Реферати українською » Геология » Гідрологічні процеси


Реферат Гідрологічні процеси

Страница 1 из 2 | Следующая страница

>Відповіді на запитання дозавдань

1.Навести характеристикигідрологічного стану водногооб’єкту.Дативизначеннягідрологічного режиму,розкрити йогосутність.Дативизначеннятерміну «>гідрологічніпроцеси».

>Загальнагідрологіявивчаєзакономірності руху як водсуші, то й водморів таокеанів. Предметомнашоговивченняєгідрологіясуші. Однак напевномуетапірозвиткуцієї науки віднеївідокремились всамостійні науки –гляціологія,болотознавство йгідрогеологія. Томузакономірностіповедінкицих вод чизовсім не будутьрозглядатись, чи будутьрозглянутілише вконтексті їхнізв’язку заповерхневим стоком.

>виходячи ізметодіввивченняповерхневих вод йетапіврозвиткугідрології як науки, вній можнавідмітитип’ятьскладовихчастин.

1.Гідрографія –загальнийописводнихоб’єктів.

2.Гідрометрія –даєвідомості про методикививченнярізних характеристикводнихоб’єктів, атакожпервиннірезультатицихвизначень.

3.Безпосередньогідрологія, котра,узагальнюючиданігідрометричнихспостережень,вивчаєшляхи йзакономірностігідрологічнихявищ.

4.Інженернагідрологія –розробляє методикугідрологічнихрозрахунків йпрогнозівкількісних величин стоку длярізнихгалузей народногогосподарства.

5.Гідроекологіязаймається не лишекількісноюоцінкою, але й йякісноюоцінкою води, атакожвпливомзмін у водногорежимі на флору й фауну як уводнихоб’єктах, то й наприлеглихтериторіях.

>загальнагідрологіяставаланаукоюпройшовшипоступовочотириетапи.

>Гідросфера чиводнаоболонка землі –цеїї моря таокеани,крижані шапкиполярнихрайонів,річки, озера іпідземні води.Запаси води на землівеличезні –1,46109 км3. Аліцепереважногірко-солонаморська вода,непридатна дляпиття татехнологічноговикористання.Прісна водастановитьусього 2% відїїзагальноїкількості напланеті,причому 85%їїзосереджено ульодовикових щитахГренландії таАнтарктиди, в айсбергах йгірськихльодовиках. Ілише 1%прісної водимістятьрічки, озера йпідземні води;самеціджерела івикористовуєлюдство длясвоїх потреб.

Водавиконуєдужеважливіекологічніфункції:

· вода –цеголовнаскладовачастина всіхживихорганізмів (>тілолюдини,наприклад, на 70%складається із води, адеякіорганізми,такі як медуза, на 98–99%);

· заучастю водиздійснюютьсячисленіпроцеси векосистемах (>наприклад,обмінречовин, тепла);

· водиСвітового океану –основнийкліматоутворювальнийчинник,головнийакумуляторсонячноїенергії і “кухня” постривай длявсієїпланети;

· вода – один ізнайважливішихвидівмінеральноїсировини,основнийприродний ресурс, щоспоживаєтьсялюдством.

Велику рольвідіграєгідросфера уформуванніповерхні землі,їїландшафтів,розвиткуекзогеннихпроцесів (>ерозія, карст тощо), атакожперенесенняхімічнихречовин, у томучислі ізабруднюючихречовиндовкілля.

першийетап, в основному, носившиописовий йчастковогідрометричний характер. Тому його можнаназватигідрографічним.Цейперіодпродовжувавсядекількатисяч років йзакінчився у XIXстолітті.Описувався станрічок йводойм (>глибина, ширина,швидкістьтечії,можливістьсудноплавства, рядкизамерзання йскресання).Таківідомості можнаодержати ізросійськихлітописів XV й XVIстоліть. Уцейперіод малісвій вушко йінженернідослідження, котрівиконувались завказівкою царя Петра І. У Українітакідослідження велаекспедиція генералаЖилинського у 1873–1898роках.Всі роботивиконувались, в основному, для потреб водного транспорту.

Іншийетаппочався у20-і рокта ХХстоліття.Його можнаназватигідроенергетичним,тобто, роботи, в основному,гідрометричнівиконувались вціляхгідроенергетики.Спостереження велися завитратами йрівнями води,термічним йльодовим режимами, повторюємо стоком.Об’єктамививчення булирічки, озера,водосховища йчасткововодозбірніплощі.Починаєрозвиватись йінженернагідрологія.

