Петр Пушистов - Наводнения - от защиты к управлению

Таблица 6. Данные наблюдений (η н) и расчетов (η м) по модели М11 «Сосьва — Игрим» уровней воды в основные фазы гидрологического цикла на г/п Сосьва

Определенное количественное представление о сравнении результатов расчетов по модели М11 «Сосьва — Игрим» и данных наблюдений дают табл. 6 и 7.

Таблица 7. Данные наблюдений (η н) и расчетов (η м) по модели М11 «Сосьва — Игрим» уровней воды в основные фазы гидрологического цикла на г/п Сартынья

Сравнения данных таблиц 5 и 6 свидетельствует о заметном росте (более чем в 3 раза) средних абсолютных ошибок прогноза уровней воды (∆η) для г/п Сосьва по модели М11 «Сосьва — Игрим» относительно модели М11 «Сосьва — Сартынья», ∆η=0,57 м и ∆η=0,18 м, соответственно. Аналогичная ошибка по модели М11 «Сосьва — Игрим» для г/п Сартынья (табл. 7) составила 0,86 м.

Для объяснения причин значительных абсолютных ошибок прогноза уровней воды на г/п Сартынья (∆η=0,86 м) по модели М11 «Сосьва — Игрим» была разработана дополнительная модель MIKE 11 HD для участка Сартынья — Игрим с данными о поперечной структуре сечений русла, полученными только с помощью данных лоцманских карт и технологии, использованной при разработке W2—2006. Абсолютные ошибки уровня воды по дополнительной модели М11 «Сартынья — Игрим» для г/п Сартынья оказались равными 0,89 м, из чего следует однозначный вывод о низком качестве исходных данных, получаемых с лоцманских карт для построения расчетной сетки модели М11 «Сартынья — Игрим». Таким образом, для создания адекватной информационно-моделирующей системы прогноза гидрологических ЧС для среднего течения реки Северной Сосьвы, с использованием ресурса программного пакета MIKE 11 (http://www.dhigroup.com), необходимо организовать полевые съемки высокого пространственного разрешения высотных отметок русла и поймы участка реки от г/п Сартынья до г/п Игрим.

Выводы

На основе сопряжения системы WMS и моделей CE-QUAL-W2 и MIKE 11 HD разработан единый информационно-вычислительный комплекс для численного моделирования переменных гидродинамики и качества воды участка среднего течения р. Северная Сосьва, бассейн которой станет основным объектом техногенной нагрузки при реализации мегапроекта «Урал Промышленный — Урал Полярный».

Информационно-вычислительный комплекс «Северная Сосьва» позволяет автоматизировать разработку модели батиметрии водного объекта, что существенно сокращает долю ручного труда при подготовке файла батиметрии. Одновременно, с помощью этого комплекса удается увеличить точность воспроизведения переменных гидродинамики по сравнению с ранее разработанными моделями W2—2006 и W2—2009, о чем свидетельствуют данные верификации модели W2—2011.

Описанный информационно-вычислительный комплекс, по мнению авторов, может быть адаптирован и применен для других крупных рек России при решении прикладных задач использования, охраны и восстановления водных ресурсов.

Накопленный авторами опыт разработки ИВК «Северная Сосьва» однозначно свидетельствует о том, что мультидисциплинарный метод прикладного системного анализа водных объектов становится действительно эффективным, когда он базируется на инновационных программных продуктах водохозяйственного назначения, высокотехнологичных информационно-измерительных системах для проведения полевых исследований и подкрепляется на практике целевым образовательным компонентом подготовки системных аналитиков из числа студентов, обучающихся по специальностям: «информатика и прикладная математика» и «экология и природопользование», как это было сделано в Югорском государственном университете (г. Ханты-Мансийске).

Часть 2. Опыт разработки и результаты применения информационно-вычислительного комплекса «Телецкое озеро»

В синопсис этой части монографии [40] включим следующие разделы:

Объект исследования —открытая для внешних геофизических воздействий единая лимнолого-гидрологическая система, включающая в себя: 1) участок реки Чулышман от г/п Балыкча до устья реки, 2) устье реки Чулышман, 3) меридиональную и широтную части Телецкого озера, включая Кыгинский и Камгинский заливы, 4) исток реки Бии, 5) устьевые зоны наиболее крупных боковых притоков к озеру (реки Кокши, Большие Чили, Кыга, Камга, Колдор, Самыш), а также береговые или буферные зоны Телецкого озера и участка реки Чулышман (см. рис. 34).

Рис. 34. Батиметрия Телецкого озера

В 1998 г. Телецкое озеро внесено ЮНЕСКО в реестр объектов Всемирного природного наследия (http://whc.unesco.org). Половина акваторий Телецкого озера и его восточное побережье входит в состав Алтайского государственного биосферного природного заповедника и является особо охраняемой природной территорией. Несмотря на это в последние десятилетия наблюдается рост антропогенных нагрузок, как на экосистему озера, так и на его бассейн. Прежде всего, это связано с массовым отдыхом и туризмом, сопровождающимся ростом потока отдыхающих, строительством объектов туриндустрии и резким увеличением транспортных средств, в том числе маломерных судов (в последние годы озеро посещают от 150 до 250 тыс. человек в год (http://ecoclub.nsu.ru)).