Skip to content

Максимальный сток рек в бассейне Амура Татьяна Губарева

У нас вы можете скачать книгу Максимальный сток рек в бассейне Амура Татьяна Губарева в fb2, txt, PDF, EPUB, doc, rtf, jar, djvu, lrf!

Оператор AND означает, что документ должен соответствовать всем элементам в группе: При написании запроса можно указывать способ, по которому фраза будет искаться. По-умолчанию, поиск производится с учетом морфологии. Для поиска без морфологии, перед словами в фразе достаточно поставить знак "доллар": Для включения в результаты поиска синонимов слова нужно поставить решётку " " перед словом или перед выражением в скобках.

В применении к одному слову для него будет найдено до трёх синонимов. В применении к выражению в скобках к каждому слову будет добавлен синоним, если он был найден. Не сочетается с поиском без морфологии, поиском по префиксу или поиском по фразе. Для того, чтобы сгруппировать поисковые фразы нужно использовать скобки. Это позволяет управлять булевой логикой запроса.

Например, нужно составить запрос: Например, для того, чтобы найти документы со словами исследование и разработка в пределах 2 слов, используйте следующий запрос: Чем выше уровень, тем более релевантно данное выражение. В настоящей главе ограничимся лишь изложением основных вех исторического развития этого обширного раздела гидрологии и проанализируем основные направления исследований в последние годы. Впервые применил теорию вероятности для изучения статистических закономерностей многолетних колебаний стока А.

Хазеп США Hazen, , , , он использовал кривую Гаусса для описания статистического распределения многолетних колебаний стока. В России впервые вопрос о всроятиосгпых колебаниях стока разработал Д. Он построил кривые обеспеченности годового стока и установил закономерности колебаний средних головых модулей стока в зависимости от положения года в убывающем порядке и от географического положения бассейна, и тем самым, создает новую дисциплину, разрабатывая новые методы анализа и расчетов стока.

Следующим этаном в применении статистических приемов в расчетах явились работы А. Соколовскою , опубликовавши! Фостер установил, что ряды стока обычно не являются симметричными, поэтому рекомендовал применять для построения кривых обсспечеппостей стока асимметричную кривую Пирсона III типа, которая представляет собой генерализированное дискретное биномиальное распределение непрерывных случайных величии и составил таблицу значений этой функции, которая затем была уточнена С.

Задача трансформации кривой Пирсона III типа с целыо устранения свойственного ей недостатка, заключающегося в простирании в отрицательную область при Cv Непрерывные биномиальные распределения широко используются в США и в большинстве стран Европы Расчеты. Из безусловных законов распределений в специальной литературе обсуждалось применение различных гамма-распределспий величин речного стока Ратко-вич, Логарифмически нормальные распределения, представляющие собой трансформацию нормального закона обсуждаются в работах Н.

Картвелишвили , Н. Джоисопа Johonson, , К. Карузерс , Ю. Различные варианты трансформации нормального распределения находят применение в ряде стран, в частности, в США, Японии, Франции, Болгарии, Великобритании, России Расчеты.

Теория распределения крайних членов выборки, разработанная Э. Гумбелем Gumbel, , , Гумбель, применительно к исследованию статистических совокупностей экстремальных значений, в настоящее время находит применение при расчете вероятных значений многих гидрометеорологических характеристик.

Теоретические основы распределения Гумбеля освещены в работах A. Рождественского и Д. Оценка эмпирической обеспеченности гидрологических величин продолжает оставаться проблемой.

В англоязычной литературе это проблема - plotting positions. Дискуссионная вспышка имело место в гг. Бирдом Beard, , Э. Гумбелем Gumbel, , и Б. Кимбэлом Kimball, , , В России нашла свое отражение в статьях Г. Алексеева , , С. Мепкеля , , Е. Блохипова , Виноградова и И. Она непользовалась в основном при расчетах максимального стока, а СНиП 2. Разработке методов оценки параметров кривых распределении посвящены работы Е.