>Третійетап – середина ХХстоліттяхарактеризується всуспільствізначнимрозвиткомпромисловості, зростанням міст, на великихплощахвиконуєтьсямеліоративні роботи.Виникла проблемащодозабезпеченостіцихводокористувачівпитною йтехнічною водою, відякоїзалежить їхнірозвиток.Треба було бдаватинауково-обґрунтовануоцінкуводнихресурсів ізпрогнозуванням з перспективи. Тому не лишевиконуютьсяспостереження на водотоках йводоймах, але й івивчаютьсяфізико-географічні,кліматичні йметеорологічнічинники, котріобумовлюють величину стоку.Встановлюютьсярозрахунковізалежності, заякими можнавизначитипараметри стоку внедостатньовивченихбасейнахрічок йводойм.Виконується багатоінженерно-гідрологічнихрозрахунків, особливо взрошувальнихмеліораціях.

>Підкінець ХХстоліттярозвитокпромисловості йсільськогогосподарства,гідро- йтеплоенергетики,приріст населеннязумовилизначнеантропогенненавантаження на природу й, до тогочислі, наводніекосистеми.Багаторічок йводоймопинились взабрудненомустані, що, на свійчергу,призвело дозміни їхнього природного режиму,порушенняекологічноїрівноваги.

>Якщо напершихетапах свогорозвиткугідрологія не моглаперетворюватись вгідроекологію черезнедостатністьданихспостережень йвідсутністьодержанихзакономірностейгідрологічнихявищ,слабкийрозвиток такихприродознавчих наук якгідрологія,гідрохімія,географія, тоекологіяводнихоб’єктів бувсамостійноюбіологічноюнаукою.

Наданомуетапірозвиткусуспільстважиттєдіяльністьлюдини йводнихджерелопинились увзаємозалежності.Погіршення стану йвзаємозв’язку із одного боцінеминучевпливає на станіншоїсторони.Тобто вода сталаосновоюіснуваннялюдства вбагатьохрегіонахземлі й, до тогочислі, в Україні.

Томучетвертийетап –цеетапперетворення всіхскладовихчастинзагальноїгідрології вгідроекологію, заподіянняякоїєінженернірозрахункизаходівщодо забезпеченнялюдства водоювідповідноїкількості йякості, що, на свійчергу,пов’язано ізохороноюводнихресурсів відзабруднення,засмічування йвичерпування.

2.Охарактеризувативпливгосподарськоїдіяльностілюдини нагідрологічний режимрічок таповерхневийстік

>Стік –це вода, котра после приходуопадів доземлі йчастковоговипаровування,залишається йрухаєтьсяповерхневим чипідземнимшляхами.

>Стікділиться надвіскладовічастини:поверхневу йпідземну. якзагальна величина стоку, то й йогоскладовічастинивизначаються комплексомрізноманітнихчинників.

Водарухається поповерхніземлі чи под нею увиглядіпотоків:річка,струмок.Кожнийпотікхарактеризуєтьсявитратою.

>Витрата –цекількість води, котра проходитикрізьпоперечний (>живий)переріз потоку заодиницю години ймаєрозмірність м3/з чил/с.

>Кількість води, Яка проходитикрізьпоперечнийпереріз задеякийвідрізок години (>рік,місяць,доба, година)єоб’єм стоку ().Вінмаєрозмірність м3 чи км3 йвизначається заформулою:

,                                                                                             (25)

де –витрата, м3/з;

 – годину, з.

Привизначеннікількості води, Якастікає ізодиниціплощі (км2, га) водиницю години (з) як характеристика стокувиступає модуль стоку (),якиймаєрозмірністьл/с. км2 чил/с. га йвизначається заформулою:

,                                                                                        (26)

де –водозбірнаплоща, км2.

Дляпорівняння стоку ізіншимиелементами водного балансу:опадами,випаровуванням,вологозапасами,вінможе бутивиражений увигляді кулі стоку ізрозмірністю мм. Куля стокувизначається заформулою:

.                                                                                          (27)

>Усіпараметри стокуможутьвизначатись яксереднівеличини, (>крімоб’єму) зарізніперіодиспостережень:рік, сезон,місяць,доба таінші.Крім цього уцих жрозмірностяхможутьвизначатиськороткотермінові, атакожмиттєві характеристики стоку, як,наприклад,максимальнийстік.

>Величини стокузалежать відбагатьохчинників, котрі можнаоб’єднати в 3групи.

1.Кліматичні йметеорологічні:опади, температура,швидкістьповітря.

2.Фізико-географічні –рельєфмісцевості,водозбірнаплоща,грунти.

3.Антропогенні –меліорація,розораність земель,регулюваннярічкового стоку.

Урізнихкліматичнихумовахстікзмінюється від 0 (>пустеля) додекількохтисяч мм зарік. Однак, й водніймісцевості,залежно відпогодних умів,вінможезмінюватись вдекількаразів.Наприклад,стік р. Дніпро вмаловодні рокта на чотири разименший, ніж вбагатоводні.Високітемператури йнизькішвидкостіповітрязбільшуютьстік, анизькітемператури йвисокішвидкостіповітрянавпакизменшують.

