков и исследование их однородности // Метеорологія, кліматологія та гідрологія. 2004. вип.48. С.408-415.
    65. Захарова М.В., Иваненко А.Г. Моделирование дождевого стока воды и смыва химических веществ с экспериментальных водосборов Молдавской воднобалансовой станции // Матеріали IV наукової конференції молодих вчених. Одеса: ОДЕКУ. 2004. С.10-11.
    66. Захарова М.В., Иваненко А.Г. Пространственная модель выноса растворённых веществ с водосборов рек // Тезисы докладов VI Всероссийского гидрологического съезда «Экологическое состояние водных объектов. Секция 4. Качество вод и научные основы их охраны». Санкт Петербург: Гидрометеоиздат. 2004. С.29-30.
    67. Звіт про стан навколишнього природного середовища Закарпатської області за 2003 р. / Державне управління екології та природних ресурсів в Закарпатській області. Ужгород, 2004. 62 с.
    68. Иваненко А.Г. Исследование скоростей добегания паводков на реках Закарпатской области // Труды ОГМИ. 1961. вып.24. С.52-60.
    69. Иваненко А.Г. Описание смыва загрязняющих веществ с малых водосборов // Метеорологія, кліматологія та гідрологія. 2001. вип.42. С.168-178.
    70. Иваненко А.Г. Пространственная модель дождевого стока и смыва веществ // Матеріали міжнародної конференції «Гідрометеорологія і охорона навколишнього середовища». Ч.2. Одеса: ОДЕКУ. 2002. С.75-80.
    71. Иваненко А.Г. Пространственная неравномерность факторов дождевого стока и расчёт паводков: Дис док. геогр. наук: 11.00.07. Одесса, 1984. 459 с.
    72. Иваненко А.Г. Расчёт гидрографа дождевого паводка с учётом динамики скорости добегания и склонового стока // Труды УкрНИГМИ. 1983. вып.194. С.32-41.
    73. Иваненко А.Г. Расчёт гидрографа дождевого стока в горных условиях // Труды УкрНИГМИ. 1984. вып.200. С.38-46.
    74. Иваненко А.Г. Расчёт дождевых паводков на основе учёта полей факторов стока // Водные ресурсы. 1986. - №4. С.38-46.
    75. Иваненко А.Г., Бамба Фатогма Расчёт неустановившегося движения воды в речном русле по методу диффузионной волны // Метеорология, климатология и гидрология. 1986. вып.22. С.92-98.
    76. Иваненко А.Г., Захарова М.В. Кинематическая модель стока воды и химических веществ // Метеорологія, кліматологія та гідрологія. 2003. вип.47. С.168-178.
    77. Игнатьева Л.Г. Динамико-стохастическая модель формирования дождевого стока на малом водосборе // Метеорология и гидрология. 1985. - №5. С.101-107.
    78. Израэль Ю.А., Груза Г.В., Катцов В.М., Мелешко В.П. Изменение глобального климата. Роль антропогенных воздействий // Метеорология и гидрология. 2001. - №5. С.5-21.
    79. Іваненко О.Г. Дослідження зливових опадів і паводкового стоку на території Закарпаття // Праці ОГМІ. 1963. вип.XXIX. С.3-15.
    80. Іщук О.О., Ободовський О.Г., Коноваленко О.С. Взаємодія ГІС та проблемно-орієнтованих моделюючих комплексів в системах прогнозування та оцінки наслідків надзвичайних ситуацій, пов’язаних з паводками // Гідрологія, гідрохімія, гідроекологія. 2002. т.3. С.53-59.
    81. Калинин Г.П., Кучмент Л.С. О численных методах решения уравнения Сен-Венана для неустановившегося движения воды в реках // Метеорология и гидрология. 1963. - №6. С.3-5.
    82. Канторович В.К., Кучмент Л.С. Применение метода конечных элементов к расчётам неустановившегося движения воды по уравнению Сен-Венана // Водные ресурсы. 1981. - №6. С.45-53.