Блохипова , H. Картвелишвили , U. В инженерной практике в России широко используется метод моментов, графо-апалитичсский метод Г. Алексеева , исходной позицией которого является наилучшее соответствие эмпирической и аналитической кривых распределений и метод наибольшего правдоподобия впервые в России был предложен С.

Менкелем , в дальнейшем разрабатывался Е. Теория оценивания числовых параметров распределения вероятностей по выборкам применительно к задачам гидрологии изложена в работе A.

Уделяется внимание и вопросам статистической оценки точности выборочного определения параметров кривых распределений. Меикель опубликовали уточненные формулы стандартной ошибки выборочной оценки коэффициента вариации и ординат кривой обеспеченности Пирсона III типа, полученные с учетом корреляции между выборочными оценками среднего и стандарта. Дальнейшее развитие этих исследований связано с внедрением в практику гидрологических и водохозяйственных расчетов метода Мопте-Карло.

Эти вопросы в полной форме отражены в работах Г. Теории оценивания числовых параметров распределений посвящены специализированные монографии Е. Блохииова , A. При использовании различных аналитических функций распределения принимаются следующие допущения: Особая сложность задач вероятностного оценивания характеристик максимального стока обсуждалась на целом ряде специальных научных конференций, начиная от Международного симпозиума но наводкам года в Ленинграде Международный.

При исследовании экстремальных величин стока существует проблема усеченных распределений, применяемая для генетически неоднородных совокупностей. Основной вопрос - назначение точки усечения - пока не имеет решения. Усечение трехпарамстричсского гамма-распрсделсния в произвольной точке рассмотрено в работе М.

Наиболее современные достижения в области построения стохастических моделей максимального стока связаны с именами В. В коллективной монографии выпущенной МГУ Расчет.

Вииофадова обосновывается вывод о том, что современные методы расчетов максимального стока доведены до предела и предлагаются методы математического моделирования, как основа для создания методов гидрологических расчетов нового поколения. Писаренко рассмотрена модель в виде смеси двух распределений: В настоящее время методы стохастического оценивания максимальных расходов воды продолжают развиваться по новым направлениям, главные из которых основаны на региональном обобщении данных и на применении составных, усеченных распределений, или фунпы возможных решений.

Уже можно считать общепринятой точку зрения, что наиболее высокие паводки формируются под действием других механизмов, чем рядовые, и не образуют с ними генетически однородную совокупность. Подбор аналитических выражений для функции распределения величин речного стока - задача, допускающая множество решений. Условно выделяют следующие классы распределений:. Все математические схемы распределении являются формальными и представляют собой технический прием сглаживания и экстраполяции эмпирических кривых обеспеченности.

В настоящее время в гидрологии широко используются такие аналитические распределения, как распределение Пирсона III типа, трехиараметрическое гамма распределения Крицкого- Менкеля, распределения Грамма - Шарлье, нормальное и лог-нормальное, Джонсона, Гумбеля.

Полное описание применяемых в гидрологии распределений вероятности можно найти в ряде работ Расчеты. Применительно к годовому стоку это утверждение справедливо и вопрос о типах распределений является только лишь теоретическим вопросом.

Что касается экстремальных величин стока, то вряд ли можно считать надежно установленным факт наилучшего соответствия натуре трехпараметричсского распределения Крицкого-Мепксля для максимумов всех географических зон и типов питания рек.

Проверка этого положения на ограниченном статистическом материале была выполнена для рек расположенных в центральных и северо-западных районах России и имеющих преимущественно снеговое питание Кринкий, Меикель, Опыт гидрологических расчетов согни проектов для Дальневосточных рек Гарцман , Степанова, , позволяет утверждать, что при расчетах для изученных рек основные рекомендуемые СНиП 2.

Болгов Раткович, Болгов, формулирует некоторые особенности статистического моделирования экстремального стока: С точки зрения Ю. Виноградова наиболее рациональным решением является трансформация исходной случайной величины к нормально распределенной. Здесь же он анализирует различные варианты трансформации нормального закона распределения.

Степановой предлагается использовать следующий подход к выбору аналитических кривых распределения максимального стока. Теоретическая схема формирования дискретного аналога гамма - распределения - биноминального закона - заключается в анализе некоторого постоянного числа независимых испытаний, в каждом из которых может наблюдаться некоторое событие с одинаковой вероятностью.

