Hydrosphere. Hazard processes and phenomena
Not a member yet
170 research outputs found
Sort by
КРИТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РУКОВОДЯЩИХ ДОКУМЕНТОВ ПО РАСЧЁТУ РАЗВИТИЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ АВАРИЙ
Get PDFThe guidance documents of the Russian Federation (RD 03-607-03 and RD 09-391-00) present calculation methods of hydrodynamic accidents in storage tanks and facilities for liquid industrial and waste. Because the accidents at such facilities represent a breakthrough of a dam with the formation of a hole in its body, there is used a methodological framework developed for ground dams of any purpose for calculations. This fact made it possible to consider the applicability of these documents to the reservoir dam on the Kokpekty River in Kazakhstan, where an accident occurred in March 2014.
An analysis of the applicability of the considered guidance documents showed that the values of the most parameters calculated by them do not correspond to reality and / or have no physical sense, they cannot be used in practice. In particular, the considered documents do not take into account the time for the formation of erosion tracks, which puts to an error (by an order of magnitude) in the estimating time of a break formation. There is taken the rectangular shape of the tracks in the considered guidelines, although in practice it is trapezoidal in most cases. Comparison of the calculated and measured sizes of the erosion tracks showed their difference by two times. Even the size of the erosion track according to the proposed formula may differ by 25% depending on the selected calculation step. RD 03-607-03 and RD 09-391-00 give different formulas for hydraulic size calculating, which puts to a difference by 1.65 times. Moreover, there is used the kinematic viscosity instead of the dynamic one while the hydraulic size calculating. One of the most important characteristics, the transporting (erosion) flow ability, in the considered documents is dimensionless and has no physical sense. It is also notable that the proposed guidance documents, in violation of GOST 8.417-2002, use non-standardized dimension values and in the same formula coexist as multiplier meters, centimeters and millimeters.
Thus, RD 03-607-03 and RD 09-391-00 are not recommended for use in calculation of hydrodynamic accidents and flooding zones, these documents require immediate revision.В руководящих документах Российской Федерации (РД 03-607-03 и РД 09-391-00) представлены методики расчёта развития гидродинамических аварий на накопителях и хранилищах жидких промышленных и производственных отходов. Поскольку аварии на таких объектах представляют собой прорыв плотины с образованием прорана в ее теле, для расчётов используется методическая основа, разработанная для грунтовых плотин любого назначения. Это позволило рассмотреть применимость указанных документов к плотине водохранилища на реке Кокпекты в Казахстане, на которой произошла авария в марте 2014 года.
Анализ применимости рассматриваемых документов показал, что численные значения большинства параметров, рассчитанных по ним, не соответствуют действительности и/или не имеют физического смысла, их нельзя использовать на практике. В частности, в предлагаемых документах не учитывается время на образование эрозионных рытвин, что приводит к ошибке оценки времени образования прорана на порядок. В рассматриваемых руководящих документах принята прямоугольная форма прорана, хотя на практике в большинстве случаев она трапециевидная. Сравнение расчётных и измеренных размеров прорана показало их различие в два раза. Даже результаты расчёта размеров прорана по предлагаемой формуле в зависимости от выбранного расчётного шага могут отличаться на 25%. В РД 03-607-03 и РД 09-391-00 приводятся разные формулы для расчёта гидравлической крупности, что приводит к различию в результатах в 1,65 раза. Кроме того, при расчёте гидравлической крупности вместо динамической используется кинематическая вязкость. Одна из важнейших характеристик – транспортирующая (размывающая) способность потока в рассматриваемых документах безразмерна и не имеет физического смысла. Обращает также на себя внимание, что предлагаемые руководящие документы, в нарушение ГОСТ 8.417-2002, не только используют нестандартизированные величины размерностей, но даже в одной из формул в качестве сомножителей соседствуют метры, сантиметры и миллиметры.
Таким образом, РД 03-607-03 и РД 09-391-00 не рекомендуется использовать для расчётов развития гидродинамических аварий и зон затопления, данные документы требуют немедленного пересмотра.
ЛитератураАлександров Д.В., Зубарев А.Ю., Искакова Л.Ю. Введение в гидродинамику: учеб. пособие. Екатеринбург: Изд-во Уральского университета, 2012. 112 с.Ананенков А.Г., Ставкин Г.П., Андреев О.П., Хабибуллин И.Л., Лобастова С.А. Эколого-экономическое управление охраной окружающей среды. М.: Недра, 2003. 227 с.Большаков В.А., Константинов Ю.М., Попов В.Н. Справочник по гидравлике. К.: Вища школа, 1977. 280 с.Виноградова Т.А., Макушин М.А., Виноградов И.А., Парфенов Е.А., Кадацкая М.М., Сазонова С.И. Расчёт морфометрических характеристик прорана и максимальных расходов при прорывах грунтовых плотин // Гидросфера. Опасные процессы и явления. 2019. Том 1. Вып. 2. С. 280-295. DOI: 10.34753/HS.2019.1.2.006.Гришанин К.В. Динамика русловых потоков. Л.: Гидрометеоиздат, 1969. 428 с.Кадацкая М.М., Виноградов А.Ю., Кацадзе В.А., Беленький Ю.И., Бачериков И.В., Хвалев С.В., Каляшов В.А. Анализ методов расчёта неразмывающей скорости при проектировании водопропускных и водоотводных сооружений лесного хозяйства // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 227. С. 174–187. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.227.174-187.Пономарчук К.Р. Оценка параметров развития прорана при разрушении грунтовой плотины // Природообустройство. 2011. №3. С. 77-82.Тарабаев Ю.Н., Зотов Ю.М., Чагаев В.П. Шульгин В.Н. Инженерное обеспечение предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций при наводнениях (учебное пособие). Новогорск: Академия гражданской защиты МЧС России, 2000. 207 с.Чижиумов С.Д. Основы гидродинамики: учеб. пособие. Комсомольск-на-Амуре: ГОУВПО «КнАГТУ», 2007. 106 с.Чугаев Р.Р. Гидравлика: учебник для вузов. Л.: Энергоиздат, 1982. 672 с.Шмакова М.В., Кондратьев С.А. Транспортирующая способность речного потока// Ученые записки Российского государственного гидрометеорологического университета. 2019. № 56. С. 176-187 DOI: 10.33933/2074-2762-2019-56-176-187
ХАРАКТЕРИСТИКА КАЧЕСТВА СТОКА РЕК РОССИИ, ТРАНСГРАНИЧНЫХ С БЕЛАРУСЬЮ, УКРАИНОЙ И КАЗАХСТАНОМ, И ЕГО СВЯЗЬ С БАССЕЙНОВЫМИ ГЕОСИСТЕМАМИ
