Способ определения местных климатических параметров ливневых дождей

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для определения местных климатических параметров ливневых дождей. Сущность: устанавливают на местности один автоматический дождемер. В течение заданного временного интервала осуществляют запись текущих значений времени и количества выпавших за это время осадков. Рассчитывают силу каждого дождя. Формируют выборку из ливневых дождей, сила которых превышает установленное значение, и сортируют их в порядке убывания. Определяют множество чисел случаев выпадения ливневых дождей данной силы. Формируют множество сумм случаев выпадения ливневых дождей. Формируют множество средней повторяемости однократного превышения сил дождя в течение заданного временного интервала. Формируют множество периодов однократного превышения сил дождя. Формируют множество климатических констант. Определяют климатическую константу как среднее значение из множества климатических констант. В различных точках местности устанавливают дополнительные автоматические дождемеры. Выполняют измерения, аналогичные указанным выше, и формируют выборку из ливневых дождей, сила которых превышает установленное значение. Формируют общую выборку, объединяя данную выборку и выборку, сформированную по результатам измерений, полученных одним автоматическим дождемером. Технический результат: снижение продолжительности работ, повышение точности определения местных климатических параметров ливневых дождей. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к способам определения местных климатических параметров ливневых дождей, необходимых для гидравлического расчета сетей водоотведения поверхностного стока.

Известен способ определения величины климатического коэффициента «к», описанный в методах расчета ливневого стока Горбачева П.Ф., (см. П.Ф. Горбачев, Методы расчета ливневого стока. // Издательство «Власть Советов» при Президиуме ВЦИК, Москва, 1937 г. стр. 25-26. Выкопировка прилагается.) для средних условий центральной части СССР принимается равной 1, исходя из формулы НКПС 1931 г, согласно циркуляру НКПССтроя от 20/III 1931 г. «О нормах расчета поверхностных вод», а для других районов определяется из равенства:

и

М1 - наибольшее значение суточного количества дождевых осадков, наблюдавшихся в среднем на метеорологических станциях района, желательно в течение 30 лет или, при неимении достаточных наблюдений, за меньший период времени, но не менее 15 лет.

М2 - среднее арифметическое взятых по отдельным годам наибольших суточных количеств дождевых осадков, наблюдавшихся на метеорологических станциях района, желательно за 30 лет, а при неимении - за меньший период времени, сколько то окажется возможным.

Недостатками этого способа являются:

- большая продолжительность выполнения работ, т.к. запись измеряемых величин должна производиться в течение Т лет, где Т>30 лет;

- невысокая точность, т.к. определения климатических параметров возможно только для районов и не учитывает специфику климата в городах.

Наиболее близким аналогом к заявляемому способу служит способ определения местных климатических параметров ливневых дождей, описанный в монографии Зака Г.Л. (см. Зак Г.Л. Водостоки: Основы рационального проектирования и расчета. // Издательство министерства коммунального хозяйства РСФСР. Москва, 1952. с. 14-17. Выкопировка прилагается.), предусматривающий то, что

устанавливают на местности в точке А один автоматический дождемер, выполненный с возможностью записи текущих значений измеряемых величин времени t с шагом Δt и количества hΔt выпавших осадков за время Δt,

производят запись измеряемых величин в течение T лет,

определяют время начала tнач,i и конца tкон,i каждого i-го дождя в точке А, а также количество hi выпавших осадков за весь период i-го дождя в течение T лет,

определяют силу Δi каждого дождя по формуле где ti=tкон,i-tнач,i,

формируют выборку АА из n ливневых дождей с силой Δi>S, округляют их значения до k знаков после запятой, k=0, 1, 2,

сортируют их в порядке убывания Δ12,…,Δj,…,Δn так, что бы Δ12,…,Δj-1j,…,Δn-1n,

определяют множество m1,m2,…,mj,…,mn чисел случаев выпадения ливневых дождей силы Δj * kk, mj≥1,kk<1,

формируют множество mm1, mm2,…,mmj,…,mmn сумм случаев выпадения ливневых дождей, mm1=m1, mmj=mj-1+mj,

