Особенности многолетнего изменения стока озера
На рис. 32 приведена реализация среднегодового стока на реке и квантильная диаграмма. Их анализ показывает, что для сходства их уровенного и сточного режима характерно наличие многоводных маловодных групп лет. Соответствующие им значения содержатся
в таблице 27 (в приложении).
Многоводными и маловодными годами будут считаться те годы, значения которых выходят за квантили Q0.75 и соответственно Q0.25. Следовательно, годы, когда значения уровня и стока выходят за верхнюю и нижнюю границы, определяемые по следующим формулам:
Qв = Q0,75 + 1,5X
Qн = Q0,25 – 1,5X
X= Q0,75 - Q 0,25
X − интерквантильное расстояние характеризующее разброс выборки в пределах нормы - будут экстремальными.
На графике реализаций средних годовых расходов реки Свирь (1887-2002) наблюдается незначительный тренд на понижение расходов воды. Уравнения, описывающие выделенный тренд приведены на соответственных рисунках.
Сведения о маловодных и многоводных годах на реках водосбора представлены в таблицах 9 и 10. Как видно из таблиц маловодных и многоводных годов на реках водосбора наблюдались как разрозненно, так и группировались в фазы или циклы, несмотря на индивидуальность набора лет.
Так из таблицы 9 и графика видно, что маловодными годами для реки Свирь были: 1937-1941, 1960, 1963-1964, 1972-1973, 1979-1980 года.
А из таблицы 10 и графика видно, что многоводными годами для реки Свирь были: 1887-1889, 1902-1906, 1924, 1928-1933, 1957, 1961-1962, 1981-1982, 1988 года.
|
|
|
А также для реки Свирь максимально экстремально многоводным были 1903, 1924, 1962 и 1982 года.
ГЛАВА 3. Внутригодовые колебания гидрометеорологических характеристик
Методы теории периодически кореллированных случайных
Процессов (ПКСП)
Для бассейна Онежского озера имеются достаточно длительные ряды наблюдений над характеристиками режима рек иозера. Наличие адекватных методов их анализа позволяет получить статистически обоснованные количественные оценки зарегулированности водных объектов. Выполнение подобных исследований может рассматриваться как продолжение работ по оценке антропогенных изменений водности рек с использованием методов, основанных на исследовании временной изменчивости стока. Однако
в отличие от традиционно используемой информации годового периода осреднения исходной информации и методов парной и множественной регрессии в настоящей работе применяется информация месячного периода осреднения иметоды теории периодически коррелированных случайных процессов (ПКСП). Этот подход дает возможность в единых математических терминах в широком диапазоне частот оценить временную изменчивость климатического, естественного ибытового стока, а тем самым, обоснованно переходя от климатического стока к естественному,
а затем к фактическому, осуществить прогноз антропогенного воздействия.
|
|
|
В настоящей работе приводится оценка естественной зарегулированности стока в генетической связанной системе рек-притоков Онежского озера и основного стока из него. Для каждого из звеньев этой системы характерна своя ритмика годовой цикличности, что приводит к необходимости анализировать ее методами теории ПКСП.
Кратко остановимся на теории ПКСП.
Случайный процесс ξ(t), t €(-∞,∞), называют периодически коррелированным, если существуеттакое фиксированное положительное число Т, при сдвиге на которое характеристики процесса остаются инвариантными.
Математическое ожидание периодически коррелированного случайного процесса определяется по формуле:
m*(t) = 
(t + KT) (1)
D*(t) = 
[(t + KT)] 2 ─ дисперсия
а корреляционная функция - как
К*(t, Т) = М{ξº(t+ КТ)ξº(t+ τ + КТ)}, (2)
где ξº(t) = ξ(t)-mξ(t) - центрированный случайный процесс; τ - сдвиг
|
|
|
корреляционной функции. При; τ=0 функция (2) равна дисперсии процесса D*(t). Функции m*(t), D*(t), К*(t, τ) являются периодическими по аргументу
t с периодом T, который называется периодом коррелированности. Естественным периодом коррелированности составляющих баланса служит период, равный одному году. Характеристики ПКСП описывают
так называемую повторяемость «в среднем» свойств гидрометеорологических процессов. Математическое ожидание характеризует регулярную компоненту изменений и позволяет найти средний многолетний образ сезонного или месячного хода (что близко
к понятию «норма»); дисперсия - отклонения процесса ξ(t)от средней многолетней нормы. Совместный анализ графиков оценок m(t) и D(t) дает возможность установить тип межгодовой изменчивости процессов.
В случае когерентности этих графиков изменчивость происходит в виде амплитудной модуляции, т.е. ослабления или усиления интенсивности основных элементов внутригодового хода, в случае не когерентности –
в виде наложения долгопериодного колебания или частотно-фазовой модуляции. Вид функции Кξ (t,τ) определяет закономерности корреляционных зависимостей межгодовых (при τ=1 год) или внутригодовых (при τ=1 месяц) изменений процесса в заданные моменты времени. Оценки функций m*(t), D*(t), К*(t,Т) вычисляются по отсчетам, взятым из исходной реализации через период коррелированности, и имеют вид
|
|
|
m*ξ(t)=(1/N)∑ξ(t+kT) (3)
D*ξ(t)=(1/N) ∑[ξº(t+kT) ]² (4)
K*ξ (t,τ)=(1/N) ∑[ξº(t+kT) ξº(t+kT) ξº( t+kT+ τ)] (5)
При расчете дисперсии m*ξ(t)и математического ожидания D*ξ(t) в работе использовались формулы (3) и (4).
Дата добавления: 2018-05-09; просмотров: 493; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!