Биноминальная кривая отражает закон распределения числа положительных исходов испытаний без учета их положения в выборке, асимметрия кривой обусловлена отклонением вероятности положительного исхода от 0,5 и числом производимых в опыте испытаний. При расчетах объема годового стока, чем менее выражен годовой ход стока, чем меньшие периоды времени будут независимыми по стоку и чем устойчивее впутригодовое распределение стока, тем больше статистические результаты реального процесса соответствуют теоретической схеме.

При сложном характере впут-ригодового режима стока асимметрия кривой распределения увеличивается, однако в целом можно заключить, что для расчетов суммарных характеристик стока за достаточно длительные периоды времени год, сезон аналитические кривые преобразованных гамма - распределений представляют собой достаточно адекватную основу.

При расчете же экстремальных характеристик, в частности максимальных расходов воды, за опыт следует принять один наводок, в период прохождения которого наблюдается полный диапазон возможных расходов воды, разделенный на некоторые интервалы, соответствующие отдельным испытаниям. Исход испытаппя заключается в установлении превышения или пе превышения наблюдаемым расходом данного интервала, откуда сразу видно, что в этом случае расстановка успешных испытаний не является произвольной.

Действительно, для того, чтобы наблюдаемый максимальный расход превысил некоторый интервал, он должен обязательно в том же опыте превысить и все предыдущие, более низкие интервалы. Следовательно, получается закон распределения непрерывных непочек успешных испытаний - экспоненциальный в предположении постоянства вероятности успеха в каждом испытании. Экспоненциальный закон распределения можно назвать 1акже логарифмически-равномерным, а с учетом того, что вероятность превышения интервалов полного диапазона возможных расходов волы пиковыми расходами паводков пс одинакова, можно сразу перейти к логарифмически-нормальному распределению как простейшей форме кривой нужного типа.

Обычная интерпретация логиормальиого закона - это распределение произведения большого числа независимых величии, то есть распределение отклика некоюрои системы на большое число независимых воздействий при условии, что уровень отклика существенно связан с текущим состоянием системы. Это вполне соответствует условиям формирования максимального расхода наводка, когда коэффициент стока каждой повой порции осадков растет, а время се добегания снижается но мере нарастания увлажнения бассейна и заполнения русловой сети.

Вывод о наибольшей адекватности логнормального закона распределения и его производных механизму формирования максимальных расходов воды дополняется чисто практическими соображениями о значительных вычислительных преимуществах функционально-нормальных кривых по сравнению с преобразованными гамма - распределениями.

Но его требования для расчетов максимальных расходов воды не являются категоричными, этот нормативный документ в действительности предоставляет определенную свободу при выборе методов расчета и нацеливает на использование наиболее адекватных и обоснованных из них. Производить расчеты необходимо па основе тщательного анализа статистических свойств рядов и специального обоснования используемых законов распределения. Вариационный ряд обладает максимально возможной информацией.

Попытка охарактеризовать ряд каким-то набором числовых характеристик приводит к частичной потере этой информации. К полномочным представителям вариационного ряда обычно относят характеристики расположения математическое ожидание, моду, медиану , рассеяния дисперсию, средпеквадратичсское отклонение, размах , асимметрии и эксцесса.

В основе схемы оценки параметров аналитической функции распределения лежит принцип приравнивания одноименных аналитических и эмпирических показателей, в роли которых чаше всего выступают моменты распределений. В гидрологической практики применяются - метод моментов, метод наибольшего правдоподобия и метод квантилей, графо-апалитичеекий вариант этого метода, разработанный Г.

Метод моментов служит не только для оценки неизвестных параметров аналитической функции распределения, но и для выбора ее вида. Сущность его заключается в том, что параметры распределения выражаются через моменты, в качестве оценок которых принимают значения моментов эмпирического распределения обычно с поправками на ликвидацию смещения. В практических расчетах принято применять трех параметрические функции распределения, так как достоверность эмпирической оценки с увеличением числа параметров при определенном объеме резко снижается.

