На підставі аналізу сучасної нормативної бази запропоновано варіант формули максимального стоку об'ємного типу та реалізовано її на об'єктах річок басейну р.Сіверський Донець. Удосконалено науково-методичну базу СНіП 2.01.14-83 для проектування розрахункових гідрографів стоку весняного водопілля в басейні р. Сіверський Донець (в частині розрахунку максимальних витрат води, визначення коефіцієнтів несиметричності гідрографів стоку, тривалості підйому водопіль та перехідних коефіцієнтів від миттєвих витрат води до їх середньодобових значень), визначенні потенційних максимальних модулів стоку весняного водопілля в басейні р. Сіверський Донець 1 %-ої ймовірності перевищення.

  Скачати повний текст

Запропоновано методику розрахунку характеристик весняного стоку у басейні р.Нямунас. У процесі побудови розрахункової схеми використано теоретичну модель А.М.Бефані (в модифікації Є.Д.Гопченка), визначену як формулу сталої інтенсивності. На відміну від дещо формального підходу до застосування у розрахункових схемах сталої інтенсивності редукційних кривих опадів у запропонованій методиці введено поняття редукційних кривих середньої інтенсивності припливу води зі схилів до руслової мережі. Для реалізації розрахункової схеми використано методи математичної статистики, числового визначення деяких невідомих і фактично невимірюваних параметрів (коефіцієнтів русло-заплавного регулювання, розрахункової тривалості припливу води зі схилів до руслової мережі), а також географічне узагальнення (максимальних запасів води у снігу до початку весняного водопілля, тривалості припливу води зі схилів до руслової мережі та коефіцієнтів стоку за період весняного водопілля).

  Скачати повний текст

Проаналізовано процеси формування весняної повені та розроблено метод довгострокового просторового прогнозу максимальних витрат води. Здійснено районування території південно-західної частини лісової зони за умовами формування весняного водопілля. На базі розробленої схеми районування обгрунтовано прогнозні залежності максимальних модулів від величин максимальних запасів води у сніговому покриві та з урахуванням основних факторів весняної повені. Запропоновано прогнозну схему для обчислення максимальних витрат, зумовлених повінню на річках, а також методику для переходу від прогнозних значень модульних коефіцієнтів до максимальних витрат води весняної повені на річках.

  Скачати повний текст

Здійснено подальший розвиток теоретичних цілей А.М.Бефані (1958 р., 1981 р.), Н.Ф.Бефані (1977 р.) і Є.Д.Гопченка (1999 р.) стосовно обгрунтування науково-методичної бази для нормування розрахункових характеристик максимального стоку річок. Обгрунтовано варіант операторної формули максимального стоку, запропонованої Є.Д.Гопченком, за певних теоретичних умов. Уперше установлено максимальні моделі схилового припливу під час весняного водопілля для дослідженої території. На підставі матеріалів спостережень визначено коефіцієнт нерівномірності схилового припливу води до руслової мережі. З використанням коефіцієнтів перевищення миттєвих витрат води понад їх середньодобових значень здійснено перевірку його стійкості. У межах формули А.М.Бефані та за методом об'ємного типу завдяки оберненим розрахункам встановлено для території Приазов'я тривалість припливу поталих вод до руслової мережі. Установлено числові значення трансформаційних коефіцієнтів максимального стоку (розпластування та русло-заплавного регулювання).

  Скачати повний текст

З застосуванням моделі руслових ізохрон обгрунтовано науково-методичну базу для нормування розрахункових характеристик максимального стоку річок. Уперше на єдиній методичній базі здійснено поєднання формул операторного типу, межової інтенсивності та найбільш відомих редукційних структур. На підставі результатів спостережень гідрометеорологічної мережі, що розміщується на території півдня України, виявлено недоліки в області можливого використання розрахункових структур. Зокрема, показано, що під час нормування характеристик максимального стоку весняного водопілля на півдні України відомі формули редукційного типу не спроможні забезпечити необхідну точність.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано карти розподілу за території середніх багаторічних снігозапасів на відкритій місцевості перед початком весняного водопілля, встановлено зв'язок між максимумами снігозапасів у полі та на залісених територіях. Наведено методику для нормування кількості опадів від дати формування максимуму снігозапасів до завершення водопілля. Обчисленно розрахункові характеристики гідрографів схилового припливу під час весняного водопілля, встановлено залежності між тривалістю схилового припливу та залісеністю і заболоченістю водозборів, виконано їх просторове узагальнення з урахуванням зональних, а також азональних (карст) факторів. Обчислено та узагальнено по теорії коефіцієнти стоку весняного водопілля з урахуванням впливу зональних факторів (заболоченості та залісеності). Розроблено варіант прогностичної методики для оцінювання максимальних витрат води високих (вищих за норму) водопіль, який базується на розрахунковій схемі.

