Краткое содержание
Анализ повторяемости паводков
- Анализ повторяемости паводков – источник информации о вероятностном потенциале возникновения паводков.
- Период повторяемости (например 100 лет) – это статистически средняя продолжительность периода между паводками определенной величины. Чем больше период повторяемости, тем значительнее паводок.
- Вероятность превышения или наступления в данном году – величина, обратная периоду повторяемости. То есть, паводок повторяемостью 1 раз в 100 лет будет иметь вероятность превышения 1/100, или 1%.
- Паводки, однако, не формируются строго периодически. Так, паводок повторяемостью 1 раз в 100 лет не будет возникать строго через 100 лет после последнего наблюденного.
- Паводок определенной повторяемости не обязательно является результатом выпадения осадков такой же повторяемости. То есть, ливень повторяемостью 1 раз в 25 лет не обязательно сформирует паводок повторяемостью 1 раз в 25 лет.
- Анализ повторяемости паводков направлен на решение двух прикладных задач:
- Оценка потенциальной величины паводка, который может сформироваться в течение определенного интервала времени.
- Оценка периода повторяемости паводка заданной величины.
Статистический анализ паводков
- Ряд данных натурных наблюдений не должен быть короче половины периода повторяемости. То есть, чтобы оценить паводок повторяемостью 1 раз в 500 лет, необходимо располагать рядом данных не короче 250 лет.
- Статистические характеристики повторяемости паводков более репрезентативны для оценки потенциальных паводков, если ряд наблюдений достаточно длинен и включает в себя все типы возможных явлений.
- Вероятность наступления паводка или вероятность превышения в течение заданного периода времени может быть вычислена по стандартным формулам. В результате, можно ответить на вопрос: какова вероятность того, что в течение следующих 30 лет возникнет паводок повторяемостью 1 раз в 100 лет?
- Также может быть вычислена вероятность того, что событие не произойдет (вероятность непревышения).
- Для получения надежных данных о повторяемости паводков, они должны быть независимыми. То есть, один паводок не должен влиять на следующий, при этом между событиями расход должен снижаться до значений, соответствующих базисному стоку.
- Для получения надежных данных о повторяемости паводков требуется их однородность. То есть, паводки, возникшие в результате прорыва плотин не должны рассматриваться совместно с паводками, вызванными дождями. Изменения на водосборе, например, урбанизация, также нарушают условие однородности, соблюдение которого необходимо при анализе повторяемости паводков.
Анализ данных о паводках
- Для вычисления статистических характеристик повторяемости паводков используются ряды ежегодных максимальных среднесуточных расходов.
- Максимальный срочный расход – это максимальный расход в какой-то момент времени, но, как правило, получить такие значения для анализа повторяемости паводков не представляется возможным.
- При анализе повторяемости паводков обычно используют ежегодные максимальные среднесуточные расходы. Это максимальные среднесуточные значения за календарный год.
- Ряды максимальных среднесуточных расходов ранжируются, и затем вычисляют вероятности по какой-либо из принятых формул, например, по формуле Вейбулла.
- Для значений ряда ежегодных максимальных расходов вычисляют периоды повторяемости как значения, обратные вероятностям.
- Многолетние ряды ежегодных максимальных расходов представляются в виде кривых распределения вероятностей или повторяемостей.
- Многолетние ряды ежегодных максимальных расходов обычно не представляются в линейных масштабах. Одной из причин этого является то, что при линейном масштабе вероятности возможно определить значения расходов 0% и 100% обеспеченности, чего не должно быть.
- Ряды частичной обеспеченности используются для вычисления статистик повторяемости паводков по всем значениям, превышающим заданный порог, и обычно имеют больше членов, чем ряды ежегодных максимальных расходов.
- По сравнению с рядами ежегодных максимальных расходов, ряды частичной обеспеченности лучше описывают незначительные паводки, и особенно – с коротким периодом повторяемости.
- На графиках для рядов частичной обеспеченности могут иметься расходы с периодами повторяемости менее года.
Моделирование cобытий
- Моделирование событий применяется при оценивании риска наводнений.
- К параметрам смоделированного ливня относятся количество осадков и их продолжительность. Например, ливень повторяемостью раз в 25 лет может быть описан как количество осадков 150 мм, выпавших в течение 24 часов.
- Полагают, что смоделированный ливень определенной повторяемости формирует паводок такой же повторяемости. То есть, ливень повторяемостью раз в 25 лет формирует паводок повторяемостью раз в 25 лет. Очевидно, что такое допущение может быть ошибочным.
- Модели ливней получают с использованием статистического анализа многолетнего ряда данных об осадках. Модель не отражает степень охвата бассейна осадками и их пространственно-временное распределение.
- Возможные максимальные осадки и вызванный ими возможный максимальный паводок (PMF) – это теоретическая оценка вероятности формирования максимально возможного паводка на рассматриваемой территории. Это значение часто соответствует паводкам, вызванным разрушениями дамб или плотин.
- Стандартный проектный паводок (расчетный паводок заданной обеспеченности) используется Инженерным корпусом армии США в качестве критерия модели. Он формируется в результате определенных ливневых осадков, которые, как ожидается, могут сформироваться на рассматриваемой территории.
Вы подошли к концу данного урока. Пожалуйста, уделите немного времени и выскажите свое мнение о нем, пройдя короткий опрос: Опрос