Методика прогнозування та планування водних ресурсів та перерозподіл стокових витрат при пропуску паводків

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.228561

Ключові слова:

коливання рівнів води, неусталений режим, витрата води, ефективне використання гідроресурсів, неявна краєво-різницева схема потоку, MIKE 11

Анотація

Економічні збитки від повеней та паводків набули катастрофічних значень через зростання кількості та масштабів їх розповсюдження. Існуючі методики пропуску паводків та завчасної підготовки водосховищ до прийняття паводкових вод є неефективними та потребують удосконалення. Тому актуальною була задача розробки методики, яка б усунула зазначені недоліки.

Запропоновано методику розрахунків пропуску паводків на основі прогнозів приточності води з урахуванням характеристик паводкової хвилі та режиму наповнення водосховища, яка дає можливість зрізання (зменшення) максимальних витрат через гідровузол шляхом акумулювання паводкових вод у водосховищі.

У програмному комплексі MIKE 11 (Датський інститут, Данія) створено гідродинамічну модель руху паводкових вод на досліджуваній ділянці річки від гідрологічного поста до гідровузла, яка дає змогу визначити рівні води та витрати у водосховищі у будь-який момент часу у вигляді кривих вільної поверхні при пропуску паводків різної забезпеченості.

На основі розробленої методики підготовлені рекомендації щодо форсованих скидів води через турбіни ГЕС (у м3/с) при пропуску паводків різної забезпеченості (що особливо важливо для паводків 0,01 % забезпеченості). Створена гідродинамічна модель руху паводкових вод через водосховище дозволила здійснити верифікацію розробленої методики.

Методика розроблена з метою ефективного пропуску паводкових вод та зрізання максимальних витрат через гідровузол.

Запровадження методики при здійсненні розрахунків пропуску паводків дозволить уникнути холостих скидів води через водозливи гідроспоруд у нижній б’єф та максимально ефективно використовувати гідроресурси паводкових вод

Біографії авторів

Дмитро Олександрович Олефір, ПрАТ «Укргідроенерго»

Директор департаменту з комерції

Анна Володимирівна Панасенко, ПрАТ «Укргідроенерго»

