Диссертация (1141527), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Теснота связи результирующего показателя и включенных в модельфакторов была также высокой (коэффициенты множественной корреляции Rвыше 0,80). Все уравнения адекватны по критерию Фишера (значимость F многоменьше 0,05). Все коэффициенты регрессии значимы по критерию Стьюдента (рзначения для коэффициентов меньше 0,05). Следовательно, уравнения (2.4 – 2.6)могутиспользоватьсядлядальнейшегоболееглубокогоинженерно-гидрологического анализа.Коэффициенты при бинарных переменных в полученных выше уравненияхразличны. Это может быть связано с особенностями геоморфологического игидрогеологическогостроенияречныхрусел,характеристикамиречныхводосборов, различиями климатических условий и особенностями прохожденияфаз и периодов ледового режима в каждом из речных бассейнов. Прирассмотрениитолькоодногоукрупненногоречногобассейнавозможноокругление коэффициентов регрессии в уравнениях (2.4 – 2.6) до двух десятичныхзнаков.
Если цель исследований сравнение бассейнов между собой, то округлениялучше избежать (отношения коэффициентов могут измениться как большую, таки в меньшую сторону).Ранжированиезначенийкоэффициентоврегрессииприодинаковыхпеременных в уравнениях (2.4 – 2.6) следующее:х2 – деление речного потока (разветвления, рукава, острова);х1 – плановые изменения русла (крутой поворот, излучина, меандра);х3 – изменение глубин речного потока (плесы, перекаты, пороги, отмели).Очевидно, что степень влияния морфометрических особенностей русел начастоту образования заторов не зависит от типа речного бассейна. Более частыезаторы на участках с различной степенью извилистости возникают при деленииречного потока (наличии разветвления, рукава, острова); далее следуют плановые51изменения русла (крутой поворот, излучина, меандра) и только потом изменениеего глубин (плесы, перекаты, пороги, отмели).Сравнить степень влиянияфакторов между собой возможно привычислении парных отношений коэффициентов регрессии (Таблица 2.6).Отношениякоэффициентовприпеременных,соответствующихморфометрическим особенностям, влияющим на частоту заторообразования,полученные для укрупненных речных бассейнов, не только имеют одинаковыеранги, но и сопоставимы между собой (для бассейнов АТР разница составляет 78%, по бассейнам ЕТР и АТР от 3 до 25%).Анализ моделей множественной регрессии позволил оценить влияниеморфометрических особенностей речного русла на частоту образования заторовльда в пределах трех укрупненных речных бассейнов азиатской и европейскойчасти России и сформулировать ряд выводов.Таблица 2.6Соотношения коэффициентов регрессионных уравнений в моделях частотыледовых заторовХарактерные отношениях2/х1 отношение влиянияразделения речного потока кизменению русла в планех2/х3 отношение влиянияразделения речного потока кизменению глубин руслах1/х3 отношение измененийрусла в плане к изменениюглубин потокаБассейн рекпобережьяморяЛаптевых1,3Бассейн реки Обь ирек, впадающих вКарское моремежду устьямиОби и Енисея1,2Реки побережьяБелого и Баренцеваморей к востоку отустья СевернойДвины1,31,41,31,61,11,11,2Ранжирование морфометрических факторов (особенностей) по степени ихвлияния на частоту образования заторов льда на участках с различной степеньюизвилистости не зависит от выбранного укрупненного речного бассейна.52Наибольшее влияние на частоту возникновения заторов льда имеетразделение речного потока (русла), затем следуют изменения русла в плане иизменения глубин речного потока.При прочих равных условиях разделение речного потока (русла) в 1.2..1.3раза сильнее влияет на частоту образования заторов льда для всех рассмотренныхукрупненных речных бассейнов, чем изменение русла в плане.Разделения речного потока влияют на частоту образования заторов в 1.3..1.4раза сильнее для АТР и в 1.6 раз сильнее для ЕТР, чем изменение глубин потока.Изменения речного русла в плане в 1.1..1.2 раза сильнее влияют на частотузаторообразования, чем изменение глубин для всех рассмотренных укрупненныхречных бассейнов.ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2Для решения задачи о влиянии различных элементов морфометрическогостроения речного русла на частоту возникновения заторов льда в пределахукрупненных речных бассейнов азиатской (на побережье морейСеверногоЛедовитого океана) и европейской части России была использована модельмножественной регрессии с фиктивными переменными.
Анализ и интерпретациярезультатов расчетов позволили сформулировать следующие выводы:1. Для рассматриваемых укрупненных речных бассейнов степень влиянияморфометрических особенностей русла на частоту образования заторовльда не зависит от типа речного бассейна, чем подтверждаетсярассмотрение этого фактора как постоянного фактора заторообразования.2.
Наибольшеевлияниеначастотувозникновениязаторовльда,последовательно убывая, имеют такие морфометрические факторы какразделение речного русла, изменения русла в плане и изменение глубинречного потока.533. Разделение речного потока в 1.2..1.3 раза сильнее влияет на частотуобразования заторов льда для всех рассмотренных укрупненных речныхбассейнов, чем изменения русла в плане.4.