Наплоскіймалопересіченійрівниністікменший, ніж вгірської, із великимипохиламимісцевості. Ззростаннямводозбірноїплощі табільшимврізомдолинирічок вземну корустікзростає.Ґрунти по-різномувпливають настік, щопов’язано ізрельєфоммісцевості. Наділянкахмісцевості із великимпохилом,погановодопроникніґрунтизбільшуютьстік, адобреводопроникні –зменшують. Нарівнинніймісцевостістікзбільшується надобреводопроникнихґрунтах йзменшується напоганопроникних.

Припроведенні такихмеліорацій, якосушення,стікможезбільшуватись.Забір води назрошеннязменшуєстікрічкинижчеводозбору.Утворенняводосховищ прирегулюваннірічкового стокуобумовлює йогозменшення черезвипаровування водизізначнобільшихводнихповерхонь. Упроцесісільськогосподарськоїдіяльності людинаможезбільшувати чизменшуватистік шляхомпроведеннярізнихагротехнічнихприйомів.

>Збільшеннюповерхневого стоку й,навпаки,зменшеннюпідземного,сприяютьдощівеликоїінтенсивності,маловодопроникніґрунти,великіпохилимісцевості,великіплощіводозбору, маларозорюваність таосушення земель й рядіншихчинників.

>Перша фаза привипаданнідощухарактеризуєтьсявідсутністюповерхневого стоку.Всіопадийдуть назаповненняпоглиблень йнерівностейґрунту й напросочування вґрунт,частинаопадівутримується нагілках,листях йстеблахрослин.Ця фазаназиваєтьсябезстічною, чифазоюповногобасейногоутримання (>1).

Друга фазапочинається від початкупоявипершихструминок до моментупідходу їхні доствору,якийвизначаєтьсярозрахунковим. Це фаза2.

>Третя фаза (>3) –повнийстік. Водатече ізусієїплощібасейну.Поглинання водиґрунтомзначнозменшується.Ця фазазакінчується под годинузакінченнядощу.

>Четверта фаза (>4) –цестік відзакінченнядощу докінця стоку.

>Ця схемаформування стоку справедлива припостійнійінтенсивностідощу йрівномірномурозподілу його поплощібасейну. Однак, внатурірізнічинникиметеорологічного,топографічного характеру,ґрунти,вологозапасиможутькоригуватицю схему.Наприклад,стік в Україніможеформуватисьлише приінтенсивностідощу понад 0,5мм/хв призагальномушаріопадів, щовипали, понад 15 мм.Тобто,влітку усіфази стокуможутьспостерігатися придовготривалих таінтенсивнихдощах.

>Процесформування стоку пританенніснігуаналогічний бо буврозглянутий задеякимиособливостями. Так було в Першімоментитанення вся водаутримуєтьсябезпосередньо уснігові, чи внерівностях йпоглибленняхмісцевості. Цебезстічна фаза.Потім йдуть сьогодні триіншіфази стоку.

>Наявністьпромерзлого куліґрунту чильодовоїкіркизначнозменшуєпросочування. Однак, подкінецьформування талого стокупросочуваннястаєзначно більше, ніжспочатку.

>Значнийвплив на схемуформування талого стокуздійснюєнерівномірністьсніговогопокриву,експозиціясхилів,рослинність,температурний режим.

>Сумарна величинавтратопадів пристіканніоцінюєтьсякоефіцієнтом стоку.Вінвизначається заформулою:

,                                                                                                        (28)

де –стік, мм;

 –опади, мм.

Доповерхневого стокувідносятьстікрічок.Залежно відмісцяформуванняцейстікділиться намісцевий татранзитний.Місцевийстікформується на територїданогорегіону,транзитний –надходить вцейрегіон ізіншихсуміжнихтериторій. Такмісцевийстік в Україні всередні роктадорівнює 52 км3, атранзитний – 158 км3.Стік р. Дніпро на 37%формується в Україні (>місцевийстік), на 32% – вРосії й 31-ий% – вБілорусії (>транзитнийстік).Незалежно відмісцяформування весьстік,крімсанітарного,кожнийрегіонможевитрачати на своїпотреби.

>Санітарнийстік –цемінімальна величина стоку, якоїзабороненозабирати із водногоджерела ізметоювиключення йоговичерпання.Ця величинадорівнюємінімальному стокуповторюваністю 1 разів у 20 років (95%забезпеченість). Цедозволяєзберігати флору й фауну,здійснюватисамоочищення води, підгримуватиестетичнийвигляд у водногооб’єкті.

За годиноюспостереженнястікділиться насередній,максимальний ймінімальний.Середнійможе бутирічний,сезонний,місячний,добовий таінші. Усізалежить відперіодуосередненняпоточнихданихспостережень.Максимальний ймінімальний стокице,відповідно,найбільші йнайменшівеличини, котріспостерігаютьсяпротягом конкретногоперіоду години,наприклад, року. На мал.1зображенорічнийгідрограф стоку,особливістюякогоє ті, щовінпочинаєбудуватись із початкугідрологічного року.

