Кошкіна Ольга Віталіївна Чинники, параметри та сучасні тен­денції максимального стоку весняного водопілля в басейні річки Десна : Кошкина Ольга Витальевна Факторы, параметры и современные тенденции максимального стока весеннего половодья в бассейне реки Десна Koshkina Ol'ga Vital'yevna Faktory, parametry i sovremennyye tendentsii maksimal'nogo stoka vesennego polovod'ya v basseyne reki Desna



  • Название:
  • Кошкіна Ольга Віталіївна Чинники, параметри та сучасні тен­денції максимального стоку весняного водопілля в басейні річки Десна
  • Альтернативное название:
  • Кошкина Ольга Витальевна Факторы, параметры и современные тенденции максимального стока весеннего половодья в бассейне реки Десна Koshkina Ol'ga Vital'yevna Faktory, parametry i sovremennyye tendentsii maksimal'nogo stoka vesennego polovod'ya v basseyne reki Desna
  • Кол-во страниц:
  • 236
  • ВУЗ:
  • у Київському національному університеті імені Тараса Шевченка МОН України
  • Год защиты:
  • 2017
  • Краткое описание:
  • Кошкіна Ольга Віталіївна, старший науковий співробітник відділу гідрологічних досліджень Укра­їнського гідрометеорологічного інституту ДСНС та НАН України: «Чинники, параметри та сучасні тен­денції максимального стоку весняного водопілля в басейні річки Десна» (11.00.07 - гідрологія суші, водні ресурси, гідрохімія). Спецрада Д 26.001.22 у Київському національному університеті імені Тараса Шевченка




    Український гідрометеорологічний інститут
    Державна служба України з надзвичайних ситуацій
    Національна академія наук України
    Київський національний університет імені Тараса Шевченка
    Міністерство освіти і науки України
    Кваліфікаційна наукова праця
    на правах рукопису
    КОШКІНА ОЛЬГА ВІТАЛІЇВНА
    УДК 556.166: [047; 161; 162(1/9)]
    ДИСЕРТАЦІЯ
    ЧИННИКИ, ПАРАМЕТРИ ТА СУЧАСНІ ТЕНДЕНЦІЇ МАКСИМАЛЬНОГО
    СТОКУ ВЕСНЯНОГО ВОДОПІЛЛЯ В БАСЕЙНІ РІЧКИ ДЕСНА
    11.00.07 – гідрологія суші, водні ресурси, гідрохімія
    Подається на здобуття наукового ступеня кандидата географічних наук
    Дисертація містить результати власних досліджень. Використання ідей,
    результатів і текстів інших авторів мають посилання на відповідне джерело
    ________________________ / О.В. Кошкіна
    Науковий керівник: Горбачова Людмила Олександрівна, доктор географічних
    наук, старший науковий співробітник
    Київ-2017



    ЗМІСТ
    ВСТУП………………………………………………………………………... 14
    РОЗДІЛ 1. РОЗВИТОК ТА ПІДХОДИ ЩОДО ДОСЛІДЖЕННЯ
    ЧИННИКІВ, ПАРАМЕТРІВ ТА ТЕНДЕНЦІЙ ВЕСНЯНОГО
    ВОДОПІЛЛЯ РІЧКИ ДЕСНА ........................................................................ 20
    1.1 Основні методи та результати ....................................................... 20
    1.2 Методологічні засади та алгоритм досліджень ..….….………… 33
    1.3 Вихідні матеріали ................................................……….….…….. 49
    РОЗДІЛ 2. ОСНОВНІ ЧИННИКИ ТА УМОВИ ФОРМУВАННЯ
    МАКСИМАЛЬНОГО СТОКУ ВЕСНЯНОГО ВОДОПІЛЛЯ В БАСЕЙНІ
    Р. ДЕСНА.......................................................................................................... 59
    2.1 Загальний опис та гідрографічна характеристика басейну....….. 59
    2.2 Кліматичні умови………….............................………………….... 67
    2.3 Гідрологічна характеристика басейну .................……………..... 75
    2.4 Антропогенне навантаження та зарегульованість…………........ 81
    РОЗДІЛ 3. ПРОСТОРОВО-ЧАСОВІ ТЕНДЕНЦІЇ ОСНОВНИХ
    ГІДРОМЕТЕОРОЛОГІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВЕСНЯНИХ
    ВОДОПІЛЬ........................................................................................................ 91
    3.1 Просторово-часові закономірності максимального стоку води.. 91
    3.2 Кліматичні чинники формування максимального стоку та
    оцінювання їхньої багаторічної мінливості................................. 116
    3.3 Розрахункові характеристики максимального стоку води .......... 126
    РОЗДІЛ 4. ВПЛИВ КЛІМАТИЧНИХ ЧИННИКІВ НА ФОРМУВАННЯ
    ГІДРОГРАФІВ ВЕСНЯНОГО ВОДОПІЛЛЯ................................................ 131
    4.1 Класифікація гідрографів весняного водопілля……………….... 131
    4.2 Параметри та гідрометеорологічні умови формування
    гідрографів різних класів…………………………………..……. 134
    4.3 Узагальнені параметри гідрографів різних класів...………...….. 143
    13
    4.4 Характеристика найвищих весняних водопіль……………….… 146
    РОЗДІЛ 5. ЦИФРОВІ КАРТИ ОСНОВНИХ ГІДРОМЕТЕОРОЛОГІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВЕСНЯНОГО ВОДОПІЛЛЯ…….. 159
    5.1 Цифрові шари кліматичних параметрів весняного
    водопілля…….......………………...……………………………... 159
    5.2 Цифрові шари параметрів максимального стоку весняного
    водопілля…………………..……………………………………... 174
    ВИСНОВКИ………………………………………………………………….. 185
    СПИСОК БІБЛІОГРАФІЧНИХ ПОСИЛАНЬ……………………..………. 188
    ДОДАТКИ……………………………………………………………………. 204
    Додаток А Сумарні криві, багаторічна мінливість та лінійні тренди
    максимального стоку весняного водопілля………………... 205
    Додаток Б Оцінка значимості лінійних трендів основних кліматичних
    чинників весняного водопілля в басейні
    р. Десна………………………………………………………….. 223
    Додаток В Класи гідрографів весняного водопілля…............................ 227
    Додаток Г Список публікацій за темою дисертації…............................. 234
    14
    ВСТУП
    Актуальність теми. Розвиток сучасних природних процесів відбувається в
    умовах глобальної перебудови клімату. Планетарні кліматичні процеси
    відображаються на регіональному рівні у флуктуаціях термічного режиму,
    атмосферних опадів і зволоження підстильної поверхні. Найбільш суттєва
    динаміка кліматичних показників відзначається в поточному столітті, що
    викликає реакцію в гідрологічних процесах.
    Весняне водопілля для рівнинних річок є однією з важливих фаз
    гідрологічного режиму, в яку часто спостерігаються небезпечні, а іноді й
    катастрофічні явища, наслідком яких є затоплення територій, руйнування
    гідротехнічних споруд, мостів тощо, що призводить до значних матеріальних
    збитків, а нерідко й до людських жертв. Сучасні кліматичні умови по-різному
    впливають на формування весняного водопілля на рівнинних річках. У зв’язку з
    цим перед вченими-гідрологами постають завдання виявлення часових та
    просторових змін основних характеристик весняного водопілля та чинників
    його формування.
    Водні ресурси річки Десна використовуються для різних економічних
    потреб, у тому числі і для питного водопостачання столиці України. Крім того,
    басейн р. Десна є транскордонним, оскільки розташований у межах двох
    держав – України та Російської Федерації.
    Сучасні дослідження р. Десна охоплюють тільки її українську частину
    басейну, однак, для точності прогнозу та ефективного управління водними
    ресурсами, необхідно враховувати гідрометеорологічні характеристики з усієї
    водозбірної території річки та їх просторовий розподіл. Саме тому вивчення
    чинників, параметрів та сучасних тенденцій максимального стоку весняного
    водопілля для всього басейну р. Десна є актуальним завданням.
    Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження
    за змістом дисертаційної роботи були виконані згідно з планами науково-
    15
    дослідних робіт Українського гідрометеорологічного інституту (УкрГМІ)
    Державної служби України з надзвичайних ситуацій та Національної академії
    наук України за участі автора як безпосереднього виконавця держбюджетних
    тем: «Підготовка до видання серії монографій «Ресурси поверхневих вод
    України» по басейнах головних річок України» (2009-2015 рр.,
    № д.р. 0109U004890); «Модернізація систем прогнозування стоку під час
    повеней і паводків у басейнах річок Карпатського регіону, Прип’яті, Десни та
    Дунаю» (2012-2014 рр., № д.р. 0112U004678); «Розрахункові характеристики
    максимального стоку води весняного водопілля річок України різних
    ймовірностей перевищення» (2016-2018 рр., № д.р. 0116U000569); «Проведення
    просторового аналізу змін водного режиму басейнів поверхневих водних
    об’єктів на території України внаслідок зміни клімату» програми Державного
    агентства екологічних інвестицій України «Державна підтримка заходів, які
    спрямовані на зменшення об’ємів викидів (збільшення абсорбції) парникових
    газів, у тому числі на утеплення приміщень соціального забезпечення, розвитку
    міжнародного співробітництва з питань змін клімату» (2012-2013 рр., № 4 від
    01.11.2012, № д.р. 0112U005846).
    Мета й задачі дослідження. Метою роботи є виявлення чинників, параметрів
    та сучасних тенденцій максимального стоку весняного водопілля в басейні
    річки Десна.
    Відповідно до поставленої мети вирішувались наступні завдання:
     проаналізувати основні методи та результати дослідження чинників,
    параметрів та тенденцій максимального стоку весняного водопілля;
     обґрунтувати методику та алгоритм дослідження;
     проаналізувати основні чинники та умови формування максимального
    стоку весняного водопілля;
     дослідити основні багаторічні тенденції максимального стоку води та
    визначити його розрахункові характеристики;
     виконати класифікацію гідрографів р. Десна;
    16
     визначити параметри та гідрометеорологічні умови формування
    гідрографів весняного водопілля різних класів;
     здійснити аналіз найвищих весняних водопіль;
     виконати картографічне представлення та узагальнення просторового
    розподілу гідрометеорологічних характеристик весняного водопілля.
    Об’єктом дослідження є максимальний стік води весняного водопілля, а
    також кліматичні чинники його формування в басейні річки Десна.
    Предметом дослідження є чинники, параметри та сучасні тенденції
    максимального стоку весняного водопілля в басейні річки Десна.
    Методи досліджень і вихідна інформація. У роботі знайшли застосування
    гідролого-генетичні та статистичні методи оцінювання однорідності та
    стаціонарності рядів спостережень; ймовірнісні математичні методи,
    географічні інформаційні системи (ArcGIS), а також експертні методи аналізу
    та гідрологічного узагальнення інформації.
    Вихідними матеріалами для дослідження слугували матеріали
    спостережень за гідрологічним режимом річок, багаторічні метеорологічні й
    агрометеорологічні дані, що містяться у різних опублікованих довідкових
    матеріалах, підготовлених Центральною геофізичною обсерваторією (м. Київ):
    «Основні гідрологічні характеристики» (ОГХ), «Щорічні дані про режим та
    ресурси поверхневих вод суші», «Багаторічні дані про режим та ресурси
    поверхневих вод суші», «Метеорологічний щомісячник» та Автоматизована
    Інформаційна Система Обробки Режимної Інформації (технологія «Аисори –
    Удаленный доступ к ЯОД-архивам»), що забезпечує віддалений доступ до
    архівів метеоінформації. Основою для побудови карт просторового розподілу
    гідрометеорологічних характеристик з використанням ГІС-технологій є бази
    цифрових географічних даних електронної карти України масштабу 1:200 000.
    Наукова новизна одержаних результатів.
    Уперше:
    17
    – обґрунтовано квазіоднорідність та квазістаціонарність рядів
    спостережень максимального стоку весняного водопілля, а також однорідність
    та стаціонарність кліматичних чинників його формування в басейні р. Десна;
    – виконано класифікацію гідрографів р. Десна – м. Чернігів за
    подібністю їхніх форм та визначено 41 клас гідрографів за період спостережень
    1885-2010 рр.;
    – розраховано параметри кліматичних чинників формування весняних
    водопіль р. Десна зі схожими формами гідрографів різної ймовірності за
    даними метеорологічних спостережень;
    – показано, що гідрографи, які увійшли до одного класу, мають схожі
    кліматичні умови формування водного стоку;
    – здійснено аналіз усіх найвищих водопіль у басейні р. Десна та
    визначено кількісні гідрометеорологічні характеристики, які зумовили їхнє
    формування;
    – побудовано карти просторового розподілу гідрометеорологічних
    характеристик весняного водопілля в басейні р. Десна на основі ГІС.
