МЕТОД ПРОГНОЗУВАННЯ ПРИТОЧНОСТІ РІК В УМОВАХ ЇХ НЕДОСТАТОЧНОЇ ВИВЧЕННОСТІ НА ПРИКЛАДІ РІК УФУ,
Ціна:
Автори роботи:
Науковий журнал:
Рік виходу:
Текст наукової статті на тему «МЕТОД ПРОГНОЗУВАННЯ ПРИТОЧНОСТІ РІК В УМОВАХ ЇХ НЕДОСТАТОЧНОЇ ВИВЧЕННОСТІ НА ПРИКЛАДІ РІК УФУ, БІЛА, НУГУШ»
Ісмагілов Т. С., аспірант Уфимського державного авіаційного технічного університету
МЕТОД ПРОГНОЗУВАННЯ ПРИТОЧНОСТІ РІК В УМОВАХ ЇХ НЕДОСТАТОЧНОЇ ВИВЧЕННОСТІ НА ПРИКЛАДІ РІК УФУ, БІЛА, НУГУШ
У статті розглядається проблема прогнозування припливу рік з метою планування роботи гідроелектростанцій. Запропоновано метод прогнозування для умов слабкої вивченості річок та недостатнього оснащення їхньою мережею пунктів спостереження за режимом річок. Наведено деякі результати роботи реалізованої програми для ЕОМ.
Ключові слова: прогнозування, припливність річок, гідроелектростанція, часовий ряд.
THE RIVERS INFLOW FORECASTING METHOD FOR CONDITIONS OF THEIR POOR SCRITINY, ON THE EXAMPLE OF RIVERS UFA, BELAYA, NUGUSH
В аркуші питання річок невідкладно переміщується для того, щоб визначити теоретичну сферу hydroelectric stations. Заперечуючи метод, за умовами weak scrutiny of rivers and poor supply by gauging stations isoffered. Деякі результати реалізованих комп'ютерних програм є presentd
Keywords: forecasting, rivers inflow, hydroelectric power plant, time series.
Поряд із виробленням електричної енергії, сучасні гідроелектростанції виконують найважливішу роль регулювання річкового стоку. Для народного господарства найчастіше найбільш значущим є сезонний вид регулювання. Його сутність зводиться до перерозподілу стоку з багатоводних сезонів року на маловодні. У періоди перевищення річкового стоку надвикористовуваним витратою водосховище наповнюється, а періоди недоліків - спрацьовується.
У той же час для енергетики важлива здатність гідроелектростанцій брати участь у покритті пікових навантажень у ранкові та вечірні години. Цим визначається добове регулювання річкового стоку. Суть його полягає у накопиченні запасів води в години низького енергоспоживання та спрацюванні в години піку навантаження. При цьому ГЕС здатна короткочасно виробляти більшу потужність, ніж за рівномірної добової витрати.
Для забезпечення регулювання річкового стоку та інших видів планування роботи ГЕС необхідна завчасна інформація про приплив води у водосховище. Проте прогнозування припливу є дуже нетривіальним завданням. Незважаючи на те, що на сьогоднішній день розроблено різноманітні методи прогнозування режимів річок [1, 2, 3, 4] на практиці їх застосувати не завжди можливо. Слабка вивченість річок, їх гидроморфологических показників, відсутність чи недостатня щільність мережі спостережних постів значно звужують різноманіття можливих застосування методів прогнозу припливності.
У цій статті пропонується метод, застосований для прогнозу припливу в створ Павловської, Юмагузинської та Нугуської водосховищ на річках Уфа, Біла та Нугуш відповідно. Як вихідну інформацію для вирішення завдання передбачалося наявність тільки архівних даних по середньодобових притоках у створи водосховищ, а також прогноз погоди на період завчасності прогнозу припливу.
У термінах часових рядів припливність у спостерігається створ річки можна виразити у вигляді часового ряду:
де ^ - Припливність за день t. Тоді завдання прогнозування припливності на короткостроковий (7 днів) та середньостроковий (30 днів) набуде наступного вигляду: принаявних на поточний день t0 значення припливів Q = (де t , - 4 )2
причому, чим менше значення для конкретних інтервалів, тим більш схожими вони вважаються. Для отриманих N років Q1, відповідний місяць яких найбільше схожий на останній місяць поточного року Q, можна з емпіричних міркувань припустити, що наступні 7 (30) днів поточного року також будуть схожі на відповідні періоди
вибраних інтервалів. Таким чином, отримуємо середньосезонну складову прогнозу:
де t е [[0, t0 + 7] для короткострокового, і t е t0 + 30] для середньострокового прогнозу.
