![]() |
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Проект посвящен исследованию закономерностей пространственного распределения характеристик затопления пойм (глубины и площади затопления, скорости и интенсивности потока, продолжительности затопления) и выявлению вклада антропогенных и климатически обусловленных факторов, определяющих их временные изменения, на основе методов двумерного гидродинамического моделирования. Основными объектами исследования являются поймы крупных рек России на участках существенного хозяйственного освоения. Основными ожидаемыми результатами проекта являются 1) результаты моделирования режима затопления пойм за период наблюдений, оценки и на основе многолетних рядов гидрологических наблюдений с учетом изменений подстилающей поверхности пойм и их освоенности; 2) зависимости характеристик затопления от различных факторов (входного расхода воды, шероховатости подстилающей поверхности, наличия сооружений на пойме) для ключевых участков; 3) оценки возможных изменений характеристик затопления пойм с учетом сценариев изменения климата; 4) результаты оценки вклада антропогенных и климатически обусловленных факторов в изменение характеристик затопления пойм за исторический период и на период климатических прогнозов
По итогам выполнения проекта планируется получение следующих основных результатов: 1) Результаты верификации двумерной гидродинамической модели STREAM_2D на ключевых участках освоенных пойм крупных рек (предположительно на примере р. С.Двины, Лены, Томи, Оки) в виде карто-схем смоделированных границ затопления и границ затопления с космических снимков, графиков сопоставления с данными режимных гидрологических наблюдений 2) Зависимости, построенные по результатам численных экспериментов на основе гидродинамической модели по оценке вклада различных факторов на характеристики затопления пойм 3) Результаты сопоставления карт продолжительности затопления пойм, полученных по результатам гидродинамического моделирования с картами и таблицами по продолжительности затопления, полученными методами ландшафтной индикации 4) Результаты моделирования режима затопления пойм на основе многолетних рядов гидрологических наблюдений с учетом изменений подстилающей поверхности пойм и их освоенности в виде соответствующих карто-схем за отдельные годы и графиков временного хода характеристик затопления 5) Результаты гидродинамического моделирования затопления пойм на основе входных данных из модели формирования стока Ecomag при использовании результатов ансамблевых расчетов по глобальным климатическим моделям в виде соответствующих карто-схем и графиков временного хода осредненных характеристик затопления 6) Результаты оценки вклада антропогенных и климатически обусловленных факторов в изменение характеристик затопления пойм за исторический период и на период климатических прогнозов
Руководитель проекта И.Н. Крыленко имеет многолетний опыт применения различных гидрологических моделей для задач исследования гидрологической безопасности как на уровне отдельных участков речных долин (гидродинамические модели) так и на уровне речных бассейнов (модели формирования стока). Ею разработан и развивается метод верификации гидродинамических моделей на основе космических снимков. В последние годы в своих исследованиях руководитель проекта уделяет особое внимание моделированию возможных изменений стока в различных речных бассейнах и оценкам их неопределенности. Коллективом исполнителей проекта (П.П. Головлев, А.А. Сазонов, Е.А. Фингерт, Федорова Т.А.) разрабатываются модели конкретных участков речных долин, исследуется динамика потока, влияние сооружений на пойме на характеристики затопления, активно применяются дистанционные методы. Ведущий исполнитель проекта В.В Беликов посвятил всю свою многолетнюю практику исследований разработке гидродинамических моделей, он является автором предлагаемого в качестве базового для исследований программного комплекса STREAM_2D, что подтверждено соответствующими патентами и публикациями. Модель нашла широкое применение для моделирования затопления пойм на реках России, в том числе и авариях на крупных гидротехнических сооружениях. М.А. Самохин совместно с Н.И. Алексеевским разработал уравнение генетических составляющих уровней воды на участках рек, имеет большой опыт применения ГИС и методов гидрологических расчетов. В.В. Сурков является большим специалистом в области ландшафтных исследований пойм, разработал метод ландшафтной индикации характеристик затопления. В заделе коллектива исполнителей имеется большое количество выполненных проектов по гидродинамическому моделированию для пойм крупных рек в различных регионах России, что обеспечивает возможность успешной реализации поставленных в проекте объемных вычислительных и исследовательских задач.
