Автоматизированная технология мониторинга весеннего половодья на сибирских реках

Весеннее половодье является характерной особенностью большинства равнинных рек Сибири, наносящей ежегодно большой экономический ущерб. Прогноз элементов ледового и водного режимов и предупреждение об опасных и неблагоприятных явлениях на реках позволяют уменьшить убытки и смягчить последствия за счет своевременных защитных мер. Сложность гидрологических явлений, трудность постановки точных и детальных наблюдений на обширных пространствах водосборов, отсутствие современных методик прогнозирования, неразвитость гидрологической сети станций и постов накладывают отпечаток на точность гидрологических прогнозов.
В докладе представлена информационная технология прогноза ежедневных и максимальных уровней воды в период весенне-летнего половодья для Средней Оби, разработанная в рамках гранта Губернатора Ханты-Мансийского автономного округа- Югры на выполнение научно-исследовательских работ на территории автономного округа в 2008г. В основу прогнозов положена концептуальная модель формирования стока рек Оби и Енисея, разработанная авторами в 1992-2000 гг.
Принципы построения модели :
1. В бассейне выделяются ландшафтно-гидрологические районы и высотные зоны.
2. Пространственная неравномерность снегонакопления и емкостного поглощения учитываются с применением вероятностных распределений
3. Русловое добегание воды рассчитывается с применением функции плотности распределения вероятности времени добегания элементарных объемов воды
Гидролого-математическая модель состоит из следующих расчетных блоков:
1. Расчет снегонакопления по районам и высотным зонам бассейна.
2. Расчет снеготаяния и площади снегового покрытия бассейна.
3. Расчет водоотдачи бассейна от талых вод и жидких осадков с учетом поглощения и задержания воды.
4. Расчет динамичного запаса воды на склонах и притока воды в русловую сеть.
5. Расчет руслового добегания воды к замыкающему створу.
Приток воды в русловую сеть с ландшафтно-гидрологических районов прогнозируется с использованием наземной информации Росгидромета и космических снимков. Космические снимки позволяют рассчитать площадь заснеженности территории бассейна реки и её распределение по высотным зонам. Для оценки запаса воды в снежном покрове в модели используется метод «теплового проявления». Разработан пакет программ «Служба мониторинга заснеженности», который является полностью автоматической системой для непрерывной обработки данных радиометра MODIS, установленного на ИСЗ «Terra» и «Aqua», для оценки заснеженности речных бассейнов и средней высоты границы снега. Пакет программ состоит из трех модулей: служба обработки данных, файловое хранилище данных, информационный Web-сайт. Пакет добавляет и обновляет данные в течение 30 минут после получения, представляет результаты в виде изображений, отчетов и графиков и обеспечивает доступ к ним через Интернет.
Практическое использование технологии на базе данной модели в 1998-2007гг. показало хорошее качество прогнозов ежедневных уровней воды в верховьях Енисея и Оби и притока воды в водохранилища Енисейских и Обской ГЭС. Внедрение описанной информационной технологии в работу региональных служб МЧС Югры предполагает повышение точности, заблаговременности и степени детализации гидрологических прогнозов для Средней Оби.