- •1. Цели и задачи курса. Круговорот воды в природе. Единицы измерения стока.
- •2. Основные сведения по гидрографии рек.
- •3. Цели и задачи водомерных наблюдений. Типы водомерных постов. Наблюдения за уровнями воды на посту. Обработка данных водомерных наблюдений.
- •4. Методы и приборы измерения глубин. Производство измерений глубин. Построение поперечного профиля реки.
- •5. Методы и приборы измерения скоростей течения воды. Назначение и закрепление скоростных вертикалей. Тарирование гидрометрических вертушек.
- •6. Методы определения расходов воды. Аналитический способ вычисления расходов воды.
- •7. Понятие о кривой расходов. Построение кривой расходов при однозначной зависимости между расходами и уровнями. Экстраполяция кривых расходов.
- •8. Климатические факторы стока.
- •9. Уравнение водного и теплоэнергетического баланса.
- •10. Режим рек. Основные типы внутригодового распределения стока рек. Режим озер и болот. Влияние озер и болот на речной сток.
- •11. Методы математической статистики, применяемые в гидрологических расчетах. Кривые распределения (обеспеченности). Статистические характеристики ряда.
- •12. Расчет норм годового стока при наличии и недостаточности данных гидрометрических наблюдений.
- •13. Расчет нормы годового стока при отсутствии данных гидрометрических наблюдений.
- •14. Изменчивость годового стока. Определение коэффициента изменчивости (вариации) методом моментов.
- •15. Определение коэффициента изменчивости (вариации) методом наибольшего правдоподобия.
- •16. Определение годового стока заданной обеспеченности при наличии данных наблюдений.
- •17. Определение годового стока заданной обеспеченности при недостаточности данных наблюдении.
- •18. Определение годового стока заданной обеспеченности при отсутствии данных наблюдений.
- •19. Расчет максимальных расходов воды.
- •20. Задачи и виды регулирования стока.
- •21. Водохранилища. Нормативные уровни водохранилища.
- •22. Нормативные объемы водохранилища. Основные критерии по определению мертвого объема водохранилища.
- •23. Потери воды из водохранилища. Заиление водохранилищ.
- •24. Сезонно-годичное регулирование стока. Тактность работы водохранилища .
- •25. Многолетнее регулирование стока.
- •26. Регулирование паводочного стока.
11. Методы математической статистики, применяемые в гидрологических расчетах. Кривые распределения (обеспеченности). Статистические характеристики ряда.
Принципиальным обоснованием применения статистических методов к расчетам стока являются предельные теоремы теории вероятности. Одна из этих теорем сводится к закону больших чисел. Согласно которому при очень большом числе случайных однородных явлений средний их результат перестаёт быть случайным и может быть получен с большой степенью точности. Вторая теорема теории вероятности гласит, что если случайная величина Х представляет собой сумму независимых переменных, то независимо от законов распределения отдельных частиц слагаемых, распределение суммарной величины Х при n -> ∞ приближается к нормальному закону или близкому к нему.
Х=Х1+Х2+Х3+…+Хn
Кривая распределения является графическим изображением любого статистического ряда переменных величин и показывает повторяемость или частоту их отдельных значений или групп значений.
При анализе стоковых рядов если рассматривать изменяющийся стоковый ряд, то основными параметрами, которые определяют вид теоретической кривой распределения являются: норма стока Q, коэффициент вариации и изменчивости Сv, коэффициент ассиметрии Сs.
Коэффициент вариации характеризует изменчивость стокового ряда. При анализе стоковых рядов кроме теоретических кривых распределения используются энергетические кривые или кривые обеспеченности. Обеспеченность – вероятность появления расхода равного или превышающего заданный. Если стоковый ряд расположить в убывающем порядке, то для каждого члена ряда можно определить обеспеченность по ф-ле:
где m – порядковый номер члена убывающего ряда, n – число членов ряда.
Для определения расходов редкой повторяемости необходимо экстраполировать кривую с помощью теоретической кривой распределения. Теоретическая кривая распределения – технический инструмент, который позволяет определить расходы редкой повторяемости, которые на реке возможно не наблюдались, но по теории вероятности могут сформироваться.
Для построения кривых обеспечения используются клетчатки вероятности.
(Линия на рисунке – эмпирическая кривая обеспеченности.)
12. Расчет норм годового стока при наличии и недостаточности данных гидрометрических наблюдений.
Норма годового стока - среднее значение величины стока за многолетний период такой продолжительности, при увеличении которой полученное значение существенно не меняется.
При наличии данных гидрометрических наблюдений.
Q с чертой – норма стока
Q1, Q2, Qn – среднегодовые расходы воды
n – число лет наблюдения
Определив норму стока необходимо рассчитать значения средних квадратичных ошибок. Ряд является достаточным если средняя ошибка не превышает 10%.
При недостаточности данных гидрометрических наблюдений.
При недостаточности данных наблюдений основным методом является метод гидрологической аналогии и формулы приведения, которые позволяют определить норму стока по некоторым параметрам реки-аналога и расчетной реки. При подборе реки-аналога необходимо учитывать схожесть факторов и факторы подстилающей поверхности. Норма стока определяется по погодично восстановленным расходам, расчетом реки с учётом расходов реки аналога. В этом случает используют два метода: графический и аналитический.
Графический. На графике откладывают расходы в реке аналоге и расчетной реке за совместный период наблюдения. (Qа – расход реки аналога)
Используя график определяют расходы по расчетной реке за весь период наблюдений по реке аналогу.
Если отклонение не превышает 15%, то связь тесная.
Аналитичекий. Заключается в том, что подбирается уравнение кривой регрессии и используя это уравнение восстанавливает короткий ряд наблюдений (Коэффициент корелляции R >= 0,7)