    83. Караушев А.В. Теория и методы расчёта речных наносов. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. 272 с.
    84. Картвелишвили Н.А. Неустановившиеся открытые потоки. Л.: Гидрометеоиздат, 1968. 126 с.
    85. Картвелишвили Н.А. Стохастическая гидрология. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. 167 с.
    86. Киндлер Я. Генеральный доклад // Материалы международного симпозиума «Специфические аспекты гидрологических расчётов для водохозяйственного проектирования». Л.: Гидрометеоиздат / ЮНЕСКО Пресс. 1979. С.498-504.
    87. Киндюк Б.В. Дослідження гідрографічної мережі і характеристик зливового стоку річок Закарпаття // Український географічний журнал. 2003. - №3. С.34-39.
    88. Кирилюк М.І. Водний баланс і якісний стан водних ресурсів Українських Карпат. Навчальний посібник. Чернівці: Рута, 2001. 246 с.
    89. Кисиленко А.А. Исследование закономерностей формирования и распределения летних осадков в Украинских Карпатах (на примере густой осадкомерной сети в бассейне р. Рики) // Труды УкрНИГМИ. 1967. вып.67. С.82-96.
    90. Коваленко В.В., Лубяной А.В., Старостин В.Л., Кузьмин В.А., Вакс Ф.М., Подрядов Д.А. Применение динамических и стохастических моделей в целях прогноза режима водных систем // Тезисы докладов Международного симпозиума «Расчёты речного стока». Санкт Петербург. 1995. С.18.
    91. Коваленко Э.П. Исследование движения воды в открытых руслах. Минск: АН БССР, 1963. 224 с.
    92. Козловський Б.І., Білоус Й.М., Когут Н.Є. Екологічні аспекти проходження повеней і паводків у карпатському регіоні України // Гідрологія, гідрохімія і гідроекологія. 2000. т.1. С.137-141.
    93. Колесник И.А. Состояние химического загрязнения рек Украины и его динамика во второй половине XX столетия // Гідрологія, гідрохімія і гідроекологія. 2000. т.1. С.72-79.
    94. Кондратьев С.А. Математическое моделирование стока, водной эрозии и выноса химических веществ с малых водосборов // Доклады секции русловых процессов и секции водных ресурсов и водного баланса Научного Совета по проблеме «Комплексное использование и охрана водных ресурсов» ГКНТ. Современное состояние малых рек СССР и пути их использования, сохранения и восстановления. вып. 2. Л.: Гидрометеоиздат. 1991. С.61-68.
    95. Кондратьев С.А. Математическое моделирование формирования дождевого стока и водной эрозии на малом сельскохозяйственном водосборе // Водные ресурсы. 1989. №.3. С.14-22.
    96. Кондратьев С.А. О построении модели склонового стока и смыва // Метеорология и гидрология. 1983. - №11. С.76-83.
    97. Кондратьев С.А. Об условиях совпадения решений уравнения Сен-Венана и кинематической волны // Труды ГГИ. 1980. вып.264. С.39-41.
    98. Кондратьев С.А. Описание склонового стока с помощью двумерной кинематической модели // Труды ГГИ. 1980. вып.264. С.49-54.
    99. Константинов А.Р., Химин Н.М. Употребления сплайнов и метода остаточных отклонений в гидрометеорологии. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 183 с.
    100. Корень В.И., Кучмент Л.С. Определение геометрических и гидравлических характеристик речного русла путём решения обратных задач для уравнений Сен-Венана // Водные ресурсы. 1973. - №4. С.83-100.
    101. Корень В.И., Кучмент Л.С. Численное интегрирование уравнений Сен-Венана по явным схемам при расчётах неустановившегося движения воды в реках // Труды ГМНИЦ СССР. 1967. вып.8. С.49-61.
    102. Коротун І.М., Коротун Л.К., Коротун С.І. Природні ресурси України: Навчальний посібник. Рівне, 2000. 192 с.