>Рис. 1.Річнийгідрограф стоку:

1 –повінь; 2 –літньо-осінній паводок; 3 –літня межень; 4 –зимова межень

На цьомугідрографі показано усіосновні характеристики стоку, котріспостерігаютьсяпротягомрічногоперіоду.

>Відповіднотеоріїймовірності одна й та ж величина стокуможе бутисередньою йможе нею не бути.Наприклад,якщовитрата стоку бувзнайдена заформулою

,                                                                                      (36)

тоце –середня величина.

Уформулі (36) – сума всіхпоточних величин, а –кількістьпоточнихвимірювань.

>Якщорозмістити у низціапологічних величин, котріспостерігались за годину, тоця величинанабуваєпоточнезначення, асереднєзначення вбагаторічному рядуданихспостережень якщознаходитись як:

,                                                                                        (37)

де – сумасередніхзначень законкретнийперіод;

n –кількістьчленів ряду.

>найбільшеспоживання води (>близько 4,5%)спостерігається впромисловості.Основнакількість води тутвитрачаєтьсяенергетикою,чорноюметалургією,хімічною йнафтохімічноюпромисловістю.Загальнакількістьвитраченої води 16млрд.м3, до тогочислі ізДніпра - 10, ізДністра - 0,5, ізСіверськогоДонця - 1,6, Південний Бугу - 1,8 млрд. м3.

>Слідвизначитивисокуводомісткістьвиробництвапромисловоїпродукції в Україні, Якавищенавіть порівняно ізкраїнами СНР. Так було вгорнійметалургії,споживається п'ять% понад води наодиницювиробленоїпродукції, ніж вколишньому СРСР.Споживаннясвіжої води наодиницювиробленоїпродукції уФранції в 2,5 разу йНімеччині в 4,3 разу,Великобританії,Швеції у 1,2 разу менше, ніж в Україні.Атомністанції, котрі в Українівиробляютьзначнучастинуелектроенергії,витрачають 1,5 разу понад води, ніжтепловістанції.

>Нині годинуводоспоживання води впромисловості взв’язкузі спадомвиробництвадещозменшилось. Однак,прогнозується, що до 2010 рокуводоспоживаннязрівняється із 1990 фатальністю. Уцейперіод узв’язку ізпослабленням контролю заскидомстічних водпогіршиласьякістьочищенняпромисловихстоків. На їхнірозбавлення дляподальшогосамоочищенняводнихджерелтакожпотрібназначнакількістьприродних вод, щозменшуєнаявністьводнихресурсів цогорегіону.

>Резервамизбереження йпоповненняводнихресурсів вданомувипадкуєтакі заходь:

1.Перехід наводооборотне йповторневикористання.

2.Застосуванняводозберігаючихтехнологійвиготовленняпродукції.

3.Використаннясолоних вод.

4.Досконалоочищатипромислові стоки передскидом їхні вміськуканалізацію чи уводніджерела.

>Сільськегосподарство

на іншомумісці закількістю води, щоспоживається (39 % відзагальногооб’єму)знаходитьсясільськегосподарство. Тут вода, в основному,витрачається нагосппитневодопостачання й назрощуваннясільськогосподарських культур.Першастаття невелика,болише 25%сільського населенняохопленоцентралізованимводопостачанням ізневеликоюнормоюводопостачання - 60л/доб (вмістах вонастановить 200–300л/доб).Деякакількістьтакожможевитрачатисьпідприємствамихарчовоїпромисловості,розташованими всільськіймісцевості. Однак,загрозуводним ресурсів тутздійснює незабір води, астічні водисільськихнаселенихпунктів, котрі тутздебільшого неочищаються.

Другастаття –зрошення, характерна, в основному, дляпівденних областей України, дерозміщується 2 млн. газрошуваних земель. Присереднійнормі в 3850 м3/гапотрібно до 8 млрд. м3 води. Щоправда,ця величинапотрібналише впосушливі рокта. Усередньо- йбагатоводні рокта потреба уводірізкозменшується.Основнимводнимджерелом туттакожє р. Дніпро, ізякоїзабирається назрощеннясільськогосподарських культур понад 6 млрд. м3, із Дунаю йпівденного Бугу по 0,5млрд.м3, ізДністра 0,4млрд.м3,СіверськогоДонця 0,6млрд.м3.

>Заходами длязбереженняводнихресурсів тутможуть бути:

1.Перехід наводозберігаючіспособи поливу:крапельне таімпульснезрошування.

2.Застосуваннязамістьканалівтрубопроводів великихдіаметрів.

