ВОЗМОЖНОСТИ ОЦЕНКИ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ МАКСИМАЛЬНЫХ РАСХОДОВ РЕК ПРИАНГАРЬЯ (НА ПРИМЕРЕ РЕКИ ИЯ)

Раздел
Методы, модели и технологии
  • Б.И. Гарцман Институт водных проблем Российской академии наук, г. Москва, Россия https://orcid.org/0000-0002-5876-7015
  • Т.С. Губарева Институт водных проблем Российской академии наук, г. Москва, Россия https://orcid.org/0000-0002-4788-0784
  • Н.В. Кичигина Институт географии СО РАН им. В.Б.Сочавы, г. Иркутск, Россия
Ключевые слова: река Ангара, левобережные притоки, река Ия, город Тулун, опасность наводнений, максимальный сток, кривые распределения, вероятность
(+) Аннотация

Задача работы заключается в анализе методами стохастической гидрологии опасности наводнений в Приангарье – на левобережных притоках реки Ангара от истока до Братского водохранилища. Этот регион характерен наибольшей опасностью летних дождевых наводнений, которые формируются относительно редко, но систематически, и отличаются особой разрушительностью. Исследуется возможность построения одномерной аналитической кривой распределения, надежно аппроксимирующей выборку фактических данных о максимальных годовых расходах воды и позволяющей дать обоснованную оценку обеспеченности экстремальных паводков – на примере событий на реке Ия в 1984 и 2019 годах. Использован максимально широкий спектр трехпараметрических законов распределения вероятностей и методов параметризации кривых обеспеченности.

В результате выполненного анализа построено 14 вариантов расчетных кривых распределения, сопоставляемых на основе статистических и рациональных критериев. Несмотря на наличие нескольких вариантов, удовлетворяющих почти всем требованиям, качественно решить на их основе поставленную задачу не удается. Все приемлемые варианты в расчетной области наивысших расходов занижают оценки обеспеченности паводков 1984 и 2019 годов. Кроме того, некоторые из этих вариантов существенно выходят за границы 5-95%-х доверительных интервалов эмпирической кривой обеспеченности, либо являются результатами прямой подгонки математических кривых к данным и не имеют удовлетворительного концептуального обоснования.

Таким образом, построить адекватную одномерную малопараметрическую вероятностную модель распределения максимальных расходов реки Ия, надежно аппроксимирующую выборку эмпирических данных и позволяющую дать обоснованную оценку обеспеченности экстраординарных паводков, не удалось. Сложность процессов формирования стока в регионе, существенные различия механизмов и условий развития рядовых и выдающихся паводков, очевидно, приводит к статистической неоднородности выборок, которые не могут быть корректно описаны одномерными трехпараметрическими законами распределения. В таких условиях для оценки вероятности выдающихся паводков наиболее целесообразным представляется использование динамико-стохастического моделирования на основе физически-обоснованной модели стока.

Литература

Виноградов А.Ю., Догановский А.М., Обязов В.А. Существующие проблемы гидрологических расчётов. Часть 1 // Гидросфера. Опасные процессы и явления. 2019. Т. 1. Вып. 1.
С. 143-159. DOI: 10.34753/HS.2019.1.1.004.

Виноградов Ю.Б. Математическое моделирование процессов формирования стока. М.: Гидрометеоиздат, 1988. 365 с.

Губарева Т.С. Типы распределений при оценке экстремальных паводков // Геоэкология. 2010. № 5. С. 446-457.

Губарева Т.С. Пространственные закономерности распределения паводков рек умеренного пояса Северного полушария // Известия Российской академии наук. Серия географическая. 2011. № 2. С. 65-77.

Губарева Т.С., Гарцман Б.И. Оценка параметров распределений экстремальных гидрологических величин методом L-моментов // Водные ресурсы. 2010. Т. 37. № 4. С. 398-407.

Иваньо Я.М. Экстремальные природные явления исторического прошлого на территории Иркутской области. Иркутск: Изд-во ИГУ, 1997. 96 с.

Кичигина Н.В. Опасность наводнений на реках Байкальского региона // География и природные ресурсы. 2018. № 2. С. 41-51. DOI: 10.21782/GIPR0206-1619-2018-2(41-51).

Кичигина Н.В. Опасность паводочных наводнений в бассейнах левых притоков Ангары // География и природные ресурсы. 2020. № 4. С. 45-55. DOI: 10.21782/GIPR0206-1619-2020-4(45-55).