    103. Круглова Г.В., Самборский Т.В., Христофоров А.В. Надёжность и эффективность стохастической модели гидрографа рек с паводочным режимом стока // Метеорология и гидрология. 1996. - №12. С.84-92.
    104. Кучмент Л.С. Двумерные модели поверхностного стока // Метеорология и гидрология. 1977. - №11. С.105-112.
    105. Кучмент Л.С. Математическое моделирование речного стока. Л.: Гидрометеоиздат, 1972. 192 с.
    106. Кучмент Л.С. Модели процессов формирования речного стока. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. 142 с.
    107. Кучмент Л.С., Гельфан А.Н. Динамико-стохастические модели формирования речного стока. М.: Наука, 1993. 104 с.
    108. Кучмент Л.С., Гельфан А.Н. Динамико-стохастические модели формирования дождевого и талого стока // Водные ресурсы. 1991. - №4. С.5-14.
    109. Кучмент Л.С., Гельфан А.Н., Демидов В.Н. Расчёт вероятностных характеристик максимального стока по метеорологическим данным с использованием динамико-стохастических моделей // Метеорология и гидрология. 2002. - №5. С.83-94.
    110. Кучмент Л.С., Демидов В.Н., Брязгин Д.А. Применение адвективно-диффузионной модели для расчётов неустановившегося движения воды в речных руслах // Метеорология и гидрология. 1999. - №5. С.100-107.
    111. Кучмент Л.С., Демидов В.Н., Мотовилов Ю.Г. Формирование речного стока. М.: Наука, 1983. 216 с.
    112. Кучмент Л.С., Трубихин Н.А. Численная реализация двумерной модели кинематической волны при сложной топографии водосбора // Труды ГМЦ СССР. 1978. вып.208. С.102-107.
    113. Кюнж Ж.А., Холли Ф.М., Вербей А. Численные методы в задачах речной гидравлики: практическое применение: Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1985. 256 с.
    114. Лаврик В.И., Никифорович Н.А. Математическое моделирование в гидроэкологических исследованиях. К.: Фитосоциоцентр, 1998. 288 с.
    115. Лалыкин Н.В. О расчёте скоростей добегания // Труды ОГМИ. 1958. вып.XV. С.73-87.
    116. Линслей Р.К., Колер М.А., Паулюс Д.Л. Прикладная гидрология: Пер. с англ. Л.: Гидрометеоиздат, 1962. 759 с.
    117. Малиновський К.А. Рослинність високогір’я Українських Карпат. К.: Наукова думка, 1980. 278 с.
    118. Малі річки України: Довідник / А.В. Яцик, Л.Б. Бишовець, Є.О. Богатов та ін. К.: Урожай, 1991. 295 с.
    119. Мартазинова В.Ф., Свердлик Т.А. Крупномасштабная атмосферная циркуляция XX столетия, её изменения и современное состояние // Труды УкрНИГМИ. 1998. вып.246. С.21-27.
    120. Материалы наблюдений Закарпатской стоковой станции. вып.2, 1960 / Под ред. В.А. Огиевской. К., 1964. 412 с.
    121. Материалы наблюдений Карпатской селестоковой станции. вып.1, 1966-1970 / Под ред. Л.В. Сакуна. К., 1975. 322 с.
    122. Мельник А.В. Ландшафтно-гідрологічні аспекти формування екологічної ситуації в Українських Карпатах // Гідрологія, гідрохімія і гідроекологія. 2002. т.3. С.126-132.
    123. Мельник А.В. Основи регіонального еколого-ландшафтознавчого аналізу. Львів: Літопис, 1997. 230 с.
    124. Мендел О., Кондратьев С.А. Математические модели гидрологических процессов на водосборах и их применение в расчётах стока // Тезисы докладов Международного симпозиу
  • Стоимость доставки:
  • 150.00 грн


ПОИСК ДИССЕРТАЦИИ, АВТОРЕФЕРАТА ИЛИ СТАТЬИ


Доставка любой диссертации из России и Украины