CC BY
29
Раздел 3 ГИДРОЛОГИЯ. КЛИМАТ
Section 3 HYDROLOGY. CLIMATE
УДК 556.552
ОПРАВДЫВАЕМОСТЬ ПРОГНОЗА МАКСИМАЛЬНЫХ УРОВНЕЙ
ВЕСНОЙ 2019 ГОДА В АЛТАЙСКОМ КРАЕ
12 1 2 В.П. Галахов , , О.В. Ловцкая , Е.В. Мардасова
1Институт водных и экологических проблем СО РАН, Барнаул, E-mail: [email protected] 2.Алтайский государственный университет, Барнаул
Рассмотрена оправдываемость прогноза максимальных уровней на крупных реках Алтайского края. Прогноз был предоставлен в начале апреля 2019 г. в Межведомственную рабочую группу по вопросам прогнозирования весенних и дождевых паводков различной заблаговременности. Прогноз максимальных уровней для трех створов Алтайского края в 2019 г. оправдался.
Ключевые слова: Алтайский край, реки Чарыш, Бия, Обь, максимальные уровни 2019 г.
DOI: 10.24411/2410-1192-2019-15305
Дата поступления 17.05.2019
Подтопление селитебных территорий является одним из негативных последствий прохождения волн половодья. В частности, в районе города Барнаула подтоплению подвергается пос. Затон. Ликвидация последствий подобных подтоплений и компенсация наносимого материального ущерба населению может достигать десятков миллионов рублей. В связи с этим немаловажным для специальных служб (МЧС) и администраций крупных населенных пунктов является прогноз максимального подьема уровня воды в период прохождения половодья с достаточно большой заблаговременностью. Как правило, специалистами Росгидромета подобный прогноз предоставляется в начале апреля.
Разрабатываемые модели расчета расходов и максимальных уровней весеннего половодья основываются на физико-статистических моделях (например, работы выполняющиеся под руководством Д.А. Буракова). В качестве
первичных предиктандов (конкретных величин, используемых в схемах расчетов) в подобных моделях используется имеющаяся гидрометеорологическая информация. Эти модели дают относительно хороший результат при краткосрочных прогнозах.
Наиболее перспективный способ для оценки увлажнения формирующего половодье в условиях длительной зимы, по мнению специалистов, является расчет осадков исходя из измерения скорости вертикальных движений. На основе простой кинематической модели можно определить орографическую добавку к скорости вертикальных движений при пересечении воздушными массами орографических препятствий, которую следует увязать с суммой зимних осадков. Именно подобная методика была использована для оценки максимального уровня воды для бассейна Чарыша (свх Чарышский) [1], Бии (Бийск) [2] и Оби (Барнаул) и показала на примере расчетов за весенние периоды 2016, 2018,
2019 гг. вполне приемлемый результат. Однако в 2017 г. ошибка прогноза максимального уровня периода половодья превысила метровую отметку. На примере бассейна Чарыша было показано, что кроме суммы зимних осадков (максимальные снегозапасы) на максимальные уровни влияют условия осеннего промерзания в низкогорных бассейнах [3]. К сожалению, их оценка для Оби в окрестностях города Барнаула в период таяния снега подобная методика в годы без промерзания не разработана. Обратимся непосредственно к результатам прогноза и их оправдываемости весной 2019 г.
Бассейн реки Чарыш
Для оценки максимальных уровней необходимо определить промерзли почвогрунты в бассейне или нет (рис. 1). Как следует из рисунка, с 9 по 22 ноября температура воздуха была существенно ниже нуля. За этот период на ГМС с. Чарышское было зафиксировано 10,9 мм осадков, что соответсвует примерно 5-7 см свежевыпавшего снега. Этой величины не достаточно для теплоизоляции грунтов. Таким образом, осенью 2018 г. в бассейне Чарыша наблюдалось промерзание почвогрунтов. В соответствии с разработанным алгоритмом средняя по бассейну сумма твердых осадков (ноябрь-март) составила 68 мм. В этом случае, максимальный
уровень в следствие таяния снега в створе «Чарыш-свх.Чарышский» будет равен 365±30 см. [1, рис. 4].
Анализ Бюллетеней Межведомственной региональной группы показал (рис. 2), что максимальный уровень отмечался 7 апреля - 465 см. Однако по нашему мнению - это заторный уровень. В районе водомерного поста (находится немного выше автомобильного моста ) 6 апреля началась подвижка льда, а 7 апреля - густой ледоход и скопления льда у моста. Уровень 27 мая равнялся 383 см, второй пик начался 13 июня и составил 367 см. После второго пика уровень воды на водомерном посту начал монотонно понижаться. Таким образом, учитывая, что прогнозировался уровень, равный 365±30 см, то можно считать, что прогноз оправдался.
Река Бия у города Бийска
Уровеный режим реки Бии характеризуется, как правило, двумя волнами. Первая волна формируется вследствие таяния снега непосредственно в бассейне реки, вторая - вследствие сброса воды из Телецкого озера. В данном случае дается прогноз максимального уровня первой волны половодья в результате таяния снежного покрова в бассейне Бии. В соответствии с разработанным алгоритмом [2] средняя по бассейну сумма твердых осадков (ноябрь-март) составила 83,2 мм (рис. 3).
Рис. 1. Суммы суточных осадков и средних суточных температур по ГМС с.Чарышское осенью 2018 г. [4]
Дни
Дни
Рис. 2. Колебание уровней, температур и осадков [4] в бассейне р. Чарыш:
а - на водомерном посту свх. Чарышский с 1 марта по 20 июня; б - по ГМС с. Чарышское с 15 марта по 20 июня. Прямой линией на нижнем рисунке показан прогнозный уровень - 365 см.
