Математическое моделирование в гидрологии, Виноградов Ю.Б., Виноградова Т.А., 2010


Математическое моделирование в гидрологии, Виноградов Ю.Б., Виноградова Т.А., 2010.

  Учебное пособие содержит материал о системах современных методов изучения, анализа и математического описания процессов формирования речного стока и опасных гидрологических явлений, объединенных под общим понятием "математическое моделирование". Рассмотрены цели и возможности моделирования, различные классификации моделей, принципы их проектирования, содержание гидрологических моделей, режимы моделирования, его использование в методах гидрологических расчетов и прогнозов нового поколения. Обсуждены особенности детерминированных и стохастических математических моделей, особо отмечена их перспективность в гидрологических расчетах ближайшего будущего. Сформулированы предъявляемые к моделям требования - универсальность, адекватность, возможная простота, прозрачность структуры, работоспособность. Для студентов учреждений высшего профессионального образования.

Математическое моделирование в гидрологии, Виноградов Ю.Б., Виноградова Т.А., 2010

Математическое моделирование с точки зрения математика.
Говоря далее о некоторых элементах теории математических моделей, мы должны помнить, что все сказанное имеет или может иметь отношение к любой отрасли науки. Но мы имеем в виду гидрологию. Поэтому все, что написано в этом разделе, относится к конкретной деятельности именно гидрологов, но вовсе не математиков, как об этом может кто-то подумать. Просто общие принципы математического моделирования различных реальных процессов и явлений сформулированы математиками и в данном случае пересказаны гидрологами и для гидрологов.

Если мы собираемся с исследовательской или прикладной целью изучить и описать совокупность свойств реального гидрологического объекта, то должны построить соответствующую математическую модель, отвечающую по форме и содержанию поставленной задаче. При этом математика как таковая должна быть применена не к самому объекту, а к его математической модели. Под гидрологическим объектом впредь будем понимать или действительно объект (речной бассейн, русловую сеть, водоемы разного типа, болота, ледники), или гидрологическое явление (наводнение, паводок, половодье), или гидрологический процесс (снеготаяние, испарение, формирование стока — руслового и эрозионного, загрязнения). Существует достаточно очевидная логическая последовательность действий в общей схеме применения математики в таких науках о природе, как гидрология. Эта последовательность такова.