Параметры выражаются через среднее арифметическое, коэффициент вариации и асимметрии. Метод максимального правдоподобии предназначен только для оценки параметров конкретно априорно заданных аналитических функций распределений. Именно в этом иногда и кроются причины его большей эффективности по сравнению с методом моментов.

Однако эта эффективность имеет смысл только в предположении, что закон распределения действительно таков, каким его приняли, -предположение в гидрологических задачах зачастую сомнительное. Суть метода состоит в том, что наиболее вероятным считается такое его значение неизвестного параметра, при котором функция правдоподобия достигает наибольшего возможного значения. При этом большее влияние имеют члены ряда, которым соответствует большее значение функции.

Это свойство проявляется в асимметричных распределениях. Методам моментов и максимального правдоподобия сопутствует излишняя громоздкость расчетных алгоритмов и проблема смещенности, ускользающая из-под контроля расчетчика Виноградов, Метод квантилей основанный на использовании связи величин выборочных параметров со значениями соответствующих квантилей, при условии наилучшего совпадения эмпирической и аналитической кривой распределения.

Алсксеев обращал внимание гидрологов па его наглядность и простоту. Блохинов отмечал субъективность метода, связанную с глазомерным нроведенисм кривой распределения, сглаживающей эмпирические точки и не счел возможным рекомендовать его. Виноградов, напротив, доказывает целесообразность использования прямого нспараметрического пути для оценки статистик, где в качестве исходной информации принимаются несмещенные оценки координат эмпирической функции распределения, и вычисляются параметры аналитической функции распределения исходя из условия прохождения кривой распределения через эти координаты.

Она включает применение аналитических кривых из семейства гамма-распределений Пирсона III типа и Крицкого-Мспксля и параметрические методы аппроксимации метод моментов, метод максимального правдоподобия , при этом предполагается, что ряды гидрологических величин максимального стока представляют собой некоррелированные последовательности Раткович, Распределение Пирсона III тина представляет собой дискретное биноминальное распределение непрерывных случайных величии.

Его уравнение в интегральной форме:. Все параметры уравнения 3. Вычисляя по наблюденным данным значения коэффициента вариации и коэффициента асимметрии, то есть определяя этим самым второй и третий моменты площади эмпирической кривой обеспеченности, мы принимаем их за второй и третий моменты площади математической кривой обеспеченности и проводим но этому уравнению сглаженную кривую, которую экстраполируем до заданных пределов обеспеченности.

Кривая Пирсона III типа отвечает условию асимметричности кривой, что соответствует распределению гидрологических явлений: Однако кривая Пирсона III типа обладает рядом недостатков.

Ьь определяются аналогично коэффициентам. Среди многочисленных попыток устранения отмеченного выше недостатка кривой Пирсона III типа наиболее удачное решение найдено С. Так как ординаты кривой обеспеченности, выраженной уравнением 3.

Полому кривые распределения, выраженные уравнением 3. Трехпараметричсское гамма-распределение допускает колебания расходов воды от пуля до неограниченно больших величии, что представляется логичным применительно к речному стоку, имеет одну моду и определяется тремя выборочно оцениваемыми параметрами: Основные преимущества рассмотренная ниже система распределений - математическая простота и возможность манипулировать с нормализованными величинами для решения любых статистических задач, которые эффективны лишь для нормальных распределенных совокупностей.

Логарифмически нормальные распределения находят применение в ряде стран: Класс распределений, полученный в результате преобразования исходной переменной в новую, распределенную по какому-либо известному закону распределения, основан на том факге, что если случайная величина z, имеющая плотность вероятности pi z , связана со случайной величиной.

А единственным законом распределения, к которому целесообразно сводить распределения преобразованных гидрологических величин, является нормальный закон. Использование именно математического ожидания и среднего квадратического отклонения в качестве параметров нового, полученного из нормального, распределения и логично и удобно. Если е с 2,. На основании выражений плотность вероятности величины.

