Задание 4. Повторяемость и обобщённая кривая обеспеченности навигационных уровней воды
Основными статистическими характеристиками колебания уровней воды для каждого поста служат графики частоты (повторяемости) и обеспеченности уровней за имеющийся период наблюдений.
В задании выполняется расчёт и построение графиков повторяемости и обобщённой кривой обеспеченности навигационных уровней воды за три года. Исходные данные берутся из таблицы «Ежедневные уровни воды» Государственного водного кадастра. (Приложение 4)
Порядок выполнения задания
1. Определить амплитуду колебаний навигационных уровней воды за три года.
За начало навигации принимается первый день свободной ото льда реки после весеннего ледохода, а за конец – последний день свободной ото льда реки перед появлением ледовых образований осенью.
Амплитуда определяется как разность между максимальным и минимальным уровнями за рассматриваемый период (три навигации):
А = Нmax − Hmin , см
2. Определяется величина интервала делением амплитуды уровней на количество интервалов.
ΔН = А/n, см
В задании число интервалов принять равным 20.
Для удобства последующих вычислений допускается округление величины интервала до ближайшего целого десятка сантиметров.
Пример: А = 435 см, тогда ΔН = 21,75 см, принимаем ΔН = 20 см.
3. Дальнейший расчёт ведётся с заполнением граф таблицы 4.1. Для каждого интервала в графу 2 записывается его верхняя и нижняя границы. Верхней границей первого интервала будет максимальный уровень, а нижней границей последнего интервала – минимальный навигационный уровень. После округления интервалов их общее количество может оказаться больше или меньше 20.
4. Для каждого года по каждому интервалу подсчитываются повторяемости в днях и вписываются в графы 3, 4, 5. Затем для каждого интервала построчным суммированием повторяемостей за три года находятся повторяемости в днях – графа 6 и в % - графа 7. За 100 % принимается число дней навигации за три года, определяемое суммированием повторяемостей в днях по графе 6.
5. Последовательным суммированием повторяемостей в днях (графа 6) от верхнего интервала до нижнего включительно определяется обеспеченность в днях (графа 8), а затем в процентах (графа 9) также от числа дней рассматриваемого периода. Повторяемость и обеспеченность в графах 7 и 9 округлять до 0,1%.
Таблица 4.1 - Вычисление повторяемости и обобщённой обеспеченности навигационных уровней воды (пример оформления)
№ интервала |
Интервалы |
Повторяемость по годам в днях |
Повторяемость за период |
Обеспеченность |
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
2003 |
2004 |
2005 |
дни |
% |
дни |
% |
1 |
690-671 |
- |
51 |
- |
51 |
8,9 |
51 |
8,9 |
2 |
670-651 |
- |
18 |
15 |
33 |
5,8 |
84 |
14,7 |
3 |
650-631 |
3 |
6 |
3 |
12 |
2,1 |
96 |
16,8 |
4 |
630-611 |
1 |
3 |
2 |
6 |
1,0 |
102 |
17,8 |
5 |
и т.д. |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
20 |
310-291 |
10 |
29 |
38 |
67 |
11,7 |
546 |
95,3 |
21 |
290-271 |
2 |
4 |
3 |
9 |
1,6 |
555 |
96,9 |
22 |
270-255 |
18 |
- |
- |
18 |
3,1 |
573 |
100 |
|
|
Σ=183 |
Σ=199 |
Σ=191 |
Σ=573 |
|
|
|
6. По результатам вычислений строится график повторяемости и обобщённая кривая обеспеченности навигационных уровней воды.
На вертикальной оси откладываются уровни воды в сантиметрах. Масштаб выбирается с таким расчётом, чтобы высота графика находилась в пределах 15-24 см. При этом масштаб должен быть стандартным: в 1 см 10; 20; 25; 50; 100 см уровня воды.
Вертикальную ось следует оцифровать, начиная с целой сотни сантиметров, в которой находится минимальный уровень, или с нуля, если минимальный уровень менее 100 см.
На горизонтальной оси откладываются проценты обеспеченности в масштабе 1 см – 5%.
На оси ординат штрихами размечают интервалы уровня воды от максимального до минимального и по данным граф 7 и 9 таблицы 5 строят ступенчатый график повторяемости и плавную кривую обобщённой обеспеченности навигационных уровней воды (Рисунок 4.1). Следует иметь в виду, что значения обеспеченности, указанные в таблице, относятся к нижним границам интервалов.
Расчётная таблица и график размещаются на формате А3 миллиметровой бумаги.
Линии повторяемости и обеспеченности могут быть оформлены чёрным или каким-либо другим цветом (кроме красного). (Рисунок 4.1)
Рисунок 4.1 - График повторяемости и обобщенной обеспеченности навигационных уровней воды (пример оформления)