>Госппитневодопостачання

>сумарна потреба уводі нагосппитневодопостачаннястановить в Україніблизько 4,5 млрд. (16% від V>заг.).Кількістьспоживаної водизалежить відкількостіжителів вмісті чи вселищіміського типу,такожступеня їхніблагоустрою. У великихмістах нормаводоспоживаннясягає 500 л на свою душу населення. На тому година заселищахміського типу, де немаєканалізації йгазопостачання, нормаспоживання водистановить 60–80л/добу. У великихмістахчастинаспоживаної водийде на поливзеленихнасаджень йпроїзнихчастинвулиць.Значнакількістьспоживаної водивтрачається черезвитіккрізь арматуру йпоривитрубопроводів. Усередньому в Україні нормаводоспоживаннястановить 320–364л/добу. Дляпорівняннявідмітимо, що вбільшостіЄвропейськихкраїннормиводоспоживаннянижчі,наприклад, вБолгарії - 200л/добу, вПольщі - 240л/добу, вРумунії - 230л/добу. Цесвідчить проможливості болееекономнихвитратводнихресурсівзавдяки:

1.Виключеннявитоків ізводопровіднихмереж. Для цогопотрібенсвоєчасний ремонт йоновлення старих труб таарматури.

2.Встановленнялічильників води у шкірноговодокористувача.

>Безповоротне такомплексневикористанняводнихресурсів

>природні води послеучасті втехнологічномупроцесі чи вкомунальномугосподарствіздебільшогоповертаються вприродніводніджерела. Однак,частина водивитрачається навипаровування ізвідкритоїводноїповерхні, нафільтрацію ізгрунтовихштучнихводойм йканалів,витіккрізьпошкоджену арматуру йпоривів в трубопроводах. Структураповного йбезповоротноговодоспоживання наведена в табл. 2.

>Таблиця 2Повне табезповоротневитрачання води врізнихгалузях народногогосподарства України

>Галузь >Витрачення води в % відзагального, щоспоживаєтьсягалуззю
>повне >безповоротне
>Промисловість 45 16
>Сільськегосподарство 39 76
>Комунальнегосподарство 16 8

Таким чином,безповоротневодоспоживанняєнайбільшим всільськомугосподарстві, де водавитрачається навипаровування ізполівзрощення й наінфільтрацію ізканалів.

>Аналіз стануводнихресурсів в Україніпоказує, що призбереженнііснуючоготехнологічногорівня впромисловості й всільськомугосподарствіводнийдефіцитможеохоплювати практично усірічки. Цесвідчить про ті, унайближчомумайбутньомуголовнимлімітуючимчинником урозвиткупродуктивних сил Українивиступатимеводний. Тому заподіяннякерівнихводогосподарськихорганівполягає враціональномувикористанні йохороніводнихресурсів,жорсткійекономії води, широкомувпровадженніводооборотних систем,маломісткихтехнологіях.

Упершучергу водутребадаватинаселенню,тваринництву йпрацюючимгалузям народногогосподарства.Залишокводнихресурсівпотрібно такрозподілити,щоб вода могла принестинайбільшийекономічнийефект зарахунокрозвиткувідповідноїгалузі.Наприклад, впіслявоєнніп’ятирічкирічнийстіквикористовувався длявиробленняелектроенергії, в 1970–1990рокахзначнакількість йогоішла назрощеннясільськогосподарських культур, в даний годинупріоритетнимнапрямкомвикористання водиє чипромисловість, чирибне, чисільськегосподарство.


3.Дативизначення «>забезпеченість стоку».Визначеннярічного стокурозрахунковоїзабезпеченості

>Стікзмінюється як впросторі, то й вчасі. Учасівінзмінюється якпротягом року, що було брозглянуто в4-мурозділі, то й вбагатолітті. Тому вданомурозділі якщорозглянутобагаторічнеколиванняповерхневого стоку.

>перша причинамінливостіце – залежність стоку відметеочинників (>опадів,температури таінших), котрі самзмінюються вчасі.

Друга причина – в йогоформуванні.Ця причинадужебагатофакторна. Це й станповерхніземлі (таля чи мерзла,розорена чинерозорена),рівеньвологозапасів уґрунті,кількість води уводнихджерелах.

>Третя причина –сонячнаактивність.

Таким чином,сукупністьцихчинниківформуютьвеличини стоку, котрієвипадковими величинами. Авипадковівеличинививчають затеорієюймовірностей. Томувиникаєнеобхідність вознайомленні іздеякимипоняттямитеоріїймовірностей.Наприклад,випадковаподія. Це такаподія, Яка принаявностівідповідного комплексу умівможенаступити, а чи ненаступити.Випадковіподіїформуються великим комплексомчинників, котрі неможливо неспрогнозувати й непрорахувати.

>Кількісновипадковіподіїможуть бутивиражені увипадкових величинах. Однак, вдеякихвипадкахцівеличиниможуть бутивипадковими йневипадковими.Наприклад,протягом року врічці одного разуспостерігаєтьсянайбільшавитрата води.Ця максимальна величинаобов’язково винна бути. Тому вон невипадкова. Алі,якщовзяти усімаксимальнівеличини за ряд років, то цьомурядіця величинавипадкова.

