Специализированные характеристики интенсивности осадков для прикладных целей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.30, кандидат географических наук Иванова, Екатерина Викторовна

• Иванова, Екатерина Викторовна
• кандидат географических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат географических наук Иванова, Екатерина Викторовна

Оглавление.

Введение.

Глава 1. Состояние исследований в области использования данных об интенсивности осадков для прикладных целей.

1.1. Обзор исследований, посвященных анализу интенсивности жидких осадков за различные интервалы времени.

1.2. Обзор исследований, посвященных определению количества осадков, проходящих через вертикальное сечение.

1.3. Состояние исследований в области влияния режима осадков на гидрологию торфяных болот.

Глава 2. Методика расчета эмпирического и теоретического «профилей дождя».

2.1. Построение эмпирического профиля дождя.

2.2. Построение теоретического профиля дождя.

2.2.1. Подготовка исходных данных для построения теоретического профиля дождя.

2.2.2. Выбор теоретического распределения для ряда годовых максимумов интенсивности осадков за различные интервалы времени.

2.2.3. Расчет теоретического профиля дождя.

Глава 3. Определение количества «косого дождя» с учетом обновленных данных об интенсивности осадков.

3.1. Механизм влияния «косого дождя» на строительные конструкции и средства защиты от него.

3.2. Методика расчета годового количества осадков, проходящих через условную вертикальную поверхность («косой дождь»), принятая в работе.1.

3.3. Расчет количества косого дождя по направлениям и на стену заданной ориентации.

3.4. Оценки интенсивности «косого дождя» на территории РФ.

3.3. Оценка ожидаемого изменения количества косого дождя на территории России к середине 21 века.

Глава 4. Влияние интенсивности осадков на гидрологию сфагновых болот (на примере влияния интенсивности осадков на уровень воды и содержание воды в торфяных болотах).

4.1. Описание эксперимента и методы исследования.

4.2. Результаты эксперимента и выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Специализированные характеристики интенсивности осадков для прикладных целей»

Режим осадков в значительной степени влияет на многие виды антропогенной деятельности. Интенсивность выпадения осадков является одной из наиболее сложных для определения и адекватного использования в прикладных целях характеристик осадков. Это объясняется как сложностями ее измерения, так и проблемами, связанными с обработкой и преобразованием исходных данных в специализированные показатели.

Сфера применения данных об интенсивности жидких осадках включает радиосвязь, электроэнергетику, авиацию, строительное проектирование, исследование влияния интенсивности осадков на процессы в почвенном слое,, и т.д. Все эти отрасли требуют свои специализированные характеристики интенсивности осадков, изложенные в соответствующих нормативных документах [ГОСТ 15150-69, СНИГЬ2.04.03-85, СНиП 3.03.01-87, СТО 5772001-47544180-2007 и др.]. Однако методики, их получения- не всегда, соответствуют современным требованиям к климатическим данным. Данная работа призвана восполнить этот пробел для ряда* прикладных задач.

В первой главе диссертации анализируется1 состояние исследовании« в. области использования данных об интенсивности осадков для прикладных целей.

Во второй главе* предлагается обновленная методика подготовки, данных по интенсивности осадков, включенных в ряд зарубежных нормативных документов по проектированию систем водоотведения. Разработка методик получения' специализированных характеристик интенсивности осадков важна потому, что- в. существующих климатических справочниках не содержится никаких данных об интенсивности осадков, за исключением суточного максимума осадков V различной обеспеченности. Только в IV части Справочника по климату СССР, изданному в 1960-е годы, для небольшого числа пунктов приведена информация об интенсивности дождей за интервалы от 5 минут до 1 часа, полученные иногда за очень короткие периоды наблюдений. В этой ситуации сотрудникам УГМС приходится самим получать характеристики интенсивности осадков, чтобы удовлетворить запросы, потребителей. Поэтому создание единой методики в этой области имеет большое практическое значение.

В третьей главе рассматривается уточненный алгоритм учета жидких осадков, попадающих на вертикальные поверхности (так называемых «косых дождей»), для строительного проектирования и принятия архитектурно-планировочных решений. Подходы к оценке количества «косых дождей» стали разрабатываться с середины прошлого века. Однако из-за многочисленных трудностей, связанных с погрешностями измерительных приборов, и с отсутствием надежных данных для расчетов, определения сумм «косых дождей» на всей территории РФ не производилось. В диссертационной, работе построены карты этой> характеристики: по* уточненным данным о количестве осадков на горизонтальную поверхность для 100 пунктов- на территории России и сделана оценка возможных изменений сумм, «косых дождей» к середине XXI века.

