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

предсказываемого явления. В зависимости от требований органи­ зации, использующих прогнозы, и закономерностей процессов, обусловливающих развитие гидрологических явлений, заблаговре­ менность гидрологических прогнозов обычно колеблется от 1—2 су­ ток до двух-трех месяцев, а иногда и больше.

Под методом прогноза следует понимать способ решения за­

деленных исходных гидрометеорологических материалов наблю­ дений.

Очень важно располагать несколькими методами прогноза гид­ рологического явления, которые позволили бы предсказывать его с различной заблаговременностью и по различным исходным дан­ ным. Понятно, что по мере приближения к осуществлению пред­ сказываемого явления, т. е. с уменьшением заблаговременности прогноза, точность последнего должна возрастать.

Так, прогноз величины стока за период половодья по запасу воды в снежном покрове во второй половшіе зимы будет менее точен, чем по данным о количестве снега в бассейне перед началом таяния. В свою очередь второй прогноз будет уступать по своей точности прогнозу стока за половодье по запасу воды в речной сети; но этот прогноз можно составить, когда большая часть талых вод уже стечет в реки. Очевидно, такой путь уточнения прогноза, выпущенного со значительной заблаговременностью, научно обо­ снован и его надо применять на практике.

В гидрологических прогнозах применительно к конкретным ре­ кам часто употребляется термин «методика прогноза». Методика того или иного явления разрабатывается па основе определенного метода прогноза этого гидрологического явления. Разработка ме­ тодики сводится к обработке по определенной системе конкретных данных гидрологических н метеорологических наблюдений, а также к установлению числовых значений параметров или графиков зави­ симостей. Кроме того, необходимо оценить точность установленных зависимостей и эффективность полученной методики. Разра­ ботка методики прогноза завершается составлением технической записки, содержащей краткое изложение сущности методики и за­ висимостей, с помощью которых должен составляться прог­ ноз, и оценку точности выпускаемых по данной методике прог­

нозов.

Само составление прогноза по данной методике начинается с тщательной обработки и анализа тех материалов наблюдений станций, которые характеризуют сложившиеся и учитываемые ме­

ляются ожидаемые размеры интересующего нас гидрологического явления и срок его наступления. После выпуска прогноза продол­

26

жается изучение изменении гидрометеорологических условий

вбассейне на основе поступающих со станции данных наблюдений

ив случае необходимости дается уточнение ранее выпущенного прогноза.

§ 2. КЛАССИФИКАЦИИ ПРОГНОЗОВ

Как уже отмечалось, в настоящее время народное хозяйство нуждается в таком гидрологическом обслуживании, при котором обеспечивался бы выпуск прогнозов многих гидрологических явле­ ний и притом с различной, иногда большой заблаговременностью. Для разработки методов составления прогнозов с различной за­ благовременностью, естественно, приходится учитывать и различ­ ные процессы, влияющие на развитие предсказываемого гидроло­ гического явления. Отсюда вытекают две принципиально различ­ ные классификации гидрологических прогнозов и методов их со­

прогнозы.

Согласно первой классификации, прогнозы делятся па две боль­

Согласно второй классификации, прогнозы подразделяются сле­ дующим образом:

1) прогнозы, основанные на закономерностях процессов, проис­ ходящих в русловой сети (например, прогнозы по соответственным уровням воды, запасам воды в речной системе и т. д.). Исходными данными при составлении прогнозов являются материалы гидро­ метрических наблюдений;

2) прогнозы, основанные на закономерностях процессов, проис­ ходящих в бассейне (например, прогнозы весеннего стока по запасу воды в снежном покрове, летнего и осеннего стока равнинных рек по осадкам и влажности почвы, прогнозы стока по запасам подзем­ ных вод и т. д.). Основными исходными данными при составлении прогнозов являются материалы метеорологических и гидрологиче­ ских наблюдении;

3) прогнозы, основанные на тех закономерностях атмосферной циркуляции над обширной территорией, которые обусловливают, например, время наступления похолодания (или потепления), при­ водящего к замерзанию (или вскрытию) данной реки или боль­ шей части рек данного района. Основными исходными материа­ лами при составлении прогнозов являются наблюдения на метео­ рологических станциях и синоптические карты. Поэтому нередко данные прогнозы называются гидросиноптическими.

