Библиотека
|
ваш профиль |
Арктика и Антарктика
Правильная ссылка на статью:
Жунусова О.Р., Нестерова Н.В., Макарьева О.М.
Моделирование максимальных характеристик стока малых рек горной криолитозоны на основе данных плювиографов
// Арктика и Антарктика.
2024. № 4.
С. 157-173.
DOI: 10.7256/2453-8922.2024.4.72657 EDN: YUMZKE URL: https://nbpublish.com/library_read_article.php?id=72657
Моделирование максимальных характеристик стока малых рек горной криолитозоны на основе данных плювиографов
DOI: 10.7256/2453-8922.2024.4.72657EDN: YUMZKEДата направления статьи в редакцию: 10-12-2024Дата публикации: 25-12-2024Аннотация: Изменение климата приводит к трансформации гидрологических процессов в горных регионах криолитозоны, увеличивая частоту и интенсивность катастрофических паводков. Для большинства регионов Дальневосточного федерального округа методы и система краткосрочных прогнозов опасных гидрологических явлений в современных климатических условиях не разработаны. Исторически эти регионы являются наименее обеспеченной данными стандартных гидрометеорологических измерений территорией страны, в последние 30 лет произошло дальнейшее сокращение сети наблюдений. Целью работы является исследование процессов формирования и расчет максимальных расходов воды на территории Магаданской области с использованием данных плювиографов и гидрологической модели Гидрограф. Представлены результаты моделирования гидрографов речного стока на суточном расчетном интервале и исторических паводков на часовом расчетном интервале на малых водосборах горной криолитозоны с площадью от 8,4 до 932 км2, расположенных в Магаданской области. Основой исследования является распределенная детерминированная гидрологическая модель Гидрограф, ранее уже успешно использовавшаяся в зоне распространения многолетней мерзлоты, где чаще всего водосборы относятся к неизученным объектам. Параметризация модели Гидрограф для Магаданской области проведена на основе материалов Колымской водно-балансовой станции. Для моделирования внутрисуточного режима паводков использовались данные плювиографов. Модель была верифицирована на суточном интервале за периоды 1966–1994 гг. для ручья Кривуля и 1966–1987 гг. для рек Сусуман и Амбардах с медианными значениями коэффициента Нэша-Сатклиффа от 0,52 до 0,62. Моделирование проводилось для исторических паводков на часовом интервале: 16 августа 1986 года для рек Сусуман и Амбардах (максимальные наблюденные расходы – 393 м³/с и 74,7 м³/с, рассчитанные – 420 м³/с и 78,5 м³/с соответственно) и 26 июля 1984 года для ручья Кривуля (наблюденный расход – 14,2 м3/с, рассчитанный – 16,5 м³/с). Результаты исследования подтверждают возможность применения детерминированного гидрологического моделирования на внутрисуточном интервале с использование данных плювиографов. Однако основным ограничением для горной криолитозоны остается недостаток данных об осадках. Перспективным решением может стать использование данных климатических моделей. Ключевые слова: паводки, гидрологическое моделирование, модель Гидрограф, максимальный сток, Магаданская область, криолитозона, горные территории, плювиограф, осадки, параметризация моделиИсследование выполнено при поддержке Санкт-Петербургского государственного университета в рамках проекта «Разработка методики оперативного прогноза опасных гидрометеорологических явлений в условиях Дальневосточного федерального округа (на примере Магаданской области)» (ID PURE 116160863). Abstract: Climate change leads to the transformation of hydrological processes in the mountain permafrost regions, increasing the frequency and intensity of catastrophic floods. An example is the Magadan Oblast – an important region for the Russian economy, exposed to the risk of floods. The aim of the study was to calculate the maximum water discharge of three small rivers in the Magadan Oblast – the Krivulya, Ambardakh and Susuman rivers – using pluviograph data and the hydrological model Hydrograph. The model was verified on daily intervals for the periods 1966–1994 for the Krivulya stream and 1966-1987 for the Susuman and Ambardakh rivers. Modelling results have shown satisfactory correlation with the observed daily and mean annual values. The median values of the Nash-Sutcliffe coefficient varied from 0.52 to 0.62. The model parametrization for three main types of the landscapes was developed based on the data of the Kolyma Water-Balance station. The modeling was carried out for the historical floods of August 16, 1986 for the Susuman and Ambardakh rivers (maximum observed instant discharges were 393 m3/s and 74.7 m3/s, calculated 1-hourly discharge – 420 m3/s and 78.5 m3/s, respectively) and July 26, 1984 for the Krivulya Stream (observed instant discharge – 14.2 m3/s, calculated 1-hourly discharge – 16.5 m3/s). The relative error of simulated and observed maximum discharges did not exceed 20%. The results of the study confirm the possibility of applying deterministic hydrological modeling on an intra-day interval using pluviograph data. However, the main limitation for the mountain cryolithozone remains the lack of precipitation data. A promising solution may be the use of climate model data, which, in combination with runoff formation models, opens up new opportunities for assessing and predicting maximum runoff characteristics. Keywords: floods, hydrological modeling, Hydrograph model, maximum runoff, the Magadan Oblast, cryosphere, mountainous territories, pluviograph, precipitation, model parametrizationВведение Глобальное потепление влияет на природные и антропогенные системы во всем мире. В разных регионах России наблюдаются изменения характеристик осадков [1], динамики влажности и температуры почвы на разных глубинах [2], сроков установления и схода снежного покрова, уменьшение толщины ледяного покрова на реках [3, 4], деградация многолетнемёрзлых грунтов [5]. Эти факторы приводят к значительным изменениям режима формирования опасных гидрологических явлений (ОГЯ), трансформации элементов водного баланса. В горных областях, которые отличаются многообразием ландшафтов и климатических условий, а также играющие ключевую роль в формировании водных ресурсов [6], ОГЯ формируются особенно часто. В последние десятилетия, когда изменения климата стали особенно заметными, в мире произошло значительное сокращение сети гидрометеорологических станций. За последние 40 лет плотность сети гидрологического мониторинга в России уменьшилась более чем в полтора раза [7]. Недостаток данных о речном стоке влияет на точность прогнозов опасных гидрологических явлений и расчётов характеристик стока при планировании инфраструктуры. Традиционные методы гидрологических расчётов базируются на подходах, созданных 40–50 лет назад. Они опираются на данные наблюдений в период стабильного климата. Однако применение этих методик не всегда целесообразно в условиях меняющегося климата. Уточнение параметров расчётных формул на основе статистических данных для многих регионов затруднено из-за недостатка информации [8]. Поэтому задача разработки новых подходов к расчёту характеристик речного стока актуальна. В основе таких подходов может лежать комплексное использование методов математического моделирования гидрологических процессов. В настоящей работе авторами рассмотрен один из регионов Дальневосточного Федерального округа — Магаданская область. Регион , обладая значительными запасами природных ресурсов, играет важнейшую роль в экономике России, занимая первое место по запасам золота [9]. В Магаданской области ежегодно фиксируются наводнения, вызванные выпадением значительного количества осадков. Наиболее разрушительные наводнения последнего десятилетия прошли в 2013, 2014 и 2019 годах, нанеся ущерб региону на суммы 0,6, 0,7 и 1 миллиард рублей соответственно. Регулярно происходит размыв дорог и повреждение инфраструктуры. Целью исследования являлось исследование процессов формирования и расчет максимальных расходов воды на территории Магаданской области с использованием данных плювиографов и математического моделирования. Объекты исследования Климат Магаданской области муссонный, во внутренней части материка резко континентальный, и смягчается к берегу Охотского моря. Во всём регионе средняя годовая температура воздуха имеет отрицательные значения и варьируется в диапазоне от −2,7 °C на побережье до −12 °C в горах. В зимний период в горной местности наблюдается инверсия - с увеличением высоты температура воздуха повышается. Из-за сложного рельефа местности количество осадков сильно варьируется. Среднегодовой слой осадков составляет 250–600 миллиметров. Средняя высота снежного покрова составляет 50-70 см, наибольшие значения (90-100 см) наблюдаются в долине среднего течения реки Колымы, наименьшие (30-50 см) в ее верховьях и на побережье Охотского моря [10]. В горном рельефе Магаданской области четко выражена вертикальная поясность ландшафтов. Верхний пояс представлен гольцами (каменистыми осыпями) и горными тундрами. В континентальной части этот пояс занимает высоты 1100-1200 м над уровнем моря, а у побережья – выше 400-450 м. Гольцовый пояс окружен поясом зарослей кедрового стланика (интервал высот 900-1100 м в континентальной части, 600-800 м в прибрежной). С понижением высоты он сменяется разреженными лиственничными редколесьями, полнота которых увеличивается вниз по склону и в долинах рек [11]. В континентальной части Магаданской области наблюдается сплошная многолетняя мерзлота, на побережье ее распространение прерывистое и островное. Глубина сезонно-талого слоя меняется от 0,1 до 5 м [10]. Для исследования были выбраны водосборы малых рек с площадями от 8,4 до 932 км2 и максимальными высотами до 2139 м, обеспеченные данными наблюдений за продолжительный период. Характеристики водосборов и основных показателей речного стока представлены в Табл. 1. Расположение исследуемых водосборов представлены на Рис. 1. Гидрографы рек характеризуются отсутствием зимнего стока, высоким весенним половодьем и выраженными летними паводками. Таблица 1. Характеристики исследуемых водосборов.
S — площадь водосбора, км2; H/Hmax — средняя и максимальная высота водосбора, м; W — средний уклон водосбора, °; Qd_max — максимальный суточный расход воды, м3/с; Q_max — максимальный срочный расход воды, м3/с. Рис. 1. Расположение выбранных водосборов рек.
Материалы и методы Гидрологическая модель «Гидрограф» Основой исследования стала распределенная детерминированная гидрологическая модель «Гидрограф» [12]. Поскольку для её запуска требуется ограниченный набор метеорологических данных (температура и влажность воздуха, количество осадков), она подходит для использования на слабоизученных водосборах [7, 12, 13]. Схематизация и параметризация модели осуществляется путем выделения условно однородных природных зон (стокоформирующих комплексов, СФК), которые можно описать одним набором параметров модели, предполагая, что в пределах СФК процесс формирования стока достаточно единообразен, а его количественные характеристики можно осреднить [12]. В горизонтальной проекции на водосборе выделяются так называемые «репрезентативные» точки (РТ), которые равномерно покрывают площадь водосбора и расположены на одинаковом расстоянии друг от друга. Каждая РТ имеет свои собственные характеристики рельефа, такие как высота, уклон и экспозиция склона, а также время добегания. Характеристики РТ предполагаются репрезентативными для всей площади «подкомандного» шестиугольника. В вертикальном разрезе модель представляет собой почвенную колонку с не менее чем 3 слоями. Для каждого слоя вычисляются тепловой и водный баланс. Модель в своей основе учитывает, что любой водосбор может включать в себя разные бассейновые ёмкости (подземные, почвенные, поверхностные) с характерными для них временем истечения и объёмом. В концептуальном виде для каждой емкости в модели заданы скорости влагообмена, которые могут достигать десятков и сотен лет. Расчетный интервал модели составляет от минут до одних суток [8, 14]. Параметризация модели проведена на основе данных Колымской водно-балансовой станции (КВБС) (1947–1997) [15] и стационара Сунтар-Хаята [13]. Ранее отмечалось, что наборы параметров, разработанные на детально изученных водосборах, могут быть перенесены на неизученные бассейны с аналогичными типами подстилающих поверхностей без калибровки [16]. Гидрологические и метеорологические данные В качестве исходных метеорологических данных использовались ежедневные сведения о температуре, влажности воздуха и количестве осадков с двух метеорологических станций (Табл. 2). Чтобы использовать эти данные в горных условиях, мы скорректировали суточные значения в соответствии с высотными градиентами осадков и температуры воздуха. Для расчёта этих градиентов использовалась информация о среднемноголетних годовых осадках и температуре воздуха на метеорологических станциях за весь период наблюдений.
Таблица 2. Характеристики метеорологических станций.
Для моделирования выдающихся паводков на внутрисуточном интервале выбирались такие события, для которых в наличии были как данные о максимальном расходе воды, так и данные плювиографов о внутрисуточном ходе выпадения осадков. Данные плювиографов заимствованы из базы данных плювиографов Магаданской области, разработанной на основе оцифрованных метеорологических ежемесячников, изданных в СССР [17] и материалов наблюдений за 1947–1997 годы Колымской водно-балансовой станции [18]. База данных включает данные 72 станций за период 47 лет (1950–1997) для диапазона абсолютных высот от -8 до 1200 метров и насчитывает более 70 тысяч значений [19]. Для верификации результатов моделирования речного стока использовались данные о суточных расходах воды и максимальных срочных расходах воды за выдающиеся паводки. Параметризация модели С помощью программы ArcGIS и данных Ландшафтной карты СССР [20], а также космических снимков Landsat были определены основные типы ландшафтов на территории водосборов и выделены СФК: гольцы (каменистые осыпи), горная тундра, заросли кедрового стланика, лиственничное редколесье и выгоревшая растительность. Для каждого водосбора разработана сетка регулярных РТ. Схематизация водосборов показана на Рис. 2. Параметры модели Гидрограф были заимствованы из работ [13, 21–23]. Для каждого СФК были заданы параметры почв, растительности, склона и подземного стока. Все почвенные разрезы имеют 20 расчетных почвенных слоев, каждый мощностью 10 см. Параметры растительного покрова также сопровождаются указанием четырех фенологических дат: начало развития растительного покрова, достижение им максимального уровня, начало и конец периода увядания. Рис. 2. Схемы водосборов (a – руч. Кривуля, b – р. Амбардах, c – р. Сусуман).
