Файл: Рождественский, А. В. Статистические методы в гидрологии.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 220

Скачиваний: 0

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

Более подробно эти функции будут рассмотрены в главе VII. Здесь лишь отметим, что критерий случайности (4.27) связан с ко­ эффициентом корреляции между смежными членами ряда соотно­ шением (4.28), а для условий более удаленных внутрирядных свя­ зей— зависимостью (4.29). В этом случае вводятся разности не ме­ жду смежными членами ряда, а между членами, удаленными на величину т.

Из равенства (4.28) следует, что если внутрирядная связь отсут­ ствует (г = 0), то 6 = 1; при наличии функциональной зависимости

(r= ± 1) 6 = 0 и 6 =2.

Таким образом, степень уклонения от единицы параметра 6 мо­ жет служить мерой оценки случайности (или неслучайности) рас­ сматриваемой статистической совокупности.

Как указывалось в § 1 настоящей главы, величина критической области для критерия случайности зависит от того уровня значи­ мости, который мы принимаем в качестве достаточной гарантии от совершения ошибки «первого рода». Эта ошибка заключается в том, что с принятым уровнем значимости мы можем отвергнуть нулевую гипотезу (о случайности формирования ряда) и принять альтерна­ тивную, в то время как верна нулевая гипотеза.

Величина 6 при п > 20 распределена по нормальному закону,

следовательно, критическая область для 6 с ^%-ным уровнем зна­ чимости будет определяться неравенством 6 < 8д,

где

1 1

Ч

(4.30)

 

 

Значения uq могут быть получены из таблицы нормального за­

кона распределения.

Для п с 20 приведена табл. 4.15, заимствованная из работы [52].

Т а б л и ц а 4.15

Допустимые нижние пределы б для различных уровней значимости при я<20

Ч исло л ет наблю дений

У ровни

значим ости ,

%

 

 

 

п

0,1

1

5

 

6

0.18

0,28

0,44

8

0.20

0,33

0,49

Ю

0,24

0,38

0,53

12

0,28

0,41

0,56

14

0,31

0,45

0,59

16

0,34

0,48

0,61

18

0,37

0,50

0,63

20

0,39

0,52

0,65

239



Используя формулу (4.30) и таблицу нормального закона рас­ пределения, можно построить график, приведенный на рис. 4.6; здесь величина критических значений параметра 6 указана в зависимо­ сти от уровней значимости и числа лет наблюдений. Нанося на этот график значения параметров б, полученные для исследуемых стати­ стических совокупностей, легко установить, в какую сторону и на­ сколько значительно отклоняются они от среднего значения 6 = 1, при котором рассматриваемые ряды образуют статистически слу­ чайные совокупности.

Используем рассмотренный критерий и приведенный на рис. 4.6 график для оценки того, в какой мере ряды годового и максималь­ ного стока можно рассматривать как случайные совокупности.

Рис. 4.6. Зависимость

параметра 6

Рис. 4.7.

Зависимость

параметра 6

рядов годового стока и его критиче­

рядов максимального стока и его кри­

ских значений при различных уровнях

тических

значений

при

различных

значимости

от числа лет

наблюдений.

уровнях

значимости

от числа лет на­

 

 

 

 

 

 

 

блюдений.

 

 

 

Результаты расчетов параметров б для

рядов

годового

стока

приведены в табл. 4.16, а для максимального — в табл. 4.17.

 

Полученные

величины б нанесены

на

графики

 

(рис. 4.6 и

рис. 4.7). На рис. 4.6 видно,

что значения б,

полученные по эмпири­

ческим рядам, имеют отчетливую

тенденцию смещения в сторону

малых значений параметра

б, т. е.

в зону, характерную для стоха­

стически зависимых последовательностей.

 

 

 

 

 

рядов

Можно также

отметить,

что большинство исследуемых

при п >40

характеризуется

значениями

параметра

б,

попадаю­

щими в критическую

область менее 5%-ного уровня

значимости.

Это означает, что с более чем 95%-ной вероятностью можно утвер­ ждать, что в таких рядах имеется внутрирядная стохастическая связь.

В отличие от рассмотренного примера, рис. 4.7 показывает, что параметры рядов максимального стока располагаются достаточно

240


Т а б л и ц а 4.16

Величины параметра б рядов среднегодового стока

 

 

 

П лощ ад ь

П ер и о д

Ч исло

 

Р ек а

 

П ун кт

в о д о сб о р а,

5

 

наблю ден ий

л е т

 

 

 

км2

 

 

 

 

 

 

 

Кама

г.

Березняки

83 780

1881-1942

62

0,68

 

с.

Добрянская

118 200

1881-1935

55

0,84

Вишера

г.

Пермь

167 800

1881-1953

73

0,73

с.

Митраково

9 020

1929-1942

14

0,70

Колва

с.

Подбобыка

11 930

1928-1942

15

0,49

Чусовая

с.

Копчик

11 160

1882-1932

51

0,76

 

г.

Чусовские

23 900

1881-1942

62

0,66

Белая

с.

Городки

21 000

1919-1941

23

0,54

Бугоровка

 

г.

Уфа

100 500

1878-1941

64

0,63

Уфа

г.

Б ирек

121 300

1881-1941

61

0,60

с.

Шафеево

36 600

1913-1941

29

0,44

Тура

г.

Верхотурье

4 700

1895-1916

22

0.74

Ница

г.

Тюмень

55 250

1896-1957

62

0,50

г.

Ирбит

16 980

1892-1923

32

0,80

Пышма

с.

Богандин

18 360

1895-1916

22

0,94

Каргалка

с.