    Удосконалено:
     методологічні підходи щодо побудови карт просторового розподілу
    гідрометеорологічних характеристик.
    Дістали подальший розвиток:
     підходи щодо дослідження умов формування максимального стоку
    весняних водопіль рівнинних річок.
    Практичне значення одержаних результатів. Результати дослідження
    можуть бути використані науковими та проектними організаціями з метою
    гідрологічного прогнозування і планування протипаводкових заходів,
    гідротехнічного будівництва, водокористування тощо. Методичні надбання
    роботи можуть бути враховані при розробці нормативних документів, зокрема,
    нових будівельних норм, методичних вказівок щодо реалізації гідрологогенетичного аналізу максимального стоку весняного водопілля рівнинних
    18
    річок, а також у навчальних спецкурсах для студентів, що вивчають
    гідрометеорологічні дисципліни.
    Особистий внесок автора полягає в практичній реалізації гідрологогенетичного аналізу просторово-часових тенденцій основних
    гідрометеорологічних характеристик весняних водопіль рівнинних річок на
    прикладі Десни. Автором виконано збір первинної гідрометеорологічної
    інформації для проведення досліджень, апробацію методики класифікації
    гідрографів за подібністю форм, а також визначено параметри та
    гідрометеорологічні умови їх формування, узагальнення та аналіз матеріалів
    спостережень, статистичні розрахунки та побудову цифрових карт.
    Автор отримував консультації к. геогр. н. Б.Ф. Христюка та наукового
    співробітника УкрГМІ Д.В. Глотки.
    Апробація результатів дисертації. Основні положення та результати
    досліджень було оприлюднено на наукових семінарах відділу гідрологічних
    досліджень УкрГМІ, кафедри гідрології та гідроекології географічного
    факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка,
    засіданнях вченої ради УкрГМІ, міжнародних та всеукраїнських конференціях:
    - V Всеукраїнська наукова конференція «Гідрологія, гідрохімія і
    гідроекологія» (м. Чернівці, 22-24 вересня 2011 р.);
    - 5th International Scientific Conference on Water, Climate and Environement
    BALWOIS 2012 (Ohrid, Macedonia, 28 May - 2 June 2012);
    - International Conference “Water resources and wetlands” (Tulcea, Romania,
    14-16 September 2012);
    - Міжнародна наукова конференція з регіональних проблем
    гідрометеорології та моніторингу навколишнього середовища (м. Казань,
    Республіка Татарстан, Росія, 2-5 жовтня 2012 р.);
    - XIII наукова конференція молодих вчених ОДЕКУ (м. Одеса, 22-26
    квітня 2013 р.);
    - 10th International Conference of Young Scientists on Energy Issues CYSENI
    2013 (Kaunas, Lithuania, 29-31 May 2013);
    19
    - VII Всеросійський гідрологічний з’їзд (м. Санкт-Петербург, Росія, 19-
    21 листопада 2013 р.);
    - VI Всеукраїнська наукова конференція з міжнародною участю
    «Проблеми гідрології, гідрохімії і гідроекології» (м. Дніпропетровськ, 20-22
    травня 2014 р.);
    - Міжнародна наукова конференція «Проблемы гидрометеорологического
    обеспечения хозяйственной деятельности в условиях изменяющегося климата»
    (м. Мінськ, Білорусь, 5-8 травня 2015 р.);
    - Перший Всеукраїнський гідрометеорологічний з’їзд (м. Одеса, 22-23
    березня 2017 р.).
    Публікації. Основні результати досліджень опубліковано в 16 наукових
    працях, у тому числі: 4 статті – у фахових виданнях, рекомендованих МОН
    України, 1 стаття – у закордонному фаховому виданні, що входить до
    міжнародних наукометричних баз (WEB OF SCIENCE, Agro, BazTech, Index
    Copernicus, ARIANTA – Polish Scientific and Professional Electronic Journals,
    POL-INDEX, PBN Polish Scholarly Bibliography), 3 статті – в інших виданнях, 8
    тез доповідей і матеріалів всеукраїнських і міжнародних наукових конференцій.
    Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається з анотації, вступу,
    п’яти розділів, висновків, списку використаних джерел (156 найменувань на 16
    стор.) та додатків. Повний обсяг дисертації становить 236 сторінок, з яких 174
    сторінки основної частини, 50 рисунків, 28 таблиць, 4 додатки на 32 сторінках.
