ТЕМА: Неравномерность плановых деформаций речных русел

Неравномерность плановых деформаций речных русел

Абстракт
Рассмотрена излучина р. Иртыш. Путем наложения космических снимков определены скорости размыва берега за разные периоды времени. Выявлена неравномерность размыва берега – как по длине реки, так и во времени. Выяснено, что минимальные и максимальные отступания берега могут различаться до 1,5-2,0 раза.

Сделана статистическая обработка рядов скоростей размыва берега. По полученным статистическим характеристикам ежегодных скоростей размывов выполнено статистическое моделирование размывов за расчетный период 30 лет.

Получен вывод о необходимости модернизации метода расчетов плановых размывов берегов рек, который предусматривает экстраполяцию прежних скоростей размыва берега на расчетный период. При расчете русловых деформаций для проектирования следует использовать максимальные скорости плановых размывов, например, путем введения повышающего коэффициента.


Выводы
В результате на основе анализа скоростей плановых деформаций реки Иртыш выяснена неравномерность плановых размывов берега.

Основным практическим выходом является рекомендация о необходимости учёта неравномерности плановых деформаций.

Основным результатом настоящей статьи является вывод о неточности фактических плановых скоростей размывов берегов, определённых по совмещению двух разновременных плановых материалов.

Рекомендуется при прогнозе плановых деформаций в полученные значения фактических скоростей плановых деформаций вводить повышающий коэффициент k>1, учитывающий неточность фактических скоростей плановых деформаций рек.
При этом расчет наибольших плановых деформаций выполняется в 3 этапа:
I. Прямой ход. Определение фактической скорости.
1. L – по факту.
2. t = 2012-1982 = 30 лет – разность времени.
3. V = L / t – фактическая скорость.
II. Переход от фактической к максимальной скорости.
Vmax = k*V.
III. Обратный ход. Определение прогнозного смещения.
1. Tпрогноз – срок эксплуатации.
2. Lпрогноз = Tпрогноз * Vmax.

В результате делается вывод о необходимости модернизации существующего способа прогноза плановых размывов берегов рек.

Вместо прямой экстраполяции полученных «фактических» значений необходимо вводить повышающий коэффициент и при прогнозе русловых деформаций для проектирования следует использовать увеличенные скорости плановых размывов.

Таким образом, метод прогноза плановых деформаций берегов, предлагаемый в существующих нормативных документах, требует уточнения на основе фактических данных.

В настоящее время в прогнозе русловых процессов отсутствуют понятия обеспеченности, вероятности и т.п. Статистические методы в русловых процессах практически не применяются.

Запросы практики требуют учета существующей неравномерности размывов берегов рек.
Практикующие гидрологи ощущают необходимость учёта неравномерности размыва и на основе опыта увеличивают скорости размыва на будущий период. Необходимо узаконить такие действия и разработать новый нормативный документ, в котором учитываются неравномерности размывов берегов и статистические характеристики плановых размывов.

В каком контексте "статистическое моделирование"?

Александр писал(а):
а насколько обоснованно их применение?

Максим, дискуссии о целесообразности детерминированных и стохастических подходов не новы и нелепы.
Обоснованность применения статистических методов обусловлена исключительно характером поставленной задачи.
Неясно одно: что Саша вкладывает в статистические характеристики, а особенно в статистическое моделирование в рамках обозначенной проблемы?

Коллеги! Спасибо за помощь.
Я в статистике не силен. Возможно, нужен какой-то другой термин.
Что я делал:
1)сначала обработал имеющиеся данные по размывам - ряды. Получил обычные статистические характеристики: среднее, ско.
2) По ним смоделировал (методом Монте-Карло с пересчетом на нормальное распределение) много 30-летних рядов размывов. В результате получил ряд конечных смещений берега на 30 лет: много значений.
3) Они все разные, и все верные. Значит, можем получить стат характеристики этого ряда. Это то, что нужно практикам для расчетов. И шаг к введению статистики в плановых деформациях рек.
Как назвать то, что я делал?

Данные по размывам -
за каждый год динамику размыва(намыва) для дна(каждого берега) в линейных характеристиках (например, метры)?

Да, данные по размывам - ежегодные значения смещения берега (м), они же получаются и годовыми скоростями размыва (м/год).
Вот набросок всей статьи:

Еще предварительные вопросы.

1. Непонятно, в чем разница:
Общий период (2005-2012 г.), 7 лет.
Общий ряд за первый и за второй период.

2. Гипотеза нормального з-на распределения величин плановых размывов (м/год) подтверждена?
Как легли эмпирические точки на клетчатку нормального з-на распределения?

3. Генерируется, конечно, случайное равномерно распределенное число. Как происходит его нормализация?

4. Почему в представленной стохастической модели совсем не используется корреляционный аппарат?

1. В первом случае берутся скорости размыва за 7 лет (и считаются их характеристики). Во втором - ряд за первый период, и ряд за второй период, которые свалены в кучу. (стат. характеристики другие).

2. На клетчатку не клал. В Экселе по стат обработке было Cs близкое к нулю. Нормальное распределение не доказал, и не доказывал, просто для примера, чтобы увидеть возможный результат.
Еще есть другие данные по другой реке. Там, вообще, ужас - половина данных (годовые скорости размыва) нулевые, остаток - резко асимметричен.
Тот случай, вообще, не смог описать и затем воспроизвести ("смоделировать"). Зато, если удастся - получатся интересные русловые выводы, что бывает более-менее равномерный размыв, а бывают рывки.

3. Генерирую случайное распределение вероятностей, затем их преобразую в Экселе по НОРМОБР в нормальные значения с заданным средним и ско.

4. Корреляцию не использую, так как не умею.

К вечеру закончу "длинный" вариант этой статьи, где многое развернуто, будет понятно, что верно, а также и что неверно, будет видно более ясно.

Вот более длинный вариант со всеми разъяснениями и болячками.
yadi.sk/d/jbxYvnnCFPvpk
Еще есть сам расчет в Экселе.
yadi.sk/d/sYn9i0wdFPwaw

Кроме этого, есть очень интересные и более трудные другие данные по малой реке.
Если с Иртышом грубо, но я разобрался, то с малой рекой совсем затык.