6. Организация и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

6.1. Виды и формы самостоятельной работы

Самостоятельная работа студентов включает текущую и творческую проблемно-ориентированную самостоятельную работу (ТСР).

Текущая СРС направлена на углубление и закрепление знаний студента, развитие практических умений и включает:

• работу с лекционным материалов, поиск и обзор литературы и электронных источников информации по заданной проблеме с результирующим составлением реферата;

• выполнение домашних заданий по пройденным и предстоящим темам лекционных занятий с результирующим выполнением письменных самостоятельных работ;

• подготовку к практическим занятиям;

• подготовку к экзамену.

Творческая самостоятельная работа включает:

• Поиск, анализ, структурирование нормативно-правовой базы гидрологических расчётов, использование полученных результатов при выполнении практических работ.

• Выполнение расчётов основных гидрологических характеристик и критический анализ используемых расчётных методов с их оценкой при выполнении практических работ.

Анализ научных публикаций по темам лекционных занятий с изложением результатов анализа при выполнении самостоятельных и практических работ.

6.2. Содержание самостоятельной работы по дисциплине

Темы индивидуальных заданий:

• законы распределения вероятностей в гидрологии; параметры распределений вероятностей и методы их определения.

Темы, выносимые на самостоятельную проработку:

• гидрологические, гидрохимические и ландшафтные классификации; связи между ними.

6.3. Контроль самостоятельной работы

Оценка результатов самостоятельной работы организуется следующим образом:

• Рефераты и самостоятельные работы.

• Контрольные работы и/или опросы на лекционных занятиях..

• Опрос при сдаче практических работ.

При выполнении самостоятельной работы рекомендуется использовать:

• материалы, размещенные на персональном сайте преподавателя:

http://portal.tpu.ru/SHARED/s/SAVICHEV/education/Tabgr

http://portal.tpu.ru/SHARED/s/RESHETKO/education/Tabgr

ресурсы в LMS Moodle: http://mdl.cg.tpu.ru:82/course/view.php?

7. Средства текущей и промежуточной оценки качества освоения дисциплины

Оценка качества освоения дисциплины производится по результатам следующих контролирующих мероприятий:

Контролирующие мероприятия	Результаты обучения по дисциплине
Выполнение и защита практических работ; выполнение рефератов/самостоятельных работ; выполнение контрольных работ; экзамен	РД1
Выполнение и защита практических работ; выполнение рефератов/самостоятельных работ; выполнение контрольных работ; экзамен	РД2
Выполнение и защита практических работ; экзамен	РД4
Выполнение и защита практических работ; экзамен	РД5
Выполнение и защита практических работ; выполнение рефератов/самостоятельных работ; экзамен	РД10

Для оценки качества освоения дисциплины при проведении контролирующих мероприятий предусмотрены следующие средства (фонд оценочных средств):

Вопросы входного контроля:

1. Круговорот воды в природе.

2. Уравнение среднемноголетнего водного баланса речного бассейна.

3. Характеристики водного стока и единицы их измерения.

4. Детерминированные и стохастические процессы.

5. Способы математического описания поведения случайных величин.

Контрольные вопросы, задаваемые при проведении практических работ:

1. Понятие о норме водного стока.

2. Характеристики водного стока и взаимосвязи между ними, единицы их измерения.

3. Морфометрические характеристики водных объектов и их водосборов. Единицы измерения.

4. Формулы определения среднего арифметического, среднего геометрического.

5. Формулы определения дисперсии, среднего квадратического отклонения, коэффициента вариации.

6. Формула определения коэффициента асимметрии.

7. Формула определения коэффициента корреляции.

8. Законы распределения вероятностей, используемые в гидрологии.

9. Определить расход воды обеспеченностью около 20% для ряда значений расходов воды (в м³/с): 120; 103; 123; 110; 98; 95; 108; 112; 92; 89; 117; 94; 101; 125 (числовые значения могут меняться). Рассчитать среднее арифметическое, среднее квадратическое отклонение, коэффициент вариации, коэффициент асимметрии, используя средства MS Excel.

10. Нормативные документы, используемые при проведении гидрологических расчётов в составе инженерных изысканиях.

Вопросы для самоконтроля:

1. Определение понятия «гидрология». Разделы гидрологии.

2. Определение понятий «геосток», «водный сток».

3. Определение понятия «ландшафт». Классификации ландшафтов.

4. Понятие об основных гидрологических характеристиках согласно [СП 33-101-2003]. Единицы их измерения.