СОДЕРЖАНИЕ
От авторов
Введение
Глава 1. Детерминированное моделирование. Предварительный обзор
1.1. Почему моделирование?
1.2. Математическое моделирование с точки зрения математика
1.3. Математическое моделирование с точки зрения гидролога
1.4. Цели моделирования
1.5. Модели сосредоточенные и распределенные
1.6. Некоторые обычно выделяемые типы моделей
1.7. Система моделей или единая универсальная модель?
1.8. Принципы проектирования и конструирования математических моделей гидрологических процессов и явлений
1.9. Создание сложной моделирующей системы
1.10. Что присутствует в гидрологических моделях?
1.11. Режимы моделирования
1.12. Понятие об имитационном моделировании
Глава 2. Проблемы детерминированного моделирования процессов формирования речного стока
2.1. Постановка вопроса
2.2. Примеры нарушения основных законов моделирования
2.2.1. Ориентировка
2.2.2. Три основных непреложных закона математического моделирования природных процессов и явлений
2.2.3. Уравнение проводимости и диффузии влаги в почве
2.2.4. Уравнения склонового и руслового движения воды в речном бассейне
2.2.5. Уравнение движения грунтовых вод
2.2.6. Классический пример — формула Шези
2.3. Так что же это такое — физическая обоснованность наших гидрологических моделей?
2.4. Рациональные способы упрощения некоторых математических решений
2.5. Дискуссионные проблемы
2.5.1. Общая ситуация
2.5.2. Проблема эквифинальности
2.5.3. Возникновение проблемы масштаба
2.5.4. Проблема масштаба. Поиски выхода
2.5.5. Проблема масштаба. Авторский комментарий
2.5.6. Единственная настоящая проблема
2.5.7. Особый аспект. Постановка вопроса и его предыстория
2.5.8. Особый аспект. От простого к сложному и наоборот
2.5.9. Особый аспект. Возвращение к гидрологии
2.5.10. Феноменологическая концепция времени добегания
2.6. Обобщение и систематизация параметров моделей
2.7. Проверка достоверности работы моделей
2.7.1. Введение в проблему
2.7.2. Критерии работоспособности ДМГС
2.8. Альтернативные стратегии развития распределенного, физически обоснованного гидрологического моделирования
2.8.1. Предварительная информация
2.8.2. Стратегия Фриза — Харлана
2.8.3. Стратегия Реджиани
2.8.4. Стратегия Бивена
2.8.5. Стратегия Бергстрема
2.8.6. Стратегия авторов
Глава 3. Детерминированное моделирование системы процессов формирования стока
3.1. Проблема
3.2. Вынужденная интерлюдия
3.3. Стокообразование в речном бассейне
3.3.1. Общие положения
3.3.2. Распространенные подходы
3.4. Трансформация стока в речном бассейне
3.4.1. Общие положения
3.4.2. Некоторые примеры наиболее известных подходов
Глава 4. Краткие сведения о детерминированной моделирующей гидрологической системе «Сток — эрозия — загрязнение»
4.1. Предпосылки
4.2. Предварительная подготовка материалов, необходимых для моделирования, и проблема документирования
4.3. Пространственно-вычислительная схематизация речного бассейна
4.4. Блок-схема моделирующей системы
4.5. Блок-схема автономного модуля «Лито — педо — фитон»
4.6. Формирование, залегание, таяние, водоотдача, разрушение и сход снежного покрова
4.7. Концепция стоковых элементов и моделирование трансформации стока от поверхностного до глубокого подземного
4.8. Параметры ДМГС «Сток — эрозия — загрязнение»
4.9. Примеры работоспособности ДМГС «Сток — эрозия — загрязнение»
Глава 5. Экологическая ориентация моделирования процессов стока, эрозии и загрязнения
5.1. Введение в проблему
5.2. Рациональная моделирующая система «Trivium»
5.3. О новой роли ДМГС «Сток—эрозия —загрязнение»
Глава 6. Моделирование склоновой эрозии и загрязнения
6.1. Постановка задачи
6.2. Эрозия и нерастворимый загрязнитель
6.3. Растворимый загрязнитель
6.4. Пример моделирования динамики загрязнения
Глава 7. Детерминированное моделирование опасных гидрологических явлений
7.1. Краткое предварительное обсуждение проблемы
7.2. Наводнения
7.3. Селевые потоки и родственные им явления
7.3.1. Общее состояние проблемы
7.3.2. Принципы создания моделей формирования селевых потоков и родственных им явлений
7.3.3. Динамика масс воды, льда, снега и рыхлообломочной горной породы в мире больших уклонов
7.3.4. Селевые процессы и их модели
7.3.5. Краткий словарь специфических терминов селеведения
7.4. Прорывы озер, подпруженных ледниками
Глава 8. Стохастическое моделирование
8.1. Математическая статистика в гидрологии
8.1.1. Общие положения
8.1.2. Важное напоминание об эмпирической функции распределения
8.1.3. Рекомендуемые аналитические функции распределения и способы оценки их параметров
8.1.4. От основной задачи применения методов математической статистики в гидрологии к собственно стохастическому моделированию
8.2. Подход Монте-Карло
8.3. Стохастическое моделирование. Общие сведения
8.4. Стохастическое моделирование последовательностей гидрологических величин
8.5. Стохастическое моделирование гидрографов стока
8.5.1. Горные реки с четко выраженной волной половодья
8.5.2. Реки с паводковым режимом
8.6. Стохастическое моделирование прорывов моренных озер
Глава 9. Краткие сведения о стохастической моделирующей гидрологической системе «Погода»
9.1. Состояние проблемы
9.2. Основные положения
9.3. Гидрологически важные элементы погоды
9.4. Особенности данных наблюдений за осадками
9.5. Методологические аспекты СМГС «Погода»
9.5.1. О годовых метеорологических величинах
9.5.2. О двух метеорологических величинах, связанных с выпадением осадков
9.5.3. Учет физической взаимосвязи между метеорологическими величинами
9.5.4. О совмещении крупномасштабного (годового) и мелкомасштабного (суточного) моделирования
9.5.5. Двухгармоническая аппроксимация внутригодового хода метеорологических величин
9.5.6. Иная аппроксимация внутригодового хода метеорологических величин
9.5.7. Принципы генерации полей метеорологических величин
9.5.8. Зона выпадения осадков
9.5.9. О пространственных корреляционных функциях гидрометеорологических величин
9.5.10. Подведение итогов
9.6. Подготовка исходных данных и оценка параметров
9.6.1. Постановка задачи
9.6.2. Суточные суммы осадков
9.6.3. Вероятность выпадения осадков
9.6.4. Температура воздуха
9.6.5. Относительная влажность воздуха
9.7. Генерация полей метеорологических величин
Глава 10. Детерминированно-стохастическое моделирование
10.1. Постановка вопроса
10.2. Пример прямого взаимодействия стохастики и детерминизма
10.3. Композиционный метод в гидрологии
10.4. Предыстория. Уроки дискуссии
10.5. Иные взгляды
10.5.1. Издержки сепаратизма в гидрологии
10.5.2. Заключительный комментарий
10.6. Специфический взгляд гидролога-стохастика на перспективы гидрологии
10.7. Сущность детерминированно-стохастического моделирования
10.8. Пример работоспособности системы СМГС «Погода» — ДМГС «Сток — эрозия — загрязнение»
Заключение
Список литературы.



Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате и читать:

Скачать книгу Математическое моделирование в гидрологии, Виноградов Ю.Б., Виноградова Т.А., 2010 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

Скачать




Скачать книгу Математическое моделирование в гидрологии, Виноградов Ю.Б., Виноградова Т.А., 2010 - djvu - depositfiles.

Скачать книгу Математическое моделирование в гидрологии, Виноградов Ю.Б., Виноградова Т.А., 2010 - djvu - Яндекс.Диск.
Дата публикации:





Теги: :: :: ::


Следующие учебники и книги:
Предыдущие статьи:


 


 


Книги, учебники, обучение по разделам




Не нашёл? Найди:





2016-12-02 22:57:10