Результаты и обсуждение Верификация модели на суточном интервале Верификация модели Гидрограф проведена на основе сравнения результатов моделирования с использованием разработанного набора параметров суточных гидрографов за периоды 1966–1994 гг. для ручья Кривуля и 1966–1987 гг. для рек Сусуман и Амбардах с наблюдёнными величинами. В настоящее время на данных объектах наблюдения за стоком не ведутся, что не позволяет произвести верификацию моделирования для более поздних временных интервалов. Для оценки эффективности гидрологического моделирования был выбран коэффициент Нэша-Сатклиффа (NSE) [24]. Для каждого водосбора вводились корректирующие коэффициенты для повышения сходимости рассчитанных и наблюденных гидрографов. В табл. 3 представлены рассчитанные годовые величины водного баланса (осадки, испарение, сток), а также средние, медианные, максимальные и минимальные значения критерия Нэша-Сатклиффа (NSE). На Рис. 3-5 приведено сравнение рассчитанных и наблюденных суточных гидрографов стока воды со средним значением NSE для каждого водосбора.
Таблица 3. Характеристики водного баланса и критерий NSE.
Yo и Ys — наблюденный и рассчитанный среднемноголетний годовой слой стока, мм; P — осадки, мм; E — испарение, мм; Qo и Qs — максимальный наблюденный и рассчитанный расход, м3/с; av и m — среднее и медианное значение NSE; max и min — максимальное и минимальное значения NSE.
Рис. 3. Рассчитанный (красная линия) и наблюденный (черная линия) гидрограф стока воды со средним значением NSE (NSE = 0,38) для ручья Кривуля, 1977 год.
Рис. 4. Рассчитанный (красная линия) и наблюденный (черная линия) гидрограф стока воды со средним значением NSE (NSE = 0,61) для р. Сусуман, 1980 год. Рис. 5. Рассчитанный (красная линия) и наблюденный (черная линия) гидрограф стока воды со средним значением NSE (NSE = 0,55) для р. Амбардах, 1973 год.
За период 1966–1994 гг. рассчитанный среднемноголетний слой стока для водосбора ручья Кривуля в среднем выше наблюденного на 2%. Для бассейнов рек Сусуман и Амбардах за период 1966–1987 гг. наблюдается превышение рассчитанного среднемноголетнего слоя стока на 5 и 9% соответственно. Медианная величина NSE для суточных расходов воды рр. Кривуля, Сусуман и Амбардах варьируется от 0,52 до 0,61. Максимальная средняя величина NSE 0,61 характерна для водосбора р. Сусуман. Максимальные значения NSE для всех бассейнов варьируется в малых пределах 0,86-0,90. Для водосбора реки Амбардах наблюдается самый низкий средний показатель NSE (0,07) среди всех водосборов, что обусловлено в основном влиянием экстремально низкого значения NSE (-7,71) за 1974 год. Величина испарения с водосборной площади руч. Кривуля составила 147 мм, р. Сусуман — 124 мм, р. Амбардах — 112 мм. Разница в величине испарения между водосборами обусловлена разным процентным соотношением СФК по площади водосборов. Так, площадь гольцов, испаряющих со своей поверхности меньше всего среди остальных СФК по данным [15], увеличивается в ряду руч. Кривуля (4,5%) — р. Сусуман (18,5%) — р. Амбардах (24,2%). Хотя в некоторые годы встречаются крайне низкие показатели NSE (до –7,71), медианные значения NSE для суточных расходов на всех реках колеблются от 0,52 до 0,61, а максимальные - от 0,86 до 0,90. Следовательно, согласно общепринятым критериям [25], результаты моделирования преимущественно можно оценить как удовлетворительные. Более низкие значения NSE объясняются тем, что при моделировании для всех бассейнов использовались данные только с одной метеорологической станции. Метеостанции находятся за пределами водосборов и расположены на высотах, которые на 200–400 м ниже средней высоты каждого объекта. Например, средняя высота водосбора руч. Кривуля составляет 880 м, максимальная – достигает 1282 м, а ближайшая метеостанция Кулу была расположена на высоте 668 м. В работе [14] показано, что качество моделирования гидрографов стока в горных бассейнах критически зависит от количества используемых метеорологических станций. Необходимо, чтобы хотя бы две находились в горной части бассейна. Несмотря на низкие значения NSE, наблюдаемые в отдельные годы, рассчитанные гидрографы стока удовлетворительно согласуются с данными наблюдений как по фазам, так и по абсолютным значениям. Факторами, обуславливающими погрешность, можно признать недостаточность входных метеорологических данных [8], а также возможное влияние горнодобывающей промышленности на процессы в руслах исследуемых рек, не учтенное при моделировании процессов формирования стока. Оценка характеристик максимального стока с использованием данных плювиографа После верификации гидрологической модели на суточном шаге для моделирования на внутрисуточном интервале времени были выбраны выдающиеся паводки, для которых имеются данные плювиографов о внутрисуточной динамике выпадения осадков. Для рек Сусуман и Амбардах выбран исторический паводок 16 августа 1986 года с максимальными наблюденными срочными расходами 393 и 74,7 м3/с соответственно; для ручья Кривуля — паводок 26 июля 1984 года с максимальным срочным расходом 14,2 м3/с. Для руч. Кривуля и р. Сусуман выбранные паводки являются максимальными за периоды наблюдений на гидрологических постах этих рек (руч. Кривуля, 1942–1994 гг.; р. Сусуман, 1941-1988). Для р. Амбардах дата наибольших расходов отличается от выбранного — 26.06.1965 г. (107 м3/с), так как данные плювиографов за этот год отсутствуют. При подготовке часовых метеорологических данных для моделирования использовались материалы плювиографов о слое осадков и их продолжительности, а при их отсутствии интерполировались суточные данные. При отсутствии данных о продолжительности суточных осадков использовалось соотношение: T = a∙Hb, (1) где H — суточный слой осадков (мм), a — параметр продолжительности дождя (мин/мм), b — показатель степени (б/р). Значения параметров заданы следующим образом: a = 50 и b = 0,84 [26]. В качестве часовых данных о температуре и влажности воздуха также использовались интерполированные срочные данные метеорологических станций. Результаты моделирования отдельных паводков на часовом интервале приведены в Табл. 4 и на Рис. 6.