5. Основные результаты гидрологических расчётов в составе инженерных изысканий для строительства.

6. Основные этапы расчёта основных гидрологических характеристик при наличии данных наблюдений.

7. Основные этапы расчёта основных гидрологических характеристик при недостаточности данных наблюдений.

8. Основные этапы расчёта основных гидрологических характеристик при отсутствии данных наблюдений.

Вопросы тестирования:

1. Гидрологические расчёты – это: а) раздел инженерной гидрологии, в задачи которого входит разработка методов, позволяющих рассчитать значения различных характеристик гидрологического режима; б) раздел инженерной гидрологии, в задачи которого входит расчёт значений различных характеристик гидрологического режима; в) раздел инженерно-гидрометеорологических изысканий, в задачи которого входит расчёт значений различных характеристик гидрологического режима.

2. Расчётная вероятность – это: а) вероятность того, что рассматриваемое значение гидрологической характеристики может быть превышено среди совокупности всех возможных её значений; б) обеспеченность гидрологической характеристики, принимаемая при строительном проектировании для установления значения параметров гидрологического режима, определяющих проектные решения; в) вероятность превышения заданного расхода воды.

3. Объём стока – это: а) количество воды, протекающее через рассматриваемый створ водотока за год; б) количество воды, протекающее через рассматриваемый створ водотока за какой-либо период времени; в) количество воды, протекающее через рассматриваемый створ водотока за секунду.

4. Водохозяйственный год – это: а) расчётный годичный период, начиная с апреля; б) годичный интервал, который включает период накопления и период расходования влаги в рассматриваемом речном бассейне; в) расчётный годичный период, начиная с самого многоводного сезона;

5. Гидрограф – это: а) график изменения во времени расходов воды за год или часть года (сезон, половодье или паводок) в данном створе водотока; б) график изменения во времени уровней воды за год или часть года (сезон, половодье или паводок) в данном створе водотока; в) график изменения во времени расходов и уровней воды за год.

6. Подпор воды – это: а) повышенный уровень воды; б) повышение уровня воды из-за ледовых заторов и зажоров; в) повышение уровня воды из-за наличия в русле препятствия для её движения.

7. Для сглаживания и экстраполяции эмпирических кривых распределения ежегодных вероятностей превышения расчётных расходов и уровней воды при проведении инженерных изысканий для строительства в Российской Федерации рекомендуется применять: а) трёхпараметрическое распределение Крицкого-Менкеля, распределение Пирсона III типа и другие распределения; б) только трёхпараметрическое распределение Крицкого-Менкеля, распределение Пирсона III типа; в) распределение Гаусса и распределение Пирсона III типа.

8. Параметры распределения вероятностей гидрологических характеристик на заключительной стадии проектирования определяются методами: а) наименьшего правдоподобия, моментов, графоаналитическим; б) только наименьшего правдоподобия и моментов; в) метод расчёта не регламентируется/

9. Продолжительность периода наблюдений считается достаточной, если: а) рассматриваемый период репрезентативен (представителен), а относительная средняя квадратическая погрешность расчётного значения исследуемой гидрологической характеристики не превышает 10% для годового и сезонного стока и 20% - для максимального и минимального стоков; б) рассматриваемый период включает более 6-10 элементов, а относительная средняя квадратическая погрешность расчётного значения исследуемой гидрологической характеристики не превышает 10% для годового и сезонного стока и 20% - для максимального и минимального стоков; в) рассматриваемый период включает более 25 элементов, а относительная средняя квадратическая погрешность расчётного значения исследуемой гидрологической характеристики не превышает 10% для годового и сезонного стока и 20% - для максимального и минимального стоков.

10. При выборе рек-аналогов необходимо учитывать: а) только географическую близость расположения водосборов; б) только однотипность стока реки-аналога и исследуемой реки; в) однородность условий формирования стока, сходство климатических условий, однотипность почв (грунтов) и гидрогеологических условий, близкую степень озёрности, залесённости, заболоченности и распахонности водосборов, а так другие факторы.

11. При отсутствии гидрометрических наблюдений в расчётном створе параметры распределения и расчётные значения определяются: а) в процессе проведения полевых работ в составе инженерных изысканий; б) с помощью следующих основных методов: водного баланса; гидрологической аналогии; осреднения в однородном районе; построения карт изолиний; построения региональных зависимостей стоковых характеристик от основных физико-географических характеристик водосбора; построения региональных зависимостей между погодичными стоковыми характеристиками и стокоформирующими факторами; в) только с помощью следующих основных методов: водного баланса; гидрологической аналогии; построения карт изолиний; построения региональных зависимостей стоковых характеристик от основных физико-географических характеристик водосбора.

