В. А. Хаустов, ст. препод..

        Имеющиеся в распоряжении гидрологов и климатологов данные явно указывают на то, что имеют место долгопериодные изменения характеристик речного стока, осадков и температуры воздуха. Данные измерений указывают на то, что возможны изменения климата и антропогенного характера. Существуют разнообразные сценарии его изменения (как на потепление, так и на похолодание). В связи с этим возникает задача оценки чувствительности различных отраслей экономики к подобным изменениям. В докладе рассмотрена гидротехническая отрасль на примере малых водопропускных сооружений Санкт-Петербурга.
        Практика строительного проектирования предусматривает использование параметров распределения максимального стока рек. Гидрологами традиционно используется семейство кривых Пирсона, которое является стационарным решением уравнения Фоккера – Планка – Колмогорова (ФПК), поэтому в качестве математического аппарата использована стохастическая модель формирования стока с входным воздействием в виде климатических характеристик.
        Эффективность прогнозов статистически обеспеченных значений максимального стока рек показана на ретроспективном материале. Дана оценка изменчивости параметров распределения слоя стока весеннего половодья за период инструментальных наблюдений для 11 регионов России и сопредельных государств. Выявлены периоды Различной водности и выполнена серия перекрестных поверочных прогнозов моментов распределения (а следовательно нормы, коэффициентов вариации и асимметрии) максимального стока рек.
        Для оценки долгосрочных изменений стока рассмотрены наиболее распространенные сценарии изменения климата, связанные с увеличением CO2 в атмосфере. В пределах Европейской территории России в узлах расчетной сетки с шагом в 30 км выполнена параметризация стохастической модели в виде уравнения ФПК. В качестве внешнего воздействия использовалась информация из климатических сценариев об изменении многолетней нормы осадков к 2100 году. Построены электронные карты фактических и прогнозных параметров распределения слоя стока весеннего половодья.
        Изменение климатической обстановки непосредственно скажется на условиях эксплуатации мостовых переходов. Изменения в гидрологическом режиме приводят к смещению границ зон различной водоопасности. На основании выполненных расчетов характеристик максимального стока построена прогнозная карта зон водоопасности ЕТР.
        В работе использована следующая схема оценки затрат для обеспечения надежности работы мостовых переходов при изменении климата. Взяв за основу характеристики максимального стока в современных условиях (СН и П) и спрогнозированные их значения по модели, была рассчитана величина слоя стока половодья определенной вероятности превышения (ВП), соответствующая категории дорог. Используя зависимости стоимости и размеров сооружений, рассчитанных на паводки определенной ВП относительно паводков "стандартной" (1 %-ой) обеспеченности, а также рекомендации по определению ущербов, было определено относительное изменение стоимости мостовых переходов в новых климатических условиях.
        Изложенная методика использована для оценки относительных изменений стоимости малых водопропускных сооружений Санкт-Петербурга и его окрестностей в соответствии с ожидаемыми климатическими изменениями. Данные расчеты предполагают, что фактические распределения максимального стока обладают устойчивостью, по крайней мере трех начальных моментов, без чего нельзя было бы картировать расчетные гидрологические характеристики. Эта устойчивость в настоящее время подразумевается как само собой разумеющееся, однако в данной работе этот факт ставится под сомнение.
        На основе качественной теории дифференциальных уравнений выявлены критерии устойчивости моментов распределения плотности вероятности. Апробация методики выявления зон неустойчивости раньше выполнялась лишь для годового и минимального стока. В докладе приводятся результаты картирования зон, в которых параметры распределения слоя стока весеннего половодья неустойчивы по второму и третьему моментам.
        Излагаемые в докладе результаты научных исследований получены при финансовой поддержке Правительства Санкт-Петербурга (грант PD05-1.5-91).