Ряд О, зумовлений погодою, може бути отриманий на основі даних про осади, що випали на площі водозбору річки, що замикається розглянутим створом, а також на основі передбачуваного часу добігання опадів, що випали. Отже, для кожної точки, в якій спостерігається погода, ми маємо опади:
де а - опади, що випали або прогноз на випадання опадів (мм), 1 - точка спостереження, t -день року. Тоді вплив цих опадів у створі, що спостерігається, можна записати у вигляді:
де п1 - час добігання від точки спостереження, до створу, що спостерігається, t - день року,, -
точка спостереження погоди, з - інтегральний коефіцієнт, який враховує частку переходу опадів, що випали, в руслову мережу.
Таким чином, маємо ряд, що описує середньосезонну припливність, Я = і ряд, що враховує вплив опадів на площі водозбору річки О = Ес] ' ^+п • Підсумовуючи їх,
згідно (3), отримаємо тимчасовий ряд, що описує прогноз припливу річки:
На основі вищеописаних міркувань було отримано алгоритм прогнозування, блок-схему якого зображено на малюнку 1:
Мал. 1. Блок-схема алгоритму прогнозування
Запропонований алгоритм був реалізований якпрограмного модуля та інтегрований до «Програмного комплексу прогнозування припливності річок Біла, Уфа, Нугуш та спільного регулювання стоку Юмагузинського, Павловського та Нугуського водосховищ»
у ВАТ «Башкиренерго». Досвідчена експлуатація показала прийнятну точність методу за його застосуванні умовах стабільного базового стоку, тобто. у періоди літньої та зимової межі. У цих випадках, при правильній оцінці часу добігання nj та доборі інтегральних коефіцієнтів з точність короткострокового прогнозування становила в середньому близько 80% і вище.
-А- Прогнозований приплив
20.06 22.06 24.06 26.01
-А- Прогнозований приплив
. д..л. ;. \ \ " ¿4 \ * " 4 4
Мал. 2. Зіставлення графіків прогнозу припливу у створ Павлівської ГЕС та фактичного припливу:
На рис.2 показані приклади графіків прогнозів, виконаних програмним комплексом, і навіть реальні значення притоків з оцінки якості прогнозу.
Таким чином, розроблений метод прогнозування припливності показав прийнятну точність з урахуванням його застосування в умовах вкрай обмежених даних про режими річок та їх гідроморфологічні характеристики. До позитивних сторін запропонованого методу варто віднести його простоту та прозорість, невисоку трудомісткість реалізації у вигляді програмного коду, можливість налаштування параметрів під конкретні умови та відсутність необхідності у великих обсягах даних. При всьому цьому варто відзначити, що представлений підхід порівняно з деякими іншими, передбачає велику похибку, особливо в періоди повені і весняних паводків. Тому в цих умовах
для прогнозування припливності у зазначеному вище програмному комплексі був застосований інший ресурсомісткіший, але в той же час більш точний метод.
1.Георгіївський Ю.М. Гідрологічні прогнози. Підручник/Ю.М. Георгіївський, С.В. Шаночкін. Санкт-Петербург: РДДМУ, 2007.
2. Апполов Б.А. Курс гідрологічних прогнозів/Б. А. Апполов, Г. П. Калінін, В. Д. Комаров. Ленінград: Гідрометеоіздат, 1974. стор 266.
3. Бефані Н.Ф. Вправи та методичні розробки за гідрологічними прогнозами / Н.Ф. Бефані, Г. П. Калінін. Ленінград: Гідрометеоздат, 1983. стор 391.
4. Посібник з гідрологічних прогнозів. Короткостроковий прогноз витрати та рівня води на річках. Вип.2. Ленінград: Гідрометеоздат, 1989. стор 357.
Для подальшого читання статті необхідно придбати повний текст. Статті надсилаються у форматіPDFна вказану при оплаті пошту. Термін доставки становитьменше 10 хвилин. Вартість однієї статті -150 рублів.
Подібні наукові роботи на тему «Загальні та комплексні проблеми природничих та точних наук»
ІСАКОВ Г.І., КАЗИМОВ М.Г. - 2013 р.
БЕЗРУКІВ ОЛЕГ ЮРЙОВИЧ, БЕЗРУКІВ ЮРІЙ ІВАНОВИЧ — 2009 р.