Многолетние данные о режиме и ресурсах поверхностных вод суши: в 3 т. Том 1. РСФСР: в 25 вып. Выпуск 13. Бассейн Ангары. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 290 с.

Найденов В.И. Нелинейная динамика поверхностных вод суши. М.: Наука, 2004. 317 с.

Писаренко В.Ф., Болгов М.В., Осипова Н.В., Рукавишникова Т.А. Применение теории экстремальных событий в задачах аппроксимации распределений вероятностей максимальных расходов воды // Водные ресурсы. 2002. Т. 29. № 6. С. 645-657.

Ресурсы поверхностных вод СССР: в 20 т. Т. 16. Ангаро-Енисейский район: в 3 вып. Вып. 2. Ангара. Л.: Гидрометеоиздат, 1972. 593 с.

Greenwood J.A., Landwehr J.M., Matalas N.C, Wallis J.R. Probability weighted moments: Definition and relation to parameters of several distributions expressable in inverse form // Water Resources Research. 1979. Vol. 15. Iss. 5.
Pp. 1049-1054. DOI: 10.1029/WR015i005p01049.

Hosking J.R.M., Wallis J.R. Regional Frequency Analysis. An Approach Based on L-Moments. Cambridge: Cambridge University Press, 1997. 224 p. DOI: 10.1017/CBO9780511529443

(+) Об авторе(ах)

Б.И. Гарцман,
Институт водных проблем Российской академии наук, г. Москва, Россия

E-mail: gartsman@inbox.ru
eLibrary (РИНЦ) SPIN-код:
 7792-9120
Scopus ID:
 24438012800
ORCID iD:
 0000-0002-5876-7015
Почтовый адрес:
 119333 г.Москва, ул.Губкина 3. ИВП РАН/
Контактный телефон для связи с авторами статьи: +7 977 444 97 74, +7 984 155 17 77, +7 915 303 02 08, +7 924 525 68 05, +7 908 210 94 39

Т.С. Губарева,
Институт водных проблем Российской академии наук, г. Москва, Россия

E-mail: tgubareva@bk.ru
eLibrary (РИНЦ) SPIN-код: 1182-6988
Scopus ID: 18436324800
ORCID iD: 0000-0002-4788-0784
Почтовый адрес:
 119333 г.Москва, ул.Губкина 3. ИВП РАН/
Контактный телефон для связи с авторами статьи: +7 977 444 97 74, +7 984 155 17 77, +7 915 303 02 08, +7 924 525 68 05, +7 908 210 94 39

Н.В. Кичигина,
Институт географии СО РАН им. В.Б.Сочавы, г. Иркутск, Россия

E-mail: nkichigina@mail.ru
eLibrary (РИНЦ) SPIN-код: 9872-8977
Scopus ID: 14011980600
ORCID iD: 0000-0003-2350-6795

(+) Литература

Greenwood J.A., Landwehr J.M., Matalas N.C, Wallis J.R. Probability weighted moments: Definition and relation to parameters of several distributions expressable in inverse form. Water Resources Research, 1979, vol. 15, iss. 5,

pp. 1049-1054. DOI: 10.1029/WR015i005p01049.

Gubareva T.S. Tipy raspredelenii pri otsenke ekstremal'nykh pavodkov [Types of probability distribution for extreme flood esstimation]. Geoekologiya [Geoecology], 2010, no. 5, pp. 446-457. (In Russian; abstract in English).

Gubareva T.S. Prostranstvennye zakonomernosti raspredeleniya pavodkov rek umerennogo poyasa Severnogo polushariya [Spatial patterns of flood distribution on rivers in temperate zone of the Northern Hemisphere]. Izvestiya Rossiiskoi akademii nauk. Seriya geograficheskaya [Izvestia of the Russian Academy of Sciences. Geographic series], 2011, no. 2, pp. 65–77. (In Russian; abstract in English).

Gubareva T.S., Gartsman B.I. Estimating distribution parameters of extreme hydrometeorological characteristics by L-moments method. Water Resources, 2010, vol. 37, iss. 4, pp. 437-445. DOI: 10.1134/S0097807810040020. (Russ. ed.: Gubareva T.S., Gartsman B.I. Otsenka parametrov raspredelenii ekstremal'nykh gidrologicheskikh velichin metodom L-momentov. Vodnye Resursy, 2010, vol. 37, no. 4, pp. 398-407).