Get PDFThe aim of this work was to study the relationship between the parts of river water flow volumes that have excess pollutant concentrations and the functioning of regional basin geosystems. For this purpose, two flow quality characteristics were used. The first characteristic is the relative volumes of runoff (Vpoll%) contaminated with single components. The second one is represented by partial volumes of runoff, differing in the totality of pollutants, estimated by classes and categories in accordance with Guidance Document 52.24.643-20021. The calculations were carried out using an automated software package developed at the FSBI «SHI» according to regime observations of the Hydrometeorological Service of Roshydromet for eighteen transboundary rivers over the entire observation period of 1993-2013. To solve assigned problem factor analysis was applied. The two main factors, the content of which is expressed through fluctuations of Vpoll% for twelve different individual hydro-chemical components, unite the rivers by their belonging to the corresponding water system or basin, that is, of the basin geosystem. Application of the second runoff characteristic made it possible to assess the pollution of river runoff in these geosystems. It was revealed that basically all the rivers whose runoff belongs to the polluted, that is, the second and third class of category “a”, flow from Russia to neighboring states. All rivers trans-boundary with Ukraine and Kazakhstan, the flow of which is assigned to the fourth class of categories “a”, “b” and “c”, carry their more dirty waters from neighboring states to Russia.В связи с использованием природных ресурсов в трансграничных зонах России особое значение в современных условиях имеют геоэкологические проблемы. Целью данной работы явилось изучение взаимосвязи долей объёмов речного стока воды, имеющих сверхнормативные концентрации загрязняющих веществ, с функционированием региональных бассейновых геосистем. Для этой цели были использованы две характеристики качества стока, разработанные в Федеральном государственном бюджетном учреждении «Государственный гидрологический институт» (ФГБУ «ГГИ»). Первая характеристика – это относительные объёмы стока (Vзаг%), загрязнённые единичными компонентами. Вторая представлена частичными объёмами стока, различающимися совокупностью загрязняющих веществ, оценёнными по классам и разрядам в соответствии с РД 52.24.643-2002[1]. Расчёты проведены с помощью автоматизированного программного комплекса, разработанного в ФГБУ «ГГИ», по данным режимных наблюдений Управлений гидрометеорологической службы для восемнадцати трансграничных рек. Обе характеристики были усреднены за весь период наблюдений 1993-2013 гг. Для решения поставленной задачи применен факторный анализ. Показано, что два главных фактора, содержание которых выражено через флуктуации Vзаг% для двенадцати разных единичных гидрохимических компонентов, объединяют реки по их принадлежности к соответствующей водной системе или бассейну, то есть связаны с функционированием бассейновой геосистемы. Применение второй характеристики стока позволило оценить загрязнённость стока рек в этих геосистемах. Показано, что в основном все реки, сток которых относится к загрязнённому, то есть второму и третьему классу разряда «а», текут из России в соседние государства. Все реки, трансграничные с Украиной и Казахстаном, сток которых отнесён к четвертому классу разрядов «а», «б» и «в», несут свои более грязные воды из сопредельных государств в Росси
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ РАСЧЁТОВ ХАРАКТЕРИСТИК КАЧЕСТВА СТОКА ПО ДАННЫМ ГИДРОХИМИЧЕСКИХ И ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ
Get PDFTo calculate the characteristics of river water flow quality, the FSBI "SHI" developed an automated software package that allows for joint processing of regime hydro chemical and hydrological information. The objective of this work is to present the capabilities of the program in obtaining characteristics of water flow quality using the example of the Luga River according to data from 2000 to 2017. The first characteristic of the flow quality is the proportion of volumes contaminated with single chemical components (Vpoll). With the use of an automated software package, the annual and long-term values of Vpoll of the Luga river runoff for each polluting component were calculated and their probabilistic estimates were given. It is shown that the upper limit of Vpoll% values for water saturation with O2 is below the norm, for the content of Mn2+, Cu2+, N-NO2, Fetot and COD was 100%; for the content of Pb2+ and oil products ‒ 64-79%, for the content of O2 ‒ 39% and for other components did not exceed 16.5%. Trends in the change in annual values of Vpoll for all pollutants were calculated. The second characteristic of runoff quality is the proportion of its partial volumes contaminated with aggregates of chemical components, and assessed by classes and categories in accordance with RD 52.24.643-2002. The most polluted was the water runoff in 2006 and 2010. It is assigned to the 4th grade, category "a" and is characterized as dirty.Для расчётов характеристик качества стока воды рек в ФГБУ «ГГИ» был разработан автоматизированный программный комплекс, позволяющий проводить совместную обработку режимной гидрохимической и гидрологической информации. Задачей настоящей работы является представление возможностей программы в получении характеристик качества стока воды на примере реки Луга по данным 2000–2017 гг. Первой характеристикой качества стока воды является доля объёмов, загрязнённых единичными химическими компонентами (Vзаг%). С применением автоматизированного программного комплекса рассчитаны годовые и многолетние значения Vзаг% стока воды реки Луга для каждого загрязняющего вещества и даны их вероятностные оценки. Показано, что верхний предел значений Vзаг% для насыщения воды O2 ниже нормы, для содержания Mn2+, Cu2+, N-NO2‑, Feобщ и ХПК составил 100%; для содержания Рb2+ и нефтепродуктов – 64-79%, для содержания O2 – 39% и для остальных компонентов не превысил 16,5%. Рассчитаны тенденции изменения годовых значений Vзаг% для всех загрязняющих веществ. Второй характеристикой качества стока воды является доля его частичных объёмов, загрязнённых совокупностями химических компонентов, и оценённая по классам и разрядам в соответствии с РД 52.24.643-2002. Показано, что наиболее загрязнённым был сток воды в 2006 и 2010 годах. Он отнесён к 4-му классу, разряд "а" и охарактеризован как грязный. Слабо загрязнённым 2-го класса сток воды реки Луга был только в 2016 и 2017 годах. В остальные годы он являлся загрязнённым 3-го класса, разряд "а" либо разряд "б". Все результаты расчётов представлены в программном комплексе, как в табличной форме, так и в графическом виде.
