Задача управления водохранилищем

Цель работы: На основе условий накопления и расходования воды решить уравнения водного баланса и получить количество запаса воды на ЭВМ.

Требования к уровню усвоения работы:

- См. Общие требования.

- знать факторы влияющие на состояние уровня водной фазы;

- знать закон сохранения массы воды;

Порядок выполнения работы:

1. Выделить природные факторы: (приток - R^t; пополнение запаса воды – B ^t; выпадение осадков – О^t; испарение воды - I^t; фильтрация воды – F¹, а также и факторы антропогенного происхождения: расход воды (сельское хозяйство) – S^t и коммунальное водоснабжение – К^t; вода на прочие нужды – Р^t.

2. Схематически представить динамику запаса воды водохранилище (с указанием направления потоков).

3. Полагая, что изменение величин R^t, О^t и В^t в ближайшие 5 лет будет происходить примерно так же, как и в предыдущие 20 лет, принять их равными средним значениям за 20 лет, вывести эти зависимости в виде уравнений, например и соответственно О^t; B ^t).

4. Перейти к описанию процессов расходования воды (основной – испарение).

5. После рассмотрения всех процессов формирования воды записать Закон сохранения массы воды (уравнения водного баланса).

6. Задавая условия накопления и расходования воды и решая уравнения водного баланса, получить ответ на поставленный вопрос: чему равен запас воды в водохранилище в каждый момент времени t.

7. Составить блок-схему соответствующего расчета методом вычислительного эксперимента на ЭВМ. 8. Изучить и усвоить значения отдельных фрагментов программных блоков.

8. Ответить на вопросы для самоконтроля.

9. Оформить отчет по результатам исследований.

Вопросы к лабораторной работе:

1. Ответить на общие вопросы.

2. Ответить на дополнительные вопросы:

a) Как сравнить, например, между собой различные стратегии управления?

b) Назовите факторы антропогенного происхождения, влияющие на запас воды?

c) Чему равен объем воды профильтровывается в нижнем створе водохранилища?

d) Какое количество программных блоков содержит эта задача?

e) Блок, который используя прогнозные значения внешних факторов, осуществляет вычисление воды, испарившейся и профильтровавшейся из водохранилища.

Список литературы:

1.Уатт К. Экология и управление природными ресурсами. – М.: Мир, 1971. 134 с.

2. Эрроусмит Д., Плейс К. Обыкновенные дифференциальные уравнения (качественная теория с приложениями): Пер. с англ. – Волгоград: Платон, 1997. 162 с.

3. Chaston I. Mathematics for Ecologists, Butterworths, London, 1971.

4. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния среды. -М.: Гидрометеоиздат, 1984. 123 с.

5. Лапин В.Л. Основы экологических знаний инженера. – М.: Экология, 1996. 96 с.

10. Материалы для самостоятельной работы обучающегося: наборы текстов домашних заданий, материалы самоконтроля по каждой теме, задания по выполнению текущих видов работ, рефератов и других домашних заданий с указанием трудоемкости и литературы

Методические рекомендации по СРС:

СРС 1. Фиксация, ранжирование и составление рядов распределения. Вариационно-статистический метод анализа при n < 30.

Методические рекомендации: Применить вариационно-статистический метод анализа.

Вычислить показатели средних величин и изменчивости при n < 30 (прил.1):

1. По данным генеральной совокупности составить малую выборочную совокупность.

2. Охарактеризовать варианты выборочной совокупности.

3. Используя методы вариационной статистики вычислить показатели:,,. v X s C

4. Определить ошибку репрезентативности.

5. Определить достоверность выборочных показателей.

Литература: Осн.: 3 [45-46]; 4 [5-124]; 6 [134-203]; 7[6-24]

Контрольные вопросы:

1. Что собой представляет совокупность?

2. В каких случаях применяют вариационно-статистический метод анализа?

3. Показатели средних величин: формулы вычисления при n < 30.

4. Перечислите свойства, характерные для показателей средних величин.

5. Показатели изменчивости, применяемые в малочисленных выборках.

6. Какой показатель вариации применяют при сравнении изменчивости равноименных

и разноименных признаков?

7. Дать определение терминам: ранжирование, фиксация, распределение, совокупность, ряд распределения, генеральная совокупность, выборочная совокупность.