Таблица 4. Результаты моделирования выдающихся паводков.
Qd_max — наблюденный максимальный суточный расход воды, м3/с; Q_max — наблюденный максимальный срочный расход воды, м3/с; Qd_sim — рассчитанный суточный расход, м3/с; Qd_sim_pl — рассчитанный средний суточный расход по данным плювиографов, м3/с; Qh_max — рассчитанный максимальный часовой расход, м3/с.
Рис. 6. Результаты моделирования паводков.
В ходе моделирования паводков для всех рек были получены значения максимальных расходов, больше наблюденных на 5-16%. Для ручья Кривуля это значение больше на 16% (рассчитанный — 16,5 м3/с, наблюденный — 14,2 м3/с), для р. Сусуман – на 7% (рассчитанный — 420 м3/с, наблюденный — 393 м3/с), для р. Амбардах – на 5% (рассчитанный — 78,5 м3/с, наблюденный — 74,7 м3/с). Согласно ежегоднику, максимальные срочные расходы для рр. Амбардах и Сусуман оцениваются с погрешностью 20%. В погрешности рассчитанных значений необходимо учесть вклад факторов, описанных в разделе верификации модели. Для анализа данных о расходах, полученных из суточных данных об осадках и данных плювиографа, были сопоставлены интенсивности осадков. Средняя интенсивность осадков на основе суточных данных об осадках была рассчитана как отношение количества осадков к их продолжительности. На основе данных плювиографов средняя интенсивность осадков, вызвавших выдающиеся паводки, составила 0,03 и 0,04 мм/мин для метеорологических станций Сусуман и Кулу соответственно. Хоть эти величины не значительно отличаются от средней интенсивности, рассчитанной на основе формулы (1) для суточных сумм осадков (0,04 мм/мин для обеих станций), данные плювиографа показывают неравномерное распределение осадков и интенсивности в период паводка с максимальной интенсивностью осадков равной 0,11 мм/мин и 0,12 мм/мин для метеостанций Сусуман и Кулу (Табл. 5). На станции Кулу наиболее интенсивные осадки наблюдались 25 июля с 4 до 10 часов утра, когда за 6 часов выпало 30,4 мм осадков. При этом важным фактором в формировании паводка было то, что эти осадки выпадали на уже увлажненную почву в результате выпадения осадков в предыдущий день, 24 июля, когда в сумме выпало 13,6 мм. График осадков станции Сусуман имеет два пика, 15 августа в 9 часов утра и 16 августа после 7 часов утра, когда за 3 часа выпало 16,1 мм осадков. В то же время сумма осадков по плювиографам и суточным данным схожи: суточные данные — 58,7 мм, данные плювиографов — 55,2 мм на метеостанции Кулу; и 48,1 мм и 45,4 мм на метеостанции Сусуман. В связи с тем, что при интерполяции осадков в РТ учитывается повышение осадков с высотой склона, в Табл. 5 слой осадков за паводок представлен не величиной, полученной на метеорологической станции, а суммарным средним слоем, выпавшим на водосборе. Таблица 5. Характеристики водного баланса и режима выпадения осадков выдающихся паводков.
I — средняя интенсивность осадков, мм/мин, I_max — максимальная интенсивность осадков, мм/мин; T — продолжительность осадков, мин; P — слой осадков, мм; H — слой стока за событие, мм.
В целом результаты моделирования приняты удовлетворительными и подтверждают возможность использования методов детерминированного гидрологического моделирования для оценки срочных максимальных расходов по данным плювиографов в горной криолитозоне.
Дискуссия Множество научных исследований посвящено анализу катастрофических паводков и наводнений на реках Сибири и Дальнего Востока [27, 28, 29, 30, 31]. В этих работах в основном представлено описание данных явлений на основе доступной гидрометеорологической информации. Существуют также методические разработки, касающиеся расчёта и моделирования процессов формирования паводков, а также краткосрочного прогнозирования паводкового стока для европейской части России [32, 33, 34]. В исследовании [35] представлен подробный обзор методов прогноза стока, используемых за рубежом, однако без учёта особенностей формирования стока в условиях криолитозоны. В зоне распространения многолетней мерзлоты подавляющее большинство работ по внутрисуточному моделированию стока касается больших речных бассейнов со значительным временем добегания [36]. Лишь немногие исследования [28, 29, 37, 38] посвящены моделированию стока малых рек, к которым относится и эта работа. Результаты нашей работы, несмотря на нехватку и ограниченность входных метеорологических данных, указывают на практический потенциал использования методов детерминированного гидрологического моделирования на внутрисуточном интервале. В более ранних исследованиях уже были представлены удовлетворительные результаты моделирования паводков на основе данных плювиографов и модели Гидрограф на малых горных реках, таких как р. Магаданка на Дальнем Востоке [29], а также рек Черноморского побережья Кавказа [8, 14, 38]. Однако основной проблемой для горных районов до сих пор остается недостаток данных о распределении осадков, их продолжительности и интенсивности. Здесь перспективным решением становится использование метеорологических моделей. Как показывают исследования [28, 29, 38], объединение информации с метеостанций и данных метеорологических моделей позволяет эффективно моделировать характеристики опасных гидрологических явлений. Такой подход особенно актуален в условиях сокращения гидрометеорологической сети наблюдений. Наличие открытого доступа к данным современных моделей открывает большие перспективы для использования модели Гидрограф в задачах расчета стока и разработки системы оперативного прогноза при недостатке гидрометеорологической информации.