ЛитератураКараушев А.В., Скакальский Б.Г. Актуальные проблемы исследования качества поверхностных вод // Метеорология и гидрология. 1973. № 10. С. 73-81.Караушев А.В., Скакальский Б.Г. Проблемы мониторинга качества поверхностных вод суши // Проблемы современной гидрологии: сборник статей. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. С. 94-105.Методические основы оценки и регламентирования антропогенного влияния на качество поверхностных вод / Под ред. А.В. Караушева. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. 288 с.Румянцева Э.А., Бобровицкая Н.Н. Методика интегральной оценки многолетних изменений качества речного стока на примере р. Ворскла // Метеорология и гидрология. 2012. №5. С. 85-95.Румянцева Э.А., Бобровицкая Н.Н., Ильин Е.В. Новый подход к автоматизированному расчёту частичных объёмов речного стока разной степени загрязнения (на примере р. Селенга) // Метеорология и гидрология. 2014. №6. С. 51-60.Румянцева Э.А., Бобровицкая Н.Н. Загрязненный сток трансграничных рек на Юго-Востоке Украины, как индикатор угрозы экологической безопасности Ростовской области Российской Федерации при разработке на Украине сланцевого газа // Международные аспекты водного законодательства / Под общ. ред. Г.А. Карлова. М.: Издание Государственной Думы, 2015. С.46-52.Румянцева Э.А., Бобровицкая Н.Н., Сухоногова Е.С. Единая оценка количества и качества водного стока реки Сейм с помощью новой автоматизированной технологии // Гидросфера. Опасные процессы и явления. 2020.Т.2. Вып. 1. С. 53-70.Румянцева Э.А., Бобровицкая Н.Н. Характеристика качества стока рек России, трансграничных с Беларусью, Украиной и Казахстаном, и его связь с бассейновыми геосистемами // Гидросфера. Опасные процессы и явления. 2020. Т. 2. Вып. 2. С. 173-195. DOI: 10.34753/HS.2020.2.2.173.Скакальский Б.Г. Оценка качества речных вод // Методы расчёта речного стока: Международные высшие гидрологические курсы ЮНЕСКО при МГУ: в 2 частях. Часть 1. М.: изд. МГУ (МКГК ЮНЕСКО), 1980. С. 98-112.Смыжова Е.С. Оценка стока биогенных веществ с учётом особенностей гидрохимической информации: Автореф. дисс. … канд. геогр. наук. СПб., 2010. 27 с.Шелутко В.А., Колесникова Е.В, Смыжова Е.С. Вопросы оценки качества поверхностных вод по гидрохимическим данным // Материалы V Международной конференции «Экологические и гидрометеорологические проблемы больших городов и промышленных зон» (г. Санкт-Петербург, 7-9 июля 2010 г.). СПб.: Крисмас+, 2010. С. 30-39
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ ДЛЯ МОНИТОРИНГА СОСТОЯНИЯ БЕСХОЗЯЙНЫХ ПРОТИВОПАВОДКОВЫХ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ ЗАБАЙКАЛЬСКОГО КРАЯ
Get PDFThere are a large number of ownerless flood control protective hydraulic structures built without proper design and correct observance of the production technology in the Trans-Baikal Territory. Some dams do not have owners and are not registered in the «Register of hydraulic structures», their condition and mode of use are not controlled. During operation, protective dams are subjected to mechanical and hydrodynamic influences, which carries an increased risk of additional damage due to the overestimated level of protection of the territories. It is necessary to take into account such structures in order to make recommendations for their further use or repair.
This article describes the experience of using unmanned aerial vehicles (UAVs) for examining ownerless flood control protective hydraulic structures of the Trans-Baikal Territory. The scheme of conducting such surveys, which includes several stages, is considered. At the initial stage, the installation of ground reference points markers and their coordination is required. Then, the UAV is circled over the territory and a series of photographs is taken. The next step involves photogrammetric processing of the survey data and obtaining spatially-linked terrain and orthomosaic models, which are then analyzed to identify structural defects.
The use of UAVs during the inspection of flood control structures demonstrated the possibility of a better assessment of their condition compared to traditional instrumental observation methods. To obtain the best result in the simulation, it is recommended to shoot from a height of not more than 200 m and use coordinated reference points that are visible from the air to bind the model to the coordinate system. In this case, the error in determining the elevation of the earth’s surface will not exceed the spatial resolution of the image. The location of the control points does not significantly affect the accuracy of determining the terrain model.В Забайкальском крае существует большое количество бесхозяйных противопаводковых защитных гидротехнических сооружений, построенных без надлежащего проектирования и контроля правильности соблюдения технологии производства работ. Часть дамб не имеет собственников и не учтены в регистре гидротехнических сооружений, их состояние и режим использования не контролируются. В процессе эксплуатации защитные дамбы подвергаются механическим и гидродинамическим воздействиям, что несет в себе угрозу повышенного риска возникновения дополнительного ущерба вследствие переоцененного уровня защищенности территорий. Необходим учет таких сооружений с целью вынесения рекомендаций по дальнейшему их использованию или проведению ремонта.
В данной статье описывается опыт использования беспилотных летательных аппаратов (далее – БПЛА) для обследования бесхозяйных противопаводковых защитных гидротехнических сооружений Забайкальского края. Рассмотрена схема проведения таких обследований, включающая в себя несколько этапов. На начальном этапе требуется установка наземных опорных точек-маркеров и их координирование, затем облет территории БПЛА и получение серии фотоснимков. Следующий этап включает фотограмметрическую обработку данных съемки и получение пространственно-привязанных модели рельефа местности и ортофотоплана, которые затем подвергаются анализу с целью выявления дефектов сооружений.
Использование БПЛА при обследовании защитных противопаводковых сооружений продемонстрировало возможность более качественного оценивания их состояния по сравнению с традиционными методами инструментальных наблюдений. Для получения наилучшего результата в моделировании рекомендуется производить съемку с высоты не более 200 м и использовать координированные опорные точки, которые видно с воздуха для привязки модели к системе координат. В этом случае ошибка в определении отметок поверхности земли не будет превышать пространственного разрешения снимка. Местоположение опорных точек не оказывает существенного влияния на точность определения модели рельефа.
Литература
Курганович К.А., Шаликовский А.В., Курганович Н.А., Голятина М.А. Опыт применения данных дистанционного зондирования Земли и беспилотных летательных аппаратов для решения водохозяйственных задач // Сборник материалов XIV Международного научно-практического симпозиума и выставки «Чистая вода России» (г. Екатеринбург, 18-20 апреля 2017 г.). Екатеринбург, 2017. С. 58-62.
Шаликовский А.В., Курганович К.А. Оценка опасности и риска хозяйственного использования речных пойм бассейна Верхнего и Среднего Амура // Вестник Читинского государственного университета. 2011. № 11 (78). С. 119-124.
James M.R., Robson S. Straightforward reconstruction of 3D surfaces and topography with a camera: Accuracy and geoscience application // Journal of Geophysical Research Atmospheres. 2012. Vol. 117. Iss. F3. P. F03017. DOI: 10.1029/2011JF002289
Khaloo A., Lattanzi D., Jachimowicz A., Devaney C. Utilizing UAV and 3D computer vision for visual inspection of a large gravity dam // Frontiers in Built Environment. 2018. Vol. 4. Art. 31. DOI: 10.3389/fbuil.2018.00031
Ridolfi E., Buffi G., Venturi S., Manciola P. Accuracy analysis of a dam model from drone surveys // Sensors. 2017. Vol.17. Iss. 8. P. 1777. DOI: 10.3390/s17081777
Shalikovskiy A., Kurganovich K. Flood hazard and risk assessment in Russia // Natural Hazards. 2017. Vol. 88. Iss. S1. Pp. 133-147.