формируют множество kkkl, kkk2,…,kkkj,…,kkkn средней повторяемости однократного превышения сил дождя в течение T лет, kkkj=mmj/Т,

формируют множество p1,p2,…,pj,…,рn периодов однократного превышения сил дождя, рj=1/kkkj,

формируют множество рр1, рр2,…,ppj,…,ррn,

формируют множество климатических констант μ12,…,μj,…μn,

определяют климатическую константу

Для указанного способа характерны следующие недостатки:

- большая продолжительность выполнения работ, т.к. запись измеряемых величин должна производиться в течение T лет, где T>20. Например, в наиболее близком аналоге T=26 лет;

- невысокая точность, т.к. измерение параметров происходит только в одной точке. При этом, например, на расстоянии одного километра значения измеряемых параметров могут уже существенно отличаться ввиду высокой неравномерности выпадения дождей.

Задачей настоящего изобретения является снижение продолжительности и повышение точности выполнения работ по определению местных климатических параметров ливневых дождей.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе, в соответствии с которым:

устанавливают на местности в точке А один автоматический дождемер, выполненный с возможностью записи текущих значений измеряемых величин времени t с шагом Δt и количества hΔt выпавших осадков за время Δt,

производят запись измеряемых величин в течение T лет,

определяют время начала tнач,i и конца tкон,i каждого i-го дождя в точке А, а также количество hi выпавших осадков за весь период i-го дождя в течение T лет,

определяют силу Δi каждого дождя по формуле где ti=tкон,i-tнач,i,

формируют выборку АА из n ливневых дождей с силой Δi>S, округляют их значения до k знаков после запятой, k=0, 1, 2,

сортируют их в порядке убывания Δl2,…,Δj,…,Аn так, что бы Δ12,…,Δj-1j,…,Δn-1n,

определяют множество ml,m2,…,mj,…,mn чисел случаев выпадения ливневых дождей силы Δj*kk, mj≥1, kk<1,

формируют множество mml,mm2,…,mmj,…,mmn сумм случаев выпадения ливневых дождей, mm1=m1, mmj=mj-1+mj,

формируют множество kkk1, kkk2,…,kkkj,…,kkkn средней повторяемости однократного превышения сил дождя в течение Т лет, kkkj=mmj/T,

формируют множество pl,p2,…,pj,…,рn периодов однократного превышения сил дождя, pj=1/kkkj,

формируют множество рр1, рр2,…, ppj,…,ррn,ppj1j),

формируют множество климатических констант μ12,…,μj,…,μnj2j,pj),

определяют климатическую константу

в соответствии с настоящим изобретением устанавливают N дополнительных автоматических дождемеров в разных точках Вr местности, выполненных с возможностью записи текущих значений измеряемых величин времени t с шагом Δt и количества hΔt выпавших осадков за время Δt, r=1,2,…,N;

- определяют время начала и конца каждого ii-го дождя в точках Вr местности, а также количество выпавших осадков за весь период ii-го дождя в течение T лет;

- определяют силу каждого дождя по формуле где

- формируют выборки ВВr из ливневых дождей с силой округляют их значения до k знаков после запятой, k=0, 1, 2;

- выборку из n ливневых дождей формируют путем объединения N выборок ВВr и выборки АА, при этом а

Возможен вариант развития, когда

Возможен вариант развития, когда

Возможен вариант развития, когда S>1.

Отличительными признаками заявляемого способа является:

1. Установка N дополнительных автоматических дождемеров точках Вr местности, выполненных с возможностью записи текущих значений измеряемых величин времени t с шагом Δt и количества hΔt выпавших осадков за время Δt, r=1, 2, …, N;

2. Определение времени начала и конца каждого ii-го дождя в точках Вr местности, а также количества выпавших осадков за весь период ii-го дождя в течение T лет;

3. Определение силы каждого дождя по формуле где

4. Формирование выборки ВВr из ливневых дождей с силой округляя их значения до k знаков после запятой, k=0, 1, 2;

5. Формирование выборки из n ливневых дождей путем объединения N выборок ВВr и выборки АА;

6. Увеличение выборки до

7. Вычисление

По сведениям, имеющимся у авторов, все отличительные признаки не известны. Совместное их применение позволит:

- снизить продолжительность выполнения работ, т.к. в соответствии с предлагаемым изобретением достаточно запись измеряемых величин производить в течение T>5 лет;

- повысить точность, т.к. измерение параметров происходит не в одной точке. Поэтому, уменьшается погрешность из-за высокой неравномерности выпадения дождей.