Заключение В исследовании представлены результаты моделирования гидрографов речного стока на суточном расчетном интервале и исторических паводков на часовом расчетном интервале, проведенного на трех малых водосборах горной криолитозоны с площадью от 8,4 до 932 км2, расположенных в бассейне р. Колымы. На основе цифровой модели рельефа, ландшафтной карты и спутниковых снимков проведена схематизация водосборов, разработан набор параметров гидрологической модели Гидрограф, выполнена верификация результатов моделирования на основе суточных гидрометеорологических данных. Анализ результатов моделирования суточных гидрографов стока и годовых элементов водного баланса, критерия Нэша-Сатклиффа показал, что разработанный ранее на основе данных Колымской водно-балансовой станции набор параметров модели удовлетворительно описывает гидрологический режим. Медианные величины эффективности Нэша-Сатклиффа для суточных гидрографов составили 0,52 для р. Кривуля (1966–1994 гг.), 0,55 для р. Амбардах (1966–1987 гг.), 0,61 для р. Сусуман (1966–1987 гг.). Данные плювиографов о динамике ливневых осадков для метеорологических станций Сусуман и Кулу использованы в качестве входных данных для расчета максимальных расходов воды в период прохождения исторических паводков (рр. Амбардах и Сусуман, 1986; руч. Кривуля, 1984) с часовым интервалом. На основе результатов моделирования проведена оценка срочных и суточных расходов для каждого рассматриваемого события, а также их сравнение с наблюденными данными. Рассчитанные максимальные часовые расходы составили 16,5, 78,5 и 420 м3/с для рр. Кривуля. Амбардах и Сусуман соответственно. Результаты исследования подтверждают, что метод детерминированного гидрологического моделирования может быть использован для расчёта максимальных расходов воды при наличии детальных данных об осадках. Сейчас из-за ограниченности информации об осадках методы моделирования не применяются для массовых расчётов характеристик стока. Однако данные плювиографов полезны для анализа причин катастрофических паводков и дальнейшего развития методов математического моделирования. Потенциальным источником информации об атмосферных осадках являются климатические модели. Использование их прогнозов в качестве входных метеорологических данных в модели формирования стока позволит оценивать и прогнозировать максимальные характеристики стока. Для большинства регионов Дальневосточного федерального округа методы и система краткосрочных прогнозов опасных гидрологических явлений в современных климатических условиях не разработаны. Исторически эти регионы являются наименее обеспеченными данными стандартных гидрометеорологических измерений. Изменения климата обуславливают нелинейность реакции и трансформацию гидрологического цикла криолитозоны под влиянием процессов деградации многолетнемерзлых пород и антропогенного изменения ландшафтов. Эти факторы затрудняют разработку методов краткосрочного прогноза и делают невозможным применение простых (например, регрессионных) моделей характеристик стока. Результаты исследования могут быть полезны в задачах изучения режима формирования катастрофических паводков в современных климатических условиях, оценки характеристик стока при проведении гидрологических расчетов, разработки системы оперативного прогноза опасных гидрологических явлений в исследуемом регионе. Библиография
1. IPCC. Climate Change 2021 – The Physical Science Basis: Working Group I Contribution to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. – 1. – Cambridge University Press, 2023.
2. Rasheed M.W., Tang J., Sarwar A., Shah S., Saddique N., Khan M.U., Imran Khan M., Nawaz S., Shamshiri R.R., Aziz M. Soil moisture measuring techniques and factors affecting the moisture dynamics: A comprehensive review // Sustainability. – 2022. – Т. 14. – № 18. – С. 11538. 3. Young S.S. Global and Regional Snow Cover Decline: 2000–2022 // Climate. – 2023. – Vol. 11. – № 8. – P. 162. 4. National Snow and Ice Data Center, Meier W., Stroeve J. An Updated Assessment of the Changing Arctic Sea Ice Cover // Oceanography. – 2022. 5. Langer M., Nitzbon J., Groenke B., Assmann L.-M., Schneider von Deimling T., Stuenzi S.M., Westermann S. The evolution of Arctic permafrost over the last 3 centuries from ensemble simulations with the CryoGridLite permafrost model // The Cryosphere. – 2024. – Т. 18. – № 1. – С. 363-385. 6. Intergovernmental Panel On Climate Change (Ipcc). Climate Change 2022 – Impacts, Adaptation and Vulnerability: Working Group II Contribution to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. – 1. – Cambridge University Press, 2023. 7. Makarieva O., Nesterova N., Haghighi A.T., Ostashov A., Zemlyanskova A. Challenges of Hydrological Engineering Design in Degrading Permafrost Environment of Russia // Energies. – 2022. – Vol. 15. – № 7. – P. 2649. 8. Макарьева О.М., Нестерова Н.В., Виноградова Т.А., Бельдиман И.Н., Колупаева А.Д. Расчет характеристик катастрофических паводков неизученной реки Цемес (г. Новороссийск, Черноморское побережье России) на основе гидрологической модели «Гидрограф» // Вестник Санкт-Петербургского университета. Науки о Земле. – 2019. – Т. 64. – № 1. – С. 24-43. 9. Государственный Доклад О Состоянии И Использовании Минерально-Сырьевых Ресурсов Российской Федерации В 2022 Году / ред. Д.Д. Тетенькин, И.И. Петров. – Москва: Министерство природных ресурсов и экологии РФ, Федеральное агентство по недропользованию, 2023. – 638 с. 10. Ресурсы поверхностных вод. Том 19. Северо-Восток / ред. В.В. Куприянов. – Ленинград: Гидрометеоиздат, 1969. – 602 с. 11. Полежаев А.Н. Растительность // Флора и растительность Магаданской Области (конспект сосудистых растений и очерк растительности). – Магадан, 2010. – С. 6-31. 12. Vinogradov Yu.B., Semenova O.M., Vinogradova T.A. An approach to the scaling problem in hydrological modelling: the deterministic modelling hydrological system // Hydrological Processes. – 2011. – Vol. 25. – № 7. – P. 1055-1073. 13. Nesterova N., Makarieva O., Post D.A. Parameterizing a hydrological model using a short‐term observational dataset to study runoff generation processes and reproduce recent trends in streamflow at a remote mountainous permafrost basin // Hydrological Processes. – 2021. – Vol. 35. – № 7. 14. Макарьева О.М., Виноградова Т.А., Нестерова Н.В., Виноградов А.Ю., Бельдиман И.Н., Колупаева А.Д. Моделирование катастрофических паводков в бассейне р. Туапсе // Геориск. – 2018. – Т. XII. – № 3. – С. 78-89. 