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

В выпущенном прогнозе для величины предсказываемого явле­ ния должен быть указан настолько большой диапазон, чтобы веро­ ятность нахождения внутри него действительной величины явления была бы достаточно высокой. С другой стороны, этот диапазон не должен быть и таким широким, чтобы затруднять использование прогноза на практике. Опыт выпуска прогнозов говорит о том, что

Вероятность того, что действительная величина предсказываемого по данной методике гидрологического явления не выйдет за эти пределы, равна 50%, а обеспеченность крайних значений диапазона составляет 75 п 25%. Согласно сказанному, долгосрочный прогноз, например, высоты половодья для некоторого пункта на данной реке будет иметь такую форму: ожидается высота половодья, скажем, равная 700 см при вероятной погрешности прогноза ±60 см, или с вероятностью 50% высота половодья ожидается в пределах 640— 760 см при среднем значении 700 см. Для некоторых видов прогно­ зов диапазон ожидаемых значений предсказываемого явления на­ значается иначе. Например, краткосрочный прогноз ледовых явле­ ний для отдельных пунктов дается в виде двухдневного диапазона без указания вероятной ошибки.

Для некоторых организаций может быть полезна такая форма прогноза гидрологического явления, в которой указываются вели­ чины вероятности или обеспеченности различных значений пред­ сказываемой величины. Вычислив по разработанной методике сред­ нее значение предсказываемой величины у ' для данного случая и зная величину а ' , а также задаваясь различными значениями k ,

легко определить любые значения диапазона и величины вероятно­ сти нахождения предсказываемой величины внутри того или иного диапазона. Понятно, что можно найти и обеспеченность крайних значений каждого диапазона, а также представить прогноз той или иной величины в виде кривой обеспеченности. Надо заметить, что вследствие сделанных выше допущений в отношении распределения ошибок проверочных прогнозов надежность определения обеспе­ ченности очень малых и очень больших значений предсказываемой величины заметно снижается. При большом числе проверочных прогнозов можно построить кривую обеспеченности величин их погрешностей по эмпирическим данным и сравнить ее с теоретиче­ ской, получаемой по кривой Гаусса при данном значении а ' . Обес­

печенность данного значения погрешности, выраженная в процен­ тах, вычисляется по известной формуле

где т — порядковый номер члена ряда, расположенного в убываю­ щем порядке; п — общее число членов ряда.

При малом числе проверочных прогнозов и коротком ряде наблюдений (п <25-4-30), на основе которых устанавливались

зависимости для прогноза данного явления, определение распреде­ ления погрешностей прогнозов, которые будут составляться по дан­ ной методике, становится сложным. Не рассматривая этого во­ проса, заметим лишь, что при решении его необходимо учесть ошибки определения величины а' и параметров зависимостей.

Еще больше увеличивается сложность решения рассматриваемой задачи, если величина погрешности зависит от самой величины предсказываемого явления. Одно из приближенных решений подоб­ ной задачи (для случая значительного п) сводится к следующему.

По ряду значений погрешностей проверочных прогнозов Д* и соответствующих нм ожидаемых средних значений предсказывае­ мой величины г/пр строится эмпирическая зависимость |Д | = f (і/пр) - Далее, для каждого значения у пр находим по этой зависимости|Д | и вычисляем величины Д (= Д */|Д |, которые не зависят от у ир.

Решение рассматриваемой задачи можно свести и к вычислению по ряду значений погрешностей проверочных прогнозов величин а'

по отдельным интервалам значений предсказываемой величины. Но для этого требуется такое большое число проверочных прогно­ зов, каким редко располагаем.

В заключение остановимся еще на одном случае выпуска про­ гнозов с указанием обеспеченности предсказываемой величины.

