ПРИМЕНЕНИЕ ГИДРОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ HBV ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СТОКА РЕК НА ПРИМЕРЕ БОКОВОГО ПРИТОКА ВОДЫ В ШУЛЬБИНСКОЕ ВОДОХРАНИЛИЩЕ
Ключевые слова:
гидрологическое моделирование, концептуальная модель HBV, калибрование, весеннее половодье, краткосрочный прогноз стока, Шульбинское водохранилищеАннотация
В данной статье рассматривается возможность применения концептуальной гидрологической модели HBV при составлении краткосрочного прогноза стока рек, на примере бокового притока воды в Шульбинское водохранилище. В связи с изменениями погодноклиматических условий, а также антропогенного влияния на окружающую среду, методики расчета и прогноза притока воды, разработанные в прошлом столетии в научно-методическом отношении, устарели. Cоставление краткосрочного прогноза притока воды в Шульбинское водохранилище с помощью численных методов прогнозирования является важным фактором повышения эффективности управления водохозяйственными системами. Приведены краткое описание модели, входные гидрометеорологические данные и данные цифровой модели рельефа, а также данные ледниковых составляющих и их обработка с помощью информационной платформы ArcGIS. Калибрация модели была произведена за период 1978...2018 г.г., выбраны периоды с наилучшими результатами калибрования стока рек Оба и Ульби. В качестве оценки эффективности модели используется критерий Нэша - Сатклиффа. В результате подбора наилучших параметров эффективность моделей для рек составила 0,908...0,922 соответственно. Результаты краткосрочного прогноза стока с использованием численного моделирования с заблаговременностью на 1, 3 и 7 суток характеризуются хорошими показателями оправдываемости прогнозов. При прогнозировании стока на 1 сутки оправдываемость прогнозов составила 81 %, 3 суток – 80 , 7 суток – 77 %.
Библиографические ссылки
Болатова А.А., Тілләкәрім Т.А., М.Н. Раимжанова, Серікбай Н.Т., Багитова Б.Е., Болатов К.М. Результаты калибрования гидрологической модели HBV для горных рек Казахстана // Гидрометеорология и экология. – 2018. – № 3. – С. 110-124.
Браславский А.П. Нормы испарения с поверхности водохранилищ //А.П. Браславский, З.А. Викулина. – Л.: Гидрометеоиздат, 1954. – 212 с.
Виноградов Ю.Б. Математическое моделирование процессов формирования стока. – Л.: Гидрометеоиздат, 1988. – 311 с.
Водные ресурсы Казахстана: оценка, прогноз, управление, Т. VII, Кн. 1: Возобнавляемые ресурсы поверхностных вод западного, северного, центрального и восточного Казахстана/ под науч. ред. Р.И. Гальперина. – Алматы: ТОО «Арко», 2012. – 684 с.
Ежегодные данные о режиме и ресурсах поверхностных вод суши, Бассейны рек Иртыш, Ишим и Тобол (верхнее течение), Вып. 1, Ч. 1, ГВК РК РГП «Казгидромет», 1978-2018.
Официальный сайт Геологической службы США. [Электрон. ресурс] URL: https://earthexplorer.usgs.gov/ (дата обращения: 09.11.2017).
Официальный сайт GLIMS: глобального измерения сухопутного льда из космоса [Электрон. ресурс] URL: https://www.glims.org/ (дата обращения: 10.11.2018).
Ресурсы поверхностных вод СССР. – Т. 15.Алтай и Западная Сибирь. - Вып. 1. Горный Алтай и Верхний Иртыш. – Л.: Гидрометеоиздат, 1969. - 318 с.
Gayathri K Devi, Ganasri B.P., Dwarakish G.S. A Review on Hydrological Models / International conference on water resources, Coastal and ocean engineering (ICWRCOE 2015), Aquatic Procedia. – № 4. – 2015.– P. 1001-1007.
Georgakakos P.K.; Hudlow, M.D., Quantitative Precipitation Forecast Techniques for use in Hydrological Forecasting // Bull. Am. Meteorol. Soc. – 1984. – № 65. – P.1186-1200.
Jan Seibert. HBV light version 2, User’s Manual. Stockholm University, Department of Physical Geography and Quaternary Geology. – 2005. – 32 p.
Jan Seibert, M.J. Vis Teaching hydrological modeling with a user-friendly catchment-runoff-model software package // Hydrol. Earth System Sciences. – 2012. – № 16. – P. 3315–3325.
Jan Seibert. Multi-criteria calibration of conceptual runoff model using a genetic algorithm // Hydrology and Earth Sciences. – 2000. – № 4(2). – P. 215-224.
Jia Q.Y., Sun F.H. Modeling and forecasting process using the HBV model in Liao river delta / The 18th Biennial Conference of International Society for Ecological Modelling, Environmental Sciences. – 2012. – № 8. – P. 122–128.
Kauffeldt A., Wetterhall F., Pappenberger F., Salamon P., Thielen J. Technical review of large-scale hydrological models for implementation in operational flood forecasting schemes on continental level // Environmental Modelling & Software. – 2016. – № 75. – P. 68-76.
Kim N. W.; Jung Y.; Lee J. E. Spatial propagation of streamflow data in ungauged watersheds using a lumped conceptual model // Journal of Water and Climate Change. – 2018. – № 10 (1). – P. 89-101.
Merkuryeva G., Merkuryev Y., Boris V. Sokolov, Potryasaev S., Zelentsov Viacheslav A., Lektauers A. Advanced river flood monitoring, modelling and forecasting // Journal of Computational Sciences. – 2015. – № 10. – P.77-85p.
Nash J.E., Sutcliffe J.V. River flow forecasting through conceptual models, part 1-a discussion of principles // Journal of Hydrology. – Amsterdam, 1970. – № 10. – P. 282-290.
Reynolds J.E., Halldin S., Xu C.Y., Seibert J., Kauffeldt A. Sub-daily runoff predictions using parameters calibrated on the basis of data with a daily temporal resolution // Journal of Hydrology. – 2017. – № 550. – P. 399-411.
Spivak L., Arkhipkin O., Pankratov V., Vitkovskaya I., Sagatdinova G. Space monitoring of floods in Kazakhstan // Mathematics and Computers in Simulation. – 2004. – Vol. 67, Issues 4–5, 3. – P. 365-370.
Sten Bergström, 1992. The HBV model – its structure and applications SMHI RH, №4, April 1992. 35 p.
Tucci C., Collischonn W. Flood forecasting // WMO Bull. – 2006. – № 55 (3). – P.179–184.
Valent P., Szolgay J., Riverso C. Assessment of the uncertainties of a conceptual hydrologic model by using artificially generated flows // Slovak journal of civil engineering. – 2012. – Vol. XX. – № 4. – P. 35-43.
Vormoor K., Heistermann M., Bronstert A., Lawrence D. Hydrological model parameter (in) stbility – “crash testing” the HBV model under contrasting flood seasonality conditions // Hydrological Sciences journal. - 2018. – Vol. 63. – № 7. – P. 991–1007.
WMO, 1986. Intercomparison of models of snowmelt runoff. Operational Hydrology. Report № 23. – 1986, WMO-№ 646. – 482 p.
WMO, 2002. Carlos E.M. Tucci Flood flow forecasting, Institute of Hydraulic Research, Federal University of Rio Grande do Sul, 35 p.
Guide to Hydrological Practices. Volume II. Management of Water Resources and Application of Hydrological Practices, WMO № 168, Sixth edition, 2009. – 302 p.