Вопросы, выносимые на экзамен:

1. Определение понятия «гидрология». Разделы гидрологии.

2. Определение понятия «водный объект». Типы и виды водных объектов.

3. Определение понятий «геосток», «водный сток». Характеристики водного стока и единицы их измерения.

4. Определение понятий «гидрологический режим», «водный режим».

5. Категории водотоков и критерии их выделения. Примеры водотоков различных категорий.

6. Категории водоёмов и критерии их выделения. Примеры водоёмов различных категорий.

7. Определение понятия «фаза водного режима». Основные фазы водного режима. Гидрологический и водохозяйственный год.

8. Основные задачи гидрологических расчётов в составе инженерных изысканий для строительства.

9. Классификации водных объектов по водному режиму и водному питанию (классификации М.И. Львовича, Б.Д. Зайкова, П.С. Кузина).

10. Определение понятий «геосистема», «экосистема», «ландшафт». Взаимосвязи между классификациями ландшафтов и классификациями водных объектов по водному режиму и водному питанию.

11. Сущность и основные этапы географо-гидрологического метода.

12. Основные нормативные документы, используемые в гидрологических расчётах в составе инженерных изысканий для строительства.

13. Источники информации для гидрологических расчётов в составе инженерных изысканий для строительства. Требования к качеству информации.

14. Задачи и этапы статистического анализа гидрологической информации при проведении гидрологических расчётов в составе инженерных изысканий для строительства. Критерии проверки на однородность, случайность, соответствие теоретической и эмпирической кривых распределения вероятностей.

15. Определить расход воды обеспеченностью около 20% для ряда значений расходов воды (в м³/с): 120; 103; 123; 110; 98; 95; 108; 112; 92; 89; 117; 94; 101; 125. Рассчитать среднее арифметическое, среднее квадратическое отклонение, коэффициент вариации, коэффициент асимметрии, используя средства MS Excel.

16. Способы гидрологических расчётов и условия их выбора.

17. Методика выбора реки-аналога для определения гидрологических характеристик неизученной реки.

18. Методика определения нормы водного стока, максимального и минимального стока при наличии данных наблюдений.

19. Методика определения нормы водного стока, максимального и минимального стока при недостаточности данных наблюдений.

20. Методика определения нормы водного стока при отсутствии данных наблюдений.

21. Методика определения максимального стока весеннего половодья при отсутствии данных наблюдений.

22. Методика определения максимального стока дождевых паводков при отсутствии данных наблюдений.

23. Методика определения минимального водного стока зимней и летне-осенней межени при отсутствии данных наблюдений.

24. Методика определения уровней воды при наличии и отсутствии данных наблюдений.

25. Влияние заболоченности, озёрности и лесистости водосборов на максимальный водный сток и способы его оценки.

26. Влияние заболоченности, озёрности и лесистости водосборов на минимальный водный сток и способы его оценки.

27. Методы определения внутригодового распределения стока. Оценка внутригодового распределения по методу средних распределений.

28. Методика построения расчётного гидрографа весеннего половодья.

29. Методика определения положения береговой линии рек и озёр.

30. Методы расчёта уровней болотных вод.

31. Условия формирования ледовых заторов и зажоров.

32. Определения понятий «русло», «пойма», «долина», «русловой процесс», «тип руслового процесса».

33. Классификация русловых процессов Государственного гидрологического института.

34. Критерии устойчивости речных русел. Критерии выбора типа руслового процесса.

35. Понятие о стоке взвешенных и влекомых наносов. Взаимосвязи русловых процессов и твёрдого стока.

36. Проблемы определения твёрдого стока. Методы расчёта стока взвешенных и влекомых наносов при отсутствии данных наблюдений.

37. Методика оценки русловых деформаций при наличии данных наблюдений. Состав наблюдений за русловыми процессами.

38. Способы оценки русловых деформаций при отсутствии данных наблюдений.

39. Классификации природных вод по минерализации.

40. Классификации природных вод по преобладающим ионам.

41. Классификация природных вод по рН.

42. Методики определения фоновой концентрации вещества в речных водах и выявления отклонений от фона.

43. Базовое уравнение для определения допустимой концентрации вещества в сточных водах, сбрасываемых в водоток. Элементы уравнения, единицы их измерения и способы определения.