27

В связи с последней классификацией надо сказать, что есть ряд методов, в которых решение задачи о прогнозе опирается как на закономерности процессов, происходящих в руслах, так и в бас­ сейне. Отсюда видна некоторая условность этой классифи­ кации.

В недавнем прошлом была весьма распространена классифика­ ция прогнозов по заблаговременности. Как уже отмечалось, при решении задачи о прогнозе данного явления часто принимаются во внимание закономерности различных обусловливающих его процессов, смотря по тому, какая требуется заблаговременность прогноза (в пределах возможной заблаговременности). Поэтому классификация прогнозов по их заблаговременности, конечно, не лишена смысла и удобства. Однако она менее обоснована, чем классификации, приведенные выше. Заметим, что уже давно усло­

долгосрочными. В таком смысле эти термины употребляются в даль­ нейшем.

Большинство выпускаемых в настоящее время гидрологических прогнозов относится к отдельным участкам рек, озерам и водохра­ нилищам. Например, выпускаются прогнозы максимального уровня воды весной на р. Днепре у г. Смоленска, стока р. Карадарьи у Кампырравата за вегетационный период и т. д. Такие прогнозы иногда называют локальными. Но выпускаются и так называемые территориальные прогнозы, содержащие обобщенные по террито­ рии сведения об ожидаемых размерах (и сроках) того или иного гидрологического явления. Примером таких .прогнозов могут слу­ жить долгосрочные прогнозы дат вскрытия рек или объемов весен­ него стока, представленные в виде соответствующих карт. Мето­ дика локальных п территориальных прогнозов несколько различна, па что в соответствующих главах книги обращено внимание.

§ 3. ПОГРЕШНОСТЬ И ОЦЕНКА ОПРАВДЫВАЕМОСТИ ПРОГНОЗОВ. ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ МЕТОДИКИ

Из ранее изложенного следует, что предсказанные размеры и срок наступления данного гидрологического явления почти всегда будут отличаться от действительных (после осуществления пред­ сказанного явления) на большую или меньшую величину. Другими словами, почти каждый прогноз имеет определенную погрешность (ошибку).

Под погрешностью прогноза понимается разность между пред­ сказанной и действительной величинами. Например, если предска­ зывалась высота половодья на р. Оке у г. Калуги, равная 1100 см (над нулем графика водомерного поста), а была 1050 см, то по­ грешность такого прогноза будет 50 см. Знак погрешности (плюс или минус), очевидно, носит условный характер, так как он изме­ нился бы на обратный, если бы для нахождения погрешности было принято вычитать из действительной величины предсказанную.

28

Способ оценки оправдываемостп прогнозов должен быть объек­ тивным II позволять сравнивать точность прогнозов различных гидрологических явлений или прогнозов одного и того же явления, составляемых по различной методике. Эти требования могут быть

вости иногда называют природной. Так, если даются прогнозы рас­ ходов воды на 5 дней вперед во время устойчивого спада поло­ водья, то при вычислении допустимой погрешности прогнозов должна быть принята во внимание мера изменчивости наблюдае­ мых величин снижения расходов воды в течение 5 дней в указан­ ный период половодья. Или, если прогнозы вскрытия реки вы­ пускаются раньше самой ранней из наблюдавшихся дат ее вскры­ тия, то при определении допустимой погрешности прогноза надо учесть меру изменчивости дат вскрытия, вычисленную по данным многолетних наблюдений над этим явлением, и т. д.

Как известно, основной статистической мерой изменчивости слу­ чайной переменной величины является ее среднее квадратическое отклонение. Поэтому статистически будет вполне обоснованным принять за допустимую погрешность прогноза некоторую долю среднего квадратического отклонения предсказываемой величины ст или среднего квадратического отклонения величины изменения предсказываемой величины стд на протяжении периода заблаговре­ менности прогноза. На основании многолетнего опыта составления прогнозов и разработки их методики, позволяющего оценить ре­ альную в настоящее время точность предвидения гидрологических явлений, целесообразно принять за допустимую погрешность каж­ дого прогноза Ддоп вероятное отклонение предсказываемой вели­ чины от нормы или ее изменения за период заблаговременного про­ гноза, т. е.

Заметим, что величина изменчивости одного и того же предска­ зываемого явления часто должна вычисляться отдельно по сезонам,

29