Просторово-часові тенденції льодового режиму водосховищ Дніпровського каскаду
Анотація
Відомості про формування, руйнування та тенденції льодового режиму річок і водосховищ особливо важливі для гідроенергетики, судноплавства, рибного господарства тощо. Дослідження сучасних тенденцій льодового режиму водних об’єктів та вивчення його просторово-часових коливань є актуальним завданням, особливо в умовах мінливого клімату. У даній роботі на основі комплексного підходу з використанням статистичних і графічних методів досліджено тенденції та довгострокові циклічні коливання рядів спостережень за основними фазами льодового режиму водосховищ Дніпровського каскаду. У дослідженні використано метод Пірсона, статистичний непараметричний критерій Манна-Кенделла, сумарна крива, інтегральна крива відхилень та суміщені хронологічні графіки. Дослідження виконано за даними спостережень 35 гідрологічних постів, які розташовано на 6 водосховищах Дніпровського каскаду. Створено базу даних, яка містить відомості щодо дат появи льодових явищ, встановлення і руйнування льодоставу та очищення від льоду на кожному гідрологічному посту по 2020 рік включно. За статистичним тестом Манна-Кендалла отримано суперечливі результати щодо стаціонарності рядів спостережень льодового режиму водосховищ Дніпровського каскаду. Разом з цим, за графічним аналізом такі ряди виявилися квазіоднорідними і квазістаціонарними, оскільки вони мають незавершені фази підвищення і зниження довготривалих циклічних коливань. У свою чергу, для циклічних коливань характерна синхронність і синфазність, що вказує на однакові часові і просторові тенденції льодового режиму шести водосховищ. Дати настання основних фаз льодового режиму водосховищ Дніпровського каскаду вирізняються значною мінливістю. За період спостережень поява льодових явищ на водосховищах стала відбуватися пізніше у діапазоні від 2 до 21 дня, встановлення льодоставу – від 1 до 18 днів. Руйнування льодоставу і очищення від льоду, навпаки, стали відбуватися раніше у діапазоні від 9 до 21 дня і від 8 до 17 днів, відповідно.
Завантаження
Посилання
Beltaos S., Burrell B. (2015). Hydrotechnical advances in Canadian river ice science and engineering during the past 35 years. Canadian Journal of Civil Engineering, 42(9), 583-591. DOI: https://doi.org/10.1139/cjce-2014-0540
Stickler M., Alfredsen K. (2005). Factors controlling anchor ice formation in two Norwegian rivers. CGU HS Committee on River Ice Processes and the Environment, 13th Workshop on the Hydraulics of Ice Covered Rivers, Hanover, NH, September 15-16, 2005.
Prowse T.D., Beltaos S. (2002). Climatic control of river-ice hydrology: a review. Hydrological Processes, 16(4), 805-822. DOI: https://doi.org/10.1002/hyp.369
Stonevicius E., Stankunavicius G., Kilkus K. (2008). Ice regime dynamics in the Nemunas River, Lithuania. Climate Research, 36, 17-28. DOI: https://doi.org/10.3354/cr00707
Solarski M., Rzętała M. (2020). Ice Regime of the Kozłowa Góra Reservoir (Southern Poland) as an Indicator of Changes of the Thermal Conditions of Ambient Air. Water, 12, 2435. DOI: https://doi.org/10.3390/w12092435
Klavins M.,·Briede A., Rodinov V. (2009). Long-term changes in ice and discharge regime of rivers in the Baltic region in relation to climatic variability. Climatic Change, 95, 485-498. DOI: https://doi.org/10.1007/s10584-009-9567-5
Efremova T.V., Pal’shin N.I. (2011). Ice Phenomena Terms on the Water Bodies of Northwestern Russia. R. Meteorology and Hydrology, 36(8), 559-565.
Magnuson J.J., Robertson D., Benson B., Wynne R., Livingstone D., Arai T., Assel R., Barry R., Card V., Kuusisto E., Granin N., Prowse T., Steward K., Vuglinski V. (2000). Historical trends in lake and river ice cover in the northern hemisphere. Science, 289, 1743-1746. DOI: https://doi.org/10.1126/science.289.5485.1743
Das A., Reed M., Lindenschmidt K.-E. (2018). Sustainable ice-jam flood Management for Socio-Economic and Socio-Ecological Systems. Water, 10(2), 135. DOI: https://doi.org/10.3390/w10020135
Rokaya P., Budhathoki S., Lindenschmidt K.-E. (2018). Trends in the timing and magnitude of ice-jam floods in Canada. Science Report, 8, 583. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-018-24057-z
Marszelewski W., Pawłowski B. (2019). Long-Term Changes in the Course of Ice Phenomena on the Oder River along the Polish-German Border. Water Resources Management, 33, 5107-5120. DOI: https://doi.org/10.1007/s11269-019-02417-2
Beltaos S. (ed.) (1995). River ice jams. Water Resources Publications, Highlands Ranch, Colorado.
