Файл: Аполлов, Б. А. Курс гидрологических прогнозов учебник.pdf

12,3 млн. рублен; затраты на проведение защитных мероприятии составили около 0,5 млн. рублен.

И с п о л ь з о в а н и е г и д р о л о г и ч е с к и х п р о г и о з о в п р и п р о е к т и р о в а н и и г и д р о т е х и и ч е с к и х с о о р у ж е и и й. Наиболее эффективного использования гидрологических данных при проектировании можно достичь путем синтеза результатов научных работ как в области гидрологических расчетов, так и в области гидрологических прогнозов. Об этом говорит опыт проек­ тирования Каховской ГЭС па Днепре и Куйбышевской на Волге.

Рис. 4. Вид на Красноярскую ГЭС на Енисее и ее водохранилище со стороны нижнего бьефа.

При проектировании их водосбросных сооружений, кроме исполь­ зования стандартных способов гидрологического расчета с по­ мощью кривых обеспеченности, было произведено исследование влияния на максимальные расходы воды основных факторов их формирования. Установленные зависимости этих расходов воды от запасов воды в снежном покрове и продолжительности форми­ рования половодья были использованы для гидрологических рас­ четов. В результате представилось возможным:

— определить максимальные расходы воды при различных, в том числе и крайне неблагоприятных, сочетаниях разных величин запасов воды в снежном покрове и продолжительности половодья (с учетом погрешностей зависимостей),

— произвести на основе данных об обеспеченности различных

20

значении факторов, влияющих иа максимальный сток, расчеты кривых обеспеченности максимальных расходов воды с помощью композиционного метода.

Далее, в расчетах водосбросных сооружений была учтена тран­ сформация половодья водохранилищами при учете возможной за­ благовременности и точности прогнозов. Так, например, на рис. 5 видно, как по мере увеличения заблаговременности прогноза мак­ симального расхода воды уменьшается количество водосбросных отверстий в плотине, необходимое для пропуска расчетного поло­ водья через Каховское водохранилище. Наибольшее уменьшение длины водосливного фронта плотины имеет место при заблаговре­ менности прогноза, равной или большей времени, необходимого

особенно для ГЭС с небольшим напором, может привести к времен­ ному снижению выработки энергии.

Гидрологические расчеты, произведенные для Каховской и Куй­ бышевской ГЭС, показали, что даже при учете только закономер­ ностей передвижения паводочных волн можно надежно предвидеть сток с заблаговременностью порядка двух недель. Это позволило снизить проектную стоимость водосбросных сооружений упомяну­ тых ГЭС на несколько сотен миллионов рублей.

Безусловно, точность и заблаговременность ряда гидрологиче­ ских прогнозов не такова, чтобы полностью удовлетворить запросы народного хозяйства. Но состояние гидрологических прогнозов в значительной мере отражает уровень развития гидрологии в це­ лом, полноту гидрометеорологической информации и в ряде слу­ чаев точность метеорологических прогнозов.

В Директивах XXIV съезда КПСС по пятилетнему плану раз­ вития народного хозяйства СССР на 1971—1975 гг. говорится о не­ обходимости всемерно развивать фундаментальные и прикладные

21

прикладных разделов. Директивы предусматривают значительное развитие водного хозяйства страны. В гидроэнергетике будет осу­ ществляться преимущественно сооружение гидроузлов, позволяю­ щих комплексно решать задачи производства электроэнергии, оро­

ческих основ методов. В связи с этим рассматриваются закономер­ ности движения паводков, процессов стока, инфильтрации, в том числе в мерзлую почву, испарения, снеготаяния, ледообразования и разрушения ледяного покрова на реках, озерах и водохранили­ щах, вопросы водного баланса бассейна и русла и подземного пита­ ния рек. При этом обращается большое внимание на особенности процессов стока в различных физико-географических зонах СССР

(рис. 7), а также на равнине и в горах. Уделяется внимание также математическим моделям процессов стока, использованию их в про­ гнозах и применению в прогнозах ЭВМ. В курсе освещены вопросы организации службы гидрологических прогнозов в нашей стране и обеспечения гидрологическими информациями и прогнозами народ­ ного хозяйства.