Рис. 3. Г рафик связи орографической добавки к скорости вертикальных движений для р. Бия (м/сек) и суммы осадков за ноябрь-март, зима 2018-2019 г.
Квадратиком показано положение ГМС Бийск-Зональное без учета метелевой концентрации.
В этом случае, максимальный уровень в следствие таяния снега у г. Бийска будет равен 295±25 см [2, рис. 24]. Анализ Бюллетеней Межведомственной региональной группы показал (рис. 4), что 8 апреля уровень равнялся 273 см, второй пик был 24 мая и составил 303 см. После второго пика уровень воды на водомерном посту начал монотонно понижаться. Таким образом, учитывая, что прогнозировался уровен, равный 295±25 см, то можно считать, что прогноз оправдался.
Река Обь у города Барнаула
Формирование максимальных уровней у г. Барнаула связано с талыми водами реки Катуни. Первая волна половодья реки Бии и волны левобережных притоков Оби (Чарыш, Ануй, Песчаная) формируют заполнение поймы реки Оби. В соответствии с разработанным алгоритмом средняя по бассейну Кату-ни сумма твердых осадков (ноябрь-март) составила 46,1 мм (рис. 5). В этом случае, максимальный уровень у г. Барнаула вследствие таяния снега будет равен 480±40 см. (рис. 6).
Осадки, мм
г 60
- 50 -40
- 30
- 20 - 10 - 0
Дни
Рис. 4. Колебание уровней, температур и осадков [4] в бассейне р. Бия:
а - на водомерном посту г. Бийск с 1 марта по 20 июня; б - по ГМС с. Турочак с 15 марта по 20 июня. Прямой линией на нижнем рисунке показан прогнозный уровень - 295 см.
Рис. 5. График связи орографической добавки к скорости вертикальных движений в бассейне р. Катунь (м/сек) и суммы средних многолетних осадков за ноябрь-март, зима 2018-2019 г. [4]
Анализ Бюллетеней Межведомственной региональной группы показал (рис. 7), что 29 мая уровень равнялся 471 см, второй пик был 8-9 июня и составил 463 см. После второго пика уро-
вень воды на водомерном посту начал монотонно понижаться. Таким образом, учитывая, что прогнозировался уровень, равный 480±40 см, то можно считать, что прогноз оправдался.
Осадки, мм
Средний суточный Среднесуточная
уровень, см температура, °С ^ Максимальный уровень, см
20 40 60 80 100 120 140 160
Сумма осадков, мм
тс. 6. Зависимость максимальных средних суточных уровней у города Барнаула от зимних осадков в бассейне Катуни (1967-1988 гг.).
Квадратиками показаны «проверочные» годы: 2005-2006, 2009-2010, 2010-2011, 2015-2016.
Рис. 7. Колебание уровней, температур и осадков [4] в бассейне р. Обь:
а - на водомерном посту г. Барнаул с 1 марта по 4 июля; б - по ГМС с. Онгудай с 15 марта по 4 июля. Прямой линией на нижнем рисунке показан прогнозный уровень - 480 см.
Осадки, мм
Выводы
1. Использование орографической добвки к скорости вертикальных движений позволяет оценить максимальные уровни вследствие таяния снега.
2. Прогноз максимальных уровней для трех створов Алтайского края в 2019 г. оправдался.
3. Необходима разработка учета осеннего промерзания при прогнозе максимальных уровней от таяния снега в створе «Обь-Барнаул».
1. Галахов В.П., Попов Е.С., Мардасова Е.В., Плехова А.В. Прогноз максимальных уровней реки Чарыш в период снеготаяния // Изв. АО РГО. - 2016. - № 3 (42). - С. 38-44.
2. Галахов В.П., Сюбаев А.А. Условия формирования половодья в бассейне реки Бии. - Барнаул: Изд-во АлтГУ, 2019. - 76 с.
3. Галахов В.П., Мардасова Е.В., Люцигер Н.В., Самойлова С.Ю. Влияние осеннего промерзания на максимальные уровни бассейна реки Чарыш // Изв. АО РГО. - 2018. - № 2 (49). - С. 54-57.
4. https://www.gismeteo.ru.
References
1. Galakhov V.P., Popov Ye.S., Mardasova Ye.V., Plekhova A.V. Prognoz maksimalnykh urovney reki Charysh v period snegotayaniya // Izv. AO RGO. - 2016. -№ 3 (42). - S. 38-44.
2. Galakhov V.P., Syubayev A.A. Usloviya formirovaniya polovodya v basseyne reki Bii. - Barnaul: Izd-vo AltGU, 2019. - 76 s.
3. Galakhov V.P., Mardasova Ye.V., Lyutsiger N.V., Samoylova S.Yu. Vliyaniye osennego promerzaniya na maksimalnye urovni basseyna reki Charysh // Izv. AO RGO. -2018. - № 2 (49). - S. 54-57.
4. https://www.gismeteo.ru.
CORRECTNESS OF FORECASTING MAXIMUM LEVELS
IN SPRING OF 2019 IN ALTAI KRAI
V.P. Galakhov1,2, O.V. Lovtskaya1, E.V. Mardasova2
1 Institute for Water and Environmental Problems SB RAS, Barnaul, E-mail: [email protected]
2Altai State University, Barnaul
Correctness of forecasting maximum water levels in large rivers of Altai Krai in the spring of 2019 is discussed. The forecast was submitted to the Interdepartmental working group on forecasting spring and rain floods of different lead time in the beginning of April 2019.
Key words: Altai Krai, rivers Charysh, Biya, Ob, maximum levels of 2019.
Received May 17, 2019