Краткое описание чертежей.

На фиг. 1 представлен пример схемы установки дождемеров; на фиг. 2 - сравнение выборок АА и ВВr; на фиг. 3 - приведены результаты сортировки выборки из n ливневых дождей; на фиг. 4 оказаны значения μj в зависимости от pj и результаты аппроксимации.

Осуществление изобретения.

Осуществление изобретения продемонстрировано (см. фиг. 1) на системе, включающей дождевую тучу 1, один автоматический дождемер 2, установленный в точке А и выполненный с возможностью записи текущих значений измеряемых величин времени t с шагом Δt и количества hΔt выпавших осадков за время Δt.

В соответствии с настоящим изобретением:

- дополнительно устанавливают N дополнительных автоматических дождемеров 3 в разных точках Вr местности, выполненных с возможностью записи текущих значений измеряемых величин времени t с шагом Δt и количества hΔt выпавших осадков за время Δt, r=1, 2, …, N. На фиг. 1 в качестве примера показан вариант, когда N=34;

- производят запись измеряемых величин в течение T лет;

- определяют время начала tнач,i и конца tкон,i каждого i-го дождя в точке А, а также количество hi выпавших осадков за весь период i-го дождя в течение T лет;

- определяют силу Δi каждого дождя по формуле где ti=tкон,i-tнач,i;

- формируют выборку АА из n ливневых дождей с силой Δi>S, округляют их значения до k знаков после запятой, k=0, 1, 2. На фиг. 2 в качестве примера позицией 4 показана выборка АА;

- определяют время начала и конца каждого ii-го дождя в точках Вr местности, а также количество выпавших осадков за весь период ii-го дождя в течение T лет;

- определяют силу каждого дождя по формуле где

- формируют выборки ВВr из ливневых дождей с силой округляют их значения до k знаков после запятой, k=0, 1, 2. На фиг. 2 в качестве примера позицией 5 показана выборка ВВr;

- выборку из n ливневых дождей формируют путем объединения N выборок ВВr и выборки АА, при этом

- сортируют ливневые дожди в порядке убывания Δ1, Δ2,…, Δj,…, Δn так, что бы Δ12,…,Δj-1j,…,Δn-1n; на фиг. 3 в качестве примера позицией 6 показаны результаты такой сортировки;

- определяют множество ml,m2,…,mj,…,mn чисел случаев выпадения ливневых дождей силы Δj*kk, mj≥1, kk<1;

- формируют множество mm1,mm2,…,mmj,…,mmn сумм случаев выпадения ливневых дождей, mm1=m1, mmj=mj-1+mj;

- формируют множество kkk1,kkk2,…,kkkj,…,kkkn средней повторяемости однократного превышения сил дождя в течение T лет, kkkj = mmj/(T * N);

- формируют множество р12,…,pj,…,рn периодов однократного превышения сил дождя, рj=1/kkkj;

- формируют множество рр1, рр2,…,ррj,…,ррn,ppj1j). Одним из вариантов развития является вариант, когда

- формируют множество климатических констант μ12,…,μj,…,μn, μj2jj). Одним из вариантов развития является вариант, когда На фиг. 4 в качестве примера позицией 7 показаны значения μj в зависимости от рj.