Иногда погрешности прогнозов обусловливаются в значительной степени не приближенностью зависимостей, лежащих в основе их методики, а влиянием на предсказываемое явление неизвестной за­ ранее погоды в течение срока, на который дается прогноз. В этом случае можно вычислить по материалам многолетних наблюдений величины обеспеченности той количественной характеристики по­ годы, с которой связано предсказываемое явление. Например, в отношении предсказываемой величины стока реки такой характе­ ристикой может быть количество выпавших осадков. Далее, при выпуске прогноза принимаем все значения факторов, влияющих на предсказываемое явление, в соответствии с данными наблюдений, а неизвестную величину будущих осадков берем различной в зави­ симости от ее обеспеченности. Разным величинам предсказываемого явления, которые получены таким путем, придаются значения обес-

36

печенностп, равные обеспеченности принятой суммы осадков за пе­ риод, на который дается прогноз. Такая форма выпуска прогнозов стока горных рек распространена в США. Недостатком подобной формулировки прогноза является то, что в ней не находит отраже­ ние точность зависимостей, с помощью которых вычисляется пред­ сказываемая величина.

§ 5. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПРОГНОЗАМ

Гидрологические прогнозы используются главным образом для решения следующих двух основных задач:

1) планирования народнохозяйственной деятельности при ис­ пользовании водных ресурсов;

2) предупреждения населения и народнохозяйственных орга­ низаций о резких изменениях состояния рек (наводнениях, заторах льда, маловодьях и т. д.) и других водных объектов.

Различным отраслям народного хозяйства требуются прогнозы гидрологических явлений разной заблаговременности. Например, для составления графиков работы гидроэлектростанций и для нужд ирригации требуются прогнозы речного стока с большой заблаго­ временностью и уточнения их в дальнейшем; для обеспечения безо­ пасности плавания прогноз сроков начала осеннего ледохода дол­ жен составляться с заблаговременностью, достаточной для расста­ новки судов по затонам, и т. д.

Современные методические возможности не всегда позволяют дать прогнозы с желаемой заблаговременностью и точностью. Но внимательное изучение требований народного хозяйства позво­ ляет обоснованно наметить программу максимально полного обес­ печения прогнозами.

При всем разнообразии прогнозов к ним можно предъявить ряд общих требований, а именно прогнозы должны:

1)содержать гидрологические данные, необходимые обслужи­ ваемой отрасли народного хозяйства;

2)составляться в сроки, удовлетворяющие заинтересованные организации;

3)обладать заблаговременностью и точностью, соответствую­ щими требованиям хозяйственных организаций (в пределах, доступ­ ных для существующих методов прогнозов) ;

4)составляться в четкой и понятной форме;

5)подтверждаться соответствующей документацией.

§ 6. ОРГАНИЗАЦИЯ СЛУЖБЫ ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ПРОГНОЗОВ В СССР

Территория Советского Союза охватывает различные природные зоны — от тундры на севере до субтропиков Кавказа и пустынь Сред­ ней Азии. В нашей стране протекает свыше 151 тысячи равнинных и горных рек длиной более 10 км; общая длина их 4,0 млн. км. Ис­ пользование рек, озер и водохранилищ для нужд народного хозяй­ ства становится все более разнообразным и интенсивным. Это вы­ зывает необходимость непрерывного увеличения количества гидро­ логических прогнозов и освещения ими многих явлений на реках,

37

озерах и водохранилищах. Как отмечалось во введении, в настоя­ щее время в нашей стране ежегодно составляется более 100 тысяч гидрологических прогнозов, которые стали необходимыми для гид­ роэнергетики, судоходства, орошаемого земледелия, водоснабжения и т. д. Большую роль прогнозы играют также и в деле борьбы с на­ воднениями.

Начало организации общегосударственной службы гидрологиче­ ских прогнозов относится к 1929 г., когда был создан Гидрометеоро­ логический комитет при СНК СССР; в состав наблюдательной сети вошли почти все метеорологические и гидрологические станции. В СССР служба гидрологических прогнозов объединена со службой погоды; это облегчает гидрологам использование различных про­ гнозов погоды.

Руководство гидрометеорологическим обслуживанием народного хозяйства осуществляет Главное управление гидрометеорологиче­ ской службы при Совете Министров СССР.

