К АНАЛИЗУ СТАТИСТИЧЕСКИХ АСПЕКТОВ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ВОДЫ В ВОДОТОКАХ НА ОСНОВЕ МЕТОДА РАЗБАВЛЕНИЯ (ХИМИЧЕСКИЙ МЕТОД)
DOI:
https://doi.org/10.7242/echo.2024.4.3Ключевые слова:
расход воды, химический метод измерения расхода, коэффициент вариации, погрешности измеренийАннотация
В настоящее время при решении практических задач появляется необходимость оценки расходов воды в водотоке, имеющем сложную геометрическую форму поперечного сечения русла. Поэтому предложено для решения этих задач использовать метод разбавления, так как он не требует задания скорости течения и площади поперечного сечения, как в традиционных методах измерения. Однако при его широком практическом использовании наблюдается значительная нестабильность измерений расходов воды. Поэтому впервые в данной работе теоретически обоснованы механизмы, определяющие погрешности измерений расходов воды химическим методом. Показано, что высокая неустойчивость результатов измерения расходов воды в водотоках обусловлена самой структурой используемых расчетных зависимостей, при этом колебания расходов воды описываются обратным нормальным распределением, для которого оценки средних значений и дисперсий несостоятельны. Впервые в результате математического моделирования погрешностей измерений расходов воды по схеме Монте–Карло выявлено, что при низкой изменчивости концентрации маркера СvС < 0,1 их оценки состоятельны, а при СvС > 0,25 – неустойчивы. Предложен эффективный способ для повышения устойчивости измерений расходов воды – уменьшение колебаний измеряемых концентраций в контрольном створе.
Библиографические ссылки
СТО 4.2-3-2015. Мелиоративные системы и сооружения. Открытые каналы. Правила определения расхода воды с использованием метода одноточечного измерения скорости потока: утв. и введен в действие 29.06.2015. – Новочеркасск: РосНИИПМ, 2015. – 36 с.
МИ 1759-87. Методические указания. ГСИ. Расход воды на реках и каналах. Методика выполнения измерений методом «скорость – площадь». – М.: Изд. Стандартов, 1987. – 25 с.
Schloeseng M.Th. Nouvelle methode pour juger les fluids: Comples rendus du deuxieme semester de l’Acadamie des Sciences. – Paris, 1863.
Бернадский Н.М. Измерение расходов воды химическим методом. – СПб., 1913.
Риммар Г.М. Применение электропроводности для определения расходов воды методом смешения // Труды Гос. Гидрологического института, вып. 36 (90). – Л.: ГИМИЗ. 1952. – С.18-48.
Doppmann G., Merz J. Measuring Mountain Stream Discharge Using the Salt Dilution Method: A practical guide / Environmental Science. International Centre for Integrated Mountain Development (ICIMOD). – Kathmandu, Nepal, 2006. – P. 1-14. – DOI:10.53055/icimod.452.
Sappa G., Ferranti F., Pecchia G.M. Validation Of Salt Dilution Method For Discharge Measurements In The Upper Valley Of Aniene River (Central Italy) // Recent Advances in Environment, Ecosystems and De-velopment. – 2015. – P. 42-48.
Юхно А.В., Бузмаков С.В., Лубенцов А.С., Пнюшков А.Д. Измерение малых расходов воды методом постоянного пуска соляного раствора // Российский форум изыскателей: сб. докл. IV Междунар. науч.-практ. конф. – М., 2022. – С. 159-171.
Юхно А.В., Бузмаков С.В., Кулешов А.В. О развитии метода ионного паводка для определения расхода воды // Cборник трудов VI Международной конференции «Гидрометеорология и экология: достижения и перспективы развития» им. Л.Н. Карлина / MGO-2022. – М.: Перо, 2022. – С. 257-260.
Юхно А.В., Бузмаков С.В., Лубенцов А.С. Метод ионного паводка как инструмент гидрологического мониторинга в горных районах. Специфика и перспективы // Водные ресурсы в условиях глобальных вызовов: экологические проблемы, управление, мониторинг: сб. тр. Всерос. науч.-практ. конф. / ГГИ. –Новочеркасск, 2023. – Т. 2. – С. 176-181.
Springer M.D. The Algebra of Random Variables. – Wiley, 1979. – 492 p.
Johnson N.L., Kotz S., Balakrishnan N. Continuous Univariate Distributions. – Wiley, 1994. – Vol. 1. – 171 p.
