Факторы формирования и прогноз максимальных уровней половодья на р. Оби у г. Барнаула; Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов; Т. 337, № 9
| Parent link: | Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов=Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering/ Национальный исследовательский Томский политехнический университет.— .— Томск: Изд-во ТПУ, 2015-.— 2413-1830 Т. 337, № 9.— 2026.— С. 24-34 |
|---|---|
| Main Author: | |
| Summary: | Актуальность исследования определяется необходимостью совершенствования методов прогноза опасных гидрологических явлений в условиях нестационарности стокоформирующих факторов. Цель: анализ факторов формирования максимальных уровней воды с учетом неоднородности гидрометеорологических рядов и разработка модели прогноза максимальных уровней половодья. Методы: комплексный географо-гидрометеорологический анализ, статистические (корреляционный и регрессионный анализ), математическое моделирование. Результаты и выводы. Проанализирована связь максимальных уровней половодья на р. Оби у г. Барнаула и показателей, характеризующих основные стокоформирующие факторы за период 1966–2020 гг. с учетом неоднородности рядов. В качестве исходных данных использованы материалы Росгидромета, реанализа ERA-5 и региональная распределенная модель твердых осадков на основе орографической добавки к скорости вертикальных движений, разработанная В.П. Галаховым. Для зимних осадков модель В.П. Галахова показала наилучший результат (R=0,61–0,87). Установлено, что в результате климатических изменений снизилась роль факторов, определяющих приходную (снегозапасы, жидкие осадки) часть водного баланса. Начиная с 1980-х гг. глубина промерзания почв является лимитирующим фактором при формировании половодья на Верхней Оби. В отдельные годы наблюдаются нетипичные для бассейна метеоусловия зимнего периода, определяющие слабое (менее 50–60 см) промерзание почвогрунтов в предгорной и равнинной частях водосбора и низкие значения коэффициентов талого стока. Уровни воды при этом не достигают критических отметок даже в многоснежные годы. При глубине промерзания более 60 см сток с этой территории формируется независимо от глубины промерзания. С учетом этого разработана физико-статистическая модель прогноза максимальных уровней половодья для двух сценариев (глубина промерзания более 60 см и его отсутствие). В первом сценарии главными предикторами являются зимние осадки, жидкие осадки периода половодья и увлажнение бассейна, выраженное через минимальный уровень воды в зимнюю межень. Для второго сценария 90 % изменчивости максимальных уровней объясняется зимними осадками. NSE составил 0,77 и 0,9 соответственно. Среднесрочный прогноз половодья 2024–2025 гг., выполненный с использованием разработанной методики, оправдался Relevance. The need to improve flood forecasting methods for non-stationary runoff-forming factors. Aim. To analyze the factors forming maximum levels under the heterogeneity of hydrometeorological series and to develop the model for forecasting maximum flood levels. Methods. Comprehensive geographical and hydrometeorological analysis, statistical methods (correlation and regression analysis), mathematical modeling. Results and conclusions. The relationship between the maximum flood levels on the Ob River near Barnaul and the indicators of main flow-forming factors for the period 1966–2020 is analyzed. The non-stationarity of hydrological series was taken into account. Мaterials from the Russian Hydrometeorological Service, ERA-5 reanalysis and V.P. Galakhov’s regional precipitation model using the orographic correction to the velocity of vertical movements were taken as the initial information. V.P. Galakhov’s model showed the best result (R=0.61–0.87) for describing winter precipitation. It was found that due to climate changes the role of incoming factors (snow reserves, liquid precipitation) of the water balance decreased. After the 1980-s the depth of soil freezing is a limiting factor in the formation of floods on the Upper Ob. In some years, winter weather conditions were atypical for the region, leading to low soil freezing (<50–60 cm) and low snowmelt runoff coefficients. In this case, maximum flood levels did not reach critical even in snowy years. If the freezing depth is more than 60 cm in foothill and plain part of basin, the runoff from these areas is formed regardless of the freezing depth. A physical-statistical model for forecasting of the highest flood levels was developed for two scenarios: when freezing depth exceeds 60 cm and when soil freezing is absent (freezing depth less than 60 cm). For the first scenario the most significant predictors: winter precipitation amounts, precipitation during the high water period and moisture of basin expressed as the minimum water levels in preceding winter low-water period. For the second scenario winter precipitation explained 90% of variability of maximum levels. The NSE was 0.77 for the first scenario and 0.9 for the second. Medium-term forecasting for maximum flood levels in 2024–2025 was justified Текстовый файл |
| Language: | Russian |
| Published: |
2026
|
| Subjects: | |
| Online Access: | bulletin_tpu-2026-v337-i9-03.pdf https://doi.org/10.18799/24131830/2026/9/5308 |
| Format: | Electronic Book Chapter |
| KOHA link: | https://koha.lib.tpu.ru/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=688612 |