Szeliski R. Computer vision: algorithms and applications. Available at: http://szeliski.org/Book/
Ullman S. The interpretation of structure from motion // Proceedings of Royal Society London Biological Sciences. 1979. Vol. 203. Iss. 1153. Pp. 405-426. DOI: 10.1098/rspb.1979.0006
Westoby M.J., Brasington J., Glasser N.F., Hambrey M.J., Reynolds J.M. ‘Structure-from-Motion’ photogrammetry: A low-cost, effective tool for geoscience applications // Geomorphology. 2012. Vol. 179. Pp. 300-314. DOI: 10.1016/j.geomorph.2012.08.02
ОЦЕНКА ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СЕЛЕВОГО ПОТОКА ПО ВИДЕОМАТЕРИАЛАМ
Get PDFFor mud dams construction it is necessary to clarify characteristics of debris flow such as flow velocity and pressure on the barrier. Determining these characteristics often causes difficulties due to the fact that debris flow is rather rare event and constant monitoring of them is carried out at mud flow observation station stations, which are few worldwide. Currently large number of videos have appeared on the Internet that captures debris flow descent. This material can be used to obtain not only qualitative, but also quantitative characteristics of the debris flow. In cases, when it is possible to determine the scale and specific location of debris flow on a video, measuring its velocity and other characteristics is a workable task. This research present an attempt to quantify the debris flow velocity based on the video materials with the subsequent comparison of the results obtained using various methods. The object of our study was the debris flow that came down in Austria, in Firgen on August 4, 2012. The survey was carried out from several angles, which made it possible to select a section of the channel to measure the velocity of debris flow wave train. Calculation of flow velocity and pressure on the barrier was conducted by several methods developed by various researchers. Debris flow velocities measured on the video are minimum – 7,4 m/s, maximum - 10 m/s. Differences between calculated by various methods and measured on the video values range from 0,1 m/s to 4,8 m/s.Для проектирования сооружений противоселевой защиты необходимо знать значения таких характеристик селя, как скорость потока и давление селевой массы на преграду. Определение этих характеристик часто вызывает трудности из-за того, что сель – достаточно редкое событие и постоянные наблюдения за ними ведутся на селестоковых станциях, которых во всем мире немного. В настоящее время в интернете появилось большое количество видеосъемок, на которых запечатлен сход селевого потока. Такой материал можно использовать для получения не только качественных, но и количественных характеристик селевого потока. В тех случаях, когда имеется возможность определить на видео масштаб и конкретное место схода селя, определение его скорости и других характеристик составляет выполнимую задачу. В статье представлена попытка количественной оценки скорости селевого потока по материалам видеосъемки с последующим сравнением полученных результатов со значениями, рассчитанными по различным методикам. В качестве объекта нашего исследования был выбран селевой поток, сошедший в Австрии, г. Фирген 4 августа 2012 года. Съемка производилась с нескольких ракурсов, что позволило выбрать участок канала, на котором оказалось возможным произвести измерение скорости движения серии селевых волн. Расчет скорости селевого потока и давления на препятствие производился по методикам разных исследователей. Измеренные на видеоролике скорости селевых волн на разных участках составили: минимальная – 7,4 м/с, максимальная – 10 м/с. Различия между рассчитанными по разным методикам и измеренными по видео значениями составляют от 0,1 м/с до 4,8 м/с. Кроме этого, были проведены расчеты расхода селевого потока и плотности селевой массы. Нами использовалась модель транспортно-сдвигового селевого процесса, разработанная Ю.Б. Виноградовым. При сравнении полученных значений с результатами австрийских коллег было выявлено, что значения характеристик похожи, но разброс значений по данной модели меньше.
Литература
Виноградов Ю.Б. Этюды о селевых потоках. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. 144 с.
Голубцов В.В. О гидравлическом сопротивлении и формуле для расчета средней скорости течения горных рек // Труды КазНИГМИ. 1969. Вып. 33. С. 30-41.
Гонор А.Л., Пик-Пичак Е.Г. Численное моделирование удара снежной лавины по твердой стенке // Известия Академии наук СССР. Механика жидкости и газа. 1983. № 6. С. 86–91.
Казаков Н.А. Волновая динамика селей // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. 2001. № 2. С. 158-164.
Молжигитов С.К. Оценка ударной нагрузки селевого потока на поперечную жесткую преграду // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2016. № 3 (часть 1). С. 16-20.
Срибный М.Ф. Формула средней скорости течения рек и их гидравлическая классификация по сопротивлению движению // Исследования и комплексное использование водных ресурсов. М.: Изд-во АН СССР, 1960. С. 204-220.
Aulitzky Н. The debris flows of Austria // Bulletin of the International Association of Engineering Geology (Bulletin de l\u27Association Internationale de Géologie de l\u27Ingénieur). 1989. Volume 40. Issue 1. P. 5–13. DOI: 10.1007/BF02590338
Hübl J. Ereignisdokumentation, Band 3: Jahresrückblick der Ereignisse. IAN Report 150. Wien, Februar 2013, 88 p.
Виноградова Т.А., Виноградов А.Ю. Экспериментальные селевые потоки в бассейне р. Чемолган // Природные опасности. 2017. Том. 88. Доп. 1. пп. 189-198. DOI: 10.1007 / s11069-017-2853-
О РАЦИОНАЛИЗАЦИИ ИЗМЕРЕНИЙ ХАРАКТЕРИСТИК СНЕГА ДЛЯ ОЦЕНКИ ЕГО УСТОЙЧИВОСТИ НА СКЛОНЕ
Get PDFInterpretation of the physical and mechanical characteristic measurements of the snowpack is a base for avalanche release prediction. The spatial variability of the measured characteristics and measurement errors can affect the quality of the initial data for assessing the snowpack stability on a slope and results of this assessment. The work describes principles of rationalization for the measurements of the characteristics that influence on snow stability on a slope. The fields of these characteristics and errors of their measurements were considered as random. A few quality criteria for networks measuring snow characteristics on a slope are used. The study includes estimates of the parameters of the spatial statistical structure (variances and autocorrelation functions) for the fields of thickness, density, shear strength and temperature of snowpack on slopes in various mountain regions. Errors of methods for measuring snow characteristics were estimated. It is shown that in different landscapes, spatial patterns of the point measurements should be different. The influence of spatial measurement schemes on the quality of snowpack stability interpretation is analyzed for different parameters of spatial statistical structure of the snow characteristics and accuracy their measurements.
The use of conventional deterministic methods for interpretation of point measurements of snowpack characteristics to assess its stability on the slope can and does lead to incorrect conclusions. The way out of this situation can be the use of statistical simulation based on deterministic models of mechanical stability of snowpack, the input data for which are generated on the basis of point measurements of snow characteristics and previously obtained parameters of their spatial statistical structure. Probabilistic estimates obtained with statistical simulation reflect the uncertainty of the input information in the probabilistic conclusion about the snowpack stability.Прогнозирование возникновения лавин в отдельно взятом лавинном очаге, как правило, основывается на интерпретации физико-механических характеристик снежного покрова. Обычно это достаточно грубые измерения, выполненные в отдельных точках склона. Пространственная изменчивость измеряемых характеристик и ошибки измерений могут существенно влиять на качество исходных данных для оценки устойчивости снега на склоне и на результаты такой оценки. Используемые в настоящее время системы пространственного мониторинга характеристик снега, определяющих его устойчивость на склоне, не имеют под собой рациональной основы. В работе рассмотрены принципы рационализации измерений характеристик снежного покрова, определяющих его устойчивость на склоне. При этом поля этих характеристик и ошибки методов их измерений рассматривались, как случайные. Определены критерии качества сети измерений характеристик снега на склоне. Даны оценки параметров пространственной статистической структуры (дисперсий и автокорреляционных функций) для полей толщины, плотности, температуры и сцепления снежного покрова на склонах в различных горных районах. Оценены ошибки методов измерений характеристик снега, в том числе с помощью экстраполяции эмпирической автокорреляционной функции в ноль. Показано, что в различных ландшафтах пространственные схемы измерений должны быть различными. Проанализировано влияние различных схем измерений на качество интерпретации получаемых с их помощью данных с целью оценки возможности возникновения лавин.
