РАЗДЕЛ 2
АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ В ОБЛАСТИ РАСЧЕТА
МАКСИМАЛЬНОГО ПАВОДОЧНОГО СТОКА В ЗАКАРПАТЬЕ
В Закарпатье максимальные расходы могут наблюдаться в разные периоды. Наиболее
часто они связаны с выпадением дождевых осадков в теплый период года. Однако,
довольно часто в Закарпатье имеют место паводки смешанного происхождения,
которые формируются в переходные периоды. В качестве примера можно привести
катастрофически высокие паводки, которые прошли в ноябре 1998 года и в марте
2001 года. Последствия этих паводков были исключительно тяжелыми – разрушены
шоссейные и железнодорожные мосты на многих реках бассейна р.Тисы, затоплены
многочисленные населенные пункты, отмечались оползни и другие негативные
явления.
Являясь одним из наиболее паводкоопасных регионов Украины, Карпаты и
Закарпатье, в частности, всегда привлекали внимание специалистов в области
расчета максимального стока. К настоящему времени накоплен значительный опыт в
части нормирования характеристик паводочного стока, специалистами Украинского
научно-исследовательского гидрометеорологического института и Одесского
государственного экологического университета проведены обширные
экспериментальные исследования условий формирования паводочного стока, на
протяжении многих лет успешно функционирует Закарпатская воднобалансовая
станция (в районе г.Межгорье). Краткая характеристика гидрологических объектов
этой станции приведена в первом разделе. Собственно, настоящая диссертация
построена на материалах Закарпатской ВБС.
Методы, применяемые в разное время для оценки максимальных расходов воды
различной вероятности превышения на реках Закарпатья, можно классифицировать по
четырем группам:
Редукционные формулы.
Объемные формулы.
Формулы предельной интенсивности.
Формулы, которые получены непосредственно из анализа русловых изохрон.
2.1. Редукционные формулы
Они относятся к чисто эмпирическим построениям, вытекающим из анализа
зависимостей максимальных модулей от размера водосборных площадей . В общем
виде они могут быть представлены уравнением
, (2.1)
где - максимальный модуль склонового притока.
Несмотря на простоту структуры (2.1), трактовка, по существу, единственного
параметра этой формулы оставалась не точной. Так, Д.Л. Соколовский [46]
полагал, что - это интенсивность водоотдачи, К.П. Клибашев и И.Ф. Горошков [32]
отождествляют его с интенсивностью осадков. Принципиальных различий между этими
трактовками нет, поскольку в первом случае речь идет о водоотдаче из снега, а
во втором – об осадках. Авторы [32, 46] пренебрегают временем склонового
добегания, т.к. принимают
, (2.2)
где - продолжительность склонового притока;
- продолжительность водообразования;
- время склонового добегания.
Правда, условие (2.2) справедливо только для так называемого ''завершенного''
(по терминологии А.Н. Бефани) типа склонового стока, когда , где - время
истощения склонового стока. В противном случае
, (2.3)
где - продолжительность фазы спада склонового стока.
С выходом в свет нормативного документа СН 435-72 [41] повсеместное применение
при расчетах максимальных расходов паводочного стока получил несколько иной
вариант (2.1), а именно:
, (2.4)
где - максимальный модуль, приведенный к площади водосбора 200 км2. Область
применения (2.4) - 10000200км2. По данным П.М. Лютика, для рек Закарпатья =
0.40, а максимальные значения находятся на уровне 4.0-5.0 м3/скм2 и приходится
на верховье р.Прут. Минимальные величины (1.0-1.5 м3/скм2) отмечаются на юге и
юго-западе рассматриваемой территории Закарпатья. СНиП 2.01.14-83, по существу,
ничем не отличается от предыдущего нормативного документа СН 435-72.
Уточнением параметров формулы (2.4) для рек Предкарпатья и Закарпатья
занимался В.И. Вишневский [10]. Для Закарпатья, в отличие от П.М. Лютика, он
принял , равным 0.29. Необходимо также отметить, что при статистической
обработке временных рядов В.И. Вишневским для уточнения оценок распределения
(прежде всего ) был использован метод совместного анализа С.Н. Крицкого и М.Ф.
Менкеля [34]. По , в частности, выделено 8 районов и 5 подрайонов. С другой
стороны, картирован, но без учета влияния на него залесенности и высотного
положения водосборов. Все это приводит к некоторой формальности данной карты,
да и само использование на современном этапе развития гидрологической науки
формул типа (2.4) вряд ли можно считать оправданным.
Е.Д. Гопченко [15] принял в качестве исходной ту же модель, что и Д.Л.
Соколовский [46], однако при этом гидрографы склонового и руслового стока
отличались не только по продолжительности, но и по форме. Рассматривая модель
русловых изохрон, Д.Л. Соколовский полагал, что продолжительность паводка есть
, (2.5)
где - время руслового добегания. При допущении, что формы гидрографов
склонового притока и руслового стока совпадают, он получил уравнение [46]
(2.6)
В аналогичной модели Е.Д. Гопченко
, (2.7)
где - время опорожнения русло-пойменной емкости.
Если иметь в виду, что коэффициенты формы склонового и руслового стока не
совпадают, то, учитывая (2.7), им получено
, (2.8)
где - коэффициент перехода от ''идеальной'' модели трансформации склонового
стока к реальной
, (2.9)
- отношение коэффициентов неравномерности руслового и склонового стока, т.е.
(2.10)
На реках Карпат вклад отдельных составляющих , , в общую редукцию
максимального стока не одинаковый (рис.2.1). Так, для района 4 [21] ведущую
роль в трансформации с рост
- Київ+380960830922