УНИВЕРСАЛЬНАЯ ИМИТАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ДЛЯ ДОЛГОСРОЧНОГО ПРОГНОЗА ПОЛОВОДЬЯ ГОРНЫХ РЕК

  • Юрий Богданович Кирста ИВЭП СО РАН
  • Ольга Вольфовна Ловцкая
Ключевые слова: системно-аналитическое моделирование, половодье, прогноз, горные реки, Алтай, Саяны, системно-аналитическое моделирование, половодье, прогноз, горные реки, Алтай, Саяны

Аннотация

На примере 34 средних и малых рек Алтае-Саянской горной страны разработана универсальная имитационная модель прогноза речного стока в период половодья. Входными факторами модели служат месячные осадки и среднемесячные температуры воздуха. Метеорологические характеристики рассчитываются в процентах от их среднемноголетних значений и усредняются по всей площади исследуемой территории. Сток прогнозируется на 3 месяца вперед с трехкратно меньшей дисперсией чем у прогноза по среднемноголетнему значению. Качество прогноза характеризуется критерием Нэша-Сатклиффа NSE >0,68 и является очень высоким для долгосрочных прогнозов половодья.

Литература

Deng X., Singh R.B., Liu J., Güneralp B. Water use efficiency and integrated water resource management for river basin // Phys. Chem. Earth, Parts A/B/C. – 2015. – 89-90. – P. 1-2.

Singh M., Singh R.B., Hasan M.I. (eds.). Landscape Ecology and Water Management:Proceedings of IGU Rohtak Conference. Vol. 2. – Tokyo: Springer, 2014. – 361 p.

Zhang L. Design and implementation of a mountain torrent disaster warning system based on the distributed hydrological model // Chemical Engineering Transactions. – 2015. –46. – P. 775-780.

Паромов В.В., Шумилова К.А., Гордеев И.Н. Условия формирования половодья большой водности и прогноз наводнения на реке Абакан // Изв. Томского политехнического ун-та. Инжиниринг георесурсов. – 2016. – 327 (11). – С. 57-67.

Владимиров А.М. Факторы, определяющие возникновение экстремальных расходов и уровней воды половодья // Уч. записки Российского государственного гидрометеорологического ун-та. – 2009. – 9. – С. 22-39. 6. Rössler O., Froidevaux P., Börst U., et al. Retrospective analysis of a nonforecasted

rain-on-snow flood in the Alps – a matter of model limitations or unpredictable nature? // Hydrology and Earth System Sciences. – 2014. – 18. – P. 2265-2285.

Ruiz-Villanueva V., Badoux A., Rickenmann D., et al. Impacts of large flood along a mountain river basin: the importance of channel widening and estimating the large wood budget in the upper Emme River (Switzerland) // Earth Surface Dynamics. – 2018. – 6. – P. 1115-1137.

Tao J., Wu D., Gourley J., et al. Operational hydrological forecasting during the IPHEx-IOP campaign – Meet the challenge // J. of Hydrology. – 2016. – 541. – P. 434-456.

Corripio J.G., L pez-Moreno J.I. Analysis and Predictability of the Hydrological Response of Mountain Catchments to Heavy Rain on Snow Events: A Case Study in the Spanish Pyrenees // Hydrology. – 2017. – 4(2). – P. 20.

Casagrande L., Tomasella J., dos Santos Alvalá R.C., et al. Early flood warning in the Itajai-Acu River basin using numerical weather forecasting and hydrological modeling // Natural Hazards. – 2017. – 88. – P. 741-757.

Meng X.Y., Sun Z.Q., Zhao H.G., et al. Spring Flood Forecasting Based on the WRFTSRM Mode // Tehnicki Vjesnik-Technical Gazette. – 2018. – 25. – 141-151.

Musselman K.N., Lehner F., Ikeda K., et al. Projected increases and shifts in rain-on-snow flood risk over western North America // Nature Climate Change. – 2018. – 8(9). – 808-812.

Belyakova P.A., Gartsman B.I. Possibilities of flood forecasting in the West Caucasian rivers based on FCM model // Water Resources. – 2018. – 45. – S50-S58.

Yu Z., Wu J., Chen X. An approach to revising the climate forecast system reanalysis rainfall data in a sparsely-gauged mountain basin // Atmospheric Research. – 2019. – 220. –194-205.

Zhang G., Cui P., Yin Y., et al. Real-time monitoring and estimation of the discharge of flash floods in a steep mountain catchment // Hydrological processes. – 2019. – 33. – 3195-3212.

Румынин В.Г. Геомиграционные модели в гидрогеологии. – СПб, 2011. – 1158 с.

Kirsta Yu.B. System-analytical modelling – Part I: General principles and theoretically best accuracies of ecological models. Soil-moisture exchange in agroecosystems // Ecol. Modelling. – 2006. – 191. – 315-330.

Кирста Ю.Б., Пузанов А.В., Ловцкая О.В. и др. Имитационная математическая модель стока средних и малых рек для горных территорий // Изв. Самарского научн. центра РАН. – 2012. – 14 (1). – 2334-2342.

Кирста Ю.Б., Кирста Б.Ю. Информационно-физический закон построения эволюционных систем. Системно-аналитическое моделирование экосистем. – Барнаул: Изд-во Алт. гос. ун-та, 2014. – 283 с.

Beven K. Towards an alternative blueprint for a physically based digitally simulated hydrologic response modelling system // Hydrological Processes. – 2002. – 16. – 189-206.

Кирста Ю.Б. Моделирование пустынных экосистем. – Ашхабад: Ылым, 1986. – 144 с.

Kirsta Y., Puzanov A., Rozhdestvenskaya T. Models for Describing Landscape Hydrochemical Discharge in Mountain Countries // Landscape Modelling and Decision Support. Innovations in Landscape Research. – Cham: Springer, 2020. – Р. 163-178.

Tardy Y., Bustillo V., Boeglin J.-L. Geochemistry applied to the watershed survey: hydrograph separation, erosion and soil dynamics: A case study: the basin of the Niger River, Africa // Applied Geochemistry. – 2004. – 19. – 469-518.

Кирста Ю.Б. Пространственное обобщение климатических характеристик для горных территорий // Мир науки, культуры, образования. – 2011. – 3 (28). – 330-337.

Kirsta Yu. B., Puzanov A. V. System-analytical simulation of hydrochemical runoff of mountain rivers: Case study of dissolved iron // Water Resources. – 2019. – 46 (2). – 199-208.

Moriasi D.N., Arnold J.G., Van Liew M.W., et al. Model evaluation guidelines for systematic quantification of accuracy in watershed simulation // Transactions of the ASABE.– 2007. – 50 (3). – Р. 885-900.

Koch·M., Cherie N. SWAT-modeling of the impact of future climate change on the hydrology and the water resources in the upper blue Nile river basin, Ethiopia // Proceedings of the 6th Int. Conf. on Water Resources and Environment Research, ICWRER, June 3-7,2013. – Koblenz, Germany, 2013. – Р. 428-523.

Kirsta, Y.B., Lovtskaya, O.V. Spatial year-ahead forecast of air temperature and precipitation in large mountain areas // SN Appl. Sci. – 2020. – 2. – Article number: 1044.

Iooss B., Lemaître P. A review on global sensitivity analysis methods // Uncertainty management in Simulation-Optimization of Complex Systems: Algorithms and Applications. – Springer US, 2015. – 264 p.

Song X., Zhang J., Zhan C., et al. Global sensitivity analysis in hydrological modeling: Review of concepts, methods, theoretical framework, and applications // J. of Hydrology. – 2015. – 523. – Р. 739-757.

Кирста Ю.Б. Чувствительность моделей речного стока к факторам среды и ее количественная оценка // Изв. Самарского научного центра РАН. – 2015. – 17 (6). – 97-103.

Раковская Э.М., Давыдова М.И. Физическая география России. Ч. 2. Азиатская часть, Кавказ и Урал. – М.: ГИЦ «Владос», 2001. – 304 с.

Физико-географическое районирование СССР: характеристика региональных единиц. – М.: Изд-во Моск. ун-та, 1968. – 576 с.

Кирста Ю.Б., Лубенец Л.Ф., Черных Д.В. Типизация ландшафтов для оценки речного стока в Алтае-Саянской горной стране // Устойчивое развитие горных территорий. – 2011. – 2 (8). – 51-56.

Черных Д.В., Самойлова Г.С. Ландшафты Алтая (Алтайский край и Республика Алтай). Карта. – Новосибирск: ФГУП Новосибирская картографическая фабрика, 2011.

Цимбалей Ю.М. Ландшафтная карта Алтайского края. Карты // Фондовые материалы ИВЭП СО РАН, 2011.

Изменение климата и его воздействие на экосистемы, население и хозяйство российской части Алтае-Саянского экорегиона: оценочный доклад // Всемирный фонд дикой природы (WWF России). – М., 2011. – 168 с.

Kirsta Yu.B. System-analytical modelling – Part II: Wheat biotime run and yield formation. Agroclimatic potential, Le Chatelier principle, changes in agroclimatic potential and climate in Russia and the U.S. // Ecol. Modelling. – 2006. – 191. – 331-345.

Кирста Ю.Б. Прогноз климата и агроклиматического потенциала Сибирского федерального округа до 2020 г. // Проблемы региональной экологии. – 2011. – 3. – 22-30.

Танасиенко А.А., Путилин А.Ф., Артамонова В.С. Экологические аспекты эрозионных процессов: Аналит. обзор / ГПНТБ СО РАН, Ин-т почвоведения и агрохимии СО РАН. Сер. Экология. Вып. 55. – Новосибирск, 1999. – 89 с.

Николаев А.Н., Скачков Ю.Б. Влияние снежного покрова и температурного режима мерзлотных почв на радиальный прирост деревьев Центральной Якутии // Журн. СФУ. Биология. – 2012. – 5 (1). – Р. 43-51.

Селегей В.В., Селегей Т.С. Телецкое озеро. – Л.: Гидрометеоиздат, 1978. – 143 с.

Миркин Б.М., Розенберг Г.С. Фитоценология. Принципы и методы. – М.: Наука, 1978. – 212 с.

Опубликован
2020-10-02
Как цитировать
Кирста, Ю., & Ловцкая, О. (2020). УНИВЕРСАЛЬНАЯ ИМИТАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ДЛЯ ДОЛГОСРОЧНОГО ПРОГНОЗА ПОЛОВОДЬЯ ГОРНЫХ РЕК. Известия Алтайского отделения Русского географического общества, 56(1), 34-52. https://doi.org/10.24411/2410-1192-2020-15604

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)