Стохастическая гидрология: развитие основных идей в России

  • Михаил Васильевич Болгов Институт водных проблем Российской академии наук, Российская Федерация, 119333, Москва, ул. Губкина, 3

Аннотация

Целью работы является оценка современного состояния научных исследований и основных результатов в области стохастической гидрологии. Разнообразные задачи научной и прикладной гидрологии решаются с помощью стохастических моделей различного типа. На основе этих же моделей разрабатываются методы получения надежных расчетных гидрологических характеристик либо достоверных гидрологических прогнозов различной заблаговременности. Большая часть водохозяйственных, строительных, экологических и прочих задач решается сегодня в рамках вероятностных моделей и статистических методов. Основные задачи стохастической гидрологии можно разделить на несколько групп. Несмотря на имевшую место в гидрологии дискуссию по вопросу применимости теории вероятностей и случайных процессов для анализа колебаний гидрометеорологических величин, проблема выбора методологии исследований остается одной из важнейших и довольно часто обсуждается в связи с аномальными проявлениями гидрологических явлений (экстремальными наводнениями, продолжительными маловодьями). Важной прикладной и теоретической задачей гидрологии является выбор одномерного распределения вероятностей. В этой части важны дискуссии как по проблеме типа новых распределений, так и по методам оценивания параметров. Рассматриваются идеи и гипотезы, позволяющие существенно увеличить надежность статистических характеристик. Климатические изменения во многих случаях являются причиной нарушений стационарности временных рядов гидрологических характеристик. Прогресс в развитии новых подходов к вероятностному моделированию связан как с известной задачей о достаточности марковской гипотезы, так и с необходимостью введения новых, более сложных моделей и байесовских методов оценивания. Статья посвящена обсуждению современного состояния этих проблем в форме научного обзора.

Ключевые слова:

стохастическая гидрология, распределения вероятностей, случайные процессы, корреляционная теория, многолетние колебания, нестационарные процессы, байесовские методы

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.
 

Литература

Агальцева, Н. А., Болгов, М. В., Спекторман, Т. Ю., Трубецкова, М. Д., Чуб, В. Е. (2011). Оценка гидрологических характеристик в бассейне Амударьи в условиях изменения климата. Метеорология и гидрология, 10, 58-69.

Багров, Н. А. (1963). О колебаниях уровня бессточных озер. Метеорология и гидрология, 6, 41-46.

Блохинов, Е. Г. (1974). Распределения вероятностей величин речного стока. Москва: Наука.

Блохинов, Е. Г., Сарманов, О. В. (1968). Гамма-корреляция и ее использование при расчетах многолетнего регулирования речного стока. Труды ГГИ, (14), 52-75.

Болгов, M. B., Сарманов, И. О. (1988). Усеченное трехпараметрическое гамма-распределение С. Н. Крицкого и М. Ф. Менкеля и некоторые его приложения к гидрологическим расчета. Водные ресурсы, (2), 24-29.

Болгов, М. В. (2005). Марковские процессы в задаче прогнозирования уровня замкнутого водоема. Метеорология и гидрология, (11), 74-85.

Болгов, М. В., Красножон, Г. Ф., Любушин, А. А. (2007). Каспийское море. Экстремальные гидрологические события. Москва: Наука.

Болгов, М. В., Писаренко, В. Ф. (1999). О распределении максимальных расходов воды рек Приморья. Водные ресурсы, 26 (6), 710-721.

Болгов, М. В., Сарманов, И. О. (2020). Двухмерный закон распределения случайных величин, имеющих трехпараметрические гамма-распределения С. Н. Крицкого и М. Ф. Менкеля (симметричный случай). Водные ресурсы, 47 (4), 1-5.

Картвелишвили, Н. А. (1967). Теория вероятностных процессов в гидрологии и регулировании речного стока. Ленинград: Гидрометеоиздат.

Картвелишвили, Н. А. (1975). Стохастическая гидрология. Ленинград: Гидрометеоиздат.

Коваленко, В. В. (1993). Моделирование гидрологических процессов. Ленинград: Гидрометеоиздат.

Коваленко, В. В., Викторова, Н. В., Гайдукова, Е. В. (2006). Моделирование гидрологических процессов. Санкт-Петербург: РГГМУ.

Коваленко, И. Н., Сарманов, О. В. (1978). Краткий курс теории случайных процессов. Киев: Вища школа.

Крицкий, С. Н., Коренистов, Д. В., Раткович, Д. Я. (1975). Колебания уровня Каспийского моря. Москва: Наука.

Крицкий, С. Н., Менкель, М. Ф. (1946). О приемах исследования случайных колебаний речного стока. Труды ГГИ, (29), 3-32.

Музылев, С. В., Привальский, В. Н., Раткович, Д. Я. (1982). Стохастические модели в инженерной гидрологии. Москва: Наука.

Найденов, В. И. (2004). Нелинейная динамика поверхностных вод суши. Москва: Наука.

Писаренко, В. Ф., Родкин, М. В. (2007). Распределение с тяжелыми хвостами: приложения к анализу катастроф. В: Вычислительная сейсмология. Т. 38. Москва: ГЕОС, 2-236.

Раткович, Д. Я. (1976). Многолетние колебания речного стока. Ленинград: Гидрометеоиздат.

Раткович, Д. Я., Болгов, М. В. (1994). Исследование вероятностных закономерностей многолетних колебаний уровня Каспийского моря. Водные ресурсы, 21 (4), 389-404.

Рождественский, А. В., Чеботарев, А. И. (1974). Статистические методы в гидрологии. Ленинград: Гидрометеоиздат.

Сарманов, О. В. (1961). Исследование стационарных марковских процессов методом разложения по собственным функциям. Тр. МИАН СССР, 60, 239-261.

СНиП 2.01.14-83 «Определение расчетных гидрологических характеристик». (1985). Госстрой СССР. Москва: Стройиздат.

СП 33-101-2003 «Определение основных расчетных гидрологических характеристик». (2004). Госстрой России. Москва: ФГУП ЦПП.

Федеральный закон «О техническом регулировании» от 27.12.2002 N 184-ФЗ. (2002). Москва.

Федеральный закон «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» от 30.12.2009 N 384-ФЗ (2009). Москва.

Херст, Г. (1954). Нил. Общее описание реки и использования ее вод. Москва: Издательство иностранной литературы.

Embrechts, P. Kappelberg, C. and Mikosch, T. (1997). Modelling Extremal Events for Insurance and Finance. Springer.

Hazen, A. (1913). Storage to be Provide Impounding Reservoirs for Municipal Water Supply. Proceedings of the American Society of Civil Engineers, 39 (9), 1943-2044.

Klemes, V. (1978). Physically Based Stochastic Hydrologic Analysis. Advances in Hydroscience, 11, 285-356.

Sudler, C. E. (1927). Storage required for the regulation of streamflow. Trans. Amer. Soc. Civil Engrs., 91, 620-660.

Опубликован
2021-01-28
Как цитировать
Болгов, М. В. (2021) «Стохастическая гидрология: развитие основных идей в России», Вестник Санкт-Петербургского университета. Науки о Земле, 66(1). doi: 10.21638/spbu07.2021.102.