В четвертой главе анализируется- влияние'интенсивности дожджей на гидрологический, режим болот. Это новая область применения» данных об интенсивности осадков. Изменение гидрологического режима5 болот -важный аспект, оказывающий влияние на возникновение и распространение лесных пожаров4 и связанный с эмиссиями углекислого газа и метана из болот.

Данная диссертационная работа направлена как на получение новых специализированных показателей интенсивности осадков, так и на обновление уже существующих характеристик, входящих в различные нормативные документы.

Заключение диссертации по теме «Метеорология, климатология, агрометеорология», Иванова, Екатерина Викторовна

Заключение

В связи с усложнением современной системы, хозяйствования; расширяется сфера использования сведений об интенсивности осадков; в практической- деятельности. При этом возникает потребность в таких- ее характеристиках, которые раньше не определялись и не обобщались. Возрастающее значение детальной; информации; об интенсивности дождей связано; как с изменением режима' осадков в свете, общих климатических изменений, так и с; необходимостью разработки; новых для« российской« гидрометслужбы специализированных показателей интенсивности осадков, включенных в зарубежные строительные нормативы. От точности определения характеристик интенсивности; осадков, включаемых: в расчетные: формулы,, в значительной; степени; зависит стоимость, сооружений; эффективность и безопасность / их. эксплуатации. Поэтому проведение исследований; касающихся:. особенностей использования данных об интенсивности дождей в современных норматив1 гых документах, представляется важным и своевременным. .

В результате выполнения диссертационной! работьк достигнута» цель исследования: разработаны; принципы;,, и методы практического; использования климатической информации об интенсивности осадков.

В результате исследований, проведенных в работе, решены следующие задачи:

Г. Адаптирована для применения на территории РФ методика построения, эмпирического и? теоретического. «профилей- дождя» в соответствие с рядом зарубежных нормативных документов. Данная методика может быть использована как для климатического обслуживания строительных компаний, так и для актуализации и гармонизации российских СНиП.

2. Проведена апробация методики построения эмпирического и теоретического «профилей дождя» на примере двух городов РФ — Санкт-Петербурга и Владивостока.

3. Проанализированы существующие методики расчета годового количества «косого дождя», и выбрана оптимальная методика. Усовершенствована методика расчета количества «косого дождя» по всем направлениям и на стену заданной ориентации.

4. Построены карты количества и интенсивности «косого дождя» на территории России с учетом обновленных данных о режиме осадков.

5. Произведена оценка ожидаемого изменения количества «косого дождя» к середине XXI века на территории РФ.

6. Проведены экспериментальные исследования влияния осадков различной интенсивности на уровень воды и влагосодержание торфяных болот и проанализированы их результаты.

Список литературы диссертационного исследования кандидат географических наук Иванова, Екатерина Викторовна, 2011 год

1. Акентьева Е.М, Иванова Е.В. Оценка влияния ожидаемого к середине XX1. века изменения климата на потенциал гидроэнергетики (на примере Архангельской области) //Труды ГГО, 2010, вып. 561 С. 115-123.

2. Алексеев М1 И., Курганов А. М. Организация отведения- поверхностного; (дождевогои талого) стока с урбанизированных территорий; М.:АСВ; СПб.: СПбГАСУ, 2000, 352 с.

3. Алексеев, М.И., Курганов; А.М., Карамзинов, Ф.В: Гидравлический* расчетсетешводоотведения;.,СПб;: СПбГАСУ. 1997;, 257 стр.

4. Алибегова Ж.Д. Пространственно-временная! структура полет жидких осадков. Л. Гидрометеоиздат, 1985, 228с.

5. Анисимов О.А., С. А. Лавров, С.А. Ренева. Эмиссия метана из многолетнемерзлых болот России в условиях изменения климата.// Проблемы экологического моделирования и мониторинга экосистем. СПБ, Гидрометеоиздат, 2005, с 124-142.

6. Богданова Э. Г. О связи интенсивности жидких осадков;с температурой и влажностью воздуха. // Труды ГГО. 1975. Вып; 341 С. 73-79

7. Богданова Э.Г. О расчете некоторых характеристик интенсивности, дождей // Метеорология и гидрология. 1979; №2. С. 40-44.