  Скачати повний текст

У дисертаційній роботі при застосуванні методів факторного та кластерного аналізів виконане гідрологічне районування за умовами формування весняного водопілля річок території басейну р. Південний Буг, яке дозволило виділити два однорідних гідрологічних райони. В межах цих районів розроблено регіональну методику довгострокових прогнозів характеристик весняного водопілля річок, яка основана на попередній типізації водопіль за їх водністю при виборі головних факторів формування весняного стоку, встановленні регіональних параметрів для довгострокового прогнозування шарів стоку та максимальних витрат води, визначенні їх ймовірнісних величин у багаторічному періоді при використанні трипараметричного гама-розподілу С.М. Крицького і М.Ф. Менкеля.Представлення прогнозних величин та їх забезпеченостей у багаторічному розрізі здійснюється у картографічній формі, що дає можливість просторового моніторингу розмірів очікуваних весняних водопіль. Регіональна методика довгострокових прогнозів характеристик весняного водопілля обґрунтована й для невивчених у гідрологічному відношенні річок досліджуваної території. Виконана оцінка якості регіональної методики довгострокових прогнозів та її перевірка на даних незалежних років показала, що вона відноситься до категорій «добра» та «задовільна», що дозволяє рекомендувати її для практичного застосування.Для оцінки впливу майбутніх кліматичних змін на водний режим річок в період весняного водопілля розраховані коефіцієнти змін клімату (за даними кліматичних моделей сценарію RCP 4.5 періоду 2021-2050 рр.), які враховано при визначенні базових характеристик прогнозної методики, а також здійснено моделювання шарів весняного стоку в басейні р. Південний Буг у розглядуваний період.^UIn the thesis work the regional methodology of long-term forecasts of characteristicsof spring flood of the rivers in the Pivdenny Buh river basin is developed. The methodologybased on the preliminary typification of floods by water content in choosing the main factorsof spring runoff formation, establishing regional parameters (within the basin zoning by aset of hydrometeorological factors) for long-term forecasting of runoff layers and maximumwater consumption, determining their probabilistic values over many years.In the dissertation research using the methods of factor and cluster analyzes;hydrological zoning was performed under the conditions of spring flood of rivers in thebasin of the Pivdenny Buh, which allowed to distinguish two hydrological regions (region Iand region II with subregions IIa, IIb, IIc). The analyzed natural conditions have shown thatwithin limits of the carried out hydrological zoning these regions have specific features ofspring floods formation.Data from long-term meteorological, agrometeorological and hydrologicalobservations in the Pivdenny Buh river basin (as of 2015) were used as input informationfor the development of the methodology, using data from observations in the VelykyiKuyalnyk and Tiligul rivers.To typify the water content of spring floods, the method of discriminant analysis by theformed vector-predictor was used, to which the main factors of spring runoff formation of theconsidered territory were selected (by the method of factor analysis) – maximum water reservesin snow cover, precipitation and maximum soil freezing depth. Three groups of water content(high, medium and low) of floods were distinguished and the coefficients of discriminantequations for reference hydrological station within the homogeneous areas (subdistricts) underthe conditions of spring floods formation were obtained. Regionaldependences (in the form of modular coefficients) for homogeneous regions (subregions) ofspring flood formation have been established for spring floods with different types of watercontent. This made it possible to predict the runoff layers and maximum water consumption of the spring flood for other rivers within the zoning of the Pivdenny Buh river basin, and to consider the developed methodology as regional.Representation of predicted values and their predicted sufficiency in a long-termcontext, established by the three-parameter gamma distribution of S.M. Kritsky andM.F. Menkel (taking into account the average-region ratios of coefficients of variation andasymmetry determined by the author) is carried out in cartographic form, which allowsspatial monitoring of the size of the expected spring floods.The regional methodology of long-term forecasts of the characteristics of springfloods in the Pivdenny Buh river basin is also justified for the hydrologically unexploredrivers of the study area. To determine the average long-term maximum water consumptionof spring floods of hydrologically unexplored rivers, the operator model of maximum runoffformation using meteorological values at its inlet (average long-term maximum snowreserves and precipitation during spring flooding) was used.Within the operator model all input parameters of the calculation methodology aredefined and generalized. Parameters that are not measured by the hydrometeorologicalnetwork were obtained numerically. The average long-term modules of the maximum waterconsumption of spring flood calculated by the method conforming with the initial data withan error of their determination ± 16.8%.To assess the impact of future climate change on the water regime of rivers in thespring flood period, climate change coefficients were calculated (according to IPCC climatemodels (CORDEX project) of RCP 4.5 scenario for the period 2021-2050). The resultsshowed that in the Pivdenny Buh basin in the region I in the period 2021-2050 was expectedto reduce the long-term average characteristics of runoff (runoff layers and maximum waterflow) of spring floods on average by 23% ( kch = 0.77), and in region II: sub-district IIa ‒ by37% ( kch = 0.63), sub-region IIб ‒ by 51% ( kch = 0.49), sub-region IIв ‒ by 75% ( kch = 0.25).The layers of spring water runoff modeled according to climatic models in the period of2021-2050 were expected to be lower than their long-term average value (established takinginto account), which was 23 mm.The performed assessment of the quality of the regional methodology of long-termforecasts (for the period 1966-2015) and its verification on the data of independent years (forthe period 2016-2018) showed that the developed methodology mainly belongs to the category"good" and "satisfactory", which allows to recommend it for practical application in activity ofhydroprognostic divisions, including the rivers of the Pivdenny Buh basin not studiedhydrologically.