22

О м е ж д у н а р о д н о м с о т р у д н и ч е с т в е в о б л а с т и г и д р о л о г и ч е с к и х п р о г н о з о в . Возрастающая потребность человеческого общества в воде, общность и взаимосвязь гидрологи­ ческих явлений на континентах и на всей суше земного шара, а также беспокойство за будущее водных ресурсов — главные при­ чины, приведшие к организации международного сотрудничества в области гидрологии. В 1963—1964 гг. при активном участии

СССР, США, Франции и ряда других стран была разработана про­ грамма Международного гидрологического десятилетия (МГД). В ноябре 1964 г. опа была утверждена XIII Генеральной конферен-

Рис. 7. Физико-географические зоны СССР.

/ — тундра, // — лесотундра, /Я — лесная, IV — лесостепная, V — степная, VI — сухо­ стенная, VII — пустынно-степная, ѴП2 — пустынная: / — горные районы, 2 — границы зон.

дней ЮНЕСКО (международная организация по вопросам про­ свещения, науки п культуры при ООН) на период 1965— 1974 гг.

Основная задача МГД — расширение и ускорение изучения вод­ ных ресурсов в интересах их рационального использования к охраны с одновременным развитием гидрологии как науки о при­ родных водах. Программа МГД предусматривает проведение в жизнь различных проектов по разделам: сеть и наблюдения, учет водных ресурсов и составление водных балансов (мирового, от­ дельных территорий и бассейнов), научные исследования, в том числе по гидрологическим прогнозам, и подготовка специалистов гидрологов. Научная часть программы МГД включает исследова­ ния по 65 проблемам и проектам. В рамках программы опреде­ лена сеть репрезентативных и экспериментальных бассейнов в раз­ личных по физико-географическим условиям зонах земного шара.

23

Г л а в а I

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ПРОГНОЗАХ

Слово прогноз произошло от двух греческих слов: «Про» (про)

§1. ОБОСНОВАНИЕ ПРОГНОЗОВ. ПОНЯТИЕ О МЕТОДЕ И МЕТОДИКЕ,

АТАКЖЕ О СОСТАВЛЕНИИ И ЗАБЛАГОВРЕМЕННОСТИ ПРОГНОЗОВ

Водные потоки движутся значительно медленнее, чем воздуш­ ные. Например, если волна половодья на р. Оке движется от г. Ка­ луги до г. Мурома примерно 15 дней, то воздушные потоки могут пройти этот путь за 1—2 дня и даже быстрее. Сравнительно мед­ ленное движение воды позволяет легко предвидеть ряд явлений и изменение водности реки; в качестве исходных данных при со­ ставлении прогноза здесь используются материалы гидрологиче­ ских наблюдений на станциях, расположенных выше по течению по отношению к пункту, для которого дается прогноз.

Метеорологические процессы вызывают изменения в состоянии водных объектов (рек, озер и т. д.) не мгновенно, а через некото­ рое время и на протяжении более или менее определенных перио­ дов. Так, например, при выпадении ливня паводок на реке разви­ вается в течение времени, значительно большего, чем продолжи­ тельность этого ливня, таяние снега не сразу приводит к большому подъему уровня реки и т. д. Таким образом, изменения в состоянии водных объектов, обусловленные процессами поступления воды на поверхность бассейна, обнаруживают запаздывание по отноше­ нию к развитию этих процессов.

На основании данных о выпавших осадках или таянии снега можно подсчитать лишь количество воды, поступившее за данный промежуток времени на поверхность речного бассейна. Чтобы знать, какая часть этой воды стечет в реки, необходимо уметь опре­ делить, сколько воды испарится и сколько задержится в почве.

Под заблаговременностью прогноза понимается промежуток времени между составлением прогноза и датой осуществления

25