CC BY
21
УДК 627.11
АНАЛИЗ ИЗМЕНЕНИЯ УРОВНЕЙ ВОДЫ РЕКИ ПРЕГОЛИ В 2018 ГОДУ
М. П. Бредихин, аспирант, e-mail: [email protected] В. А. Наумов, доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой водных ресурсов и водопользования, e-mail: [email protected] ФГБОУ ВО «Калининградский государственный технический
университет»
В.М. Ходоркова, старший преподаватель кафедры машиноведения и
технических систем, e-mail: [email protected] ФГАОУ ВО «Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта»
Статья посвящена изучению уровней воды в р. Преголе по измерениям гидропоста в г. Гвардейске за 2018 г. Использовались оперативные данные Росгидромета, не прошедшие контрольную обработку. Сопоставлены характерные уровни воды р. Преголи в 2018 г. с их значениями за предыдущее десятилетие. Водность Преголи в 2018 оказалась меньше средней с низким минимальным уровнем (490 см), но довольно высоким максимальным уровнем воды в начале февраля (767 см). Продолжительность стояния уровней воды 760 см и более составила 4 сут. Уровни 500 см и менее наблюдались в течение девяти суток. Расчетным путем получена оценка среднесуточных расходов р. Преголи в 2018 г.
р. Преголя, уровни воды, результаты наблюдений, максимальные и минимальные значения, водность, оценка расходов
Уровни воды в реках существенно изменяются в течение года - от наименьших в межень до наибольших во время весеннего половодья и дождевых паводков. Река Преголя является важнейшим водотоком Калининградской области. Режим ее течения оказывает влияние на многие стороны жизни населения. Изучение уровней в главной водной артерии региона важно для судоходства [1], обеспечения водозабора [2], исследования распространения примесей по водотокам [3] и других научных и прикладных задач. Ему посвящены многие вышедшие в свет работы [4-6].
Ранее опубликованные результаты исследований по ее уровням включают данные 2017 г. (например, [1]). Эта статья посвящена изучению уровней воды в р. Преголе по измерениям гидропоста в г. Гвардейске за 2018 г. Необходимо отметить, что были взяты результаты наблюдений Интернет-ресурса [7], на котором имеется предупреждение: «Используются оперативные данные Росгидромета, не прошедшие контрольную обработку. Могут содержаться ошибки». Поэтому в дальнейшем возможна определенная корректировка полученных числовых значений.
На рис. 1 представлены ежедневные уровни воды р. Преголи в створе г. Гвардейска в 2018 г. по данным [7]. Как и в предыдущее десятилетие, в начале года имеется несколько пиков уровня, обусловленных зимними оттепелями. Ко времени весеннего половодья (март -начало апреля) большая часть снега и льда уже растаяла, поэтому подъем воды значительно меньший, чем был в январе и феврале. Наивысший в году уровень воды был зафиксирован 4 и 5 февраля, H = 767 см. Наименьший уровень наблюдался 4 декабря, H = 490 см. Среднегодовой уровень составил H = 575 см. В конце сентября и в ноябре был отмечен подъем уровня воды в связи с обильными дождями, а в декабре - из-за оттепелей.
н,
см 750
700
650
600
550
500
450
Сопоставим характерные уровни воды р. Преголи со значениями за предыдущее десятилетие. В табл. 1 данные за 2008-2016 гг. взяты с официального сайта автоматизированной информационной системы государственного мониторинга водных объектов [8]. Значения за 2017-2018 гг. рассчитаны нами по данным [7], значит, могут быть скорректированы после проверки массива наблюдений.
2018 год нельзя считать многоводным, так как средний уровень воды в р. Преголе был меньше 575 см только в 2014 и 2015 гг. Это же подтверждается тем, что наименьший уровень 2018 г. (490 см) был отмечен еще в 2015, а ниже (485 см) - только в 2014 г. При этом уровень во время таяния снега и льда оказался довольно высоким. Больше он был только в 2013 г. и в экстремальные половодья (2011 и 2017 г.).
Таблица 1 - Характерные значения уровней воды р. Преголи (Гвардейск, 2008-2018)
Год Уровни от нуля поста (-5,17 м Балтийской системы)
Средний Наибольший Наименьший
2008 584 763 511
2009 580 739 511
2010 586 753 509
2011 606 885 511
2012 600 762 535
2013 598 780 522
2014 560 743 485
2015 554 655 490
2016 588 713 510
2017 646 857 538
2018 575 767 490
В среде МаШсаё по известной методике [9] были рассчитаны повторяемость и продолжительность стояния уровней воды в 2018 г. (рис. 2). Видно, что наибольшая
л
V
V
V л
1 л \ л ( л г л 1
Ч/и Ц/ч ДМ V л
ч
й & 9 а & а Он 1 1 1 Й £ 1 и 1 1 £ § X ё. «
Рисунок 1 - Ежедневные уровни воды р. Преголи (Гвардейск) в 2018 г. по данным [7]
повторяемость (103 дня) наблюдалась у уровней примерно 540-550 см. Уровни 760 см и более простояли всего 4 сут. Уровни 500 см и менее наблюдались в течение 9 сут.