Дисертаційна робота присвячена дослідженню та оцінці ризиків затоплення при проходженні максимального стоку весняних водопіль та дощових паводків в українській частині басейну р. Вісла.У роботі виконаний збір, підготовка та аналіз гідрологічних, метеорологічних вихідних даних та даних дистанційного зондування Землі, що використані при розрахунках максимального стоку весняних водопіль та дощових паводків у досліджуваному басейні, а також подальшого гідрологічного моделювання затоплення окремих ділянок водозбору, які мають потенційно значні ризики затоплення (ТПЗРЗ).Проведена оцінка однорідності та стаціонарності рядів даних максимального стоку (максимальних витрат води та шарів стоку) весняного водопілля та дощових паводків річок басейну р. Вісла, визначена циклічність коливань стоку, а також виконана статистична обробка вихідних гідрологічних даних від початку спостережень до 2015 року, включно.Визначення максимального стоку річок басейну р. Вісла в межах України виконане з використанням операторної моделі, розробленої вченими Одеського державного екологічного університету. З метою обґрунтування параметрів регіональної методики, виконаний розрахунок характеристик максимального стоку рідкісної імовірності перевищення, як весняного водопілля, так і дощових паводків. Результатом розрахунків є характеристики схилового припливу (шари стоку паводків і весняного водопілля, тривалість припливу зі схилів до руслової мережі, та максимальні модулі схилового припливу) географічно узагальнені за територією досліджуваного басейну з використанням GIS-технологій, а також розрахункові рівняння для визначення трансформаційних функцій максимального стоку різного походження (руслове добігання, русло-заплавне регулювання). Обґрунтована регіональна методика дозволяє визначати характеристики максимального стоку рідкісної імовірності перевищення весняних водопіль і дощових паводків за відсутності даних гідрологічних спостережень на території досліджуваного басейну.Порівняння розрахункових максимальних модулів стоку та витрат води підчас проходження паводків рідкісної ймовірності перевищення з максимальними спостереженими та результатами статистичної оброки показало, що представлена методика є теоретично та практично обґрунтованою; точність розрахунків характеристик максимального стоку рідкісної імовірності перевищення для весняних водопіль склала ± 8,84%, а для дощових паводків ± 18,3%.Оцінка ризиків затоплення проведена для ТПЗРЗ, що були визначені згідно Плану управління ризиками затоплення на окремих територіях у межах району басейну річки Вісла на 2023-2030.У дисертаційному дослідженні проаналізовані існуючі методи та моделі, що використовуються у світовій практиці при визначені зон затоплення. Виконане гідрологічне моделювання зон затоплення з використанням програмного забезпечення HEC-RAS, розробленого Корпусом інженерів-гідрологів Військово-морських сил США. У якості вихідних даних при моделюванні використана побудована цифрова модель рельєфу, дані промірних робіт та розрахункові гідрографи.Цифрова модель рельєфу (ЦМР) досліджуваної території розроблена з використанням програмного забезпечення QGIS за SRTM знімками, отриманими з ресурсу EarthExplorer а також за даними проекту HydroSHEDS, проведеному Всесвітнім фондом дикої природи США з метою створення цифрових шарів даних для підтримки широкомасштабних гідроекологічних досліджень.Розрахункові гідрографи побудовані для весняних водопіль та дощових паводків за методикою, наведеною у СНіП 2.01.14-83 та удосконаленою Є.Д. Гопченко та С.В. Авгайтісом, при цьому окремі параметри обґрунтовані на даних річок досліджуваного регіону басейну р. Вісли.?У роботі проведений порівняльний аналіз розрахункових гідрографів з фактичними за характерні роки (за роки з максимальною спостереженою витратою води весняного водопілля та дощових паводків), який показав високу збіжність форми гідрографів та об’ємів стоку. Моделювання площі затоплення на території з наявністю даних гідрологічних спостережень проведене на прикладі р. Рата – с. Волиця. Виконане порівняння площі затоплення під час проходження максимальних витрат весняних водопіль і дощових паводків за розрахунковим та фактичним гідрографом, яке показало значну залежність площі затоплення від рельєфу місцевості та характеру підстильної поверхні.