Разделения речного потока влияют на частоту образования заторов в 1.3..1.4раза сильнее для АТР и в 1.6 раз сильнее для ЕТР, чем изменение глубинпотока.5. Изменения речного русла в плане в 1.1..1.2 раза сильнее влияют на частотузаторообразования, чем изменение глубин для всех рассмотренныхукрупненных речных бассейнов.Применение методов многомерного анализа данных к задачам оценкиизменчивости условий и причин заторообразования на реках России позволитповысить эффективность прогнозирования ледового режима водных объектов,диагностирования ледовых затруднений и их последствий, а также типизациисложных и многофакторных явлений образования заторов и зажоров льда.54ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ПОДПОРА НА ЧАСТОТУ ЗАТОРОВ ЛЬДА В БАССЕЙНЕРЕКИ СЕВЕРНАЯ ДВИНА3. 1.
ОСОБЕННОСТИ ЛЕДОВЫХ ЗАТРУДНЕНИЙ В БАССЕЙНЕ РЕКИСЕВЕРНАЯ ДВИНАСевер Европейской части России, в котором расположен бассейн рекиСеверная Двина, относится к населенным районам, в которых зимние наводненияпрактически ежегодно наносят социально-экономический ущерб. Наблюдения занаводнениями на Северной Двине у г.Архангельска имеют многовековуюисторию [76]. На территории бассейна Северной Двины 50% площадизатапливается более чем на 1,5 м, 20% площади затапливается более чем на 3метра [33]. В результате заторного наводнения 2016 года в г. Великий Устюгразмер материального ущерба превысил 70 миллионов рублей [23].Исторически основная часть поселений располагалась в долинах рек,поэтому при катастрофических подъемах уровня воды в зоне затопления иподтопления оказываются жилые и промышленные здания, сельскохозяйственныеугодья.
Одновременно в результате ледовых затруднений могут возникать иэкологические ущербы: от смыва загрязнений с затопленных территорий довыноса в прибрежную зону затонувшей древесины, разрушения берегов.Морфометрическое строение русла и долины наряду с особенностямивскрытия ото льда определяют высокую заторность рек бассейна СевернойДвины. Ряд северных городов, таких как Архангельск, Вологда, Великий Устюг,Котлас, Сыктывкар испытывают последствия заторных наводнений. Заторныеподъемы воды над уровнем межени в годы сильных ледовых затруднений могутсоставлять порядка 6,5-7,5метров.Только благодаря принятию ежегодныхпревентивных мер в г.Архангельск в настоящее время удается избежать высокихподъемов воды от скопления льда в дельте реки. К примеру, в апреле 2017 года вАрхангельской области проводились 700 км ледокольных работ в устьевой частиреки Северная Двина, на реке Малая Северная Двина и взрывные работы назатороопасных участках Северной Двины и Пинеги [80].55Только в 20 веке в г.
Великий Устюг произошло более 20 катастрофическихнаводнений [66]. По предварительным прогнозам последнее из наводнений нареке Сухоне в апреле 2016 года в г. Великий Устюг не должно было вызватькатастрофических последствий. Замеры толщины льда, выполненные передпрохождением весенней волны паводка, не превышали допустимых значений, апревентивные меры, способствующие предотвращению возможного ледовогозатора, были явно недостаточными. В результате пострадали более 12 тысяччеловек, в городе был объявлен режим чрезвычайной ситуации [99].Дляразрушения заторов были использованы средства авиации.Мощностьзаторногонаводнениязависитнетолькоотфакторовформирования ледового покрова осенью, зимних климатических условийиразрушения ледового покрова весной, но и от уровневого режима реки в периодвскрытия.
Гидрологической особенностью рек бассейна Северной Двины являетсязначительный рост уровней воды в половодье и низкие значения уровней вмежень. В весенний период на территории бассейна формирование максимальныхуровней воды обусловлено влиянием двух факторов [96]: таяние снега и подпор(затор или подпор притока главной реки).Согласно нормативным документам подпор воды представляет собойповышение уровня воды, вызванное наличием в русле реки препятствий длядвижения водных масс [67].Течение Северной Двины практически с юга на север проходит поравнинной местности, при этом температура воздуха в пределах ее бассейнаизменяется достаточно плавно.При вскрытии реки вверх по течениюпродолжительность ледохода на ней и ее боковых притоках может значительноизменяются на различных участках.
В этом случае «… перед кромкой ледяногопокрова вверх по реке распространяется подпор, созданный его сопротивлениемпроходу русловых масс воды» [78]. Еще в работах В.А. Панова отмеченоподпорное взаимодействие рек Сухона и Юг, оказывающее значительное влияниена уровневый режим устьевого участка Сухоны. Это явление возникаетвследствие запаздывания половодья на реке Юг. Выше слияния с Югом56повышение уровня воды на Сухоне составляет порядка 30% и достигает значений1,3 метра [49]. Наибольшая повторяемость заторов отмечена Н.Н. Фроловой иН.П.
Терским при слиянии рек Сухона и Юг, впадении р. Вычегда в СевернуюДвину, то есть в тех местах, в которых явно сказывается влияние подпора отсоседних участков.Связь заторного уровня воды Нз от глубины воды и уклона на заторномучастке реки, полученная Р.В. Донченко на основании анализа данныхмноголетних наблюдений, имеет вид [33]:,(3.1)где I – уклон русла; h0 – средняя глубина потока в открытом русле; зт=2,850,15при I<3%.Максимальные заторные уровни выше уровней весеннего половодья научастках рек, имеющих уклон выше 0,1%. В том случае, когда участок находитсяв подпоре от заторов, расположенных ниже по течению, это условие невыполняется.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