Обслуживание центральных организаций гидрологическими прогнозами производит Гидрометцентр СССР; в его состав входят отдел по научной разработке методов прогноза стока и ледовых явлений, занимающийся усовершенствованием и разработкой новых методов прогнозов и осуществляющие научно-методическое руко­ водство местными органами службы прогнозов, а также отдел, в за­ дачу которого входит оперативное обслуживание центральных орга­ низаций гидрологическими прогнозами и информациями.

Работа службы гидрологических прогнозов организована по ад­ министративно-территориальному принципу. В каждом управлении Гидрометеорологической службы имеется бюро погоды, в состав ко­ торого входит отдел гидрологических прогнозов. Кроме того, в круп­ ных областных центрах и на больших гидротехнических стройках работают гидрометеорологические бюро, в составе которых есть гидрологические группы, составляющие прогнозы; эти группы в опе­ ративно-методическом отношении подчинены соответствующему бюро погоды.

Все упомянутые органы службы гидрологических прогнозов об­ служивают народное хозяйство прогнозами, а в свободное от опера­ тивной работы время ведут методическую работу. Как отмечалось во введении, в настоящее время наиболее распространенными и важными являются следующие виды прогнозов:

—прогнозы сезонного, квартального и местного притока воды

вводохранилища ГЭС;

—■прогнозы речного стока в районах орошаемого земледелия на вегетационный период, месяц, декаду;

—прогнозы весеннего половодья и дождевых паводков (макси­ мальных уровней, расходов воды, объема стока и элементов ре­ жима) ;

—прогнозы ежедневных уровней рек, расходов воды и притока воды в водохранилища;

—прогнозы замерзания рек, озер и водохранилищ;

— прогнозы вскрытия рек и очищения ото льда водохранилищ.

38

В нашей стране создана общегосударственная сеть опорных гидрометеорологических станций, насчитывающая около 6000 водо­ мерных постов (из которых для 4000 подсчитывается сток) и около 10 000 постов, ведущих наблюдения за осадками. Кроме того, про­ водятся обширные наблюдения за снежным покровом, влажностью и промерзанием почвы и др. Помимо общегосударственной сети, имеется некоторое количество ведомственных станций.

Г л а в а II

ГИДРОЛОГИЧЕСКИЕ ИНФОРМАЦИИ

§ 1. ЗАДАЧИ И СОДЕРЖАНИЕ ИНФОРМАЦИЙ

Многим народнохозяйственным организациям, учреждениям

ипредприятиям требуются не только гидрологические прогнозы, но

исведения о текущем состоянии тех или иных рек, озер и водохра­ нилищ. Эти сведения вместе с данными гидрологических прогнозов принимаются во внимание при решении многих вопросов использо­ вания того или иного водного объекта в ближайшее время, а также в случаях осуществления мероприятий, имеющих целью уменьшить убытки в связи, например, с высоким половодьем и т. п.

Чтобы обеспечить народное хозяйство материалами о текущем, а также и о будущем состоянии рек, озер и водохранилищ, органы службы гидрологических прогнозов систематически (в некоторых случаях эпизодически) получают данные . наблюдений со станций

ипостов. К числу этих данных относятся сведения об уровнях и расходах воды, ледовых явлениях, температуре воды, снежном по­ крове и некоторые другие. В последние годы в связи с развитием

гидротехнического и водохозяйственного строительства большое значение стало иметь поступление данных о притоке воды в водо­ хранилища, планируемых и фактических сбросах воды ГЭС, напол­ нении и водном балансе водохранилищ, заборах воды ороситель­ ными каналами и т. д. Текущие материалы об осадках и темпера­ туре воздуха, а также другие метеорологические сведения органы службы гидрологических прогнозов получают от синоптиков Бюро погоды. Во время замерзания и вскрытия рек, таяния снега и раз­ ливов рек по заданиям и при участии гидрологов предпринимаются также авиаразведки. Они дают ценные для информационной ра­ боты сведения о состоянии рек и снежного покрова.

Комплекс работ по сбору, обработке и передаче в той или иной форме (телефонограммой, с помощью специального бюллетеня и т. п.) заинтересованным организациям данных о текущем и ожи­ даемом состоянии водных объектов получил название гидрологиче­ ской информации.

39