Hosking J.R.M., Wallis J.R. Regional Frequency Analysis. An Approach Based on L-Moments. Cambridge, Cambridge Univers. Press, 1997, 224 p. DOI: 10.1017/CBO9780511529443.

Ivan'o Ya.M. Ekstremal'nye prirodnye yavleniya istoricheskogo proshlogo na territorii Irkutskoi oblasti [Extreme natural phenomena of the historical past on the territory of the Irkutsk region]. Irkutsk, Publ. IGU, 1997. 96 p. (In Russian).

Kichigina N.V. Opasnost' navodneniĭ na rekakh Baĭkal'skogo regiona [Floods hazards on the rivers of the Baikal region]. Geografiya i prirodnye resursy [Geography and natural resources], 2018, iss. 2, pp. 41-51. (In Russian; abstract in English). DOI: 10.21782/GIPR0206-1619-2018-2(41-51).

Kichigina N.V. Opasnost' pavodochnykh navodnenii v basseinakh levykh pritokov Angary [Flood hazard within the basins of the left tributaries of the Angara]. Geografiya i prirodnye resursy [Geography and natural resources], 2020, no. 4. (In Russian; abstract in English). DOI: 10.21782/GIPR0206-1619-2020-4(45-55)

Mnogoletnie dannye o rezhime i resursakh poverkhnostnykh vod sushi: v 3 t. Tom 1. RSFSR: v 25 vyp. Vypusk 13. Bassein Angary. [Long-term data on the regime and resources of land surface waters: in 3 volumes. Volume 1. RSFSR: in 25 issues. Issue 13. Angara basin.] Leningrad, Publ. Gidrometeoizdat, 1986. 290 p. (In Russian).

Naidenov V.I. Nelineinaya dinamika poverkhnostnykh vod sushi [Nonlinear dynamics of land surface waters]. Moscow, Publ. Nauka, 2004. 318 p. (In Russian).

Pisarenko V.F., Bolgov M.V., Osipova N.V., Rukavishnikova T.A. Application of the theory of extreme events to problems of approximating probability distributions of water flow peaks Water Resources, 2002, vol. 29, iss. 6, pp. 593-604. (Russ. ed.: Pisarenko V.F., Bolgov M.V., Osipova N.V., Rukavishnikova T.A. Primenenie teorii ekstremal'nykh sobytii v zadachakh approksimatsii raspredelenii veroyatnostei maksimal'nykh raskhodov vody. Vodnye Resursy, 2002, vol. 29, no. 6, pp. 645-657).

Resursy poverkhnostnykh vod SSSR: v 20 tomah. Tom 16. Angaro-Eniseiskii raion: v 3 vyp. Vyp. 2. Angara [USSR surface water resources: in 20 volumes. Volume 16. Angara-Yenisei region: in 3 issues. Issue 2. Angara]. Leningrad, Publ. Gidrometeoizdat, 1972. 593 p. (In Russian).

Vinogradov A.Yu., Doganovsky A.M., Obyazov V.A. Sushchestvuyushchie problemy gidrologicheskikh raschetov. Chast' 1 [Existing issues of hydrology calculations. Part 1]. Gidrosfera. Opasnye protsessy i yavleniya [Hydrosphere. Hazard processes and phenomena], 2019, vol. 1, iss. 1, pp. 143-159 (In Russian; abstract in English). DOI: 10.34753/HS.2019.1.1.004.

Vinogradov Yu.B. Matematicheskoe modelirovanie protsessov formirovaniya stoka [Mathematical modeling of runoff formation processes]. Moscow, Publ. Gidrometeoizdat, 1988. 365 p. (In Russian)

(+) Читать онлайн

Просмотров Аннотации: 103
Скачиваний PDF: 0
Опубликован
2020-12-31
Как цитировать
Б.И. Гарцман, Т.С. Губарева, & Н.В. Кичигина. (2020). ВОЗМОЖНОСТИ ОЦЕНКИ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ МАКСИМАЛЬНЫХ РАСХОДОВ РЕК ПРИАНГАРЬЯ (НА ПРИМЕРЕ РЕКИ ИЯ). Гидросфера. Опасные процессы и явления, 2(4), 347-364. https://doi.org/10.34753/HS.2020.2.4.347

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.