Приютово

751

1946-1958

13

0,40

Сакмара

с.

Новосергиевка

1 340

1936-1959

23

0,56

Бузулук

с.

Елшанка

22 500

1934-1955

22

0,36

с.

Байгоровка

1 810

1940-1955

16

0,44

Большой Кинель

г.

Бугуруслан

6140

1939-1955

17

0,60

Урал

г.

Оренбург

82300

1935-1960

26

0,59

Сакмара

г.

Кушум

180 000

1881-1960

80

0,82

с.

Сакмара

28 700

1881-1961

81

0,78

Волга

г.

Тетюши

1 179 000

1902-1917

16

0,69

 

г.

Куйбышев

1 210 000

1881-1935

55

0,64

Чаглинка

г.

Волгоград

1 350 000

1881-1935

55

0,59

с.

Павловка

1 750

1892-1960

69

0,82

Ишим

г.

Петропавловск

118 000

1893-1960

68

0,80

Нура

с.

Романовское

146 000

1916-1960

45

0,66

Иртыш

г.

Усть-Камено­

1903-1957

55

0,86

с.

горск

179000

1903-1957

55

0,87

Шульба

м

г.

Павлодар

240 000

1903-1957

55

0,85

Тобол

г.

Тобол

956 000

1892—1958

67

0,56

с.

Гришенка

13 400

1938-1957

20

0,61

,,

г.

Кустанай

44 800

1931-1957

27

0,52

 

г.

Курган

137 000

1892-1960

69

0,65

Обь

г.

Ялуторовск

210000

1892-1960

69

0,64

г.

Новосибирск

246000

1894-1959

6 6

0,60

Ока

г.

Муром

188 000

1882-1955

74

0,77

Северная Двина

г.

Усть-Пинега

350 100

1880-1958

79

0,66

Енисей

с.

Базаиха

29 900

1903-1952

50

0,77

Неман

г.

Смалининкай

81 200

1812—1958

147

0,78

Унжа

г.

Макарьев

18 500

1896-1960

65

0,58

Чирчик

г.

Ходжикент

10 600

1901-1959

59

0,72

16 З а к № 88

241


Т а б л и ц а 4.17

Величины параметра 6 рядов максимального стока

 

 

 

П лощ адь

П ер и о д

Ч исло

£

Р е к а

 

П ункт

водосбора,

наблю ден ий

лет

 

 

 

км2

 

 

 

 

 

 

 

Чусовая

г. Чусовские

23 900

1881-1942

62

1,05

 

 

Городкн

21 000

1919-1941

23

1,05

Белая

с.

Бугоровка

 

г.

Бирск

121 300

1881-1917

37

1,13

 

 

 

121 300

1919-1941

23

0,74

Тагил

с.

Трошково

7 380

1895-1917

23

0,71

Пышма

с.

Богандинское

18 360

1895-1916

22

1,18

Урал

г.

Кушум

179 500

1921-1941

21

0,80

Тавда

г.

Оренбург

82 300

1927-1960

34

0,76

г.

Тавда

82 680

1906-1939

34

0,60

Волга

г.

Волгоград

1 350 000

1881-1935

55

0,95

Самара

г.

Куйбышев

1 210 000

1881-1935

55

0,94

с.

Елшанка

22 500

1933-1955

23

0,49

Бузулук

с.

Новосергиевка

1 340

1936-1960

25

0,79

с.

Байгоровка

1 810

1933—1955

23

0,54

Большой Кинель

г.

Бугуруслан

6140

1933-1955

23

0,65

Кама

с.

Добрянская

118 200

1878-1921

44

1,15

 

г.

Березники

83 780

1881-1942

62

0,87

Сырдарья

г.

Пермь

167 800

1881-1942

62

0,95

г.

Беговат

340 200

1910-1953

44

0,68

Кама

с.

Муново

1884-1919

36

1,15

Вишера

с.

Сокольи Горы

504 400

1881-1918

38

1,30

с.

Митраково

9 020

1901— 1924

24

1,27

Чусовая

с.

Копчик

11 160

1881—1932

52

0,85

Белая

г.

Уфа

100 500

1878-1941

64

1,10

Tvpa

г.

Тюмень

55 250

1896-1941

46

0,80

Ница

г.

Ирбит

16 980

1892-1923

32

0,99

Уфа

с.

Шафеево

36 600

1912-1941

30

0,92

Tvpa

г.

Верхотурье

4 700

1894-1923

30

0,70

Сакмара

с.

Сакмара

28 700

1932-1960

29

1,07

Обь

г.

Новосибирск

246 000

1894-1959

66

0,77

Днепр

г.

Киев

188 000

1881-1955

75

0,98

Ока

г.

Муром

1882—1918

37

1,01

Енисей

с.

Базаиха

29 900

1903-1952

50

0,76

Неман

г.

Смалининкай

81 200

1812-1958

147

0,99

Унжа

г.

Макарьев

18 500

1896-1960

65

0,97

Чирчик

г.

Ходжикент

10 600

1901-1959

59

1,08

равномерно относительно среднего значения 6 = 1, что свидетельст­ вует в целом о стохастически случайном формировании рядов мак­ симального стока.

Таким образом, цикличность рядов максимального стока, если она и имеется, носит чисто случайный характер, так как колебания параметра 6 около его математического ожиданий при 6 = 1 обус­ ловлены ошибками в определении 6 с подчинением их нормальному закону распределения.

Что касается рядов годового стока, то они в пределах проведен­ ного исследования обладают внутрирядной скоррелированностью, обусловливающей циклические колебания неслучайного характера.

242