Использование существующих детерминированных методов интерпретации точечных измерений характеристик снега, выполненных традиционными методами для оценки его устойчивости на склоне, приводит к неправильным заключениям о лавинной опасности. Для оценки устойчивости снега на склоне предлагается использование методов статистического моделирования, основанных на детерминированных моделях механической устойчивости снега, входные данные для которых генерируются на основе точечных измерений характеристик снега и ранее полученных параметрах их пространственной статистической структуры. Вероятностные оценки, полученные с помощью статистического моделирования, отражают неопределенность входной информации в вероятностном заключении об устойчивости снега.
Литература
Алексеев Г.А. Методы оценки случайных погрешностей гидрометеорологической информации. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. 96 с.
Божинский А.Н., Черноус П.А. Вероятностная модель устойчивости снега на склонах гор // Материалы гляциологических исследований. 1986. Вып. 55. С. 53-60.
Бойко Е.С., Погорелов А.В. Применение лазерного сканирования в исследованиях рельефа и снежного покрова. Морфометрический аспект. Новосибирск: Академическое изд-во «Гео», 2012. 147 с.
Войтковский К.Ф., Голубев В.Н. Войтковский В.К. Пространственная изменчивость строения и свойств снежного покрова на склонах гор // Вестник МГУ. Серия V. География. 1986. № 1. С. 80-86.
Дроздов О.А., Шепелевский А.А. Теория интерполяции в стохастическом поле метеорологических элементов и ее применение к вопросам метеорологических карт и рационализации сети // ТрудыНИУГУГМС. 1946. Вып. 13. Серия 1. С. 65-115.
Жуковский Е.Б., Киселева Е.Л., Мандельштам С.М. Статистический анализ случайных процессов. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. 408 с.
Казакевич Д.И. Основы теории случайных функций и ее применение в гидрометеорологии. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. 320 с.
Канаев Л.А. Об изменчивости свойств снега // Тр. САРНИГМИ. 1969. Вып. 44 (59). С. 25–42.
Москалев Ю.Д., Канаев Л.А. Практическое пособие по прогнозированию лавинной опасности. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. 200 с.
Соловьев В.А., Яхонтова В.Е. Элементарные методы обработки результатов измерений. Л.: Изд-во Ленинградского университета, 1977. 73 с.
Черноус П.А., Барашев Н.В., Федоренко Ю.В. Изменчивость характеристик снега и образование лавин // Лёд и снег. 2010. № 3 (111). С. 27-36
Черноус П.А., Осокин Н.И., Чернов Р.А. Пространственная изменчивость толщины снежного покрова на горном склоне (архипелаг Шпицберген) // Лёд и Снег. 2018. №58(3). С. 353-358. DOI: 10.15356/2076-6734-2018-3-353-358
Черноус П.А., Селиверстов Ю.Г., Сучков В.Е. Влияние характеристик снега на лавинообразование // Лёд и Снег. 2015. № 55 (2). С. 53–59. DOI: 10.15356/2076-6734-2015-2-53-59
Черноус П.А., Христоев Ю.В. Оценка точности данных о толщине снега в лавиносборах // Материалы гляциологических исследований. 1986. Вып. 55. С. 201–206.
Чиркова А.А. Особенности структурных функций глубины снежного покрова в зависимости от характера рельефа лавинных очагов // Труды САРНИГМИ, 1977a, вып. 37 (118). С. 43-50.
Чиркова А.А. Статистический анализ распределения глубины снежного покрова на малых площадях в горах // Тр. САРНИГМИ. 1977b. Вып. 32 (113). С. 40-54.
Chernouss P.A., Fedorenko Yu.V. Probabilistic evaluation of snow-slab stability on mountain slopes // Annals Glaciology. 1998. Vol. 26. P. 303-306. DOI: 10.3189/1998aog26-1-303-306
Chernous P., Barashev N., Fedorenko Yu. Spatial variability of snow characteristics and snow stability // Proceedings of “International Snow Science Workshop 2008” (September 21st – September 27th, 2008, Whistler, British Columbia, Canada). Whistler. 2008. P. 948-949
Chernous P., Fedorenko Yu., Barashev N. Spatial variability of some snow characteristics on a slope and interpretation of measurements for snow stability assessment // Proceedings of “International Snow Science Workshop 2006” (October 1 - 6, 2006, Telluride, CO). Telluride. 2006. P. 339-34
РАСЧЕТ МОРФОМЕТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОРАНА И МАКСИМАЛЬНЫХ РАСХОДОВ ПРИ ПРОРЫВАХ ГРУНТОВЫХ ПЛОТИН
Get PDFThe work is devoted to the calculation of the size of the closure channel in the ground dams when water is poured from the water reservoir through peak and the extreme discharge of the dam break wave.
The authors analyzed the methods of calculation prescribed in regulations and recommended by regulatory authorities. The calculation was made of the morphometric characteristics of the closure channel and extreme discharge of the dam break wave by various methods for specific objects, the comparison with expert estimates of these parameters. It is noted that the method, described in two regulations, has no physical justification, because according to it the size of closure channel and the parameters of breakthrough wave do not depend on the initial volume of water in the reservoir. The calculation method in the third regulation, does not take into account such factor as the time of erosion and the results are different at times with different specified step of erosion depth. This regulation is characterized by the use of empirical relations, which have a rather narrow range of use, and a lack of account of the relationship between the formation of the closure channel and the value of water discharge.
Due to the lack of validity of the recommended calculation methods and large variation with expert estimates prescribed in the regulations, there is a need to create new alternative methods of calculation. This article discusses 2 such methods developed in various organizations. The first of them indirectly takes into account the material of the dam through calculated non-eroding velocity. The second one is based on the physical process of erosion, that is distinguishe it from others.
As a test of the calculated values, there were used data on several recent catastrophic breakthroughs of groundwater dams.
The comparison results allow us to conclude that alternative methods give greater accuracy.
Based on the previous, can be done a preliminary conclusion about the need to revise existing regulations.Работа посвящена вопросу расчета размеров прорана в грунтовых плотинах при переливе воды из водохранилища через гребень и максимального расхода волны прорыва.
Были проанализированы методы расчета, прописанные в нормативных документах и рекомендованные контролирующими органами. Выполнен расчет морфометрических характеристик прорана и максимальных расходов прорывной волны различными методами для конкретных объектов, сравнение с экспертными оценками этих параметров. Отмечено, что изложенная в двух нормативных документах методика, не имеет под собой физического обоснования, поскольку полученные размеры прорана и параметры волны прорыва не зависят от первоначального объема воды в водохранилище. В свою очередь расчетная схема другого нормативного документа не учитывает такой фактор, как время размыва и результат расчета отличается в разы при различном заданном шаге глубины размыва. Для данного документа характерно использование эмпирических соотношений, которые имеют довольно узкий диапазон использования, а также недоучет связи между формированием прорана и величиной сброса воды.
Из-за недостаточной обоснованности рекомендованных методик и больших несоответствий с экспертными оценками возникает необходимость создания новых альтернативных методов расчета. В данной статье рассмотрено 2 таких метода, разработанных в различных организациях. Первый метод косвенно учитывает материал плотины через расчет неразмывающей скорости. В основе второго метода лежит физический процесс размыва, что выгодно отличает его от других.
В качестве проверки расчетных значений были использованы данные о нескольких произошедших в последнее время катастрофических прорывах грунтовых плотин. Результаты сравнения позволяют сделать вывод о том, что альтернативные методы дают большую точность.
На основе вышесказанного можно сделать предварительный вывод о необходимости пересмотра существующих нормативных документов.
Литература
Бобков С.Ф., Боярский В.М., Векслер А.Б., Швайнштейн A.M. Основные факторы учета пропускной способности гидроузлов при декларировании их безопасности // Гидротехническое строительство. 1999. №4. С. 2-9.
Кадацкая М.М., Виноградов А.Ю., Кацадзе В.А., Беленький Ю.И., Бачериков И.В., Хвалев С.В., Каляшов В.А. Анализ методов расчета неразмывающей скорости при проектировании водопропускных и водоотводных сооружений лесного хозяйства // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 227. С. 174-187. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.227.174-187
Катастрофы конца XX века / Под ред. В.В. Владимирова. М.: Издательство Геополитика, 2001. 400 с.
Малик Л.К. Чрезвычайные ситуации, связанные с гидротехническим строительством ретроспективный обзор // Гидротехническое строительство. 2009. №12. C. 2-16
Пономарчук К.Р. Оценка параметров развития прорана при разрушении грунтовой плотины // Природообустройство. 2011. №3. С. 77-82.
Чугаев Р.Р. Гидравлика: учебник для вузов. Л.: Энергоиздат, 1982. 672 с.
Фролов Д.И., Волосухин В.А. Совершенствование российского законодательства по безопасности гидротехнических сооружений // Бюллетень «Использование и охрана природных ресурсов в России». 2012. №6. С. 17-2
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МАЛЫХ РЕК ДЛЯ МОЛЕВОГО СПЛАВА
Get PDFThe paper considers the issue of the log diving effect on the ecological status of small rivers and their catchments. There are analyzed the circumstances leading to the prohibition of the log driving and the consequences of this decision for nature and man.
The main points of both positive and negative effects of the log driving are evaluated and specific steps are proposed for reducing the chemical and mechanical pollution of water bodies. A general conclusion is made that the damage to ecosystems from log driving is not as great as is it commonly believed. There is proposed specific reclamation plan with the aim of improving the recreational capabilities of small rivers, purifying water, improving the condition of the forest stock by reducing the flooding of its territory.
The affected problem concerns both the condition of small rivers and the future of the logging industry and the related development of outlying areas that are currently experiencing large demographic and economic problems. The arguments presented by the authors show that in a nowadays economic situation, the prohibition of log driving is economically disadvantageous and even harmful. It impedes the further development the territories of the Russian North, Siberia and the Far East. The hypothetical damage to nature by log driving is not comparable with the consequences that cause as a result of the desolation of the huge territory of Russia. There are a confirmed decline in the economy, the come-down of the demographic situation and socio-cultural infrastructure today. Over the past decades the catastrophic situation has developed in the demography of the Trans-Ural regions and other regions of Siberia. Unfortunately, the great number opened in recent decades mines and processing plants are not designed for constant abode of the population. Settlements near such enterprises have a temporary status. Only the logging and wood processing industry can save this situation. So, an integrated approach to the problem of log driving can facilitate a new development stage of outlying areas.В работе рассматривается вопрос о влиянии молевого сплава на экологическое состояние малых рек и их водосборов. Проведён анализ обстоятельств, которые привели к запрету молевого сплава, а также последствий этого решения для природы и человека.
Оценены основные моменты как положительного, так и отрицательного влияния молевого сплава и предложены конкретные меры по снижению химического и механического загрязнения водных объектов. Сделан общий вывод о том, что вред экосистемам от молевого сплава не столь велик, как принято считать. Предложен конкретный план мелиоративных работ с целью улучшения рекреационных возможностей малых рек, очищения воды, улучшения состояния лесного фонда за счёт уменьшения подтопления территории.
Затронутая проблема касается как состояния малых рек, так и будущего лесозаготовительной отрасли и связанного с этим развития отдалённых районов, которые в настоящее время испытывают большие демографические и экономические проблемы. Приведённые авторами аргументы показывают, что в изменившейся экономической ситуации запрет молевого сплава экономически не выгоден и даже вреден. Он препятствует дальнейшему развитию территорий Русского Севера, Сибири и Дальнего Востока. Гипотетический вред, наносимый природе молевым сплавом, не сравним с теми последствиями, которые отмечаются в результате запустения огромной территории России. На сегодняшний день наблюдается хронический упадок экономики, деградация демографической ситуации и социально-культурной инфраструктуры. Катастрофическая ситуация складывается последние десятилетия в демографии Зауральских регионов и других районах Сибири. К сожалению, огромное количество рудников и горно-обогатительных комбинатов, открытых в последние десятилетия, не рассчитаны на постоянное проживание местного населения. Посёлки при таких предприятиях имеют временный статус. Для спасения положения остаётся только лесозаготовительная и лесоперерабатывающая отрасль. Поэтому комплексный подход к проблеме молевого сплава может способствовать новому этапу развития удалённых территорий.
В работе рассматривается вопрос о влиянии молевого сплава на экологическое состояние малых рек и их водосборов. Проведён анализ обстоятельств, которые привели к запрету молевого сплава, а также последствий этого решения для природы и человека.
Оценены основные моменты как положительного, так и отрицательного влияния молевого сплава и предложены конкретные меры по снижению химического и механического загрязнения водных объектов. Сделан общий вывод о том, что вред экосистемам от молевого сплава не столь велик, как принято считать. Предложен конкретный план мелиоративных работ с целью улучшения рекреационных возможностей малых рек, очищения воды, улучшения состояния лесного фонда за счёт уменьшения подтопления территории.
Затронутая проблема касается как состояния малых рек, так и будущего лесозаготовительной отрасли и связанного с этим развития отдалённых районов, которые в настоящее время испытывают большие демографические и экономические проблемы. Приведённые авторами аргументы показывают, что в изменившейся экономической ситуации запрет молевого сплава экономически не выгоден и даже вреден. Он препятствует дальнейшему развитию территорий Русского Севера, Сибири и Дальнего Востока. Гипотетический вред, наносимый природе молевым сплавом, не сравним с теми последствиями, которые отмечаются в результате запустения огромной территории России. На сегодняшний день наблюдается хронический упадок экономики, деградация демографической ситуации и социально-культурной инфраструктуры. Катастрофическая ситуация складывается последние десятилетия в демографии Зауральских регионов и других районах Сибири. К сожалению, огромное количество рудников и горно-обогатительных комбинатов, открытых в последние десятилетия, не рассчитаны на постоянное проживание местного населения. Посёлки при таких предприятиях имеют временный статус. Для спасения положения остаётся только лесозаготовительная и лесоперерабатывающая отрасль. Поэтому комплексный подход к проблеме молевого сплава может способствовать новому этапу развития удалённых территорий.