На тому годинувипадковігідрологічнівеличинипідлягаютьдеякимзакономірностям.Наприклад,циклічності, колипротягом ряду роківспостерігаютьсямінімальнівитрати врічках, апотім,навпаки –максимальні.

>Сукупністьвипадкових величинназиваєтьсястатистичним поруч. Під час перебуваннячергу,статистичний рядхарактеризуєзмінувипадкових величин учасі.Гідрологічні виряджай, в основному,єстатистичними рядами.

>Кожнийгідрологічний рядхарактеризується такими параметрами:

1.Середняарифметична величина ;

2.Коефіцієнтваріації Зv;

3.Коефіцієнтасиметрії З>s.

>Візьмемо для приклада рядгідрологічних величин йрозглянемо його характеристики.Припустимо,єданісередньорічнихвитрат за “n” років.Позначимовитрати закоженрік через X1;X2;…Xn

Длявизначенняінших характеристик рядуспочаткуобчислюютьступіньрозкидання ряду,тобтомінливості його,який можнаодержати черезрізницюміжбудь-якимиі-мзначенням йсереднім ,тобто

Однак, для характеристики рядуважливо знатісереднєвідхилення, боокремівідхилення недаютьповногоуявлення пророзкиданняточокбілясередини.

Ос-кількивідхиленнямаютьрізні знаки, то сума їхньогодорівнює нулю йсереднєзначеннятакождорівнює нулю. Тому неможе бутихарактеристикоюряду.Щобпозбутись відвпливузнаків привідхиленнях,усівідхиленняпідносять до квадрату, а сумуквадратів всіхвідхиленьділять на числочленів ряду. З цоговиразудобуваютькоріньквадратний.Одержана величинаназиваєтьсясереднімквадратичнимвідхиленням йвизначається заформулою:


>Якщо числочленів ряду менше ніж 30,середнєквадратичневідхиленнятребавизначати заформулою:

>Середнєквадратичневідхилення – абсолютна характеристикамінливостіданого ряду.

Дляпорівняннямінливості ізіншимистатистичними рядаминеобхідновиразити величину вчастках від .Одержанезначенняназиваєтьсякоефіцієнтомваріації йвизначається заформулою:

Длязручності йспрощеннягідрологічнихрозрахунківстатистичні виряджайдуже частовиражають надабсолютних величинах, а й увідносних,тобто,застосовуютьбезрозмірні виряджай. Для цогокожний членрозмірного рядуділять насереднєарифметичнезначення,одержуючивеличини, котріназиваютьсямодульнимикоефіцієнтами

>Безрозмірний рядмаєдвіосновнівластивості:

1. Сумачленівбезрозмірного рядудорівнює числучленів ряду

()

2.Середнєарифметичнезначеннябезрозмірного рядудорівнюєодиниці

()

Призаміні в формулах (40 й 41)величини наодержуютьзначеннякоефіцієнтаваріації длябезрозмірного ряду

 й

>Третьоюхарактеристикоюстатистичного рядуєкоефіцієнтасиметрії (). Рядназиваєтьсясиметричним,якщододатні йвід’ємнівідхиленнячленів рядуповторюютьсяоднаково часто.Якщо цого немає,з’являєтьсяасиметричність ряду, щохарактеризуєтьсякоефіцієнтом . Длярозмірного рядувизначається так:

абезрозмірного

>Гістограма й криварозподілу

>Наочнеуявлення провеличиникоефіцієнтів йдаютьгістограма й криварозподілу величинстатистичного ряду.Частіше тутберутьбезрозмірні виряджай.

Дляпобудовигістограми усізначення рядурозміщують вспадному порядку.Потім йогорозбивають наоднаковіінтервали йвизначають частотуповторювань “n” вкожномуінтервалі. Тому,відкладаючи поосі ординат n , а, поосіабсцис До,будуютьгістограму. На рис. 2 й 3зображенігістограми й криварозподілу.

>Рис. 2.Гістограмарозподілу

>Рис. 3.Криварозподілу

>Кривурозподілу можнаодержати,якщо прибудовігістограмизменшуватиінтервал донескінченномалоївеличини. Однак, при цьомубажано матір йнескінченнукількістьчленів ряду.

>Криварозподілудаєнаочнеуявлення прозаконирозподілувипадковоївеличини.Вонахарактеризуєймовірністьпояви того чиіншогозначення рядувипадкових величин.

Колитакеймовірність?Імовірність –цеміраможливостіпоявитієї чиіншоїподії чигрупиприблизнооднаковихподій чи величин.

>Імовірністьпоявибудь-якоїподії чивеличини ()визначається заформулою:

де – група, аточніше,кількістьприблизнооднаковихподій чи величин;

 –загальнакількість всіхможливихвипадківподій чи величин.