Керівник групи прогнозування гідроресурсів

Відділу прогнозування, аналізу та звітності

Посилання

  1. Dottori, F., Di Baldassarre, G., Todini, E. (2013). Detailed data is welcome, but with a pinch of salt: Accuracy, precision, and uncertainty in flood inundation modeling. Water Resources Research, 49 (9), 6079–6085. doi: https://doi.org/10.1002/wrcr.20406
  2. Song, X., Zhang, J., Zhan, C., Xuan, Y., Ye, M., Xu, C. (2015). Global sensitivity analysis in hydrological modeling: Review of concepts, methods, theoretical framework, and applications. Journal of Hydrology, 523, 739–757. doi: https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2015.02.013
  3. Ward, P. J., Jongman, B., Salamon, P., Simpson, A., Bates, P., De Groeve, T. et. al. (2015). Usefulness and limitations of global flood risk models. Nature Climate Change, 5 (8), 712–715. doi: https://doi.org/10.1038/nclimate2742
  4. Hall, J., Solomatine, D. (2008). A framework for uncertainty analysis in flood risk management decisions. International Journal of River Basin Management, 6 (2), 85–98. doi: https://doi.org/10.1080/15715124.2008.9635339
  5. Saltelli, A., Tarantola, S., Campolongo, F., Ratto, M. (2004). Sensitivity Analysis in Practice: A Guide to Assessing Scientific Models. John Wiley & Sons. doi: https://doi.org/10.1002/0470870958
  6. Mason, D. C., Bates, P. D., Dall’ Amico, J. T. (2009). Calibration of uncertain flood inundation models using remotely sensed water levels. Journal of Hydrology, 368 (1-4), 224–236. doi: https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2009.02.034
  7. Hunter, N. M., Bates, P. D., Horritt, M. S., Wilson, M. D. (2007). Simple spatially-distributed models for predicting flood inundation: A review. Geomorphology, 90 (3-4), 208–225. doi: https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2006.10.021
  8. Mike 11. User manual and technical references (2016). DHI.
  9. Grushevskiy, M. S. (1996). Nekotorye voprosy gidravlicheskih raschetov dlya potokov v otkrytyh ruslah. Trudy Akademii vodohozyaystvennyh nauk, 3, 174–192.
  10. Park, K., Lee, M.-H. (2019). The Development and Application of the Urban Flood Risk Assessment Model for Reflecting upon Urban Planning Elements. Water, 11 (5), 920. doi: https://doi.org/10.3390/w11050920
  11. Loboda, N. S. (2011). Vliyanie izmeneniy klimata na vodnye resursy Ukrainy (modelirovanie i prognozy po dannym klimaticheskih stsenariev). Global and regional climate changes. Kyiv: Nika-Tsentr, 340–351.
  12. Klapoushchak, O. I. (2011). Suchasni prylady, materialy i tekhnolohiyi dlia neruinivnoho kontroliu i tekhnichnoi diahnostyky mashynobudivnoho i naftohazopromyslovoho obladnannia. Suchasnyi stan kontroliu ta prohnozuvannia pavodkovykh vod: 6-ta Mizhnarodna naukovo-tekhnichna konferentsiya i vystavka. Ivano-Frankivsk, 209–214.
  13. Dellepiane, S., De Laurentiis, R., Giordano, F. (2004). Coastline extraction from SAR images and a method for the evaluation of the coastline precision. Pattern Recognition Letters, 25 (13), 1461–1470. doi: https://doi.org/10.1016/j.patrec.2004.05.022
  14. Skakun, S. V. (2001). Neiromerezhevyi metod kartohrafuvannia povenei na osnovi sputnykovykh zobrazhen. Naukovi pratsi Don-NTU, 10 (153), 52–58.
  15. Stefanyshyn, D. V., Stefanydyna, Yu. D. (2005). Vykorystannia metodu ekstrapoliatsiy pry prohnozuvanni rivniv vody v ritsi, de vidbuvaietsia transformatsiia rusla, z vrakhuvanniam ryzyku. Hidromelioratsiia ta hidrotekhnichne budivnytstvo, 30, 107–116.
  16. Alita, S. L. (2010). Metody resheniya zadach operativnogo prognoza livnevyh pavodkov po dannym radiolokatsionnyh i nazemnyh izmereniy osadkov. Nal'chik, 18.
  17. MIKE Powered by DHI. URL: https://www.mikepoweredbydhi.com/
  18. Vid pavodkiv zakarpattsiv zakhyshchatyme Berehivska polderna systema. Available at: http://www.mukachevo.net/ua/news/view/18099
  19. Baseinove upravlinnia vodnykh resursiv richky Tysa. Available at: https://buvrtysa.gov.ua/newsite/
  20. Komp'yuternoe modelirovanie rechnyh potokov. Teoreticheskie osnovy (2013). Moscow: Nauch. konsaltingovaya firma «Volga», 79.
  21. Dnistrovska HAES. Pravyla ekspluatatsiyi vodoskhovyshch Dnistrovskoho kaskadu HES ta HAES. Hidrometrychni i hidrohrafichni roboty z utochnennia obsiahu dnistrovskoho ta bufernoho vodoskhovyshch. Zakliuchnyi zvit, 732/MTsID-2-T113, PAT «Ukrhidroproekt» (2013). Kharkiv.
  22. Kiselev, P. G. (1980). Gidravlika. Osnovy mehaniki zhidkosti. Moscow: Energiya, 360.
  23. Pravila ekspluatatsii vodohranilisch Dnestrovskogo kompleksnogo gidrouzla, 589-39-T36 (1987). Moscow.
  24. Khilchevskyi, V. K., Obodovskyi, O. H., Hrebin, V. V. et. al. (2008). Zahalna hidrolohiya. Kyiv: Vydavnychopolihrafichnyi tsentr «Kyivskyi universytet», 400.
  25. MIKE 11. Komp'yuternoe modelirovanie sistem rek i kanalov. Kratkoe rukovodstvo pol'zovatelya (2013). Moscow: Nauchnaya konsaltingovaya firma “Volga”, 47.
  26. Krakovskaya, S. V., Palamarchuk, L. V., Shedemenko, I. P., Dyukel', G. A., Gnatyuk, N. V. (2010). Chislenniy prognoz regional'nogo klimata Ukrainy na osnove stsenariev vozmozhnyh global'nyh klimaticheskih izmeneniy v XXI veke (Zaklyuchitel'nyy otchet). No. gos. registratsii 0108U007657.
  27. Snizhko, S., Kuprikov, І., Shevchenko, O. (2012). Otsenka izmeneniya vodnogo stoka rek Ukrainy na osnove vodno-balansovyh modeley. Fizychna heohrafiya ta heomorfolohiya, 2 (66), 157–161.
  28. Markus, M., Cai, X., Sriver, R. (2019). Extreme Floods and Droughts under Future Climate Scenarios. Water, 11 (8), 1720. doi: https://doi.org/10.3390/w11081720
  29. Albrecher, H., Kortschak, D., Prettenthaler, F. (2020). Spatial Dependence Modeling of Flood Risk Using Max-Stable Processes: The Example of Austria. Water, 12 (6), 1805. doi: https://doi.org/10.3390/w12061805
  30. Hudson, P., Botzen, W. J. W., Poussin, J., Aerts, J. C. J. H. (2017). Impacts of Flooding and Flood Preparedness on Subjective Well-Being: A Monetisation of the Tangible and Intangible Impacts. Journal of Happiness Studies, 20 (2), 665–682. doi: https://doi.org/10.1007/s10902-017-9916-4
  31. Gray, C., Kammer, F., Löffler, M., Silveira, R. I. (2012). Removing local extrema from imprecise terrains. Computational Geometry, 45 (7), 334–349. doi: https://doi.org/10.1016/j.comgeo.2012.02.002
  32. Kuhlicke, C., Seebauer, S., Hudson, P., Begg, C., Bubeck, P., Dittmer, C. et. al. (2020). The behavioral turn in flood risk management, its assumptions and potential implications. WIREs Water, 7 (3). doi: https://doi.org/10.1002/wat2.1418
  33. Larsen, M. A. D., Drews, M. (2019). Water use in electricity generation for water-energy nexus analyses: The European case. Science of The Total Environment, 651, 2044–2058. doi: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.10.045

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-04-30

Як цитувати

Олефір, Д. О., & Панасенко, А. В. (2021). Методика прогнозування та планування водних ресурсів та перерозподіл стокових витрат при пропуску паводків. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(10 (110), 6–17. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.228561

Номер

Том 2 № 10 (110) (2021): Екологія

Розділ

Екологія

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Dmytro Olefir, Anna Panasenko

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.