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 20 марта 2017 г.-31 декабря 2017 г. | Многолетние изменения характеристик затопления пойм и факторы, их определяющие |
Результаты этапа: 1) Для ключевых участков на р. Северной Двина от г. Котлас до г. Великий Устюг, р. Лены у г. Якутск, р. Томь у г. Томск, р. Амур у г. Благовещенск адаптирована двумерная гидродинамическая модель STREAM_2D. Исходными данными для моделирования являлись многолетние данные экспедиционных наблюдений, топографические карты и данные батиметрических съемок. В качестве входных данных для моделирования использовались данные режимных наблюдений, измеренные расходы воды и отметки водной поверхности по материалам многолетних данных полевых измерений. Калибровка моделей выполнялась уточнением коэффициентов шероховатости русле и пойм на основе сопоставления отметок водной поверхности и распределения расходов воды по рукавам в различные фазы водного режима. 2) Проведена верификация двумерной гидродинамической модели STREAM_2D на ключевых участках освоенных пойм крупных рек (на примере р. С.Двины, Лены, Томи, Амура) в виде карто-схем смоделированных границ затопления и границ затопления с космических снимков, графиков сопоставления с данными режимных гидрологических наблюдений. 3) По результатам численных экспериментов на основе гидродинамической модели построены зависимости по оценки вклада различных факторов (включая изменение расходов воды, изменение шероховатости, наличие инфраструктуры на пойме) на характеристики затопления пойм (среднюю глубину, скорость течения, площадь затопления) 4) Разработана методика моделирования многолетних рядов характеристик затопления пойм на основе двумерной гидродинамической модели STREAM_2D. 5) Проведено моделирование режима затопления пойм для р. Лены и Амура на основе многолетних рядов гидрологических наблюдений с учетом изменений подстилающей поверхности пойм и их освоенности в виде соответствующих карто-схем за отдельные годы и графиков временного хода характеристик затопления. | ||
2 | 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. | Многолетние изменения характеристик затопления пойм и факторы, их определяющие |
Результаты этапа: Проведен анализ изменения освоенности пойм на ключевых участках за многолетний период на основе данных дистанционного зондирования и архивных материалов. Адаптирована двумерная гидродинамической модели STREAM_2D для ключевого участка р. Амур у г. Благовещенск. Проведено моделирования режима затопления пойм на ключевых участках на основе многолетних рядов гидрологических наблюдений с учетом изменений подстилающей поверхности пойм и их освоенности. Сопоставлены карт продолжительности затопления пойм, полученных по результатам гидродинамического моделирования с картами и таблицами по продолжительности затопления, полученными методами ландшафтной индикации. Проведен анализа пространственного распределения и временных изменений характеристик затопления пойм на ключевых участках. | ||
3 | 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. | Многолетние изменения характеристик затопления пойм и факторы, их определяющие |
Результаты этапа: Проведена оценка возможных изменений характеристик затопления пойм р. Амур у г. Благовещенск за многолетний период наблюдений Проведено гидродинамическое моделирование затопления пойм на основе входных данных из модели формирования стока ECOMAG при использовании результатов ансамблевых расчетов по глобальным климатическим моделям для ключевых участков рек Северной Двины и р.Лены Проведена оценка возможных изменений характеристик затопления на ключевых участках на период климатического прогноза На основе гидродинамической модели построены зависимости по оценке вклада различных факторов на характеристики затопления пойм с учетом климатических прогнозов Оценен вклад антропогенных и климатически обусловленных факторов в изменение характеристик затопления пойм за исторический период и на период климатических прогнозов |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".