>Наприклад, маємодані засередньорічнимивитратамирічки за 100 років, із якіпротягом 30 роківвитрати були вмежах 100…70 м3/з;протягом 50 років – вмежах 70…40 м3/з;протягом 20 років – вмежах 40...10 м3/з.Тодіймовірністьпоявивитрат від 100 до70 м3/з якщо

>Імовірністьпоявивитрат від 70 до 40 м3/з якщо

>Імовірністьпоявивитрат від 40 до 10 м3/зстановитиме

Таким чиномімовірністьколивається вмежах від 0,0 до 1,0.Якщоімовірністьподіїдорівнює нулю, вон абсолютнонеможлива, аякщоодиниці товірогідна.

Накривійрозподілу (рис. 3)виділяютьсядекількахарактернихточок. Так, точка 1відповідаємаксимальнійчастотіповторювань йназиваєтьсямодою. Крапка 2відповідаєсередньомузначенню ряду йназивається центромрозподілу.

>Кривірозподілубуваютьсиметричні, коли , йасиметричні, коли

>Криварозподілу якщосиметричною, коли точки 1 й 2співпадають.Гідрологічні виряджайхарактеризуютьсяасиметричністю,причому –додатною,бо точка 1знаходитьсяправоруч від точки 2.

Розмірординати вцентрікривоїхарактеризуємінливість ряду:чимбільша ордината, тімбільшийкоефіцієнт – йнавпаки.

>Забезпеченістьзначеньгідрологічного ряду

Упрактиціпроектування йбудівництвагідротехнічнихспорудбудівельними нормами й правиламивстановлено –кожнаспорудазалежно від класукапітальностімаєрозраховуватись напевнузабезпеченість.Забезпеченістьчастішевиражається увідсотках. Такзрошувальнісистемирозраховуються на75–90%-у,осушувальні – на10–25%-у,водозабірніспорудиводопостачання на95–97%-у,будинки йгребліГЕС на0,01–0,1%-узабезпеченість.

Так що жтакезабезпеченість? Для цого,передусім,треба знаті правилаїївизначення.Відповідноцим правиламусізначеннягідрологічного рядутребарозташувати чи узростаючому, чи успадному порядку,пронумерувати їхнього й занижчеподаноюформулоювизначити їхньогозабезпеченість.

де –порядковий номер члена ряду успадному (>зростаючому) ряду цифр;

 –кількістьчленів ряду.

>Виходячи із цього уякійпослідовностірозміщенізначення ряду,формулюванняпоняттязабезпеченості якщорізне:

1.Підзабезпеченістюбудь-якоївеличини рядурозумієтьсяімовірністьперевищеннязначення, щорозглядається,середсукупності всіхможливихзначень.

2.Підзабезпеченістюбудь-якоївеличини рядурозумієтьсяімовірністьперевищеннязначення, щорозглядається, й понаднього,середсукупності всіхможливихзначень.

>Першеформулюванняпридатне длязростаючого ряду, одному – дляспадного. Уінженернійгідрологіїприйняторозміщуватизначення задругоюсхемою.

>Призначення йбудовакривихзабезпеченності

>Кривізабезпеченостічастішебудують длябезрозмірнихрядів, в якіусізначеннявиражені вмодульнихкоефіцієнтах .Кожнезабезпеченезначення рядумаєсвіймодульнийкоефіцієнт,якийвизначається,наприклад, длявитрат10%-оїзабезпеченості як:

>Дуже часто прирозрахункахрозмірівгідротехнічнихспоруд на перепусткуекстремальних величин стокузабезпеченістю менше 5% чи понад 95%, колитаківеличини неспостерігались, але йєсереднізначення ряду, то їхнього можнавизначити,якщо знатівідповідноїзабезпеченості,тобто:

Для цогобудуютьсякривізабезпеченості.Єдекількаспособів їхніпобудови.Критеріємвибору,частіше,єдостатністьданихспостережень за стоками вбудь-якомустворірічки.

>Будовакривоїзабезпеченості придостатнійкількостіданих

>Першимприйомомпобудовикривоїзабезпеченості придостатнійкількостіданихспостережень (>N®100)єперебудовагістограмирозподілу. Для цого поосі ординатвідкладаютьмодульнийкоефіцієнт , а, поосіабсцис частотуповторювань (рис. 4).

>Рис.4.Гістограма

>Рис. 5.Кривазабезпеченості

>Починаючи ізнайбільшихчленів рядупослідовнопідсумовуютьчастотиповторювань вкожномуінтервалі йвідкладають поосі ординатзначення , а, поосіабсцис чи , чи їхнівираз увідсотках,тобто .Одержані точкиз’єднуютьплавноюкривою, котра йєкривоюзабезпеченості (рис. 5).Задаючисьрозрахунковоюзабезпеченістю,відкладаютьїїзначення наосіабсцис,одержують точку, через якоїпроводятьпряму доперетину ізкривою й далі доосі ординат. Таким чиномзнаходятьпотрібноїзабезпеченості.

