1. Необходимьіе данные для работы модели
Характеристики бассейна
Площадь бассейна и зон
Граница бассейна определяется расположением створа на реке (или несколькими произвольными точками по течению), и водораздел идентифицируется по топографической карте. Граница бассейна может наноситься на различных по масштабу картах. Для больших бассейнов более приемлема карта масштаба 1:250 000. После определения высотного ряда между створом на реке и высочайшей точкой в бассейне (общий рельеф бассейна) очерчиваются высотные зоны в интервалах 500 м или 1500 метров. В дополнении к вырисовыванию границ бассейна и зон несколько промежуточных топографических контурных линий должны освещаться для дальнейшего использования в построении кривой площадь-высота. Как только определены границы и контуры, площади образованные этими границами, должны планиметрироваться вручную или автоматически.
Рис.2 показывает высотные зоны и площади Южного Форка бассейна Рио-Гранде в Колорадо, США. Высотный ряд 1408 м диктует разделение бассейна на 3 высотные зоны. Как только зоны определены, различные значения и параметры модели вводятся для каждой зоны для подсчета талого стока. Чтобы определить этот ввод, средние гипсометрические высоты каждой зоны должны быть определены посредством использования кривой площадь-высота.
Рис 2. Высотные зоны и площади Южного Форка бассейна Рио Гранде, Колорадо, США
Кривая площадь-высота
С использованием границ зон и других выбранных контурных линий в бассейне, площади охваченные высотными контурами могут определяться планиметрированием. Эти данные могут изображаться графически (зависимость площадь-высота), и гипсометрической кривой зависимости между площадью и высотой, как показано на рис. 1 для бассейна Южного Форка. Эта кривая площадь-высота может получаться автоматически, если пользователь имеет доступ к цифровым данным по высоте и компьютерным алгоритмам, используемым в системе обработки изображения.
Средне-зональная
гипсометрическая высота
может потом быть определена по этой
кривой путем выравнивания площади выше
и ниже средней высоты, как показано на
рис. 3. Величина
используется, как высота, на которую
экстраполируются температуры основной
станции для подсчета зональных
градусов-дней.
Рис. 3. Определение зональных средних гипсометрических высот ( ), используя кривую площадь-высота для Южного Форка бассейна Рио Гранде
5.2 Переменные
- ТЕМПЕРАТУРА
- ОСАДКИ
- ПЛОЩАДЬ ЗАСНЕЖЕННОСТИ
5.2.1 Температура и градус-дни, т
Для того, чтобы подсчитать суточную глубину снеготаяния, количество градус-дней должно определяться по измерениям температуры или в прогностическом моделировании, по прогнозам температуры.
Опции программы: Средняя Температура
0 = Среднесуточная
1 = Міn, Мах
Программа предполагает ввод либо среднесуточных температур (опция 0), либо двух значений температуры на каждый день: Тmах, Тmіn (опция 1). Температура экстраполируется программой от высоты основной станции в гипсометрические средние высоты соответствующих высотных зон. Для опции 1 средняя температура в каждой зоне подсчитывается как:
(3)
Когда используются среднесуточные значения (опция 0) или когда используются Тmах, Тmіn (опция 1), рекомендуется. чтобы отрицательные температурные значения (когда они встречаются) использовались в подсчете. Согласно этой рекомендации, альтернатива исходной "эффективной минимальной температуры" (автоматическое изменение отрицательных температур до 0 °С) была исключена из компьютерной программы, начиная с Версии 3.0. Если пользователь пока предпочитает использовать эту альтернативу. то случайные отрицательные температуры могут автоматически изменены до 0 °С при вводе данных в МТС.
Так как средние температуры относятся к 24 часовому периоду, начиная всегда с 6 ч. по Гринвичу. то они становятся градус-днями Т [д]. Высотная поправка Т в уравнении 1 подсчитывается следующим образом.
(4)
где
у - температурный градиент [°С на 100 %]
h - высота станции, где определяется температура [м]
- гипсометрическая средняя высота зоны [ м]
Каждый раз, когда количество градус-дней (Т + ∆Т в уравнении 1) становится отрицательным, они автоматически приводятся к 0 так, чтобы не было отрицательного подсчета снеготаяния. Величины температурного градиента приводятся в Разделе 5.3.3.
Опции программы: Ввод температуры
0 - в целом по бассейну
1 - по зонам
Программа предполагает, как данные по температуре просто с одиночной станции (опция 0, в целом по бассейну), так и с нескольких станций (опция 1 по зонам). При опции 0. вводится высота станции, и данные по температуре экстраполируются в гипсометрические средние высоты всех зон, используя градиент. При большем количестве станции пользователь может подготовить простую "искусственную станцию", и пока использовать опцию 0, или альтернативно использовать опцию 1. При опции 1 пользователь может использовать выбранные станции для каждой высотной зоны, однако температуры, вводимые для каждой зоны, должны уже иметь градиент к средней гипсометрической высоте зоны. Хотя МТС будет брать 1 выборочные станции для каждой зоны при этом подходе, она является только опциональной. Измерение корректных температур воздуха является трудным и, поэтому, одна хорошая станция по измерению температуры (даже если расположена вне бассейна) может быть предпочтительнее, чем несколько менее надежных станций.
В прогностическом моделировании необходимо получить репрезентативные прогнозы температуры для взятого региона и высоту для экстраполяции ожидаемого количества градус-дней для каждой высотной зоны.