15. Makarieva O., Nesterova N., Lebedeva L., Sushansky S. Water balance and hydrology research in a mountainous permafrost watershed in upland streams of the Kolyma River, Russia: a database from the Kolyma Water-Balance Station, 1948–1997 // Earth System Science Data. – 2018. – Vol. 10. – № 2. – P. 689-710. 16. Лебедева Л.С., Семенова О. М., Виноградова Т. А. Расчет глубины сезонно-талого слоя в условиях различных ландшафтов Колымской водно-балансовой станции в задаче гидрологического моделирования (Часть 2) // Криосфера Земли. – 2015. – Т. XIX. – № 2. – С. 35-44. 17. Метеорологический ежемесячник. Выпуск 33. Колымское управление гидрометеорологической службы. – Магадан: Главное управление гидрометеорологической службы при Совете Министров СССР, 1974–1990. 18. Материалы наблюдений Колымской воднобалансовой станции. Вып. 1-40, 1948–1997. – Магадан: Колымское УГМС, 1959–1998. 19. Макарьева, О. М., Нестерова, Н. В., Землянскова, А. А., Никитина, П. А. База данных плювиографов Магаданской области с 1974 по 2018 гг. – 17.10.2023. 20. Ландшафтная карта СССР / сост. И.С. Гудилин. – Министерство геологии СССР, 1980. 21. Lebedeva L., Semenova O., Vinogradova T. Simulation of Active Layer Dynamics, Upper Kolyma, Russia, using the Hydrograph Hydrological Model // Permafrost and Periglacial Processes. – 2014. – Vol. 25. – № 4. – P. 270-280. 22. Макарьева О.М., Лебедева Л.С., Виноградова Т.А. Моделирование процессов формирования стока на малых горных водосборах криолитозоны (по материалам Колымской водно-балансовой станции) // Криосфера Земли. – 2020. – Т. XXIV. – № 1. 23. Semenova O., Lebedeva L., Vinogradov Y. Simulation of subsurface heat and water dynamics, and runoff generation in mountainous permafrost conditions, in the Upper Kolyma River basin, Russia // Hydrogeology Journal. – 2013. – Vol. 21. – № 1. – P. 107-119. 24. Nash J.E., Sutcliffe J.V. River flow forecasting through conceptual models part I – A discussion of principles // Journal of Hydrology. – 1970. – Vol. 10. – № 3. – P. 282-290. 25. D. N. Moriasi, J. G. Arnold, M. W. Van Liew, R. L. Bingner, R. D. Harmel, T. L. Veith. Model Evaluation Guidelines for Systematic Quantification of Accuracy in Watershed Simulations // Transactions of the ASABE. – 2007. – Vol. 50. – № 3. – P. 885-900. 26. Виноградов Ю.Б. Математическое моделирование процессов формирования стока (опыт критического анализа). – Ленинград: Гидрометеоиздат, 1988. – 312 с. 27. Куровская В.А., Макарьева О.М., Нестерова Н.В., Шихов А.Н., Виноградова Т.А. Реконструкция катастрофического паводка 2014 года в бассейне р. Магаданки на основе комплексного гидрометеорологического моделирования // Четвертые Виноградовские Чтения. Гидрология От Познания К Мировоззрению. – 2020. – Т. 163. – С. 696-701. 28. Макарьева О.М., Нестерова Н.В., Федорова А.Д., Шихов А.Н., Виноградова Т.А. Моделирование разрушительных паводков летом 2019 г. на реке Ие (Иркутская Область) // География и природные ресурсы. – 2020. – № 4. 29. Grigorev V.Yu., Kharlamov M.A., Semenova N.K., Sazonov A.A., Chalov S.R. Impact of precipitation and evaporation change on flood runoff over Lake Baikal catchment // Environmental Earth Sciences. – 2022. – Vol. 82. – № 1. – P. 16. 30. Kalugin A. Future Climate-Driven Runoff Change in the Large River Basins in Eastern Siberia and the Far East Using Process-Based Hydrological Models // Water. – 2022. – Vol. 14. – № 4. – P. 609. 31. Lupakov S.Yu., Bugaets A.N., Gonchukov L.V., Motovilov Yu.G., Sokolov O.V., Bugaets N.D. Using the GR4J Conceptual Model for Runoff Simulation in the Ussuri River Basin // Russian Meteorology and Hydrology. – 2023. – Vol. 48. – № 2. – P. 128-137. 32. Васильева Е.С., Белякова П.А., Алексюк А.И., Селезнева Н.В., Беликов В.В. Моделирование быстроразвивающихся паводков на малых реках Северного Кавказа с использованием современных данных автоматизированной гидрометеорологической сети // Водные ресурсы. – 2021. – Т. 48. – № 2. – С. 135-146. 33. Морейдо В.М., Гарцман Б.И., Соломатин Д.П., Сучилина З.А. Возможности краткосрочного прогнозирования стока малой реки с использованием методов машинного обучения // Гидросфера. Опасные процессы и явления. – 2020. – Т. 4. – № 2. – С. 375-390. 34. Белякова П.А., Морейдо В.М., Цыпленков А.С., Амербаев А.Н., Гречишникова Д.А., Курочкина Л.С., Филиппов В.А., Макеев М.С. Прогнозирование уровней воды на реках Краснодарского края с использованием методов машинного обучения // Водные ресурсы. – 2022. – № 1. – С. 13-26. 35. Борщ С.В., Симонов Ю.А., Христофоров А.В. Система прогнозирования паводков и раннего оповещения о наводнениях на реках Черноморского побережья Кавказа и бассейна Кубани // Труды Гидрометцентра РФ. Спец. вып. 356. – 2015. – С. 247. 36. Болгов М.В., Трубецкова М.Д., Филимонова М.К., Харламов В.А. Оценка Возможного Максимального Расхода Воды Реки Зеи В Створе Зейской Гэс // География и Природные ресурсы. – 2020. – № 4. – С. 162-169. 37. Болгов М.В., Бояринцев Е.Л., Филимонова М.К. Моделирование паводочного стока при выпадении сильных дождей в зоне распространения многолетнемерзлых пород // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. – 2018. – № 1. – С. 6-17. 38. Нестерова Н.В. Моделирование гидрологических характеристик бассейнов горных рек России различной степени изученности в современном климате: автореферат дис. к.т.н. Барнаул. – 2022. – С. 26. References
1. IPCC. (2023). Climate Change 2021 – The Physical Science Basis: Working Group I Contribution to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (1st ed.). Cambridge University Press. https://doi.org/10.1017/9781009157896
2. Rasheed, M. W., Tang, J., Sarwar, A., Shah, S., Saddique, N., Khan, M. U., & Aziz, M. (2022). Soil moisture measuring techniques and factors affecting the moisture dynamics: A comprehensive review. Sustainability, 14(18), 11538. 3. Young, S. S. (2023). Global and Regional Snow Cover Decline: 2000–2022. Climate, 11(8), 162. Retrieved from https://doi.org/10.3390/cli11080162 4. National Snow and Ice Data Center, Meier, W., & Stroeve, J. (2022). An Updated Assessment of the Changing Arctic Sea Ice Cover. Oceanography. Retrieved from https://doi.org/10.5670/oceanog.2022.114 5. Langer, M., Nitzbon, J., Groenke, B., Assmann, L.-M., Schneider von Deimling, T., Stuenzi, S. M., & Westermann, S. (2024). The evolution of Arctic permafrost over the last 3 centuries from ensemble simulations with the CryoGridLite permafrost model. The Cryosphere, 18(1), 363–385. Retrieved from https://doi.org/10.5194/tc-18-363-2024 6. Intergovernmental Panel On Climate Change (Ipcc). (2023). Climate Change 2022 – Impacts, Adaptation and Vulnerability: Working Group II Contribution to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (1st ed.). Cambridge University Press. Retrieved from https://doi.org/10.1017/9781009325844 7. Makarieva, O., Nesterova, N., Haghighi, A. T., Ostashov, A., & Zemlyanskova, A. (2022). Challenges of Hydrological Engineering Design in Degrading Permafrost Environment of Russia. Energies, 15(7), 2649. Retrieved from https://doi.org/10.3390/en15072649 8. Makarieva, O. M., Nesterova, N. V., Vinogradova, T. A., Beldiman, I. N., & Kolupaeva, A. D. (2019). Calculation of Catastrophic Floods Characteristics of Ungauged Tsemes River (novorossiysk, the Black Sea Coast of Russia) on the Basis of Hydrological Model “Hydrograph.” Vestnik of Saint-Petersburg University. Earth Sciences, 64(1), 24–43. Retrieved from https://doi.org/10.21638/spbu07.2019.102 9. Teten’kin, D. D., & Petrov, I. I. (Eds.). (2023). State Report on the State and Use of Mineral Resources of the Russian Federation in 2022. Moscow: Ministry of Natural Resources and Environment of the Russian Federation, The Federal Subsoil Resources Management Agency. 10. Kupriyanov, V. V. (Ed.). (1969). Surface water resources of the USSR. V. 19. North-East. Leningrad: Gidrometeoizdat. 11. Polezhaev, A. N. (2010). Vegetation. In Flora and vegetation of the Magadan Oblast (pp. 6–31). Magadan. 12. Vinogradov, Yu. B., Semenova, O. M., & Vinogradova, T. A. (2011). An approach to the scaling problem in hydrological modelling: the deterministic modelling hydrological system. Hydrological Processes, 25(7), 1055–1073. Retrieved from https://doi.org/10.1002/hyp.7901 13. Nesterova, N., Makarieva, O., & Post, D. A. (2021). Parameterizing a hydrological model using a short‐term observational dataset to study runoff generation processes and reproduce recent trends in streamflow at a remote mountainous permafrost basin. Hydrological Processes, 35(7). Retrieved from https://doi.org/10.1002/hyp.14278 14. Makarieva, O. M., Vinogradov, Yu. B., Nesterova, N. V., Vinogradova, T. A., Beldiman, I. N., & Kolupaeva, A. D. (2018). Modeling of Catastrophic Floods in the Tuapse River Basin. Georisk, XII(3), 78–89. 15. Makarieva, O., Nesterova, N., Lebedeva, L., & Sushansky, S. (2018). Water balance and hydrology research in a mountainous permafrost watershed in upland streams of the Kolyma River, Russia: a database from the Kolyma Water-Balance Station, 1948–1997. Earth System Science Data, 10(2), 689–710. 16. Lebedeva, L. S., Semenova O.M., & Vinogradova T.A. (2015). Calculation of the depth of the seasonally thawed layer in the conditions of various landscapes of the Kolyma water-balance station in the problem of hydrological modeling (Part 2). Cryosphere of the Earth, XIX(2), 35–44. 17. Meteorological monthly report. Part 2. Issue 33. (1974–1990). Magadan: Main Directorate of Hydrometeorological Service under the Council of Ministers of the USSR. 18. Observation Reports: Kolyma Water Balance Station, Issues 1–40, 1948–1997. (1959–1998). Magadan: Kolyma UGKS. 19. Makarieva, O. M., Nesterova, N. V., Zemlyanskova, A. A., & Nikitina, P. A. (17.10.2023). Database of pluviographs of the Magadan region from 1974 to 2018. Certificate of state registration of the database. 20. Landscape map of the USSR. (1980). Ministry of Geology of the USSR. 21. Lebedeva, L., Semenova, O., & Vinogradova, T. (2014). Simulation of Active Layer Dynamics, Upper Kolyma, Russia, using the Hydrograph Hydrological Model. Permafrost and Periglacial Processes, 25(4), 270–280. Retrieved from https://doi.org/10.1002/ppp.1821 22. Makarieva, O. M., Lebedeva, L. S., & Vinogradova, T. A. (2020). Modelling of runoff formation processes at small mountain watersheds in the permafrost zone (by the data of the Kolyma water balance station). Earth’s cryosphere, XXIV(1). Retrieved from https://doi.org/10.21782/KZ1560-7496-2020-1(43-56) 23. Semenova, O., Lebedeva, L., & Vinogradov, Y. (2013). Simulation of subsurface heat and water dynamics, and runoff generation in mountainous permafrost conditions, in the Upper Kolyma River basin, Russia. Hydrogeology Journal, 21(1), 107–119. Retrieved from https://doi.org/10.1007/s10040-012-0936-1 24. Nash, J. E., & Sutcliffe, J. V. (1970). River flow forecasting through conceptual models part I – A discussion of principles. Journal of Hydrology, 10(3), 282–290. Retrieved from https://doi.org/10.1016/0022-1694(70)90255-6 25. D. N. Moriasi, J. G. Arnold, M. W. Van Liew, R. L. Bingner, R. D. Harmel, & T. L. Veith. (2007). Model Evaluation Guidelines for Systematic Quantification of Accuracy in Watershed Simulations. Transactions of the ASABE, 50(3), 885–900. Retrieved from https://doi.org/10.13031/2013.23153 26. Vinogradov, Yu. B. (1988). Mathematical modeling of runoff formation processes (critical analysis experience) (In Russian). Leningrad: Gidrometeoizdat. 27. Lupakov, S. Yu., Bugaets, A. N., Gonchukov, L. V., Motovilov, Yu. G., Sokolov, O. V., & Bugaets, N. D. (2023). Using the GR4J Conceptual Model for Runoff Simulation in the Ussuri River Basin. Russian Meteorology and Hydrology, 48(2), 128–137. Retrieved from https://doi.org/10.3103/S106837392302005X 28. Makarieva, O. M., Nesterova, N. V., Fedorova, A. D., Shikhov, A. N., & Vinogradova, T. A. (2020). Modeling of the summer 2019 disastrous floods on the Iya river (Irkutsk oblast). Geography and Natural Resources, 4. Retrieved from https://doi.org/10.21782/GiPR0206-1619-2020-4(66-76) 29. Kurovskaia, V., Makarieva, O., Nesterova, N., Shikhov, A., & Vinogradova, T. (2020). Reconstruction of the hazardous flood of 2014 in Magadan city based on coupled hydrometeorological modelling. E3S Web of Conferences, 163, 01007. Retrieved from https://doi.org/10.1051/e3sconf/202016301007 30. Kalugin, A. (2022). Future Climate-Driven Runoff Change in the Large River Basins in Eastern Siberia and the Far East Using Process-Based Hydrological Models. Water, 14(4), 609. Retrieved from https://doi.org/10.3390/w14040609 31. Grigorev, V. Yu., Kharlamov, M. A., Semenova, N. K., Sazonov, A. A., & Chalov, S. R. (2022). Impact of precipitation and evaporation change on flood runoff over Lake Baikal catchment. Environmental Earth