- определяют климатическую константу На фиг. 4 в качестве примера позицией 8 показаны значения Δj в зависимости от рj по зависимости

На фиг. 4 для сравнения позицией 9 показаны значения Δj в зависимости от pj полученные при условии, что выборку из n ливневых дождей формируют только из выборки АА. Из него видно, что степень достоверности данных, полученных по предлагаемому изобретению не ниже, чем данных полученных по прототипу при сокращении продолжительности работ не менее, чем в 5 раз. Это доказывает его промышленную применимость.

1. Способ определения местных климатических параметров ливневых дождей, заключающийся в том, что

устанавливают на местности в точке А один автоматический дождемер, выполненный с возможностью записи текущих значений измеряемых величин времени t с шагом Δt и количества hΔt выпавших осадков за время Δt,

производят запись измеряемых величин в течение T лет,

определяют время начала tнач,i и конца tкон,i каждого i-го дождя в точке А, а также количество hi выпавших осадков за весь период i-го дождя в течение T лет,

определяют силу Δi каждого дождя по формуле где ti=tкон,i-tнач,i,

формируют выборку АА из n ливневых дождей с силой Δi>S, округляют их значения до k знаков после запятой, k=0, 1, 2,

сортируют их в порядке убывания Δl2,…,Δj,…,Δn так, чтобы Δ12,…,Δj-1j,…,Δn-1n,

определяют множество m1,…m2,…mj,…,mn чисел случаев выпадения ливневых дождей силы Δj * kk, mj≥1, kk<1,

формируют множество mm1,mm2,…,mmj,…,mmn сумм случаев выпадения ливневых дождей, mm1=ml, mmj=mmj-1+mj,

формируют множество kkk1, kkk2,…,kkkj,…,kkkn средней повторяемости однократного превышения сил дождя в течение T лет, kkkj=mmj/T,

формируют множество p1,p2,…,pj,…,pn периодов однократного превышения сил дождя, pj=1/kkkj,

формируют множество pp1,pp2,…,ppj,…,ррn, ppj1j),

формируют множество климатических констант μ12,…,μj,…,μn, μj=определяют климатическую константу

отличающийся тем, что устанавливают N дополнительных автоматических дождемеров в разных точках Вr местности, выполненных с возможностью записи текущих значений измеряемых величин времени t с шагом Δt и количества hΔt выпавших осадков за время Δt, r=1, 2,…, N,

определяют время начала и конца каждого ii-го дождя в точках Вr местности, а также количество выпавших осадков за весь период ii-го дождя в течение T лет,

определяют силу каждого дождя по формуле где

формируют выборки ВВr из ливневых дождей с силой округляют их значения до k знаков после запятой, k=0, 1, 2,

выборку из n ливневых дождей формируют путем объединения N выборок ВВr и выборки АА, при этом

2. Способ определения местных климатических параметров ливневых дождей по п. 1, отличающийся тем, что

3. Способ определения местных климатических параметров ливневых дождей по п. 1, отличающийся тем, что

4. Способ определения местных климатических параметров ливневых дождей по п. 1, отличающийся тем, что S>1.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для определения основных параметров структуры воздушно-капельных образований облаков и туманов.

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для детектирования кучевой облачности. Сущность: измеряют суммарную радиацию незатененным пиранометром.

Изобретение относится к автоматизированным комплексам для контроля параметров выбросов технологических установок объектов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду.