Литература
Азаров В.И., Буров А.В., Оболенская А.В. Химия древесины и синтетических полимеров: учебник для вызов. СПб: СПбЛТА, 1999. 628 с.
Брюхань А.Ф., Брюхань Ф.Ф., Потапов А.Д. Инженерно-экологические изыскания для строительства тепловых электростанций. М.: МГСУ: Изд-во Ассоц. строит. вузов, 2010. 191 с.
Брюхань Ф.Ф. Науки о Земле: учебное пособие для студентов. М.: Форум, 2011. 191 с.
Великанов М.А. Гидрология суши. Л.: Гидрометеорологическое издательство, 1948. 530 с.
Виноградов Ю.Б. Думы о гидрологии // Гидросфера. Опасные процессы и явления. 2019. Т. 1. Вып. 4. С. 555-589. DOI: 10.34753/HS.2019.1.4.555
Гайсин И.Г. Обоснование параметров технологии выгрузки плоских сплоточных единиц с воды. Дисс. … канд. техн. наук. Йошкар-Ола, 2016. 166 с.
География. 8 класс: учеб. для общеобразоват. организаций / А.И. Алексеев, В.В. Николина, Е.К. Липкина и др. М.: Просвещение, 2018. 255 с.
Кириллов А.К., Липин А.С., Соколов В.А. Лесной комплекс // Историческая энциклопедия Сибири: в 3 т. Том 2. Буквы К-Р. / Гл. ред. В.А. Ламин. Новосибирск: Издательство Историческое наследие Сибири, 2009. 808 с.
Корпачев В.П., Малинин Л.И., Чебых М.М., Рябоконь Ю.И., Пережилин А.И. Влияние затопленной и плавающей древесной массы на водные объекты // Хвойные бореальной зоны. 2008. Т. 25. № 3-4. С. 340-343.
Мурашова О.В. Гидродинамические характеристики лесосплавных плоских сплоточных единиц: Автореферат дис. ... канд. техн. наук. Архангельск, 2007. 19 с.
Панин В.Ф., Сечин А.И., Федосова В.Д. Экология: учебник для вузов / Под ред. В.Ф. Панина. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2014. 327 с.
Русчев Д.Д. Химия твердого топлива. Л.: Химия, 1976. 256 с.
Соколова Н.А., Любезнова Н.А., Дубинка К.Ю., Леонов С.Н. Нормативное регулирование в строительстве и проектирование автомобильных дорог Российской Федерации // Евразийский союз ученых. 2016. №4-2(25). С. 122-124.
Транспорт леса. В 2 т. Т. 2. Лесосплав и судовые перевозки: учебник для студ. высш. учеб. заведений / М.М. Овчинников, В.П. Полищук, Г.В. Григорьев. М.: Издательский центр «Академия», 2009. 208 с.
Тюгашев Е.А., Попков Ю.В. Противоречия Российской безработицы / Человек. Труд. Занятость: научно-практическое периодическое издание. 1996. Вып. 1. Новосибирск: изд. Ин-та философии и права СО РАН, 1996. С. 66-71.
Фадеева О.П. Неформальная занятость в сибирском селе // Экономическая социология: электронный журнал. 2001. Т. 2. № 2. С. 61-93. URL: https://clck.ru/LnHof (дата доступа: 23.11.2019).
Харитонов В.Я., Посыпанов С.В. Опыт внедрения единого транспортного пакета вместо молевого лесосплава // Лесной журнал. 2007. №1. С. 45-52.
Шегельман И.Р. Лесные трансформации (XV-XXI вв.). Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2008. 240 с
СУЩЕСТВУЮЩИЕ ПРОБЛЕМЫ ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ РАСЧЁТОВ. ЧАСТЬ 1
Get PDFThe article begins a discussion on the validity of applying methods of probability theory and mathematical statistics in hydrology calculations. The methodology of river flow calculations nowadays is based on the statistical processing of observation datas. These methods are specified in prescriptive documents (such as SR 33-101-2003) and, in fact, are required for using in engineering calculations. Any other alternative methods are not advisable. However, our experience of using probabilistic-statistical methods in engineering-hydrometeorological surveys let us to doubt the propriety of such application.
It is questionable whether the concept of a random variable is applied to hydrological characteristics, in particular, to water consumption. In terms of mathematics, the sample input data subsequently used in solving statistical problem is the result of an experiment conducted under unaltered conditions. Water consumption depends on many natural factors, some of which are constantly changing. In addition, dependence on some factors is almost functional. For example, precipitation causes an increase of river flow, and their absence causes a decrease. Other factors, in contrast, are quite stable. For each catchment area, they are not random and behave predictably.
For example, extrapolation of the maximum water flow rate in the region of rare probability, seems insufficiently reasoned. The error of measurements (definitions) of water flow in the river increases as its value increases. This is facilitated by the almost impossible measurement of river flow when water enters the floodplain, while floating of ice, while timber drifting on rivers, etc. The measurement methods used in these cases give an error of up to 25% by experts assessment. Herewith water flows are differs by 5-10%. Thus, we do not have the ranked values of several of the highest water flow, but some average maximum flow with regular repeatability.
As a result, it was concluded that the use of probabilistic-statistical analysis in hydrological calculations is insufficiently justified.Статья начинает дискуссию на тему об обоснованности использования методов теории вероятности и математической статистики в гидрологических расчетах. Вся методология современных расчётов стока зиждется на статистической обработке рядов наблюдений. Эти методы указаны в регламентирующих документах (СП 33-101-2003) и, де-факто, являются обязательными к применению при выполнении расчетов для нужд строительного проектирования. Любые другие альтернативные методы таковыми не являются. Однако опыт применения вероятностно-статистических методов в инженерно-гидрометеорологических изысканиях позволяет усомниться в правомерности такой постановки вопроса.
Вызывает сомнение применение к гидрологическим характеристикам, в частности расходу воды, понятия случайной величины. С точки зрения математика, выборка исходных данных, впоследствии используемых при решении статистической задачи, всегда получается в результате эксперимента, проводимого при неизменных условиях. Расход воды зависит от многих природных факторов, часть из которых постоянно меняется. Кроме того, зависимость от некоторых факторов почти функциональна. Например, выпадение осадков вызывает увеличение стока, а отсутствие – уменьшение. Другие факторы, наоборот, достаточно стабильны. Для каждого конкретного водосбора они не случайны и ведут себя вполне предсказуемо.
Представляется недостаточно аргументированной экстраполяция, например, максимальных расходов воды в область редкой обеспеченности. Погрешность измерений (определений) расхода воды в реке возрастает по мере его увеличения. Этому способствует практически невозможное измерение расхода при выходе воды на пойму, при ледоходе, карчеходе и другие. Применяемые в этих случаях методы измерения по экспертной оценке дают ошибку до 25%. Сами же "измеренные" максимальные расходы отличаются друг от друга на 5-10 %. Таким образом, мы имеем не ранжированные значения нескольких наибольших расходов, а некий усредненный максимальный расход, имеющий регулярную повторяемость.