Я,
сут. 350
300 250 200 150 100 50 0
500 520 540 560 580 600 620 640 660 680 700 720 740 760 Н, си Рисунок 2 - Повторяемость (1) и продолжительность стояния уровней воды (2)
р. Преголи в 2018 г. (в сутках)
По формуле из [6] можно оценить среднесуточные расходы воды (рис. 3):
д(И) = 728,2 - 3,261-И + 3,6932-10-3 • И2 (1)
Рисунок 3 - Оценка среднесуточных расходов реки Преголи (Гвардейск)
в 2018 году по формуле (1)
Формула (1) плохо описывает связь между максимальными уровнями и расходами. Для таковых нужно применять формулу, полученную в [10]:
Qm = 0,00451 • (Hm - 516,9)206. (2)
Таким образом, анализ изменений уровней р. Преголи позволил оценить водность в 2018 г. как таковую меньше средней с низким минимальным уровнем (490 см), но довольно высоким максимальным уровнем воды в начале февраля (767 см). Продолжительность стояния уровней воды 760 см и более составила 4 сут. Уровни 500 см и менее наблюдались в течение 9 сут.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Наумов, В.А. Необходимые для судоходства уровни воды реки Преголи последнего десятилетия / В. А. Наумов, Н. В. Меснянкин // VI Международный Балтийский морской форум (3-6 сентября 2018 г.): материалы конференции: в 6 т. - Т.1 [Электронный ресурс]. -Калининград: Изд-во БГАРФ, 2018. - С. 214-220. - 1 электрон. опт. диск.
2. Великанов, Н.Л. Изменчивость качества воды реки Преголи / Н. Л. Великанов, В. А. Наумов, Л. В. Маркова // Вода: химия и экология. - 2016. - № 8. - С. 86-93.
3. Наумов, В.А. Математическое моделирование распространения взвешенных примесей от точечного источника и их осаждения в водотоке / В. А. Наумов // Известия КГТУ. - 2017. - № 44. - С. 46-58.
4. Наумов, В.А. Анализ изменений уровней и расходов реки Преголи в 2011 году / В.
A. Наумов, Л. В. Маркова // Состояние и перспективы развития водохозяйственного комплекса региона: сборник научных трудов. - Калининград, 2012. - С. 75-81.
5. Наумов, В. А. Повторяемость и продолжительность стояния уровней реки Преголи в створе города Гвардейска / В. А. Наумов, Н. В. Меснянкин // Водохозяйственные проблемы региона: сборник научных трудов. - Калининград: Изд-во ФГБОУ ВО «КГТУ», 2016. - С. 79-74.
6. Наумов, В. А. Инженерные изыскания в бассейне реки Преголи: моногр. / В. А. Наумов, Н. Р. Ахмедова. - Калининград: Изд-во ФГБОУ ВО «КГТУ», 2017. - 183 с.
7. ГИС-портал Центра регистра и кадастра [Электронный ресурс]. - URL: http://gis.vodinfo.ru/ (дата обращения: 10.02.2019).
8. Автоматизированная информационная система государственного мониторинга водных объектов [Электронный ресурс]. - URL: https://gmvo.skniivh.ru/ (дата обращения: 01.02.2019).
9. Практикум по гидрологии, гидрометрии и регулированию стока: учеб. пособие /
B.Е. Овчаров [и др.] - Москва: Агропромиздат, 1988. - 224 с.
10. Наумов, В. А. Уравнение регрессии максимальных годовых уровней и расходов реки / В. А. Наумов // Математика и естественные науки. Теория и практика: межвузовский сборник научных трудов. - Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2018. - С. 195-200.
ANALYSIS OF WATER LEVELS CHANGES IN THE PREGEL RIVER IN 2018
M. Bredihin, graduate student, e-mail: [email protected] V. Naumov, doctor of technical sciences, Professor, head of Department of water resources and water use, e-mail: [email protected] Kaliningrad State Technical University V. Hodorkova, Senior Lecturer in engineering and technical systems,
e-mail: [email protected] Immanuel Kant Baltic Federal University
The article is devoted to the study of water levels in the Pregel River by measurements in the Gvardeysk-city for 2018. The Roshydromet operational data, which did not pass the control processing, were used. The characteristic water levels of the Pregel River in 2018 were compared with the values for the previous decade. The water content of the Pregel River in 2018 was lower than the average with a low minimum level (490 cm), but a fairly high maximum water level in early February (767 cm). The duration of standing water levels of 760 cm or more was 4 days. Levels of 500 cm or less were observed for 9 days. The estimate of the average daily costs of the Pregel River in 2018 was obtained by calculation.
Pregel River, water levels, observations, maximum and minimum values, water content, cost estimation
