МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ГИДРОГРАФА РЕЧНОГО СТОКА
DOI:
https://doi.org/10.36773/1818-1112-2026-140-2-115-120Ключевые слова:
гидрограф, дата начала половодья, дата окончания половодья, заблаговременность прогноза, моделирование, половодье, прогноз, речной сток, экстраполяцияАннотация
В статье рассматриваются актуальные вопросы математического моделирования гидрографа речного стока и разработки автоматизированных методик прогнозирования половодий на территории Республики Беларусь. Исследование обусловлено необходимостью повышения точности гидрологических прогнозов в условиях изменяющегося климата и антропогенного воздействия на речные бассейны. Разработана адаптивная методика определения дат начала и окончания половодий, основанная на анализе ежедневных расходов воды. Методики апробированы на данных 16 гидрологических постов за 40-летний период (1971–2010 гг.). Результаты верификации показали высокую точность определения дат начала половодья (средняя абсолютная ошибка 2–3 дня в 90 % случаев) и удовлетворительную точность для дат окончания половодья (5–6 дней в 90 % случаев). Предложен алгоритм экстраполяции гидрографа для прогнозирования речного стока с заблаговременностью от 1 до 10 суток. Разработанный программный модуль обеспечивает автоматизацию процесса прогнозирования и позволяет учитывать климатические изменения через механизм самообучения. Практическая значимость работы заключается в создании инструментов для эффективного управления водными ресурсами, защиты населения от чрезвычайных ситуаций и рационального использования водных объектов. Предложенные методики применимы как для однопиковых, так и для многопиковых гидрографов, что расширяет возможности их использования в различных гидрологических условиях.
Библиографические ссылки
State of the Global Climate 2025 // World Meteorological Organization. – URL: https://wmo.int/publication-series/state-of-global-climate/state-of-global-climate-2025 (date of access: 01.06.2026).
Волчек, А. А. Многолетняя изменчивость стока рек Беларуси в условиях изменения климата и антропогенных воздействий / А. А. Волчек, С. В. Сидак, С. И. Парфомук // Актуальные научно-технические и экологические проблемы сохранения среды обитания : сб. тр. IV Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 55-летию Брест. гос. техн. ун-та и 50-летию ф-та инженерных систем и экологии, Брест, 7–8 окт. 2021 г. / Брест. гос. техн. ун-т ; редкол.: А. А. Волчек [и др.]. – Брест, 2021. – С. 101–113.
Волчек, А. А. Оценка современных изменений максимального стока рек Беларуси / А. А. Волчек, Ан. А. Волчек, С. В. Сидак // Геаграфiя. – 2020. – Т. 4. – С. 26–32.
Volchak, A. Intra-annual runoff distribution in the Pripyat River basin / A. Volchak, S. Parfomuk, S. Sidak // ICBTE 2020, E3S Web of Conferences. – 2020. – Т. 212. – P. 01016. – DOI: 10.1051/e3sconf/202021201016.
Волчек, А. А. Динамика изменения водных ресурсов Беларуси в современных условиях / А. А. Волчек, С. В. Сидак, С. И. Парфомук // Инновации: от теории к практике : сб. науч. ст. VIII Междунар. науч.-практ. конф., Брест, 21–22 окт. 2021 г. / Брест. гос. техн. ун-т; редкол.: В. В. Зазерская [и др.]. – Брест, 2021. – С. 81–89.
Investigating Impacts of Climate Change on Runoff from the Qinhuai River by Using the SWAT Model and CMIP6 Scenarios / J. Sun, H. Yan, Z. Bao, G. Wang // Water. – 2022. – Vol. 14, № 11. – P. 1778. – DOI: 10.3390/w14111778.
Алгоритм автоматизированного расчленения гидрографа по методу БИ Куделина GrWat: проблемы и перспективы / Е. П. Рец, М. Б. Киреева, Т. Е. Самсонов [и др.] // Водные ресурсы. – 2022. – Т. 49, № 1. – С. 27–42. – DOI: 10.31857/S032105962201014X.
Куделин, Б. И. Принципы региональной оценки естественных ресурсов подземных вод / Б. И. Куделин. – М. : МГУ, 1960. – 343 с.
Чижова, Ю. Н. Двухкомпонентное расчленение гидрографа р. Протвы / Ю. Н. Чижова, Е. П. Рец, Н. А. Тебенькова [и др.] // Вестн. МГУ. Сер. География. – 2021. – № 6. – С. 48–56.
Оптимизация параметров методов расчленения гидрографа для повышения их эффективности на примере бассейна реки Белой / И. А. Хасанов, А. Н. Елизарьев, Д. А. Тараканов, Дм. А. Тараканов // Гидросфера. Опасные процессы и явления. – 2025. – Т. 6, №. 2. – С. 125–137. – DOI: 10.34753/HS.2024.6.1.125.
Eckhardt, K. A comparison of baseflow indices, which were calculated with seven different baseflow separation methods / K. Eckhardt // Journal of Hydrology. – 2008. – Vol. 352 (1–2). – Р. 168–173.
Lyne, V. Stochastic time-variable rainfall-runoff modelling / V. Lyne, M. Hollick // Institute of engineers Australia national conference. Barton, Australia: Institute of Engineers Australia. – 1979. – Т. 79, Vol. 10. – P. 89–93.
Kirchner, J. W. Quantifying new water fractions and transit time distributions using ensemble hydrograph separation: theory and benchmark tests / J. W. Kirchner // Hydrology and Earth System Sciences. – 2019. – Vol. 23, № 1. – P. 303–349.
Ensemble machine learning for global hydrological prediction / C. Liu, D. Liu, L. Mu, J. Zhang // Water Resources Research. – 2022. – Vol. 58, № 12. – Art. e2021WR030993.
Berhail, S. The use of the recession index as indicator for components of flow / S. Berhail, L. Ouerdachi, H. Boutaghane // Energy Procedia. – 2012. – № 18. – P. 741–750.
Framework for ensemble hydrograph prediction using machine learning and hydrological models / G. I. Brunner, N. Addor, M. Zappa, F. Comola // Hydrology and Earth System Sciences. – 2021. – Vol. 25, No. 3. – P. 1423–1441.
Охрана окружающей среды и природопользование. Гидрометеорологическая деятельность. Государственный водный кадастр. Правила составления справочника «Многолетние данные о режиме и ресурсах поверхностных вод» : ТКП 17-10.25-2010 (02120). – Введ. 01.03.11. − Минск : Минприроды, 2011. – 59 с.
Шевнина, Е. В. Методика расчета характеристик весеннего половодья по данным ежедневных расходов воды / Е. В. Шевнина // Проблемы Арктики и Антарктики. − 2013. − № 1 (95). − С. 44–50.
Экстраполяция гидрографов как метод краткосрочного прогнозирования речного стока / С. В. Борщ, Ю. А. Симонов, А. В. Христофоров [и др.] // Гидрологические исследования и прогнозы. − 2018. − № 3 (369). − С. 74–86.
Прогнозирование стока рек России методом экстраполяции гидрографа / С. В. Борщ, В. М. Колий, Н. К. Семенова [и др.] // Вестник МГУ. Сер. География. – 2021. – № 2 (380). – С. 77–94. – DOI: 10.37162/2618-9631-2021-2-77-94.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
Авторы предоставляют материалы на условиях лицензии CC BY-NC 4.0. Эта лицензия позволяет неограниченному кругу лиц копировать и распространять материал на любом носителе и в любом формате, но с обязательным указанием авторства и только в некоммерческих целях. Пользователи не вправе препятствовать другим лицам выполнять действия, разрешенные лицензией.
