1. コンテストの質問
黄河の水と堆積物のモニタリングデータの分析
黄河は中華民族の母なる川です。黄河の水と土砂のフラックスの変化の法則を研究することは、環境ガバナンス、気候変動、黄河流域の人々の生活に影響を与えるだけでなく、黄河流域の水資源分布の最適化、人と人との関係の調整にも影響を及ぼします。土地、水と土砂の調節、洪水と災害の防止に関する重要な理論的指針。
付録 1 は、
過去
6年間の小朗堤貯水池下流の黄河水文観測所
の水位、水流、堆積物含有量の実際の監視データを示し、付録 2
は、水文観測所の黄河セクションの測定データを示します。
付録 3 には、
水文
観測所のいくつかのモニタリングポイントの関連データが掲載されています。次の問題を研究するための数学的モデルを確立してください。
質問
1
: 水文観測所における黄河水の堆積物含有量と時刻、水位、水流量との関係を調査し、過去 6 年間の水文観測所における年間総水量と年間総土砂排出量を推定して
ください
。 。
質問
2 では
、過去6年間におけるこの水文観測所の水と土砂のフラックスの突然変異、季節性、周期性の特徴を
分析し、水と土砂のフラックスの変化する規則を研究します。
質問
3
: 水文観測所の水と土砂のフラックスの変化パターンに基づいて、今後 2 年間の水文観測所の水と土砂のフラックスの変化傾向を予測および分析し、水文観測所の最適なサンプリング監視計画を策定します。これにより、水と土砂のフラックスの動的変化を時間的に把握できるだけでなく、モニタリングのコストリソースを最小限に抑えることができます。
質問
4
: 水文観測所の水と土砂のフラックスと川底の標高の変化に基づいて、毎年
6 月から
7 月
にかけて
小朗堤貯水池で実施される「水と土砂の規制」の実際の効果を分析してください。もし「水土砂規制」が行われなければ、10年後に水文観測所の川底標高はどうなるでしょうか？
2. 分析とモデル化のアイデア
1.水文観測所における黄河水の堆積物含有量と時間、水位、水流量との関係を調査し、過去6年間の水文観測所における年間総水量と年間総堆積物排出量を推定します。
質問では、過去 6 年間の水位、水流量、土砂含有量の実際の監視データが示されています。水流量は 2 時間ごとに収集されます。簡単な方法としては、水流量の増加率が安定しており、平均流量が毎時間変化することが考えられます。合計トラフィック (線形補間と同様) を複雑にしたい場合は、これ以上細かいデータが利用できないため、役に立たない可能性があります。
砂の含有量は、ほとんどが 1 日 1 回 8 時に収集されますが、それ以外の時間にも時々収集されますが、データには 2 つの問題があります: (1) 20 ～ 21 年のデータが欠落している、つまりデータがありません。毎日 8 時に; (2) ほとんどの場合、データは 1 日に 1 つしかなく、粒度が高すぎて詳細が不十分です。ただし、上記の水流データは比較的完全であるため、砂含有量と水流の関係を取得するための回帰モデルを構築できます。砂含有量は y、水流、水位、時間由来の特性、回帰モデルがトレーニングされた後、各時点の堆積物含有量が予測され、水流と同じ方法を使用して総流量が計算されます。
2.
過去 6 年間の水文観測所における水と土砂のフラックスの突然変異、季節性、周期性の特徴を分析し、水と土砂のフラックスの変化の法則を研究する。
古典的なトレンド分解分析では、時系列の水流と底質含有量を分解して季節変動、周期変動、トレンド、干渉項目を取得し、個別にデータ分析を行うことができます。周期的変動を考慮する期間の長さは、年、月、日のいずれであっても、異なる結果が生じる可能性があるため、個別に検討するのが最善です。
もう1つの注意点は、時系列分析は設問に含まれていない外れ値や極値の影響を受けやすいことですが、通常の分析の考え方としてはこれを考慮する必要があります。トレンド チャートと箱ひげ図として表示されます。そうでない場合はチェックして確認し、以下に進みます。
……
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