Метою вивчення дисципліни «Сучасні математичні методи у гідрологічних розрахунках і прогнозах» ознайомлює студентів з новими тенденціями досліджень в прикладної гідрології, які мають велике значення у вирішенні сучасних наукових та практичних завдань і пов’язані з математичним моделями процесів формування стоку, з детермінованим та стохастичним моделюванням. Багатоплановість його завдань пов’язана зі зростаючим значенням при вирішенні задач наукового обґрунтування будівельного та екологічного проектування, правильного земле- і водокористування, охорони природного середовища, енергетичних, водогосподарських і комунікаційних проектів. Друга важлива область його застосування – це прогнози річкового стоку і небезпечних гідрологічних явищ, таких як повені, паводки, селеві потоки, катастрофічні зсуви та лавини у горах, забруднення територій і річкового стоку.
Завдання дисципліни є обговорення основних аспектів та концепцій гідрології, головної змістовної її частини – вчення про стік, головного процесу наземної частини гідрологічного циклу – формування стоку, опрацювання схем основних процесів формування стоку і динаміки води у річковому басейні (процеси і явища на поверхні басейну, процеси і явища в ґрунті й приповерхній товщі гірської породи, руслова трансформація й трансляція в замикаючий створ води, стік води в замикаючому створі), як підсумок взаємодії комплексу часткових процесів; дати уявлення про математичні моделі та моделювання в гідрології, про змістовні моделі та їх варіанти, про два класи математичних моделей – детерміновані та стохастичні; про загальні принципи побудови математичних моделей процесів формування стоку; їх верифікаціяю, калібрування і валідацію; ознайомлення з математичними моделями процесів формування весняного та дощового стоку та проведення модельних розрахунків; показати можливості застосування моделей для прогнозування гідрологічних процесів та явищ, дати уявлення про цілі стохастичного моделювання, детерміновано-стохастичного моделювання; висвітлити перспективи та сучасні проблеми моделювання річкового стоку.
В результаті вивчення навчальної дисципліни студент повинен знати:
- головні аспекти та основні концепції гідрології;
- часткові процеси як комплекс явищ формування стоку води;
- динаміку води у річковому басейні;
- схеми основних процесів стокоутворення на водозборі при формуванні основних фаз водного режиму: водопілля, дощових і сніго-дощових паводків, межені;
- закони збереження і водний баланс;
- методи розрахунку основних складових водного балансу різних фаз водного режиму річок;
- конфігурацію суцільного середовища, рівняння для опису його стану й динаміки;
- роль межових умов у суцільному природному середовищі;
- головну мету та завдання детермінованого моделювання;
- принципи проектування математичних моделей формування стоку та створення складної моделюючої системи;
- етапи процесу моделювання – верифікація, калібрування і валідація, узагальнення та систематизація параметрів моделі;
- цілі стохастичного моделювання та детермінованостохастичного моделювання; перспективи розвитку та сучасні проблеми моделювання річкового стоку;
вміти:
- аналізувати режим, гідрографи і характеристики стоку;
- виділяти просторові особливості формування стоку рівнинних та гірських річок;
- складати водні баланси для окремих фаз водного режиму;
- визначати зміст моделей формування стоку;
- орієнтуватися у основних цілях детермінованого, стохастичного та детерміновано-стохастичного моделювання;
- визначати параметри моделі, константи, початкові умови та змінні стану;
- проводити модельні розрахунки та аналізувати отримані проміжні та кінцеві результати.
- Викладач: Пасічник Микола Дмитрович