В последнем случае распределение становится трехпараметрическим, однако, введение третьего параметра не деформирует кривую плотности вероятности, а лишь сдвигает ее вдоль по оси х, изменяя математическое ожидание, моду и медиану па величину. Более общий вид функции Дх не известен. Но есть основания предполагать, что нормально распределенной остается функция близкая к логарифмической, но несколько уклоняющаяся от последней.

Аналитический учет -этого отклонения возможен при введении одного или двух параметров, которые можно оценить но данным выборки.

На основе этого рассуждения Виноградовым развернута гибкая система функционально-нормальных распределений табл. В ходе работы основные задачи исследований выполнены: В результате сформулированы обоснованные рекомендации для выполнения ипжеперпо-гидрологичсских расчётов в практике строительного проектирования, водного хозяйства, землеустройства и др.

Максимальный сток в бассейне Амура является очень сложным по генезису, наблюдается его исключительная мозаичпость и неоднородность условий формирования, как в пространстве, так и во времени, крайняя недостаточность рядов наблюдений.

Все это вызывает определенные трудности при разделении максимальных расходов па однородные совокупности и для получения падёжных опенок. Географический анализ позволил установить определенные закономерности изменения преобладающего генезиса максимального стока.

В целом по бассейну Амура наблюдается преобладание максимумов дождевого стока. Переход к преобладанию весеннего половодья происходит за пределами бассейна, севернее и западнее его, но внутри региона выделяются группы ландшафтов с преобладанием летпе-осенних дождевых паводков п со смешанным характером их формирования.

В распределении величин максимального стока отмечены определенные закономерности: Они свидетельствуют о проявлениях широтной, высотной, барьерной и экспозиипоппо-циркуляционной форм зональности. Установлено, что комплекс факторов гидрометеорологической доступности, достаточный для описания пространственных закономерностей формирования максимального стока, в принципе тог же, что и для основных элементов водного баланса.

Это удаленность ог побережья, ориентация по отношению к преобладающему направлению переноса тепла п влаги, высотное положение водосбора. Отличие заключается и том, что вес полученные для максимального стока зависимости проявляются скорее как тенденции, они сильно размыты, неустойчивы и не имеют расчётного значения.

Большое разнообразие и сложная дифференциация величин стока по исследуемому району не позволяет провести их картирования с помощью изолиний. Выявлена ограниченность возможностей традиционных подходов в ипже-.

К традиционным представлениям при лом относим: Однако, наряду с существующими методами расчетов максимального стока при наличии данных наблюдений целесообразно применять и альтернативные методы, повышая тем самым надежность и эффективность оценок. Таким образом, основными результатами работы являются актуальные прикладные рекомендации по расчетам, создание более реалистичной основы для разработки методов расчетов для неизученных бассейнов и формирования исходных позиций для развития исследований в наиболее перспективных направлениях.

Наиболее перспективными в настоящее время представляются направления использования районированных кривых распределения па основе регионально-обобщенных данных в стационарном случае и применения дииамико-стохастического моделирования - в нестационарном. Геофафические аспекты гидрологических исследований на примере речных систем Южно-Минусинской котловины. Влияние Сихотэ-Алипя па синоптические процессы и распределение осадков. Главное управление геодезии и картографии, Геофафические зоны Советского Союза.

Распределение вероятностей речного стока. Усеченное трсхпараметрпческое гамма-распределение С. Климаты СССР в прошлом, настоящем п будущем. Изд-во ЛГУ , Применение статистических методов в метеорологии.

О закономерностях поверхностного фпзпко-географического процесса. Математическое моделирование процессов формирования стока. Норма и изменчивость годового стока рек Советского Союза. Приморское книжное изд-во, Припцппы расчетов наволочного стока при строительном проектировании. Основы теории случайных функций и ее применение в гидрометеорологии.

Прогноз антропогенной динамики русловых процессов малых и средних рек Приморского края в условиях хозяйственного освоения их долин. Гидрологические основы речной гидротехники. Гидрологические основы управления речным стоком. Классификация рек и гидрологическое районирование СССР. Географические закономерности гидрологического режима рек. Международный симпозиум по паводкам и их расчетам. Стохастические модели в инженерной гидрологии.

Определение расчетных гидрологических характеристик.