8. Ю.Богданова Э.Г.,, Б.М. Ильин, И.В. Драгомилова. Опыт применения усовершенствованной методики корректировки суточных:сумм; осадков в различных климатических условиях.// Труды ГГО. 2003. Вып. 551. С. 2350.

9. Богданова Э.Г., Б.М. Ильин. Об учете потерь на смачивание, испарение и конденсацию при измерении осадков осадкомером Третьякова.// Метеорология и гидрология. 2006. №-7, С. 86-96

10. Богданова Э.Г., B.C. Голубев, Б.М. Ильин, И.В. Драгомилова. Новая модель корректировки измеренных осадков и ее применение в полярных районах РФ // Метеорология и гидрология. 2002. № 10, С. 68-93

11. Богданова Э.Г., Гаврилова С.Ю: Устранение неоднородности временных рядов осадков, вызванной заменой дождемера с защитой Нифера на осадкомер Третьякова. // Метеорология .и гидрология. 2008. № 8, С. 87101

12. Большев JI.H., Смирнов Н.В. Таблицы математической статистики М.: Наука: Главная редакция физико-математическом литературы, 1983. 416с.

13. Вомперский С.Э., Роль болот в круговороте углерода, 1994.

14. Говоркова В:А., В.М: Катцов, В1П. Мелешко. Т.В. Павлова. И:М. Школьник. Климат. России в XXI. веке. Часть. 2. Оценка пригодности моделей CMIP3 для. расчетов, будущих изменений; климата* России.//Метеорология и гидрология, 2008, №8, с. 5-19.

15. ГОСТ Р 53613-2009 (МЭК 60721-2-2:1988). Воздействие природных внешних условий на технические изделия. Общая характеристика. Осадки и ветер. Госстрой. М. 1988.

16. Иванов К.Е. Водообмен в болотных ландшафтах, Гидрометеоиздат, 1975.

17. Иванова Е. В. Расчет «профиля дождя» для проектирования систем водоотведения. // Труды ГГО, 2010, вып. 562. С. 118-127

18. Иванова Е. В., Ницис В:Э Специализированные характеристики интенсивности осадков, применяемые в ЕС для проектирования систем отведения дождевых вод. // Труды ГГО; 2011. вып. 564. (в печати)

19. Картвелишвили JI.F. Косые* дожди, в характерных пунктах Закавказья. //Мат-лы симпозиума „Строительная климатология", ч. П . М. 1988.

20. Климат России. Под ред. Н. В: Кобышевой: СПб.: Гидрометеоиздат, 2001.655 с.

21. Круглова А. И. Климат и ограждающие конструкции. Госстрой. М. 1970. 169 стр. Гемфрис В: Физика воздуха. 1986. Москва. ОНТИ. С.515

22. Курейко И.А. О« разделении обложных и ливневых осадков // Тр. УкрНИГМИ. 1978. Вып.67. С.23-27.

23. Лебедев А. Н. Продолжительность дождей на территории СССР. JI. : Гимиз, 1964.-510 с.

24. Маклакова Т.Г. Архитектура гражданских и промышленных зданий. М., Стройиздат, 198, 368с

25. Мамедов М.А. Об эмпирических формулах обеспеченности, применяемых в гидрологических расчетах //Метеорология и гидрология. 1978. №2. С. 60-71.

26. Мамедов P.K. Пространственно-временные закономерности суточного максимума осадков на территории СССР. Автореф. дис. канд. геогр. наук. Л. ГШ. 1988. С. 20.

27. Научно-прикладной справочник по климату СССР. Сер. 3. Многолетние данные. Ч. 1-6. JI. Гидрометеоиздат. 1990:

28. Отведение И' очистка сточных вод Санкт-Петербурга / под ред. Ф.М. Карамзинова. СПб. : Стройиздат, 1999, 219 стр.

29. Оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории Российской« Федерации, том I. Изменения климата. М; Изд. Росгидромета, 2008, 227 стр.

30. Оценочный5 доклад об изменениях климата и, их' последствиях на' территории. Российской Федерации, том II. Последствия- изменения* климата. М. Изд. Росгидромета, 2008, 288 стр.