Іншийспосібпобудовикривоїзабезпеченості придостатнійкількостіданихце –використанняформули, задопомогоюякоїзнаходятьзабезпеченість шкірного членабезрозмірного ряду.Виносячи й награфік,одержуютьтакож рядточок,з’єднання якідаєкривузабезпеченості.

>Аналогічнокривурозподілу можнаперебудувати вкривузабезпеченості.

>Будовакривоїзабезпеченості принедостатностіданихспостережень

>Частішеєдані за короткийвідрізок години (20–25 років). Прибудовіемпіричноїкривоїзабезпеченості наїїкінцяхзалишаються ділянки, денеможливовстановитиположеннякривоїіз-завідсутності необходимихданих. Ацедужеважливізначення ,бо за їхнідопомогоювизначаютьсяекстремальнізначення стоку. У цихвипадкахкористуютьсязначеннями , щознімають ізтеоретичнихкривихзабезпеченості, котріпобудовані шляхомперебудовикривихрозподілу.Кривірозподілуможуть матіраналітичний,тобто,теоретичнийвираз увигляді формул. Зтеоретичнихкривих вгідрологіїнайбільшрозповсюдженібіномальна криварозподілу (>відома, як криваПірсона ІІІ типу) й криватрипараметричногогамма-розподілу, Яка буврозроблена З. М.Кріцьким й М. Ф.Менкелем.

>Післяінтегруванняасиметричноїкривоїрозподілу З. І.Рибкінперебудувавїї втеоритичнукривузабезпеченості йсклавтаблицювідхилень ординаткривоїзабезпеченості відсередньогозначення, прикоефіцієнтіваріації йзалежно відрізнихзначень .

Задопомогоюцихтаблицьзнаходятьвідхилення, котріназиваються числами Фостера () йзатимвизначаютьмодульнікоефіцієнти заформулою:


>Якщо , тозавждидорівнює 1, аякщо , то й .

Длявизначення затаблицямипотрібно знаті , а –потрібне .Їхзначеннявизначають за коротким поруч іздопомогою формул.Інодіприймаєтьсярівною .

Утаблицяхтрипараметричногогамма-розподілунаведеніординатикривоїзабезпеченості зразу ж вмодульнихкоефіцієнтах й длявизначеннярозрахункових величин стокудостатньолишепомножитизначення ординат насередню величинувитрат,тобто

>Повторюваність

Ззабезпеченістюмаєтіснийзв’язокповторюваність.Повторюваність –цекількість років,протягом які величина, щорозглядається,з’являється до одного раз.

>Повторюваністьзв’язана ззабезпеченістю такимизалежностями:

при  

при  

Однак,спрогнозуватипояву рокупевноїзабезпеченостінеможливо й,наприклад, призабезпеченостірічнийстікможевідбуватись в цьомуроці чи через 1000 років.


>Розрахункова робота

>Варіант 1.РічкаТетерів

>Завдання 1. Характеристикабасейнурічки тагідрографічноїмережі

Зазвітнийперіод було бобстежено відвитоку до гирла 6основнихрічокобласті:Тетерів, Случ, Вже,Норинь,Ірша,Гнилоп’ять, атакож гирлорічкиГуйва, трирічки вприкордонних ізКиївськоюобластю створах : р.Кам’янка, р.Ірпінь та р.Роставиця (>басейн р. Рось), й р.Уборть ЯкаєтранскордонноюміжУкраїною тареспублікоюБілорусь .

>Відбір пробздійснюється згідно "Програмимоніторингуповерхневих водсуші",розробленоїДержуправліннямекології таприроднихресурсів вЖитомирськійобласті. "Програму..."нараховує 18пунктів, 23створи на 11річках ізщоквартальнимвідбором проб вкожномустворі (94проби).Відібрано по ">Програмімоніторингу" 94 проб.

>Під годинуінспекційнихперевірокдіяльностіоб"єктів-забруднювачів було бперевіренотакож 30малихрічок (>Добринка,Глибочок,Бистріївка,Пустоха,Лісна,Лемня, Настя,Церем,Іршиця,Кам’янка, Чорна Руда, Міка,Тетерівка,Лозниця,Смолка,Хомора,Повчанка,Крошенка,Ужиця,Кропивнянка, Руда,П’яток,Постол,Мурованка,Конявка,Кремна,Унава,Білка,Рихта,Очеретян-ка), 27кар’єрів, 61 ставок, 9меліоративнихканалів, 6струмків, 2свердловини, 3 болота, 1 канава, 2водосховища, 12криниць.

>РічкаТЕТЕРІВ

>РічкаТетерів, права припливур.Дніпро,протяжність на територїобласті

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація