МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА

 

 
«РОЛЬ ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА СЕЛЬСКИХ ТЕРРИТОРИЙ В ОБЕСПЕЧЕНИИ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ АПК»
 
(МАТЕРИАЛЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ)
 
Москва 2007


УДК 551.578.1
ТИПИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ ВЫПАДЕНИЯ СТОКООБРАЗУЮЩИХ
ДОЖДЕВЫХ ОСАДКОВ ДЛЯ ТЕРРИТОРИИ МОСКОВСКОГО РЕГИОНА

А.В. Кузьминов
ФГОУ ВПО «Московский государственный университет природообустройства»,
г. Москва, Россия

Rainfall regimes were analyzed for estimation of maximum discharges on small river basins. Meteorological data base of Moscow water balance station was used.  Selection of rainfall regime types was made on the base of analysis of graph ordinates which were estimated by next method: at first – rainfall ordinates of intensity were divided by middle rainfall intensity, and then – estimated ordinates were divided by maximum rainfall intensity. So, maximum of every rainfall regime graph is equality 1. Therefore, it is possible to compare forms of rainfall regime graphs and to find likeness among rainfall regime graphs.

   Максимальные расходы воды на малых водосборах, сформировавшиеся под воздействием ливневых дождей, зависят как от слоя выпавших осадков, так и от режима их выпадения. Для многих моделей типа «осадки-сток» режим выпадения осадков задается гиетограммами (графиками изменения интенсивности осадков от времени). Однако разнообразие синоптических ситуаций, которые в абсолютной точности никогда не повторяются, обусловливают и разнообразие гиетограмм. Характеризовать однозначно форму гиетограммы одним- двумя параметрами и тем более присваивать ей какую-либо вероятность появления затруднительно [1-3]. Тем не менее, для конкретных регионов  можно выбрать несколько типизированных синоптических ситуаций, которые вызывают соответствующие режимы выпадения стокообразующих дождевых осадков. Так, например, для Московской области имеет место ограниченное количество некоторых типовых режимов прохождения циклонов и соответственно, фронтальных разделов, через ограниченную территорию малых водосборов, имеющих региональную специфику. Логично будет предположить и  специфику периодов как прохождения самих теплых и холодных фронтальных атмосферных разделов, так и  режимов выпадения ливневых осадков с характерной степенью изменения интенсивности выпадения дождя при некоторых типовых синоптических ситуациях.
Соответственно, основная гипотеза настоящего исследования состоит в том, что режимы  выпадения осадков, могут быть выражены несколькими типовыми гиетограммами.

   С целью выявления типовых режимов выпадения ливневых дождей было проанализировано 53 гиетограммы выпавших осадков (со слоем  более 10 мм), после которых было зафиксировано существенное повышение уровней воды на эталонных малых речных бассейнах Подмосковной водно-балансовой станции.
Для более объективной оценки формы гиетограммы ординаты графика (интенсивности осадков мм/мин) дважды нормировались:
сначала все ординаты интенсивности осадков (i) делились на среднее значение интенсивности ливня (iср), и, тем самым получались безразмерные ординаты – Kt = i(t)/iср. Затем полученные ординаты Kt делились на их максимальное значение Kmax и вычислялись ординаты С (максимальная ордината С = 1). Соответственно, получались графики нормированных гиетограмм  С = f(t), при этом фиксировался максимальный коэффициент Kmax.

   Все рассмотренные режимы выпадения ливневых осадков подвергались анализу относительно следующих критериев:
общий период ливня (T);
слой осадков за весь период ливня (h);
максимальная ордината Kmax (отношение максимальной интенсивности за ливень к средней интенсивности);
различие ординат С = f(t) нормированных гиетограмм, совмещенных относительно времени по максимуму (Сmax=1).

   Для получения последнего критерия все ординаты рассматриваемых нормированных гиетограмм смещались по шкале времени таким образом, чтобы их максимальные ординаты Cmax (равные единице) совпали по времени. При этом в соответствующую типовую группу гиетограмм выбирались только те, у которых имелись  схожие характеристики первых трех критериев, а различия ординат С = f(t) основной волны гиетограмм не более 10 % (рисунок).


Совмещенные безразмерные гиетограммы С = f(t) нормированных значений
интенсивности осадков С

   На рисунке показана группа совмещенных нормированных гиетограмм шести ливней, по которым посредством построения верхней огибающей линии можно получить типовую нормированную гиетограмму.

   В результате было получено 7 типовых нормированных гиетограмм. При этом, в первом приближении, на основании анализа количества гиетограмм, попавших в одну типовую группу, каждой полученной таким образом типовой гиетограмме можно присвоить определенную вероятность появления.

   Полученные типовые гиетограммы дают возможность более объективно сформировать размерную модель выпадения ливневых осадков с целью расчета максимальных расходов воды на малых водосборах посредством моделей типа «осадки-сток», поскольку величины слоя максимальных суточных осадков расчетной вероятности превышения опубликованы в климатических справочниках.

   Кроме того, можно выявить наиболее неблагоприятную региональную форму гиетограммы с точки зрения формирования опасных максимальных расходов в замыкающих пунктах водосборов, расположенных под разным ракурсом по отношению прохождения фронтальных разделов.

Библиографический список

    • Зимонт И.Л. Анализ формирования дождевых паводков на малых бассейнах. /В книге «Исследование поверхностного и подземного стока. – М.,1967. С. 116-140.
    • Прошляков И.В. Определение расчетных максимальных расходов и объемов склонового стока. /В сб.: «Природообустройство и рациональное природопользование – необходимые условия социально-экономического развития страны». – М.: МГУП, 2005. Ч. 1. С. 82-90.
    • Huff F. Time distribution of rainfall in heavy storm. – Water Res., 1967. v. 3. p. 1007-1019.