География и геология/3.Гидрология и водные ресурсы

Д.т.н. Заміховський Л.М., д.т.н. Олійник А.П.,

к.т.н. Штаєр Л.О., аспірант Клапоущак О.І.

Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, Україна

Метод виявлення вагомих факторів, які впливають на розвиток паводку

Проблема оцінки рівня паводкових вод є актуальною науково-технічною задачею у світлі складних геокліматичних процесів, що відбуваються у країнах Європи (Україна 1998, 2001, 2008, 2013, Польща, Словаччина 2012, Чехія, Великобританія, 2013, Німеччина, 2002) та призводять до катастрофічних паводків.

Вказаною проблемою займається широкий клас науковців, при цьому вивчаються та використовуються для розв’язання прикладних задач як точні моделі фільтраційних течій [1,2], так і емпіричні залежності [3].

В основу методу поставлено задачі вибору вагомих метеорологічних і геофізичних параметрів водозбору та водно-фізичних властивостей ґрунтів з метою зниження складності формування прогнозу.

Суть методу полягає в наступному:

1. ранжуванні (по модулю значення) досліджуваних факторів (рівень

води, кількість атмосферних опадів, дефіцит вологості та швидкість вітру);

2. поділі досліджуваних величин на два приблизно рівні відрізки за

методом площ;

3. встановленні факту існування взаємозв’язку між факторами впливу

і рівнем води у ріках (здійснюється за методом асоціативного аналізу);

4. аналізі отриманого значення коефіцієнта контингенції.

Відбір вагомих факторів, які впливають на зміну рівня паводкових вод проводиться шляхом аналізу коефіцієнта контингенції :

, (1)

де , , , – частоти взаємного поєднання в кожен інтервал двох альтернативних ознак.

Якщо , то влив фактору вважається підтвердженим; якщо – вплив фактору вважається несуттєвим.

Вихідними даними для обробки статистичних даних слугують середні значення величин часових послідовностей на водозборі ріки Прут під час паводкового періоду 24-27 липня 2008 р. з відповідних метеорологічних станцій (Яремча, Коломия та Чернівці), а саме: значення інтенсивності опадів, дефіцит вологості повітря та швидкість приземного вітру. Розрахунковий проміжок часу – 6 год., починаючи з 24.07.08/03 по 27.07.08/21. Також вихідною величиною є дані про рівень води (вимірювання через кожні 6 год. З метеорологічних станцій Яремча, Коломия та Чернівці) [4].

Розрахункові коефіцієнти контингенції наведено в табл. 1.

Таблиця 1 – Розрахункові значення коефіцієнтів контингенції для ріки Прут за період з 24.07.08/03 по 27.07.08/21 [4]

Метеорологічні станції	Коефіцієнти контингенції
	Рівень води – кількість опадів	Рівень води –дефіцит вологості повітря	Рівень води – швидкість вітру	Кількість опадів – дефіцит вологості повітря	Кількість опадів – швидкість вітру	Швидкість вітру – дефіцит вологості повітря
Коломия	0,5291	0,5606	0,8563	1	1	0,654654
Яремча	0,6454	1	0,4385	0,6454	0,6793	0,438529
Чернівці	0,6454	0,6546	0,4472	1	0,6793	0,68313

Отримані результати вказують на те, що розрахункові значення коефіцієнтів контингенції для ріки Прут (Яремча, Коломия, Чернівці) задовольняють умову , що дає підстави вважати, що досліджувані метеорологічні дані впливають на підняття рівня паводкових вод, а також є взаємопов’язаними між собою.

Подальша робота буде направлена на вдосконалення запропонованого методу з метою контролю і прогнозування рівня паводкових вод на основі статистичних даних.

Література:

1. Олийнык А. П. Математическое моделирование нестационарной фильтрации с целью оценки физико-механических свойств грунтов в зоне трубопровода / А. П. Олийнык, М. В. Панчук // Методы и средства технической діагностики: ХI Межвузовская школа–семинар : сборник материалов. – Ивано-Франковск, 1992. – С. 137-140.

2. Олійник А.П. Дослідження впливу параметрів релаксації на збіжність чисельного методу послідовної верхньої релаксації для задачі Діріхле / А. П. Олійник, Л. О. Штаєр // Карпатські математичні публікації. – 2012. – Т.4, №2. – С. 289-296.

3. Маслова Т. В. Оцінювання зволоженості гірських водозборів при математичному моделюванні дощових паводків / Т. В. Маслова, М. М. Сусідко // Гідрологія, гідрохімія, гідроекологія: 3 Всеукраїнська наукова конференція, 15-17 листопада 2006 : Наук. праці УкрНДГМІ. – Київ, 2006. – Вип. 256. – С. 233-238.

4. Гребінь В. В. Оцінка можливості оперативного прогнозування дощових паводків на річках басейнів Прута та Сірету / В. В. Гребінь, О. І. Лук’янець, І. І. Ткачук // Український гідрологічний журнал. – 2012. – № 10. – С. 164 – 175.