ИСТИНА

В работе предложен и разработан полный цикл методов исследования водного режима бассейнов рек на основе синтеза моделей гидрометеорологического цикла, начиная от получения определяющих водный режим территории исходных метеорологических данных на основе мезомасштабных моделей циркуляции атмосферы, через анализ процессов формирования стока на водосборе, до поступления воды в речную сеть и условий движения воды на конкретных участках речной сети. Такой подход позволил решить разноплановые задачи, связанные с гидрологической безопасностью в речных бассейнах, связанные с затоплением территории, притоком воды к водохранилищам, хозяйственной деятельностью в бассейнах рек как в режиме краткосрочного прогноза, так и для разнообразных сценарных расчетов. В качестве основной модели формирования стока с распределенными параметрами использовалась модель Ecomag (автор Мотовилов Ю.Г.), успешно применяющаяся последнее десятилетие в практике оперативной работы МПР России. Модели формирования стока с распределенными параметрами требуют детальной метеорологической информации на входе, а данных действующей сети метеорологических станций не всегда достаточно для корректного отображения полей метеорологических характеристик (температуры воздуха, осадков и испарения). Поэтому одним из направлений исследования было насыщение модели формирования стока метеорологической информацией за счет применения мезомасштабной модели циркуляции атмосферы WRF (США), дающей необходимые поля метеорологических характеристик. Данная модель применяется в практике оперативных прогнозов Гидрометеоцентра России и позволяет получить данные о приземной температуре воздуха, количестве осадков, влажности воздуха и других метеорологических характеристиках на регулярной сетке с пространственным разрешением от 1 до 10 км за каждый метеорологический срок (каждые 3 ч) с учетом характеристик подстилающей поверхности. В работе была решена задача обмена данными между моделью формирования стока Ecomag и мезомасштабной моделью циркуляции атмосферы WRF, для чего в каждой из них разработаны специальные блоки ввода - вывода информации, обеспечивающие обмен данными. Для решения задач гидрологической безопасности участков конкретных участков рек, к которым приурочены населенные пункты, переходы различных транспортных магистралей через водотоки и другие хозяйственные объекты, необходима более детальная картина распределения уровней и расходов воды на участке реки. Для перехода от полученных по моделям формирования стока расходов воды к уровням и скоростям течения на участках рек в исследовании разработан блок перехода от модели формирования стока к детальным моделям движения воды по руслам рек. В этом случае полученные по модели формирования стока расходы воды вводятся как входные данные в одномерную (Mike 11 Датского гидравлического института) и двумерную (River (авт. Беликов В.В., Милитеев А.Н.) модели движения воды по руслам рек. Этот класс моделей на основе детальной цифровой модели участка долины реки позволяет получить детальную картину затопления территории, которая при необходимости сопоставляется с космическими снимками долины реки. В качестве ключевых бассейнов для исследования были выбраны бассейны рек, находящиеся в различных природных зонах, различающиеся по площади и степени хозяйственной освоенности. В их числе исследовано несколько водосборов бассейна реки Волги, имеющих большое хозяйственное значение - бассейн Иваньковского водохранилища (верхний из бассейнов Волжско-Камского каскада), бассейн р. Оки, и отдельно (на более детальной расчетной сетке) бассейны 5 москворецких водохранилищ (Можайского, Озернинского, Рузского, Истринского, Вазузского), определяющих водообеспечение г. Москвы, бассейны северных рек со слабой антропогенной нагрузкой- Северная Двина, Мезень, Печора.