Особенности внутригодового хода стока из озера

В качестве исходной информации для анализа внутригодового колебания речного притока, в настоящей работе использованы средние месячные расходы воды реки Свирь, вытекающей из Онежского озера за период с 1960-1970год.

Как видно из графика средних месячных расходов рис.57, набор основных фаз внутригодового режима, время их наступления и роль в жизни реки, а также особенности формирования межгодовой изменчивости стока меняются внутри района в зависимости от степени естественной зарегулированности стока.. На реке Свирь основные фазы водного режима заметно преобразованы. Это связано с тем, что Свирь озерная река зарегулирована Онежским и Ладожским озерами. На этой реке половодье растянуто и распластано, время его наступления запаздывает, паводки сглажены, модули максимального стока занижены, минимального завышены. Слабо выражена ритмика годовой циклоничности.

Для рек естественно зарегулированных (р. Свирь, особенно в среднем и нижнем течении), межгодовая изменчивость проявляется в виде сочетания внутригодового хода и долгопериодного колебания водности.

Графики оценок вероятностных характеристик внутригодового хода анализируемой реки приведен на рис. 58

По мере увеличения регулирующей способности озер, питающих реки, изменяются свойства всех вероятностных характеристик. Кривые математического ожидания m(t) и дисперсией D(t) стока реки Свирь существенно сглажены, половодье сравнительно невысокое и растянутое, межень высокая и трудно вы делимая, дождевьие паводки проявляются нечетко.

ГЛАВА 4. Оценка регулирующей способности Онежского озера

 

Обобщение результатов анализа многолетней изменчивости гидрометеорологических характеристик в терминах

Вероятностных моделей.

Алгоритм анализа исходных реализаций стока рек и колебаний уровня озера, основанный на выделении из последовательностей средних месячных величин 12 ежегодных подпоследовательностей значений для каждого месяца года, приводит к целесообразности рассмотрения внутригодового хода и межгодовой изменчивости анализируемых процессов как многомерного случайного вектора

ξ_t ={ ξ₁, _t..., ξ₁₂, _t } = { ξ_it }.

Обобщим полученные в Ходе анализа сведения о внутригодовых и межгодовых изменениях речного стока путем вероятностного моделирования. Под вероятностной моделью процесса будем понимать параметрически заданную дискретную случайную функцию, позволяющую воспроизводить ряд случайньих значений с теми же вероятностными свойствами, что и ряд исходных значений. Опишем каждую компоненту вектора { ξ_it }, т.е. каждую последовательность ежегодных значений расходов, модельным процессом АР(1) . В этом случае она примет вид

ξ_it = фi  ξ_it-1 + ε_it, i = 1, . . . , 12, (1)

где ε_it — дискретная последовательность белого шума с нулевым средним и дисперсией σ₁²; ф_i— параметр авторегрессии.

Параметры модели определяются через компоненты корреляционной матрицы следующими соотношениями:

ф_i = К_i, _i+1 / К_i, _I

σ₁² = (1- ф²_i) К_i, _i     (2)

Дополнив модель (1) членами m, учитывающими среднее каждого месяца года, получим.

ξ_it = ф ξ_t-1 + ε_t + m  (3)

где ξ_t ={ ξ₁, _t..., ξ₁₂, _t }; ф ξ_t-1= { ф₁  ξ_1,t-1, . . . . . , ф₁₂ ξ_12,t-1};

ε_t = { ε_1,t,….. , ε_12,t, }— вектор белого шума с нулевым средним и вектором дисперсии, σ² = { σ²₁, . . , σ²₁₂} ; m = { m₁, . . , m₁₂} — вектор математического

ожидания; ф₁, . . . , ф₁₂ параметры модели.

Для процессов с несущественными внутригодовыми связями, которым соответствует сток рек со слабой естественной зарегулированностью, запись модели будет задаваться двенадцатью параметрами ф₁, . . . , ф₁₂, которые характеризуют корреляционные зависимости межгодовой изменчивости для каждого месяца года в виде (1), средним m_{i b} дисперсией σ²₁. Параметры ф₁, . . . , ф₁₂ определяются через компоненты матрицы межгодовой изменчивости по соотношению (2).

Для процессов с существенными внутригодовыми корреляционными связями, которым соответствует сток рек с существенно зарегулированным стоком, в модели (1) необходимо учитывать взаимную коррелированность компонент {ξ_t} через задание взаимных членов. В этом случае модель (3) примет вид

ξ_it = ф_i,1  ξ_i,t-1 + ф_i,2  ξ_i+1,t-1 + ε_it +m_i i = 1, . . . , 12, t =1,2,…..N, (4)

где параметры ф_i,2   определяются через компоненты матрицы внутригодовой изменчивости, а параметры ф_i,1   — по аналогии с первым случаем.

Таким образом, аппроксимация ежегодных подпоследовательностей {ξ_t} модельным процессом АР (1) позволяет в качестве количественных оценок степени естественной зарегулированности стока использовать параметры модели (4). Согласно определению регулирующей роли озера ее оценка проводится путем сопоставления характеристик рек, впадающих в озеро, с соответствующими характеристиками реки, вытекающей из него. Параметры модели (4) для анализируемых процессов приведены в табл. 14.

---

Дата добавления: 2018-05-09; просмотров: 479; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!