Разработка и усовершенствование моделей. методов и технологий прогнозирования гидрологических процессов и явлений в бассейнах рек и водохранилищ

В данном отчете рассматриваются основные результаты исследований, выполненных в рамках реализации второго этапа темы 1.1.9 НИТР «Разработка и усовершенствование моделей, методов и технологий прогнозирования гидрологических процессов и явлений в бассейнах рек и водохранилищ» за 2021 год. Основной целью данного этапа проекта является разработка методов краткосрочного, среднесрочного и долгосрочного прогнозирования характеристик водного и ледового режима для крупного речного бассейна Дон, основанных на современных методах и моде-лях гидрологического прогнозирования, а также создание геоинформационной основы и анализ существующей физико-географической информации средствами ВЕБ-ГИС техноло-гий. Решение этой задачи позволит повысить эффективность использования оперативных прогнозов в интересах населения и экономики. В процессе выполнения исследований подготовлена геоинформационная основа для дальнейшего сбора исходной информации, а также структурирования базы гидрометеорологической информации. Собранные и обработанные физико-географические данные будут использованы на следующих этапах выполнения темы НИТР для расчета основных коэффициентов и параметров, входящих в уравнения математических моделей. Проанализированы методы и технологии, применяемые в оперативной практике краткосрочного и среднесрочного прогнозирования паводкового стока в бассейнах крупных рек. Показано, что в основном используют сравнительно простые методы и модели, не очень чувствительные к погрешностям исходных данных, легко настраиваемые при изменении объема входной информации. Результатом выполненных исследований явились методы краткосрочного и сред-несрочного прогнозов характеристик водного режима рек бассейна Дона и притока воды в Цимлянское водохранилище, в основу которых положены модель формирования речного стока и методы экстраполяции. Показана принципиальная возможность использования этих методов в автоматизированном режиме с использованием оперативной гидрометеорологической информации, имеющейся в оперативно-прогностических организациях Росгидромета. Успешно реализована задача разработки методов долгосрочных прогнозов характеристик паводкового стока рек бассейна Дона (объема стока, максимальных уровней и рас-ходов воды за половодье, притока воды в Цимлянское водохранилище за месяц, квартал и за период половодья), выполненных на основе традиционных физико-статистических зависимостей, успешно зарекомендовавших себя в области оперативных гидрологических прогнозов. Dажным результатом проведенных исследований данного этапа НИТР явилась впервые созданная система, предназначенная для расчетов и прогнозов сроков начала ледообразования в бассейне р. Дон. Реализация такой системы позволяет одновременно прогнозировать даты появления плавучего льда на всей площади бассейна, как вдоль всего протяжения главной реки, так и на ее основных притоках. Разработана методика долгосрочного прогноза весенне-осенних ледовых явлений в бассейне реки Дон. При выявлении наиболее информативно значимых районов поля геопотенциалов, в которых атмосферные процессы оказывают наиболее сильное влияние на ледовые явления в Донском бассейне, использовался метод дискриминантного анализа и конечным результатом явились комплексные прогностические регрессионные уравнения для каждого выбранного гидрологического пункта. Полученные результаты и разработанные рекомендации будут использованы при выполнении исследований по дальнейшим этапам проекта, а также при выполнении работ в рамках совершенствования и развития системы прогнозирования паводкового стока рек