Yang X., Pavelsky T.M., Allen G.H. (2020). The past and future of global river ice. Nature, 577, 69-73. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-019-1848-1
Vishnevsky V.I. (2002). The influence of climatic changes and economic activity on the thermal and ice regimes of rivers. Proceedings of the Ukrainian Hydrometeorological Institute, 250, 121-137. [in Ukrainian].
Scherbak А.V., Zelenska М.V., Haidai Yu.M. (2007). The ice regime of Ukraine rivers (freeze-up formation and its characteristics). Proceedings of the Ukrainian Hydrometeorological Institute, 256, 214-222. [in Ukrainian].
Vishnevsky V.I., Zavodtsova A.M. (2009). The ice regime of the Dnipro reservoirs. Proceedings of the Central Geophysical Observatory, 5(19), 46-54. [in Ukrainian].
Strutynska V.M., Grebin V.V. (2010). Thermal and ice regimes of the rivers of the Dnipro basin since the second half of the 20th century, Кyiv, Nika-Center, 196. [in Ukrainian]
Gorbachova L., Khrystyuk B. (2012). The dynamics and probabilistic characteristics of the ice phenomena of the Danube River and its Kiliysky channel. Conference proceeding «Water resource and wetlands», 14-16 September, Tulcea, Romania, 319-324. Available at: http://www.limnology.ro/water2012/Proceedings/048.pdf
Gorbachova L. (2013). Long-term dynamics of ice phenomena in the basin of the Southern Bug River. Hydrology, Hydrochemistry and Hydroecology, 3 (30), 21-27. [in Ukrainian]
Rachmatullina E., Grebin V. (2014). Homogeneity analysis of winter regime characteristics for the Southern Bug River basin. Energetika, 60 (3), 184-196. DOI: https://doi.org/10.6001/energetika.v60i3.2991
Afteniuk O.O. (2020). Dates of appearance of the main phases of the ice regime of rivers in the Pripyat basin (within Ukraine). Proceeding IV All-Ukrainian Plein Air on Natural Sciences, 19 June 2020, Odesa, Ukraine. OSENU, 10-12. [in Ukrainian]
Khrystiuk B.F., Gorbachova L.O. (2022). Application of the Natl Index for Long-Term Forecasting of Freeze-Up Appearance Date at the Kyiv Reservoir. Proceedings of the XVI International Scientific Conference «Monitoring of Geological Processes and Ecological Condition of the Environment». Kyiv, Ukraine, November 15-18, 2022. European Association of Geoscientists & Engineers (EAGE), 2022, 1-5. DOI: https://doi.org/10.3997/2214-4609.2022580071
WMO (2009). Guide to Hydrological Practices. Management of Water Resources and Application of Hydrological Practices, 6th edition. Geneva, Switzerland. WMO-No. 168.
Gorbachova L., Khrystiuk B., Shpyg V., Pishniak D. (2022). Estimation of tendencies, homogeneity and stationarity of air temperature at the Ukrainian Antarctic Akademik Vernadsky station during 1951-2020. Geofizicheskiy Zhurnal, 44(4), 111-122. DOI: https://doi.org/10.24028/gj.v44i4.264848
Hussain I. (2019). Outlier Detection using Graphical and Nongraphical Functional Methods in Hydrology. International Journal of Advanced Computer Science and Applications, 10 (12). DOI: https://doi.org/10.14569/IJACSA.2019.0101259
Susidko M.M., Scherbak A.V., Zelenska M.V., Danylchuk V.I. (2007). Ice regime of plain rivers and reservoirs of Ukraine. A system of short-term forecasting of its characteristics. Hydrology, hydrochemistry and hydroecology. 13, 62-84. [in Ukrainian]
Kundzewicz Z.W., Robson A.J. (2004). Change detection in hydrological records – a review of the methodology. Hydrological Sciences Journal, 49 (1), 7-19. DOI: https://doi.org/10.1623/hysj.49.1.7.53993
Mann H.B. (1945). Nonparametric tests against trend. Econometrica, 13 (3), 245-259. DOI: https://doi.org/10.2307/1907187
Kendall M.G. (1975). Rank Correlation Methods, 4th edition. Charles Griffin, London.
R Core Team (2017). A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing. Vienna, Austria. Available at: https://www.r-project.org
Gorbachova L. (2014). Methodical approaches the assessment of the homogeneity and stationarity of hydrological observation series. Hydrology, Hydrochemistry and Hydroecology, 5 (32), 22-31. [in Ukrainian]
Gorbachova L., Zabolotnia T., Khrystyuk B. (2018). Homogeneity and stationarity analysis of the snow-rain floods in the Danube basin within Ukraine. Acta Hydrologica Slovaca, 19(1), 35-41.
Gorbachova L. (2015). The intra-annual streamflow distribution of Ukrainian rivers in different phases of long-term cyclical fluctuations. Energetika, 61(2), 71-80. DOI: https://doi.org/10.6001/energetika.v61i2.31343
Pekarova P., Miklánek P., Pekár J. (2003). Spatial and temporal runoff oscillation analysis of the main rivers of the world during the 19th-20th centuries. Journal of Hydrology, 274, 62-79. DOI: https://doi.org/10.1016/S0022-1694(02)00397-9
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
