Моделирование интенсивности склонового стока с водосборных бассейнов малых рек с использованием геоинформационной системы

• Автор: Евграфов, Алексей Викторович
• Шифр специальности: 05.23.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 188 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА ПЕРВАЯ. ФИЗИКОМАТЕМАТИЧЕСКОЕ

МОДЕЛИРОВАНИЕ СТОКА РЕК

1.1. Основные требования, предъявляемые к математическим моделям

1.2. Классификация моделей.

1.3. Обзор некоторых математических моделей формирования стока рек

1.4. Использование геоинформационных систем в расчетах поверхностного стока.

1.5. Описание ГИС Учебная, используемой для построения геоморфологической модели водосбора рек
ГЛАВА ВТОРАЯ. ОЦЕНКА ТРАДИЦИОННЫХ МЕТОДОВ ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ НА ПРИМЕРЕ РЕКИ НЕРЛЬ ВОЛЖСКАЯ

2.1. Гидрологическая изученность Нерли Волжской

2.2. Гидрологические и гидроморфологические данные.

2.3. Оценка уровненного режима.
2.4. Картина половодья.
2.5 Оценка и прогнозирование дат половодья.
2.6. Связь количественных характеристик стока в половодье с
запасами воды в снеге.
2.7 Детальный анализ динамики половодья
2.9 Оценка отклика речной системы на единичные дожди в меженный период
2 Расчеты и оценка гидрографов реки Нерль Волжская по данным рекианалога.
. Выбор рекианалога и расчт по методу реального года
. Гидрологическии расчт по методу
компоновки.
. Восстановление стока.
. Расширенный поиск подходящих реканалогов ГЛАВА ТРЕТЬЯ. АНАЛИЗ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ДАННЫХ
3.1. Располагаемая база данных.
3.2. Оценка репрезентативности и подготовка исходных ДАННЫХ.
3.2.1. Оценка снегомерных наблюдений.
3.2.2. Оценка параметров, характеризующих состояние атмосферы.
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ. СХЕМАТИЗАЦИЯ БАССЕЙНА РЕКИ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ ФИЗИКОМАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ФОРМИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО СТОКА НА ВОДОСБОРНОЙ ПЛОЩАДИ.
4.1. Гидравлические расчеты для малых рек
4.1.1. Математическое описание процессов течения воды в русле рек
4.1.2. Оценка подземной составляющей стока.
4.2. Схематизация поперечного профиля русла реки
4.3. Схематизация морфологического строения и продольного профиля русла реки
4.4. ГИС КАК инструмент ввода пространственнокоординатных ДАННЫХ В ПРОГРАММУ РАСЧЕТА СТОКА.
4.5. Моделирование структуры водосбора
ГЛАВА ПЯТАЯ. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ СТОКА НА ВОДОСБОРЕ
БАССЕЙНА РЕКИ
5.1. Математическое описание формирования стока на
ВОДОСБОРЕ БАССЕЙНА РЕКИ.
5.2. Конечноразностная аппроксимация уравнения 5.
движения воды по фрагменту водосбора
5.3. ДОРУСЛОВАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ стока.
5.4. Закономерности выпадения и трансформации осадков на
ВОДОСБОРАХ РЕК
5.4.1. Определение фазового состояния выпадающих осадков
5.4.2. Расчет суточных слов таяния и отдачи воды
из снега.
5.4.3. Учт перехвата осадков растительностью
5.5. Инфильтрация и поверхностное стокообразование
5.5.1. Инфильтрация
5.5.2 Учт задержания воды в понижениях рельефа
5.6. Блок РАСЧТА ИСПАРЕНИЯ С РАЗЛИЧНОГО ВИДА УГОДИЙ
5.7. Оценка потерь стока
5.8. Оценка влияния состава и площади растительных сообществ на интенсивность поверхностного
СТОКООБРАЗОВАНИЯ
5.9. Основные расчетные соотношения итогового варианта модели
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ
ПРИЛОЖЕНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Адекватность модели будет зависеть от изученности моделируемого явления и от того, насколько разработан математический аппарат описания подобных явлений. Замкнутость математической модели относительно своих неизвестных и условий является важным условием ее работоспособности. При этом следует учитывать, что замыкание определенных моделей может быть произведено через другие модели или через экспериментальные данные. В математические модели часто входят параметры, отражающие установленные закономерности или процессы. Иногда, особенно в новых моделях, имеются такие параметры, которые отражают новые эффекты и явления, не используемые или не учитываемые в ранее используемых моделях. К моменту построения модели нередко для таких параметров отсутствует разработанные методы их определения. На данном этапе формулируется общее описание, а в определенных случаях лишь общие требования к описанию объекта моделирования, его важнейшие характеристики, исходя из целей и задач создания модели. В случае сложной структуры моделируемого объекта с широкой системой связей между большим числом переменных предпочтительно первое направление. Второе направление применяется при менее масштабных объектах, когда число связей ограничено, или эти связи настолько слабы, что ими можно пренебречь. В практических задачах эти два направления применяются одновременно. После уточнения структуры объекта решается вопрос об источниках и составе информации для решения задачи. Важным вопросом является представление информации схематизация. Завершающим этапом создания модели является сбор, хранение и обработка информации, оптимизация состава и методов получения и представления информации, окончательное формирование структуры и параметров модели. При разработке методов прогнозирования, развития и работы больших систем, информация о которых является обширной и представляет собой статистические совокупности, необходимо использовать методы математической статистики, теории вероятности, информации и распознавания образов, позволяющие решать разнообразные проблемы. К ним, в частности, относится проблема выбора базисных основных переменных и др. Провести прямую проверку соответствия модели и оригинала при построениях и оценках прогностических моделей вряд ли возможно, так как такая проверка должна относиться к будущим состояниям объекта. Но в настоящее время либо не существует самого объекта проектируемый объект, либо он существует исследуемый объект, но неизвестно, какие изменения могут произойти с параметрами, определяющими состояние объекта. Для оптимизации и направления процесса моделирования при построении прогностических моделей объектов также можно сформулировать ряд требований и принципов. Модель должна удовлетворять требованиям полноты, адаптивности и эволюционности. Она должна обеспечивать возможность рассмотрения широкого спектра вариантов, возможность изменения и дополнения в соответствии с необходимой точностью воспроизведения состояний объекта. Модель должна быть достаточно общей, чтобы допускать изменения всех переменных, определяющих состояния объекта, но не столь абстрактной, чтобы могли возникнуть сомнения в надежности получаемых результатов. Модель должна ориентироваться на реализацию с помощью существующих технических средств. Модель должна обеспечивать выдачу информации по составу, объему и качеству, соответствующим целям своей разработки. Модель необходимо строить с использованием установившейся терминологии. Модель должна предусматривать возможности проверки истинности и соответствия оригиналу. Такая проверка может быть произведена прогнозированием из прошлого в настоящее для существующих объектов. В случае отсутствия таких объектов выходом может служить неформальное эвристическое рассмотрение процедур и эвристическая проверка модели. Компромисс между точностью результатов и сложностью модели. Сложность модели ограничивается также ее стоимостью, временем разработки и временем решения задачи. Разнообразие элементов модели, обеспечивающих компромисс по пп. Наглядность и удобность модели для исследователя и потребителя.