^UThe dissertation is devoted to research and flood risk assessment during the passage of the maximum runoff of spring and rain floods in the Ukrainian part of the Vistula River basin.In the work, the collection, preparation and analysis of hydrological and meteorological raw data and data of remote sensing of the Earth, used in the calculations of the maximum runoff of spring and rain floods in the studied basin, as well as further hydrological flood modeling of individual areas of the catchment, which have potentially significant flooding risks (APSFR), were performed.The homogeneity and stationarity of data series of the maximum runoff (maximum water discharges and runoff layers) of the spring and rain floods of the rivers of the Vistula River basin were evaluated, the cyclicity of runoff fluctuations was determined, and statistical processing of the initial hydrological data from the beginning of observations to 2015 was performed.Determination of the maximum runoff of the rivers of the Vistula River basin within Ukraine was carried out using the operator model developed by scientists of the Odesa State Environmental University.In order to substantiate the parameters of the regional methodology, the calculation of the characteristics of the maximum runoff of the rare probability of exceeding both spring and rain floods was performed. The results of the calculations are the characteristics of the slope influx (runoff layers of rain and spring floods, the duration of slope influx, and the maximum modules of the slope influx) geographically generalized by the territory of the studied basin using GIS technologies, as well as calculation equations for determining the transformation functions of the maximum runoff of different origin.A well-founded regional method allows determining the characteristics of the maximum runoff of the rare probability of exceeding spring and rain floods in the absence of hydrological observation data in the territory of the studied basin.A comparison of the calculated maximum runoff modules and water dischargres during floods of rare probability of exceedance with the maximum observed and the results of statistical processing showed that the presented method is theoretically and practically justified; the accuracy of the calculations of the characteristics of the maximum runoff of the rare probability of exceedance for spring floods was ± 8.84%, and for rain floods ± 18.3%.The flood risk assessment was carried out for APSFR, which were determined according to the Flood Risk Management Plan in individual territories within the Vistula River Basin District for 2023-2030.The dissertation research analyzed the existing methods and models used in global practice when identifying flood zones. Performed hydrologic modeling of flood zones using HEC-RAS software developed by the Hydrologic Engineering Center of US Army Corps of Engineers. The constructed digital evaluation model, data of measuring works and calculated hydrographs were used as input data for modeling.The digital evaluation model (DEM) of the study area was developed using QGIS software based on SRTM images obtained from the EarthExplorer resource, as well as data from the HydroSHEDS project conducted by the World Wildlife Fund US to create digital data layers to support large-scale hydroecological research.Estimated hydrographs were built for spring and rain floods according to the methodology given in SNiP 2.01.14-83 and improved by E.D. Hopchenko. and S.V. Avgaytis, while individual parameters are based on the data of the rivers of the studied region of the Vistula River basin.In the work, a comparative analysis of calculated hydrographs with actual ones for characteristic years (for years with the maximum observed water discharges of spring and rain floods) was carried out, which showed a high convergence of the shape of hydrographs and runoff volumes.Modeling of the inundation area in the territory with the availability of hydrological observation data was carried out on the example of the WGS Rata – Volitsa.A comparison of the inundation area during the passage of the maximum runoff of spring and rain floods was performed according to the calculated and actual hydrograph, which showed a significant dependence of the inundation area on the topography of the area and the nature of the underlying surface.