Факторы формирования, модели и расчетные оценки бокового притока в Богучанское водохранилище

Специальность: 1.6.16 – Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

Диссертационный совет 24.1.040.01 при ИВП РАН

Официальные оппоненты:

Христофоров Андрей Валентинович, доктор географических наук, профессор (ФГБУ «Гидрометеорологический научно-исследовательский центр Российской Федерации»)

Согласие_Свдениея об официальном оппоненте_Христофоров.pdf

Морейдо Всеволод Михайлович, кандидат географических наук (ФГБУН «Институт водных проблем Российской академии наук»)

Согласие_Сведения об официальном оппоненте_Морейдо.pdf

Ведущая организация: Географический факультет Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова»

Согласие_Сведения о ведущей организации_Путинцев.pdf

Аннотация: На основе физических представлений о закономерностях формирования стока составлена база доступных данных, включающая оценки значений более 100 возможных предикторов бокового притока в Богучанское водохранилище. С применением методов последовательного регрессионного анализа из этого множества переменных выделены наиболее подходящие предикторы, характеризующие условия формирования бокового притока в это водохранилище. Исследование результатов регрессионного анализа показало, что влияние предикторов квартального притока, характеризующих величину и ход осадков в период половодья, является существенно меньшим, чем предикторов, отражающих условия, сложившиеся в предшествующий ему осенне-зимний период. Благодаря этой особенности разработаны методики прогноза бокового притока, в которых используются только предикторы, описывающие условия, сложившиеся до начала снеготаяния.

Прогноз весеннего стока с водосбора бокового притока в Богучанское водохранилище, основывается на определении запасов воды в снежном покрове и к оценке доли ее поглощения на территории этого бассейна. Ключевым фактором, определяющим потери весеннего стока в рассматриваемых условиях, является осеннее увлажнение водосборов и другие факторы формирования водопроницаемости почв. Для их описания в работе успешно использованы комплексные показатели, которые определяются по данным об осеннем стоке рек-аналогов, температуре почвы за осенний период, среднемесячным осенним осадкам, суммам положительных температур в марте и другим доступным для прямой оценки характеристикам.

Расчет бокового притока в условиях отсутствия регулярных наблюдений за стоком малых рек в рассматриваемом бассейне Богучанского водохранилища может быть выполнен гидрометрическим методом с применением имеющихся данных по рекам-аналогам, расположенным на сопредельных с этим бассейном территориях. В работе использована методика расчета, основанная на данных наблюдений за боковым притоком в период с 1977 по 1987 годы, когда в бассейне водохранилища проводились гидрологические наблюдения на малых реках. Другой метод расчета бокового притока основывается на воднобалансовом соотношении и использовании информации о стоке р. Ангары в нижнем по течению створе (пос. Сыромолотово), и верхнем створе (Усть-Илимская ГЭС). Сравнение на пересекающемся временном интервале расчетных оценок притока, полученных водобалансовым и гидрометрическим методами, показал их близкую сходимость (коэффициент корреляции более 0,95). Этот результат позволил получить оценки бокового притока в Богучанское водохранилище с разным разрешением по времени, которые в дальнейшем были названы фактическими значениями бокового притока и использованы при создании методик его прогноза.

Разработаны три методики долгосрочного прогноза квартального бокового притока в Богучанское водохранилище в период половодья. Первая методика основана на использовании эмпирических связей притока и различных гидрометеорологических характеристик, контролируемых на исследуемой территории. Оправдываемость расчета притока по рассматриваемому способу на обучающей и контрольной выборке имела значения, соответственно, 97% и 89%. На зависимом материале критерий точности аппроксимации (S/σ) фактических значений притока составил величину 0.37. Вторая методика включает в себя предварительный прогноз стока рек-аналогов Мура, Чадобец и Непа и дальнейший пересчет его в прогноз бокового притока в водохранилище. Оправдываемость этой методики прогноза на обучающей и контрольной выборке составила 91% и 89%, соответственно. Критерий качества S/σ на зависимом материале был равен 0.407. В третьей методике используются дополнительные сведения о закономерностях формирования стока и описывающие их уравнения, вытекающие из инфильтрационно–ёмкостной модели Е.Г. Попова. Оправдываемость данной методики на обучающей выборке составила 94 %, на контрольной выборке - 100 %. Критерий S/σ на обучающей выборке имел значение 0.388. Эта методика прогноза бокового притока выглядит предпочтительней по сравнению с двумя другими, поскольку в ней используются уравнения, аппроксимирующие зависимость стока от действующих факторов с учетом ее нелинейности. Однако в условиях оперативной работы целесообразно рекомендовать прогнозирование квартального притока по первой методике, в которой схема расчета менее трудоёмка.

Методика краткосрочного прогноза бокового притока в водохранилище Богучанской ГЭС с суточным разрешением по времени построена на основе концептуальной модели Д.А. Буракова. Эта модель включает в себя блоки, описывающие процессы снегонакопления, снеготаяния, поглощения воды на склонах, формирования склонового притока в русловую сеть, русловое добегание воды до замыкающего створа. Реализация модели позволяет детальнее исследовать режим формирования речного стока. Появляется возможность получения расчетных характеристик снегонакопления, снеготаяния и водоотдачи бассейна по высотным зонам. При построении модели применяются стандартные данные гидрометеорологических наблюдений (температура, осадки, уровни воды). В процессе адаптации модели применительно к водосбору бокового притока в Богучанское водохранилище также использовались наземные и спутниковые данные о состоянии снегового покрытия бассейна. Учет запасов воды в русловой сети по данным об ее уровнях на момент составления прогноза и аппроксимация их влияния на прогнозируемую характеристику существенно повышает точность модельных расчетов.

Принятие диссертации к защите:

Протокол_1_Предварительное рассмотрение и создание комиссии_Путинцев.pdf

Протокол_2_Прием диссертации к защите_Путинцев.pdf

Полный текст диссертации

Диссертация_Путинцев.pdf

Автореферат диссертации 

Автореферат_Путинцев.pdf

Отзывы:

Отзыв научного руководителя

Отзыв научного руководителя_Путинцев.pdf

Отзыв ведущей организации (дата публикации 25.05.2023)

Отзыв ведущей организации_Путинцев.pdf

Отзыв оппонента Христофорова А. В. (дата публикации 25.05.2023)

Отзыв официального оппонента_Христофоров.pdf

Отзыв оппонента Морейдо В. М. (дата публикации 25.05.2023)

Отзыв официального оппонента_Морейдо.pdf

Отзывы на автореферат

Отзыв А.Н. Шихова (дата публикации 11.06.23)

Отзыв на автореферат_Шихов.pdf

Отзыв В.В. Голомолзина (дата публикации 11.06.23)

Отзыв на автореферат_Голомолзин (1).pdf

Отзыв В.П. Галахова и С.Ю. Самойловой (дата публикации 11.06.23)

Отзыв на автореферат_Галахов_Самойлова.pdf

Отзыв Е.А. Кашутиной и Н.И. Коронкевича (дата публикации 13.06.23)

Отзыв на автореферат_Кашутина-Коронкевич.pdf

Сведения о результатах защиты

Решением Диссертационного совета 24.1.040.01 при ИВП РАН от 15 июня 2023 г., протокол №3/2023, Путинцеву Льву Александровичу присуждена ученая степень кандидата географических наук по специальности 1.6.16 – Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия.

Заключение диссертационного совета_24.1.040.01_Путинцев_compressed.pdf

Стенограмма защиты Птинцева_15.06.2023_compressed.pdf

Явочный лист_Путинцев (1).pdf

Раздел создан: