Диссертация (1024753), страница 14

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 14)

Так, например, врезультате анализа средние максимальные значения высот залегания снежногопокрова на территории области будут выглядеть следующим образом (Рисунок3.16).114Рисунок 3.16.Средние максимальные значения высот снега на территории Нижегородскойобласти, а также то, что для каждого района можно построить зависимостиизменения высоты и плотности, учитывающие местные особенности, иполучить остальные характеристики снега.[68]Как видно из приведенного Рисунка 3.16, средние значения по областисоответствуют значениям на Рисунке 3.15.

Причем в каждом конкретномрайоне области для зависимостей изменения высоты и плотности может бытьвведено уточнение в соответствии с более конкретными данными по станциямметеонаблюдения(эмпирическиекоэффициентыaiиbi ,значениясреднеквадратичных отклонений).Все значения и математические модели приведены за периоды временикратно декадам, так как значения высот и плотностей снега имеются именно подекадам.115Рассмотримболееподробностатистическиеданныенапримереконкретной станции наблюдения.В результате обработки данных получим следующие необходимыепараметры:1.

Значения высот залегания снежного покрова в зависимости отпродолжительности установившегося снежного покрова.2.Значенияплотностейснежногопокровавзависимостиотпродолжительности залегания установившегося снежного покрова.3. Сроки начала и конца установившегося снежного покрова.4. Продолжительность залегания установившегося снежного покроваРассмотрим в качестве примера обработку данных по станцииметеонаблюдения «Шахунья». В результате анализа данных по высотам снегаза определенный период имеем следующие зависимости (Рисунок 3.17).

[69]Рисунок 3.17.Высота залегания снежного покрова в зависимости от условнойпродолжительности зимнего периода по станции Шахунья Нижегородскойобласти, полученные по результатам многолетних наблюдений116На Рисунке 3.17 показаны кривые: 1, 2, 3 – значения соответствующие50%, 5% и 95% вероятностям возникновения.Проанализируем более подробно изменение высоты и плотностиснежного покрова.НаРисунке3.18показаныграфикивероятностиотклонениянормированных значений от среднего и на Рисунке 3.19 накопленнойвероятности.

Характер распределения можно принять нормальнымРисунок 3.18.Вероятность отклонения нормированного значения от среднегоРисунок 3.19.Накопленная вероятность117В результате анализа данных по плотностям снега за определенныйпериод имеем следующие зависимости (Рисунок 3.20).Рисунок 3.20.Плотность снежного покрова в зависимости от условной продолжительностизимнего периода по станции Шахунья Нижегородской области, полученныепо результатам многолетних наблюденийНа Рисунке 3.20 показаны кривые: 1, 2, 3 – значения соответствующие50%, 5% и 95% вероятностям возникновения.НаРисунке3.21показаныграфикивероятностиотклонениянормированных значений от среднего и на Рисунке 3.22 накопленнойвероятности.

Характер распределения можно принять нормальным.Графики, приведенные на Рисунке 3.17 описываются нормальнымзаконом распределения. Однако для кривых характеризующих 5-процентнуювероятность, есть зоны, где теряется физический смысл, а именно значениеисследуемогопараметрастановитсяотрицательным.Поэтомурасчетпоказателей проходимости и эффективности необходимо производить сосредних значенийвысот снега (математических ожиданий), так как этотпоказатель является определяющим.118Как показали исследования, соотношение высоты и плотности можетбыть различным. При этом целесообразно рассматривать все возможныесоотношения.Рисунок 3.21.Вероятность отклонения нормированного значения от среднегоРисунок 3.22.Накопленная вероятностьЗначения коэффициентов полиномов для математических ожиданий, атакже средние квадратичные отклонения сведем в Таблицы 3.1 и 3.2 для всехстацию метеонаблюдения.119Таблица 3.1.Параметры для определения высоты снежного покровасреднеквадратичноМетеостанциЗначения эмпирических коэффициентовяеПримотклоненечанииееa0  103 ,a1  103 ,a2 103 ,a3  103 ,a4 103 ,смсм/дексм/дек23см/дексм/дек4Ветлуга3919,3111154,71-1752,8171,52-6,456,17Шахунья3995,7511545,69 -2006,97215,3-8,488,191345,7611175,42 -1708,48178,42-7,076,956174,869504,01-1196,69117,72-4,957,99Семенов2784,1512054,21 -2010,93204,38-7,767,78Городец5859,647871,2-1183,82144,6-6,526,9Ройка3619,239365,33-1239,2155,93-7,289,79Павлово4790,68492,98-1525,01192,39-8,197,633974,484437,64-580,17102,24-5,249,45Лысково4842,729564,67-1821,15206,45-8,148,28Арзамас4713,635434,12-643,1785,76-4,129,45Выкса768,97771,61-529,5545,17-2,568,83Лукоянов3565,568157,32-1514,94177,18-7,248,93Сергач4337,969548,4-1772,88197,91-7,918,593586,24816,01-577,580,74-3,8511,584166,3212111,73 -2200,04227,33-8,595,64КрасныеБакиВоскресенское H , смДальнееКонстантиновоБольшоеБолдиноАрья120Таблица 3.1.

(продолжение)среднеквадратичноЗначения эмпирических коэффициентовМетеостанцияЛакшаБольшоеМурашкиноеПриотклоненмечиеаниеa0  103 ,a1  103 ,a2 103 ,a3  103 ,a4 103 ,смсм/дексм/дек2см/дек3см/дек45017,0611363,58 -4486,94 1019,41-120,767,512606,4212610,84 -1866,93162,84-5,8410 H , смАрдатов4059,789113,4-1478,55172,19-7,158,8Область3902,989190,74-1467,83162,38-6,65~10Таблица 3.2.Параметры для определения плотности снежного покровасреднеквадратичноеЗначения эмпирических коэффициентовМетеостанция3b0  10 ,10г/см3b1  103 ,b2  103 ,b3  103 ,b4  103 ,10г/см3д 10г/см3д 10г/см3д 10г/см3декек2ек3ек4отклонениПримеечание  , г/см3Ветлуга13011,12902,95-410,2419,4402,36Шахунья7124,593345,42-76,4723,561,412,745804,244746,94-549,323,1201,869667,071752,5677,98-33,731,823,81Семенов13594,041960,2-201,919,8903,41Городец12177,524527,73-653,7240,37-0,764,18КрасныеБакиВоскресенское***121Таблица 3.2. (продолжение)среднеквадратичноеЗначения эмпирических коэффициентовМетеостанция3b0  10 ,10г/см3b1  103 ,b2  103 ,b3  103 ,b4  103 ,10г/см3д 10г/см3д 10г/см3д 10г/см3декек2ек3ек4отклонениПримеечание  , г/см3Ройка13727,813070,66-291,377,520,263,78Павлово8301,725264,73-724,433,903,5*13201,352601,23-373,6419,2904,24*Лысково8380,643859,51-277,89-6,391,063,59Арзамас12018,88-186,572,480,493,15Выкса11254,292470,81-78,38-14,421,014,8813254,711917,66-69,27-14,861,081,8314532,732729,96-321,978,240,463,3118347,74172,55-10,062,9905,27Арья11443,423761,7-448,3618,4101,99*Лакша13884,482386,09-16,435,7203,76*ДальнееКонстантиновоЛукояновСергачБольшоеБолдино2178,113БольшоеМурашк**15774,361382,55-120,016,6803,59Ардатов17305,55674,64139,72-8,4901,97Область7124,593345,42-76,47-23,561,41~3ино*Примечание: для станций метеонаблюдения отмеченных «*» наиболее подходятполиномы третьей степени.122Для связи реальных сроков залегания установившегося снежного покроваи условных предложена зависимость:tc Tc t  11,T 1(3.6)где t - текущая декада и T – число декад, продолжительности залеганияснежного покрова.Также необходимо знать сроки начала установившегося снежногопокрова.

На основе анализа данных получаем, что датой начала Ts и окончанияTfустановившегосяснежногопокровасосреднимиквадратичнымиотклонениями порядка σT и  T .SFТакже можно определить средние сроки установившегося снежногопокрова Tmid .На основании данных за 2006-2012 годы, рассчитаем значения, которыеописывают сроки залегания снежного покрова. Данные сведены в Таблицу 3.3.Значения Ts ,Tfи Tmid округлены до целых значений. [153, 154]Таким образом, разработаны математические модели, описывающиераспределение снежного покрова и его характеристики на территорииНижегородской области.Предложенные зависимости в 95% случаев соответствуют характеруизменения снежного покрова в течении зимнего периода. Значительныеотклонения получились в теплые зимы, но малые глубины снега не влияют навозможность движения транспортных средств, поэтому это можно считать какбы запасом по пердвижению.123Таблица 3.3.Параметры сроков залегания снежного покроваМетеостанцияВетлугаШахуньяКрасные БакиВоскресенскоеСеменовГородецРойкаПавловоДальнееКонстантиновоЛысковоАрзамасВыксаЛукояновСергачБольшоеБолдиноАрьяЛакшаБольшоеМурашкиноАрдатовTs3 дек.ноября3 дек.ноября3 дек.ноября3 дек.ноября1 дек.декабря3 дек.ноября3 дек.ноября3 дек.ноября3 дек.ноября3 дек.ноября3 дек.ноября1 дек.декабря3 дек.ноября1 дек.декабря3 дек.ноября3 дек.ноября1 дек.декабря1 дек.декабря1 дек.декабряσTS , дек.2,22,12,12,12,32,12,12,12,12,12,11,92,12,52,12,32,32,32,3Tf1 дек.апреля1 дек.апреля3 дек.марта1 дек.апреля1 дек.апреля1 дек.апреля1 дек.апреля1 дек.апреля1 дек.апреля1 дек.апреля1 дек.апреля1 дек.апреля1 дек.апреля1 дек.апреля3 дек.марта1 дек.апреля1 дек.апреля1 дек.апреля3 дек.марта T , дек.Tmid , дек.0,8140,8141,1140,8140,6141,3141,1140,9140,9140,9140,8140,8130,8140,8141,1130,8140,8130,9131,213F124Исследования показали, что предложенная модель справедлива для всейтерритории России.

