Гідрологічні процеси (стр. 3 из 7)
Таблиця 2 Повне та безповоротне витрачання води в різних галузях народного господарства України
| Галузь | Витрачення води в % від загального, що споживається галуззю | |
| повне | безповоротне | |
| Промисловість | 45 | 16 |
| Сільське господарство | 39 | 76 |
| Комунальне господарство | 16 | 8 |
Таким чином, безповоротне водоспоживання є найбільшим в сільському господарстві, де вода витрачається на випаровування з полів зрощення і на інфільтрацію з каналів.
Аналіз стану водних ресурсів в Україні показує, що при збереженні існуючого технологічного рівня в промисловості і в сільському господарстві водний дефіцит може охоплювати практично всі річки. Це свідчить про те, що в найближчому майбутньому головним лімітуючим чинником у розвитку продуктивних сил України виступатиме водний. Тому завдання керівних водогосподарських органів полягає в раціональному використанні і охороні водних ресурсів, жорсткій економії води, широкому впровадженні водооборотних систем, маломістких технологіях.
В першу чергу воду треба давати населенню, тваринництву і працюючим галузям народного господарства. Залишок водних ресурсів потрібно так розподілити, щоб вода могла принести найбільший економічний ефект за рахунок розвитку відповідної галузі. Наприклад, в післявоєнні п’ятирічки річний стік використовувався для вироблення електроенергії, в 1970–1990 роках значна кількість його ішла на зрощення сільськогосподарських культур, в даний час пріоритетним напрямком використання води є або промисловість, або рибне, або сільське господарство.
3. Дати визначення «забезпеченість стоку». Визначення річного стоку розрахункової забезпеченості
Стік змінюється як в просторі, так і в часі. В часі він змінюється як протягом року, що було розглянуто в 4-му розділі, так і в багатолітті. Тому в даному розділі буде розглянуто багаторічне коливання поверхневого стоку.
перша причина мінливості це – залежність стоку від метеочинників (опадів, температури та інших), які самі змінюються в часі.
Друга причина – в його формуванні. Ця причина дуже багатофакторна. Це і стан поверхні землі (тала або мерзла, розорена або нерозорена), рівень вологозапасів у ґрунті, кількість води у водних джерелах.
Третя причина – сонячна активність.
Таким чином, сукупність цих чинників формують величини стоку, які є випадковими величинами. А випадкові величини вивчають за теорією ймовірностей. Тому виникає необхідність в ознайомленні з деякими поняттями теорії ймовірностей. Наприклад, випадкова подія. Це така подія, яка при наявності відповідного комплексу умов може наступити, а може і не наступити. Випадкові події формуються великим комплексом чинників, які не можливо не спрогнозувати і не прорахувати.
Кількісно випадкові події можуть бути виражені у випадкових величинах. Однак, в деяких випадках ці величини можуть бути випадковими і невипадковими. Наприклад, протягом року в річці один раз спостерігається найбільша витрата води. Ця максимальна величина обов’язково повинна бути. Тому вона не випадкова. Але, якщо взяти всі максимальні величини за ряд років, то в цьому ряді ця величина випадкова.
В той же час випадкові гідрологічні величини підлягають деяким закономірностям. Наприклад, циклічності, коли протягом ряду років спостерігаються мінімальні витрати в річках, а потім, навпаки – максимальні.
Сукупність випадкових величин називається статистичним рядом. В свою чергу, статистичний ряд характеризує зміну випадкових величин у часі. Гідрологічні ряди, в основному, є статистичними рядами.
Кожний гідрологічний ряд характеризується такими параметрами:
1. Середня арифметична величина
;2. Коефіцієнт варіації Сv;
3. Коефіцієнт асиметрії Сs.
Візьмемо для прикладу ряд гідрологічних величин і розглянемо його характеристики. Припустимо, є дані середньорічних витрат за “n” років. Позначимо витрати за кожен рік через X1;X2;…Xn
Для визначення інших характеристик ряду спочатку обчислюють ступінь розкидання ряду, тобто мінливості його, який можна одержати через різницю між будь-якими і-м значенням і середнім
, тобто 
Однак, для характеристики ряду важливо знати середнє відхилення, тому що окремі відхилення не дають повного уявлення про розкидання точок біля середини.
Оскільки відхилення мають різні знаки, то сума їх дорівнює нулю і середнє значення
також дорівнює нулю. Тому 
не може бути характеристикою ряду.Щоб позбутись від впливу знаків при відхиленнях, усі відхилення підносять до квадрату, а суму квадратів усіх відхилень ділять на число членів ряду. З цього виразу добувають корінь квадратний. Одержана величина 
називається середнім квадратичним відхиленням і визначається за формулою: 
Якщо число членів ряду
менше ніж 30, середнє квадратичне відхилення треба визначати за формулою: 
Середнє квадратичне відхилення – абсолютна характеристика мінливості даного ряду.
Для порівняння мінливості з іншими статистичними рядами необхідно виразити величину
в частках від 
. Одержане значення називається коефіцієнтом варіації і визначається за формулою: 
Для зручності і спрощення гідрологічних розрахунків статистичні ряди дуже часто виражають не в абсолютних величинах, а у відносних, тобто, застосовують безрозмірні ряди. Для цього кожний член розмірного ряду ділять на середнє арифметичне значення, одержуючи величини, які називаються модульними коефіцієнтами
Безрозмірний ряд має дві основні властивості:
1. Сума членів безрозмірного ряду дорівнює числу членів ряду
(
)2. Середнє арифметичне значення безрозмірного ряду дорівнює одиниці
(
)При заміні в формулах (40 і 41) величини
на 
одержують значення коефіцієнта варіації для безрозмірного ряду 
і 
Третьою характеристикою статистичного ряду є коефіцієнт асиметрії (
). Ряд називається симетричним, якщо додатні і від’ємні відхилення членів ряду повторюються однаково часто. Якщо цього немає, з’являється асиметричність ряду, що характеризується коефіцієнтом . Для розмірного ряду визначається так: 
а для безрозмірного
Гістограма і крива розподілу
Наочне уявлення про величини коефіцієнтів
і дають гістограма і крива розподілу величин статистичного ряду. Частіше тут беруть безрозмірні ряди.Для побудови гістограми всі значення ряду розміщують в спадному порядку. Потім його розбивають на однакові інтервали і визначають частоту повторювань “n” в кожному інтервалі. Потому, відкладаючи по осі ординат n , а по осі абсцис К, будують гістограму. На рис. 2 і 3 зображені гістограми і крива розподілу.
Рис. 2. Гістограма розподілу
Рис. 3. Крива розподілу
Криву розподілу можна одержати, якщо при будові гістограми зменшувати інтервал до нескінченно малої величини. Однак, при цьому бажано мати і нескінченну кількість членів ряду.
Крива розподілу дає наочне уявлення про закони розподілу випадкової величини. Вона характеризує ймовірність появи того чи іншого значення ряду випадкових величин.
Що таке ймовірність? Імовірність – це міра можливості появи тієї чи іншої події або групи приблизно однакових подій або величин.