The analysis of time series of river water mineralization in the Dnipro basin with the use of theoretical laws of random variables distribution

Abstract

Аналіз сучасних наукових робіт щодо використання статистичних методів в гідрохімічних дослідженнях показав що такий підхід достатньо обґрунтований, як в Україні, так й за кордоном. Мета даної роботи – визначити основні статистичні параметри та дослідити можливість застосування теоретичних законів розподілу до часових рядів мінералізації. В представленому дослідженні наведені результати застосування стандартних статистичних методів обробки гідрометеорологічної інформації для даних спостережень за мінералізацією води на 28 постах басейну Дніпра (у межах України) за період з 1990 по 2015 роки. Проаналізовано динаміку отриманих статистичних параметрів (середніх багаторічних значень, коефіцієнтів варіації, асиметрії та автокореляції) в межах басейну Дніпра на території України. Середні річні значення мінералізації суттєво змінюються в межах досліджуваної частини басейну Дніпра - у північній частині максимальне значення середньобагаторічної мінералізації дорівнює 447 мг/дм3, по мірі просування на південь мінералізація збільшується і вже у суббасейні Середнього Дніпра її максимум досягає 971 мг/дм3; найбільші значення спостерігаються на півдні (суббасейн Нижнього Дніпра), де можуть досягати екстремально високих значень для окремих малих річок (р. Солона – с. Новопавлівка, 3356 мг/дм3). Багаторічна мінливість мінералізації в річках досліджуваної території незначна, а коефіцієнти автокореляції рядів мінералізації доволі високі, у більшості випадків вони є значущими та мають тенденціє до зменшення від суббасейну Прип’яті на півночі до суббасейну Нижнього Дніпра - на півдні. В рамках представленого дослідження також проаналізовано можливість застосування відомих в гідрології теоретичних кривих розподілу для описання рядів мінералізації річок, на прикладі басейну Дніпра. З використанням критерію згоди Пірсона, перевірено розподіли Пірсона ІІІ типу та трьохпараметричний С.М. Крицького і М.Ф. Менкеля на їх відповідність емпіричним рядам мінералізації. В результаті виявлено, що у 85 % випадків можна використовувати розподіл Пірсона ІІІ типу, а трьохпараметричний С.М. Крицького і М.Ф. Менкеля – у 60 % випадків.