Так для прибрежного района будут справедливыпредложенные зависимости.Рисунок 3.23.Зависимость изменения высоты залегания снежного покрова в зависимостиот условной продолжительности снежного периода по станции ПоронайскСахалинской области, полученные по результатам многолетних наблюденийКоэффициенты в зависимости (3.1) равны: a0  3.68 , a1  10,68 , a2  1.45,a 3  0.255 , a 4  0.013 ),  H , - среднеквадратичное отклонение для наблюдаемойтерритории,  H  17 см .Проведенные исследования позволили проанализировать распределениеснежного покрова на о.

Сахалин. Для наглядности на Рисунке 3.24 приведемграфическую интерпретацию аналогичную показанной на Рисунке 3.16. Данныедля зависимостей (3.1) и (3.4) приведем в Таблицах 3.4 и 3.5.125Рисунок 3.24.Средние максимальные значения высот снега на территории о. Сахалин, атакже примеры зависимостей изменения высоты и плотности снежногопокрова.126Таблица 3.4.Параметры для определения высоты снежного покроваМетеостанцияНоглинкиАлександровскСахалинскийТымовскоеОнорДолинскЮжноСахалинскКорсаковсреднеквадратичноеотклонениеЗначения эмпирических коэффициентовa0  103 ,a1  103 ,см32400,771927614222,1221633,2530522,2436085,1416828,25a2 103 ,a3  103 ,a4 103 , H , смсм/дексм/дек2см/дек3см/дек413247,53-3158,47434,4718,5313,915293,27-2816,83298,0811,241021192,44-4069,43459,3918,2511,415338,84-3723,15429,916,269,88781,49-815,49111,755,5814,812482,65-1933,1211,548,8316,58166,3-1804,75206,68-7,879,9Таблица 3.5.Параметры для определения плотности снежного покроваЗначения эмпирических коэффициентовМетеостанция14706,65,102г/см3дек3613,74,102г/см3дек2-569,44,102г/см3дек342,74,102г/см3дек4-0,9711764,074142,48-364,528,10,323,413833,815484,0818837,312537,942307,24686,13-283,59-409,22-57,3218,6928,396,050,270,4702,93,53,7164193331-56441,750,93,819285,171463,32-267,3920,380,444,102 г/см3НоглинкиАлександровскСахалинскийТымовскоеОнорДолинскЮжноСахалинскКорсаковсреднеквадратичноеотклонение, 102г/см34,1127Но в расчетах также необходимо учитывать тип местности, где работаетмашина.

Для этого были проведены исследования по влиянию ландшафта нахарактер формирования снежного покрова. [72]3.5. Формирование снежного покрова в зависимости от ландшафта местностиИзменение параметров высоты и плотности снега связано с характеромландшафта местности, растительностью, ветром, солнечной активностью ипрочими факторамиРассмотрим исследования, посвященные этому вопросу. В работе [158]приводятся следующие данные о влиянии ландшафта на высоту залеганияснежного покрова, показанные в Таблице 3.6.Таблица 3.6.Коэффициенты, учитывающие влияние ландшафта на высоту снега [158]Тип ландшафтаЦелинаОткрытая ледяная поверхность озерКоэффициент10,4-0,5Пашня0,9Холмистые районы1,2Крупные лесные массивы1,3-1,4Речные русла3Заросли камыша на озерах3Лесные колки шириной 100-200 м и лесные3,2-3,4опушкиОднако данные приведенные в этом исследовании показывают толькоизменение высоты снежного покрова.128В работе [159] приводятся следующие данные.

Характеристики

Список файлов диссертации