Sciences, 82(1), 16. Retrieved from https://doi.org/10.1007/s12665-022-10679-0 32. Vasil’eva, Е. С., Belyakova, P. A., Aleksyuk, A. I., Selezneva, N. V., & Belikov, V. V. (2021). Simulating Flash Floods in Small Rivers of the Northern Caucasus with the Use of Data of Automated Hydrometeorological Network. Water Resources, 48(2), 135–146. Retrieved from https://doi.org/10.31857/S0321059621020164 33. Moreido, V. M., Gartsman, B. I., Solomatine, D. P., & Suchilina, Z. A. (2020). Prospects for short-term forecasting of river streamflow from small watershed runoff using machine learning methods. Hydrosphere. Hazard processes and phenomena, 4(2), 375–390. Retrieved from https://doi.org/10.34753/HS.2020.2.4.375 34. Belyakova, P. A., Moreido, V. M., Tsyplenkov, A. S., Amerbaev, A. N., Grechishnikova, D. A., Kurochkina, L. S., & Makeev, M. S. (2022). Forecasting water levels in Krasnodar Krai rivers with the use of machine learning. Water resources, 1, 13–26. Retrieved from https://doi.org/10.31857/S0321059622010047 35. Borsch, S. V., Simonov, Yu. A., & Khristoforov, A. V. (2015). Flood Forecasting and Early Warning System for Rivers of the Black Sea Shore of Caucasian Region and the Kuban River Basin. In Proceedings of the Hydrometeorological Research Center of the Russian Federation. Special Edition, 356. 36. Bolgov, M. V., Trubetskova, M. D., Filimonova, M. K., & Kharlamov, V. A. (2020). Assessing the maximum possible water discharge of the Zeya river on the Zeya HPP site. Geography and Natural Resources, 4, 162–169. Retrieved from https://doi.org/10.21782/GiPR0206-1619-2020-4(162-169) 37. Bolgov, M. V., Boyarintsev, E. L., & Filimonova, M. K. (2018). Simulating of the Flood Runoff in Case of Heavy Rains in the Zone of Many-year Frozen Earths. Water sector of Russia: problems, technologies, management, 1, 6–17. Retrieved from https://doi.org/10.35567/1999-4508-2018-1- 38. Nesterova, N.V. (2022). Modeling of the hydrological characteristics of the basins of mountain rivers of Russia of varying degrees of study in the modern climate: abstract of the dissertation of the Candidate of technical sciences. Barnaul.
Результаты процедуры рецензирования статьи
В связи с политикой двойного слепого рецензирования личность рецензента не раскрывается.
Методология исследования основана на методах математического моделирования гидрологических процессов с использованием данных плювиографов. Актуальность проводимых исследований бесспорна и очевидна. Автор статьи отмечает, что применяемые стандартные методы гидрологических расчетов с применением методик, разработанных 40-50 лет назад, основаны на данных наблюдений в стационарный период климата. В настоящее время использование этих методик не всегда оправданно в условиях глобального изменения климата, а уточнение параметров расчетных формул на основе статистических обобщений для многих регионов практически невозможно в связи с отсутствием данных наблюдений. В связи с этим, разработка современных подходов к расчетам характеристик речного стока является актуальной, особенно применительно к горным районам криолитозоны. Горные речные бассейны наиболее часто подвержены воздействию опасных гидрологических явлений, которые наносят экономический ущерб и приводят к гибели людей. Автор статьи приводит данные: «В Магаданской области ежегодно фиксируются наводнения, вызванные выпадением значительного количества осадков. Наиболее разрушительные наводнения последнего десятилетия прошли в 2013, 2014 и 2019 годах». В связи с этим, очень важным является изучение максимальных характеристик стока горных рек Магаданской области. Однако представленные в статье результаты исследований не совсем отражают актуальность для настоящего времени, поскольку характеристика исследуемых водозаборов дана за период 1966 -1994 гг., параметры модели для типичных ландшафтов горной криолитозоны Северо-Востока разработаны на основе данных Колымской водно-балансовой станции за период 1947–1997 гг. В тоже время, в начале статьи автор упоминает про глобальное изменение климата в мире и России, произошедшее в последние десятилетия. В связи с этим, считаем, что результаты моделирования гидрологических процессов лучше производить с использованием обновленных данных водного баланса и режима выпадения осадков (за последние 20-30 лет). Это и позволит учесть особенности климатических изменений гидрологических процессов рек. Научная новизна исследований заключается в новом подходе моделирования максимальных характеристик стока рек основываясь на методах математического моделирования гидрологических процессов с использованием данных плювиографов. Стиль статьи - научный, соответствует установленным требованиям журнала. Структура статьи включает в себя разделы: введение, объекты исследования, материалы и методы, результаты и обсуждение, заключение, библиографию. Объём текстовой части статьи соответствует требованиям журнала. В целом, содержание научной статьи раскрывает ее тему, выводы доказательны и обоснованы. Текст написан научным языком, однако в нем имеются опечатки и ошибки, требующие устранения. Библиография статьи обширная, включает в себя 37 источников, 16 из которых на иностранном языке. Выводы в статье достаточной степени аргументированы и обоснованы. Автор приходит к выводу, что разработанный ранее на основе данных Колымской водно-балансовой станции набор параметров модели удовлетворительно описывает гидрологический режим, медианное значение критерия эффективности Нэша-Сатклиффа при моделировании гидрографов стока с расчетным шагом сутки составило 0,52 для р. Кривуля (1966–1994), 0,55 для р. Амбардах (1966–1987), 0,61 для р. Сусуман (1966–1987). Полученные результаты подтверждают принципиальную возможность применения метода детерминированного гидрологического моделирования для расчета срочных максимальных расходов воды при использовании детальных данных об осадках. Статья несомненно имеет практическую значимость, результаты исследования могут быть полезны при изучении режима формирования катастрофических паводков в современных климатических условиях, оценки характеристик стока при проведении гидрологических расчетов, разработки системы оперативного прогноза опасных гидрологических явлений в исследуемом регионе. Рецензируемая статья несомненно будет интересна специалистам и практикам в области гидрологии и мерзлотоведения. Данная статья рекомендуется к опубликованию в журнале «Арктика и Антарктика». |