Изобретение относится к области экологии и может быть использовано для контроля параметров окружающей среды. Сущность: система состоит из энергонезависимых устройств (18), каждое из которых содержит метеорологические датчики (1), датчики (2) экологического мониторинга, датчики (3) измерения показателей производственной среды в виде датчиков уровня шума, уровня освещенности, интенсивности тепловой нагрузки среды, барометр (20), виброметр (36), комбинированный полуавтоматический анализатор (21) аэрозолей, датчик (22) измерения фактической концентрации ацетона, задатчик (23) ПДК ацетона, датчик (24) измерения фактической концентрации фенола, задатчик (25) ПДК фенола, делители (26), сумматор (27) концентраций, датчик (28) измерения фактической концентрации этилена, задатчик (29) ПДК этилена, датчик (30) измерения фактической концентрации пропилена, задатчик (31) ПДК пропилена, датчик (32) измерения фактической концентрации бутилена, задатчик (33) ПДК бутилена, датчик (34) измерения фактической концентрации амилена, задатчик (35) ПДК амилена, интеграторы (4), преобразователи (5), блок (6) измерений, блоки (7) сравнения, задатчики (8), блок (9) сопряжения, блок (10) питания, блок (11) управления режимами, блок (12) управления и связи, дополнительный блок (13) питания, батарею (14) дополнительного блока питания, буфер (15) питания, энергонезависимую память (16), блок (17) ввода-вывода, модем сотовой связи и антенну (19), делители для ацетона (37), фенола (38), этилена (39), пропилена (40), бутилена (41), амилена (42), сумматор (43) вредных веществ аддитивного действия, задатчик (44) для эффекта аддитивного действия, блок (45) сравнения для определения эффекта аддитивного действия, задатчики коэффициента комбинированного действия ацетона (46) и фенола (49), перемножители для ацетона (47) и фенола (50), делители для определения потенцированного действия ацетона (48) и фенола (51), сумматор (52) вредных веществ потенцированного действия, блок (53) сравнения для определения эффекта потенцированного действия, задатчик (54) эффекта потенцированного действия.

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для актуализации местных климатических параметров ливневых дождей. Сущность: устанавливают на местности один автоматический дождемер.

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для дистанционного определения метеорологических условий обледенения воздушных судов. Сущность: в точке наблюдения регистрируют несколько (n) фактических значений общего влагосодержания атмосферного столба при помощи радиометра водяного пара и фактическое значение вертикального профиля температуры при помощи наземного температурного профилемера.

Изобретение относится к области экологического мониторинга и может быть использовано для оценки экологической опасности несанкционированных свалок. Сущность: определяют следующие характеристики свалки: площадь, примерный состав складируемых отходов, удаленность от мест жизнедеятельности человека, водоемов и особо охраняемых природных территорий, объем образующегося фильтрата, время существования, размер вреда почвам как объекту окружающей среды.

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для определения горизонтальной дальности видимости несамосветящихся объектов в темное время суток.

Изобретение относится к области диагностики характеристик атмосферы и касается способа определения оптической толщины атмосферы. Способ включает в себя получение оптических изображений неба вблизи горизонта с захватом линии горизонта не менее чем в трех спектральных окнах оптического спектра, построение угловой зависимости яркости неба вблизи горизонта и вычисление значения угловой высоты пригоризонтного максимума яркости безоблачного неба в каждом спектральном окне.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам измерения давления и температуры воздуха. Датчик ветра и давления содержит блок чувствительных элементов, электромагнит, блок управления электромагнитом, обтекатель, корпус которого выполнен с двумя парами входных отверстий, оси которых расположены в двух вертикальных плоскостях, проходящих через ось симметрии датчика ветра и давления, причем каждая пара входных отверстий расположена перпендикулярно друг другу.

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для определения местных климатических параметров ливневых дождей. Сущность: устанавливают на местности один автоматический дождемер. В течение заданного временного интервала осуществляют запись текущих значений времени и количества выпавших за это время осадков. Рассчитывают силу каждого дождя. Формируют выборку из ливневых дождей, сила которых превышает установленное значение, и сортируют их в порядке убывания. Определяют множество чисел случаев выпадения ливневых дождей данной силы. Формируют множество сумм случаев выпадения ливневых дождей. Формируют множество средней повторяемости однократного превышения сил дождя в течение заданного временного интервала. Формируют множество периодов однократного превышения сил дождя. Формируют множество климатических констант. Определяют климатическую константу как среднее значение из множества климатических констант. В различных точках местности устанавливают дополнительные автоматические дождемеры. Выполняют измерения, аналогичные указанным выше, и формируют выборку из ливневых дождей, сила которых превышает установленное значение. Формируют общую выборку, объединяя данную выборку и выборку, сформированную по результатам измерений, полученных одним автоматическим дождемером. Технический результат: снижение продолжительности работ, повышение точности определения местных климатических параметров ливневых дождей. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх