Цифровые методы обработки информации в гидрологических исследованиях

1.

Старший преподаватель кафедры
гидрологии и охраны водных ресурсов
Шайдулина Аделия Александровна

2.

Вода стоит особняком в истории нашей
планеты. Нет природного тела, которое могло
бы с ней сравниться по влиянию на ход
основных, самых грандиозных, геологических
процессов. Не только земная поверхность, но и
глубокие – в масштабе биосферы – части
планеты определяются, в самых существенных
своих проявлениях, ее существованием и ее
свойствами.
Владимир Иванович Вернадский

3.

Наукой, изучающей природные воды Земли,
сосредоточенные в поверхностных и подземных
водных объектах, происходящие в них явления
и процессы с целью установления
закономерностей их развития является
ГИДРОЛОГИЯ
Водные объекты – это скопление природных вод на земной
поверхности или в верхних слоях земной коры, обладающие
определенным гидрологическим режимом.
Выделяют 3 группы водных объектов:
водотоки;
водоемы;
особые водные объекты.

4.

К водотокам относятся водные
объекты на земной поверхности с
поступательным движением воды в
руслах в направлении уклона
(реки, ручьи, каналы).
Водоемы – это водные объекты в
понижениях земной поверхности с
замедленным
движением
вод
(океаны, моря, озера, водохранилища,
пруды и болота).
Особые
водные
объекты
ледники
и
подземные
(водоносные
горизонты
артезианские бассейны).
–
воды
и

5. Методы исследований в гидрологии

стационарные
Полевой
экспедиционные
Наблюдения и измерение
характеристик гидрологического
режима по определенной программе в
постоянном пункте водного объекта в
течение длительного времени
Исследования, которые проводятся в
течение сравнительно короткого
периода времени и работы могут
осуществляться на довольно
обширном участке водного объекта по
определенной программе
Экспериментальный
Теоретический (использование
общих физических законов и
математических методов для
решения гидрологических задач)
Детальное исследовании того или иного
гидрологического процесса в лабораторных
или природных условиях
Моделирование
скоростной структуры
Математическое моделирование,
системный анализ, районирование,
картографирование

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

Характеристика состояния береговых
уступов на участке исследований
Д
И
Н
А
М
И
Ч
Е
С
К
А
Я
О
Б
С
Т
А
Н
О
В
К
А
СТВОР №
I правый
берег
II левый
берег
ОПИСАНИЕ
Низкий аккумулятивный
затапливаемый берег Высота
берегового уступа 1-1,5 м.
На обнажившейся части
подводной отмели (ширина
отмели 40-50 м) русловые
валы высотой до 30-40 см.
Песчаный берег с глинистой
отмосткой. Абразионный, со
ступенчатым профилем.
Высота берегового уступа
2,5-3 м. Берег приглубый.
ФОТО

19.

СТВОР №
Д
И
Н
А
М
И
Ч
Е
С
К
А
Я
О
Б
С
Т
А
Н
О
В
К
А
VII правый
берег
VII левый
берег
ОПИСАНИЕ
Низкий коренной
аккумулятивный берег.
Высота уступа 1-1,5 м, порос
травой и кустарниками.
Надводная часть отмели
шириной 2-3 м, материал
песок с отмосткой из битого
кирпича. Подводная часть
отмели шириной 10-15 м,
песок.
Техногенный берег, высота
уступа 5,5-6 м, отсыпка из
камня (наброска). У уреза –
куски пород отсыпки,
ширина отмели менее 1 м.
Берег приглубый.
ФОТО

20.

СТВОР №
Д
И
Н
А
М
И
Ч
Е
С
К
А
Я
О
Б
С
Т
А
Н
О
В
К
А
VIII правый
берег
VIII левый
берег
ОПИСАНИЕ
Низкий коренной
аккумулятивный берег,
высота уступа 1,5-2 м, берег
зарос лесом. Прибрежная
отмель шириной до 500 м
(залив), заросла высшей
водной растительностью.
Низкий аккумулятивный
затапливаемый берег,
местами заболочен. Ширина
затопленной поймы порядка
250-300 м, поверхность
ровная, заросла травой и
древесно-кустарниковой
растительностью. Подводная
часть отмели шириной до
100 метром, материал песок.
ФОТО

21.

22.

Графическая
визуализация
цифровой
модели рельефа
котловины
Камского
водохранилища в
исследуемой
области

23.

Итоговые изменения отметок дна 2009 г (а), с 2015
(б), и разница отметок 2015 и 2009 гг (в)

24.

Итоговые изменения отметок дна с 01.05 по 15.07 (а), с 15.07
по 01.09 (б) и с 01.05 по 01.09 (в) по результатам
моделирования для сценарного (модельного) года со
средними расходами

25.

Итоговые изменения отметок дна с 01.05 по 15.06 (а), с 15.06 по
01.09 (б), и с 01.05 по 01.09 (в) по результатам моделирования
для периода высокой водности

26.

Рассчитанное
отклонение уровня
поверхности воды от
значения 108,55 м для
квазистационарного
течения при расходе
2500 м.куб/с
Распределение абсолютных
значений и нормализованных
векторов скоростей у о.Орел при
Q 2500 м.куб/с

27.

28.

Река Чепца
Граничные условия
(временные ряды)
Q, куб.м/с
р. Чепца –
пос. Балезино
H, м БС
р. Чепца –
пос. Балезино,
в районе водозаборных
сооружений
Цифровая модель рельефа в формате TIN
участка р. Чепца в районе пос. Балезино
Программный комплекс SMS v.11.1
RiverFlow2D GPU, Sediment Transport module
Scatterpoint
Map/GIS/Annotations
Raster
Начальные
условия
Гидравлические
характеристики
Исходная
морфометрия
расчетного участка
водотока. Выбор
модели транспорта
наносов
Коэффициенты
шероховатости по руслу и
пойме,
физико-механические
свойства грунтов
(гранулометрический состав)

29.

Морфометрия моделируемого участка р. Чепца, в районе пос. Балезино
Тема: «Оценка состояния русловых процессов водных объектов в пределах населенных пунктов бассейна р. Камы»

30.

Анимация распределения скоростей за 60 суток. Паводок 2013 года
Тема: «Оценка состояния русловых процессов водных объектов в пределах населенных пунктов бассейна р. Камы»