  • Список литературы:
  • ВИСНОВКИ
    Проведені дослідження чинників, параметрів та сучасних тенденцій
    максимального стоку весняного водопілля в басейні р. Десна дозволили
    зробити наступні висновки та узагальнення:
    1. На основі гідролого-генетичного аналізу встановлено, що ряди
    спостережень максимального стоку весняного водопілля в басейні р. Десна є
    квазіоднорідними та квазістаціонарними, оскільки вони мають тільки
    багатоводну та маловодну фази довготривалих циклічних коливань, які
    характеризуються значною тривалістю, а також істотною мінливістю.
    2. Аналіз інтегральних кривих відхилень максимальних витрат води та
    шарів стоку весняного водопілля показав, що на всіх пунктах спостережень з
    1970 р. і дотепер триває маловодна фаза водності та не можливо виділити
    повний замкнутий цикл. Просторово-часові коливання максимального стоку
    води весняного водопілля характеризуються синхронністю та синфазністю.
    3. Отримано, що дати настання основних характеристик весняного
    водопілля в басейні р. Десна за сумарними кривими, інтегральними кривими
    відхилень та сумісними хронологічними графіками є однорідними. Починаючи
    з 1988 р. спостерігається збільшення тривалості водопілля та зміщення дат
    початку весняного водопілля на більш ранні строки.
    4. За гідролого-генетичними методами визначено, що ряди спостережень
    кліматичних чинників формування весняного водопілля є однорідними та
    стаціонарними. Починаючи з 70-х років минулого століття спостерігається
    зменшення суми від’ємних температур, що призводить до зменшення твердих
    опадів і як наслідок – до зменшення максимальних запасів води в снігу та
    глибини промерзання ґрунту.
    5. За методикою класифікації гідрографів за подібною формою на основі
    застосування двох критеріїв аналогічності серед 126 гідрографів р. Десна –
    м. Чернігів було отримано 41 клас. Отримано 12 класів із низькою ймовірністю
    186
    перевищення, 9 класів із середньою ймовірністю та 20 класів із високою
    ймовірністю перевищення. Гідрографи, які увійшли до одного класу мають
    схожі кліматичні умови формування водного стоку, що свідчить про їхню
    повторюваність за рахунок циклічності гідрометеорологічних процесів.
    Виявлено, що найбільш значущими чинниками, які впливають на форму
    гідрографів, є температурний режим, запаси води в снігу та умови
    сніготанення.
    6. Розраховано осереднені параметри гідрографів різної ймовірності
    перевищення в басейні р. Десна. Виявлено, що гідрографи із високою
    ймовірністю перевищення формуються при низьких значеннях запасів води в
    снігу, із низькою ймовірністю – в умовах холодного осінньо-зимового періоду
    зі значним накопиченням запасів води в снігу на водозборі річки та значною
    глибиною промерзання ґрунту, із середньою ймовірністю перевищення – при
    менших значеннях сум добових температур повітря та кількості опадів за
    період із від’ємними температурами у порівнянні з гідрографами із низькою
    ймовірністю перевищення. Температура, опади та зволоження ґрунтів басейну
    літньо-осінній період мають суттєве значення при формуванні катастрофічних
    водопіль.
    7. Визначено, що формування найвищих весняних водопіль у басейні р.
    Десна відбувалися в ході досягнення в основний період сніготанення високої
    середньодобової температури повітря, значних величин запасу води в
    сніговому покриві на початок водопілля, глибини промерзання ґрунту та
    сумарної кількості опадів за період водопілля.
    8. Побудовано цифрові карти просторового розподілу
    гідрометеорологічних характеристик за багаторічний період у басейні р. Десна
    на основі ГІС: максимального запасу води в снігу та дати його настання, сум
    від’ємних температур повітря, сум додатних температур повітря за зимовий
    період, суми опадів за період весняного водопілля, шару стоку весняного
    водопілля 1 %-ї та 50 %-ї забезпеченості та його коефіцієнта варіації, середніх
    багаторічних дат початку весняного водопілля, дат проходження максимальних
    187
    витрат води та тривалості весняного водопілля. Побудовані інтерполяційні
    поверхні підпорядковуються фізико-географічній зональності.
  • Стоимость доставки:
  • 200.00 грн


ПОИСК ДИССЕРТАЦИИ, АВТОРЕФЕРАТА ИЛИ СТАТЬИ


Доставка любой диссертации из России и Украины