Файл: Практикум Составители Л. И. Шевелева, В. И. Максименко, А. Г. Голикова.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 27.10.2023

Просмотров: 497

Скачиваний: 6

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

аналогов коэффициент корреляции всегда должен быть положительным. Это вытекает из главного условия при выборе рек-аналогов синхронности колебания стока.

Связь между величинами может быть показана графически (рис. 5).
а) б) в)









Х
Рис. 5. Графическая интерпретация связи между расходами двух рек:

а) тесная связь; б) слабая связь; в) связь отсутствует
Оценку достоверности (неслучайности) коэффициента корреляции, определенного по непродолжительному ряду наблюдений, проверяют с помощью коэффициента достоверности Кд. Он равен отношению r к его среднеквадратическому отклонению:

rn1

KД

1 r2

, (15)

где п число членов ряда; r коэффициент корреляции.

При Кд < 1 связь отсутствует; при 1 Кд 3 существует тенденция; при Кд > 3 коэффициент корреляции считается достоверным.

Уравнениярегрессии, связывающие характеристики хи у, имеют вид:


y y

r y x x

; (16)



0 0

x

x x0

r x

y

y y0

, (17)

где х0 и у0 – среднеарифметические значения членов каждого ряда; r коэффициент корреляции; х и

y среднеквадратические отклонения ряда хи ряда у.

Среднеквадратическиеотклоненияхи уопределяются по формулам:


x
y

; (18)

, (19)

где п число членов ряда; хiи уi соответственно, наблюденные значения рассматриваемых характеристик.

Коэффициенты ???? ????

????

и ???? ????

????

уравнений (16) и (17) определяют угол наклона прямой

регрессии к оси ординат и оси абсцисс и называются коэффициентамирегрессии. Оба уравнения (16) и (17) имеют общую точку с координатами х0 и у0, т.е. пересекаются в точке, соответствующей средним значениям расхода.

Ниже приведена последовательность нахождения уравнений регрессии.

  1. Построить график связи между значениями стока приводимого ряда наблюдений и ряда-аналога за совместный период наблюдений (графическая оценка наличия связи).

  2. Рассчитать значение коэффициента корреляции r. Определить по его величине наличие связи между параметрами.

  3. Сделать оценку достоверности (КД) коэффициента корреляции.

  4. Определить среднеквадратические отклонения по хи у.

  5. Рассчитать коэффициенты регрессии.

  6. Записать уравнения регрессии.

  7. Восстановить недостающие значения расходов в приводимом ряду. Расчет удобно вести в табличной форме (табл. 9).

Таблица 9

Расчет составляющих уравнения регрессии

xi

yi

хi=

= хi-х0

уi=

= уi-у0

(хi-х0) (уi - у0)

(хi-х0)2

(уi-у0)2

(∆хi+∆уi)2

1

2

3

4

5

6

7

8























































= 0

= 0









Примечание. При расчетах делается проверка построчная и по столбцам:


2
xi 0 и yi 0 (проверка по столбцам);


xi

yi

x2 2 xi

yi

y2 (проверка по строкам ([3] + [4])2 = [6] + 2[5] + [7]);


i

i
xi

  • yi

2 x2 2 x

yi

 y2

контроль сумм: берут последнюю


i

i

i
строку таблицы – [8] =  [6] + 2  [5] +  [7].

Метод корреляции широко используется в гидрологии для удлинения гидрологических рядов, определения нормы стока рек, имеющих непродолжительные ряды наблюдений.

Продолжительность периода наблюдений считают достаточной, если рассматриваемый период репрезентативен (представителен), а относительная средняя квадратическая погрешность расчетного значения исследуемой гидрологической характеристики не превышает 10% для годового и сезонного стоков и 20% для максимального и минимального стоков.

Если относительные средние квадратические погрешности превышают указанные пределы и период наблюдений нерепрезентативен, необходимо осуществить приведение рассматриваемой гидрологической характеристики к многолетнему периоду (СП [5], раздел 6). Приведение осуществляется посредством подбора рек-аналогов и расчетом уравнений регрессии.


В соответствии с СП [5] при выборе рек-аналогов необходимо учитывать условия:

  • однотипность стока реки-аналога и исследуемой реки;

  • географическую близость расположения водосборов;

  • однородность условий формирования стока, сходство климатических условий, однотипность почв (грунтов) и гидрогеологических условий, близкую степень озерности, залесенности, заболоченности и распаханности водосборов;

  • средние высоты водосборов не должны существенно отличаться, для горных и полугорных районов следует учитывать экспозицию склона и гипсометрию;

  • отсутствие факторов, существенно искажающих естественный речной сток (регулирование стока, сбросы воды, изъятие стока на орошение и другие нужды).

В приведенном ниже практическом задании вопрос о выборе рек-аналогов не решается. Предлагается проверить, можно ли использовать назначенную реку в качестве реки-аналога.

Пример расчета


Проверить наличие корреляционной связи между расходами двух рек. При наличии связи составить уравнение регрессии и удлинить ряд. Исходные данные приведены в табл. 10.

Таблица 10

Среднегодовые расходы рек по данным наблюдений с 1940 по 1968 гг.


Год

Qиссл (Xi)

Qанал (Yi)




Год

Qиссл (Xi)

Qанал (Yi)

1940



61

1955



84

1941



206

1956



320

1942



135

1957



46,3

1943



605

1958

78,5

75,5

1944



46,8

1959

86,6

145

1945



196

1960

108

140

1946



356

1961

73,4

145

1947



109

1962

449

296

1948



115

1963

92,8

135

1949



67,5

1964

209

350

1950

644

813

1965

149

317

1951



300

1966

149

81

1952



64

1967

103

17,6

1953



97

1968

376

392

1954



47,3