Как следствие, сделан вывод о недостаточной обоснованности применения математического аппарата вероятностно-статистического анализа в гидрологических расчётах.
Литература
Айвазян C.А., Енюков И.С., Мешалкин Л.Д. Прикладная статистика: Основы моделирования и первичная обработка данных. Справочное изд. М.: Финансы и статистика, 1983. 471 с.
Виноградов А.Ю. Никифоровский А.А. К вопросу о применимости статистических методов в расчетах максимального стока малых рек // Сборник докладов III Международной конференции «Селевые потоки: катастрофы, риск, прогноз, защита» (г. Южно-Сахалинск, 22-26 сентября 2014 г.) / Отв. редактор Н.А. Казаков. Южно-Сахалинск: Сахалинский филиал ФГБУН Дальневосточный геологический институт ДВО РАН, 2014. С. 242-246
Владимиров А.М. Гидрологические расчёты. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. 365 с.
Гнеденко Б.В. Беседы о математической статистике. М.: Наука, 1968. 64 с.
Горошков И.Ф. Гидрологические расчёты. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. 433 с.
Дружинин И.П., Коноваленко З.П., Хамьянова Н.В. Вековые и внутривековые колебания стока рек Азиатской части СССР // Многолетние колебания стока и вероятностные методы его расчета / Под ред. В.Д. Быкова. М.: Изд. МГУ, 1967. C. 60-66.
Ивченко Г.И., Медведев Ю.И. Введение в математическую статистику: учебник. М.: Из-во ЛКИ, 2010. 600 с.
Крицкий С.Н., Менкель М.Ф. Гидрологические основы управления речным стоком. М.: Наука, 1981. 257 с.
Найденов В.И., Кожевникова И.А. Почему так часто происходят наводнения // Природа. 2003. № 9 (1057). С. 12–20.
Ресурсы поверхностных вод СССР: в 20 т. Т.2: Карелия и Северо-Запад. Часть 2. Приложения / Под ред. В.Е. Водогрецкого. Л.: Гидрометеоиздат, 1972. 278 с.
Рождественский А.В., Чеботарев А.И. Статистические методы в гидрологии. Л: Гидрометеоиздат, 1974. 424 с.
Федотов Г.А. Изыскания и проектирование мостовых переходов: учебное пособие для студентов учреждений высшего профессионального образования. М.: Издательский центр «Академия», 2010. 304 с
ГИДРОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ОБРАТНОГО ТЕЧЕНИЯ ВЕРХНЕЙ СУХОНЫ В ПЕРИОД ВЕСЕННЕГО ПОЛОВОДЬЯ
Get PDFThe annually reverse course of the Sukhona River, Northern Russia, is due to the features of the landscape, to the channel morphology, and to the time dynamics of spring flood of Sukhona and its tributaries. The evaluation of main hydrological and hydrochemical characteristics of this unique phenomenon is important practically because during the reverse flow the river transports the wastewater from enterprises and cities to its source from Lake Kubenskoye.
A number of results have been got:
the hydrological regime of Sukhona and of its upper tributaries obtained from every provided issues;
the main factors of the reverse flow have been revealed and the hydrological computations have been carried out;
the statistical evaluation for the main indexes of solid and liquid flow during the reverse course has been provided;
the hydrodynamic calculation for the distance of ingress of polluted waters into Lake Kubenskoye has been elaborated;
the hydrochemical indexes of the water quality have been provided;
the possible changes of water quality of Lake Kubenskoye and the risks of its pollution were considered.
The unique hydrological information from newly established water-measuring points enabled the valid estimation for the hydrological and hydraulic characteristics of the reverse course. The setting of observation sequences to the multi-year period have been made by statistical methodics and correlation analyze. The obtained empirical relationships can set up the prerequisites of a comprehensive forecast model for consequences of the reverse flow. The basic factors for pollution of waters of Sukhona have been revealed and the probability of pollution of Lake Kubenskoye, used for the water supplying of the regional center Vologda, was estimated too. Under that, the conclusions and recommendations for risk reducing of the negative hydro-ecological after-effects of the reverse flow have been formulated.Обратное течение реки Сухоны в районе её истока из озера Кубенское отмечается практически ежегодно. Формирование этого явления связано с особенностями ландшафта, морфологией русла и временной динамикой хода весеннего половодья реки Сухоны и её притоков. Целью исследования явилось выявление и оценка основных гидрологических и гидрохимических характеристик этого уникального явления.
Необходимость исследования обусловлена тем, что река Сухона в период обратного течения транспортирует в озеро Кубенское загрязнённые стоки крупных предприятий и городов. Для этого были решены следующие задачи:
собрана и проанализирована информация по гидрологическому, уровенному и гидрохимическому режиму реки Сухоны и её верхних притоков – рек Вологды и Лежи;
выявлены основные факторы обратного течения в верховьях реки Сухоны в период весеннего половодья и выполнены гидрологические расчёты;
дана статистическая оценка показателей жидкого и твёрдого стока во время противотечения;
выполнен гидродинамический расчёт дальности проникновения загрязнённых вод обратного стока в озеро Кубенское;
дана оценка гидрохимических показателей качества вод Верхней Сухоны и южной акватории озера Кубенское в период обратного течения;
оценены возможные изменения качества вод озера Кубенское и риски, связанные с рассматриваемым явлением.
Решению этих задач способствовало получение гидрологической информации на водомерных постах на Верхней Сухоне, что позволило выполнить расчёты гидрологических характеристик обратного стока. Методами математической статистики выполнено приведение рядов наблюдений к многолетнему периоду, что дало возможность получить следующие показатели обратного стока: продолжительности, расходов и объёмов воды, скоростей течения, объёмов русловых наносов заданной повторяемости.
Также оценена вероятность загрязнения озёрных вод, используемых для водоснабжения областного центра – города Вологды, сформулированы выводы и рекомендации по снижению риска негативных последствий обратного стока реки Сухоны в период весеннего половодья.
Литература
Дедков А.П., Мозжерин В.И. Эрозия и сток наносов на Земле. Казань: Изд-во Казанского ун-та, 1984. 263 с.
Ильина Л.Л. Грахов А.Н. Реки Севера. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. 128 с.
Ильинский Н.В. Вологодский край: Пособие с методическими послесловиями для школьных работников, учащихся старших групп педтехникума и девятилетки, а также для краеведов Ч. 1. Естественно-производительные силы. Вологда: Вологодск. губ. отд. нар. образ., 1928. 166 с.
Кириллова В.А. Характеристика притоков озера // Кубенское озеро: Материалы комплексных исследований / Отв. ред. Т.И. Малинина и И.М. Распопов. Л.: Наука, 1974. С. 9-11.
Озеро Кубенское: в 3 ч. Ч. 1. Гидрология / Отв. ред. Т.И. Малинина и И.М. Распопов. Л.: Наука, 1977. 306 с.
Ресурсы поверхностных вод: в 6 т. Т. 3. Северный край / Под ред. И.М. Жила и Н.М. Алюшинской. Л.: Гидрометеоиздат, 1972. 663 с.
Филенко Р.А. Воды Вологодской области. Л.: Издательство Ленинградского университета, 1966. 132 с