31. Прайор М:Дж.,. Хейг Дж.Р. Определение расчетных параметров косых дождей по данным< стандартных метеорологических наблюдений. //Материалы симпозиума „Строительная климатология", ч. П<*. М. 1988

32. Прохазка Я.'Количество осадков, падающих на вертикальные, разным образом ориентированные, поверхности в ЧССР. //Материалы симпозиума „Строительная климатология", ч. П . М. 1988

33. Рекомендации по определению значений параметров воздействий для оценки водозащитных свойств и заполнений проемов крупнопанельных наружных стен .М.: ЦНИИЭП жилища, 1980. 115 с

34. Kjeldsen Т. R., С. Prudhomme, С. Svensson, EJ. Stewart. A shortcut to seasonal design rainfall estimates in the UK. //Water and Environment Journal. 2006, 20, pp. 282-286

35. Klimabericht Metropolregion Hamburg, атлас, 2009.

36. Landesamt fur Landwirtschaft, Umwelt und landliche Räume des Landes Schleswig-Holstein, 2009:

37. Mansell Martin G., Thomas Telford. Rural and urban hydrology. Ltd, London. 2003, p. 411

38. National Building Code of Canada 1995. Canadian Commission on Building and Eire Codes, National Research Council of Canada, Ottawa, 1995.

39. Dale S. Nichols and James M. Brown Evaporation from a sphagnum moss surface, Journal of Hydrology, 1980.

40. Peterson P., Kwong H. A design, storm profile for Hong Kong1 /Royal' Observatory, Hong Kong. Technical Note, N. 58. 1981.

41. Poirier, G.F. and Brown, W.C. Pressure Equalization and the Control of Rainwater Penetration under Dynamic" Wind Loading. Construction Canada, Vol: 36, No.,2; 1994.

42. Björn J.M. Robroek, Precipitation determines the* persistence* of hollow sphagnum-species on hummocks, The Society of Wetland Scientists, 2007.

43. СП -•о to <> О in CM s s CD а 8 о о о о о 8 о s оs о s о СО CM 1 s 3 о 8 о о о о> о 8s о о s я * (О m 5 о я о СО о 8 •j

44. Характеристики «косого дождя» на метеостанциях РФ

45. Петрозаводск. 477 0.66 0.867 Вытегра 440: 0.68' 0.908 Котлас 495 0.80 1.169 Каменный ; 433 1.08 1.3510 Нарьян-Мар 3191 0:70 0.8711: Хоседа-Хард 302 0.66 0.8112' Усть-Цильма ' 388 ■ 0.83 1.0213 Печора- . 383 0:76 0.9114 Туруханск 375 0:53 0.70 :

46. Березової 404: 1.14 1.56 •16' Троицко-Печорское 337 0.81 0.98 .17 Сыктывкар: 451 0.63 0.92181 Ивдель. 227 0:49- 0.70

47. Ханты-Мансийск . 368 0.76 1.0420: Александровское 348? 1.04 1.3221, Оленек 169 0.54 0.7322: Верхоянск-: 89 0.30 0.41

48. Жиганск . 273 0.90 1.30 . '24 Тура 176 0:38 0.5425. Вилюйск 140," 0.59 0.80 .26 Ербогачен 146 0.46 0.6127 Ванавара 140 0:44 0.5828 Якутск . 142- 0.39' 0.5029? Усть-Мая 133 0.52 0.6530 Марково 164 0.24 0.3031 Анадырь 342 0.52 0.65

49. Бухта Провидения 297 . 0.52 0.6033 Сеймчан 165 0.31 0.39'

50. Магадан, Нагаева бухта 405 0.59 0.8277 Терней 551 1.18 2.1778 Пограничный 318 0.79 0.84

51. Владивосток 1175 1.73 2.63

52. Александровск-Сахалинский 612 0.91 1.3381 Поронайск 571 0.88 1.42

53. Южно-Курильск 1544 1.58 2.6483 Ключи 413 0.58 0.8184 Ича 839 0.74 1.0085 Курск 414 1.00 1.2886 Воронеж 351 0.93 1.27

54. Каменная степь 357 1.57 2.00

55. Октябрьский Городок 341 1.15 1.50

56. Саратов, ЦГМС 308 1.14 1.58

57. Александров Гай 227 1.42 2.09

58. Элиста, АМСГ 465 1.42 1.88

59. Оренбург ЦГМС 329 0.98 1.1193 Рубцовск 393 1.02 1.38

60. Армавир, АМСГ 482 0.93 1.2195 Махачкала 580 1.25 2.17

61. Тикси, бухта 168 0.50 0.7097 О.Диксон 266 0.50 0.7098 Мыс Желания 161 0.50 0.70

62. О.Котельный 142.8 0.50 0.70100 Сочи 1033.2 1.50 2.50