2.5. Управління підземними водами . . . . . 80

2.5.1. Модель природної системи . . . . . 81

2.5.2. Модель управління . . . . . . 82

2.5.3. Приклади моделей управління . . . 83

3. ЕКОНОМІЧНА ДОЦІЛЬНІСТЬ РОЗРОБКИ ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ТА ЙОГО ВПРОВАДЖЕННЯ . . . . 85

3.1. Економічне обґрунтування розробки та впровадження програми . . . . . . . . . . 85

3.1.1 Розрахунок витрат на розробку програмного забезпечення 85

3.1.2. Розрахунок капітальних вкладень . . . . 87

3.1.3. Розрахунок експлуатаційних витрат . . . . 89

3.1.4.Розрахунок зведених економічних показників . . 89

4. ОХОРОНА ПРАЦІ . . . . . . . . 91

4.1 Значення охорони праці в забезпеченні безпечних та здорових умов праці . . . . . . . . . . . . 91

4.2 Аналіз потенційних небезпек та шкідливих факторів при використанні ЕОМ . . . . . . . . . 92

4.3 Розрахунок освітленості . . . . . . 95

4.4 Забезпечення безпеки технологічних процесів монтажу, налагоджування та експлуатації обладнання при роботі з ЕОМ . . 97

ВИСНОВОК . . . . . . . . . 101

ЛІТЕРАТУРА . . . . . . . . . 102

1 МОДЕЛЮВАННЯ РУСЛОВОГО СТОКУ

1.1 Стислий огляд моделей руслового стоку

За час, що минув після опублікування праць таких видатних науковців як Ньютон, Лаплас, Пуассон, Буссінеск, Сент-Венант, який отримав одновимірні рівняння неусталеної течії, й до сьогодні по суті закладено теоретичні основи аналізу руслового стоку. Вихідна система рівнянь Сент-Венанта складається з рівняння збереження маси

+ = 0 (1.1)

Та рівняння збереження моментів

+ + = 0 (1.2)

де х - відстань за повздовжньою віссю водотоку; А – площа поперечного перетину водотоку; V – швидкість; h – положення водної поверхні відносно певної площини порівняння; Sf - кут тертя, який можна оцінити за емпіричною формулою, що описує усталений рух рідини, зокрема, за допомогою рівняння Шезі або Маннінга.

Наведені залежності являють собою квазілінійні гіперболічні рівняння у частинних похідних із двома залежними (V,h) та двома незалежними змінними. А є відома функція від h, а Sf - відома функція від от V та h.

З огляду на складність рівнянь Сент-Венанта їхнє розв'язання було недосяжним, у зв'язку з чим тривали розробки різних спрощуючи апроксимацій, що описують розповсю-дження паводкової хвилі.

Спрощені методи розв'язання рівнянь Сент-Венанта можна розділити на такі класи:

1) чисто емпіричні методи;

2) гідрологічні методи, тобто методі, що ґрунтується на законі збереження маси та наближених співвідношеннях між розходом та ємністю;

3) гідравлічні методи, тобто методи, що ґрунтуються на законі збереження маси і спрощеній формі рівняння збереження моментів.

1.2 Емпіричні моделі

Існує низка моделей стоку, що побудовані на чисто емпіричній основі – інтуїції та результатах попередніх спостережень за паводковими хвилями. Застосування емпіричних моделей обмежується ситуаціями, коли наявної інформації про притоки та розвантаження на певних відрізках водотоку досить для калібрування основних емпіричних залежностей або коефіцієнтів стоку. Найкращі результати на цих моделях отримують у разі їх ви-користання стосовно річок із повільно змінюваними розходами та зневажливо малими латеральними притоками та поворотними течіями. Вони потребують мінімальних витрат обчислювальних ресурсів і поряд с тим великого обсягу робіт для отримання емпіричних параметрів.

1.2.1 Моделі запізнювання

Запізнювання визначається як різниця між притоком і розвантаженням певною час-тки води у межах даного відрізку водотоку. Згідно методу послідовної оцінки середнього запізнювання приймається, що якщо рухатися вниз за течією, можна знайти точку, в якій розхід (І2) у момент часу (t2) дорівнює середньому розходу, тобто (І1 + І2). Виявлено, що кількість послідовних середніх у межах певного відрізку водотоку наближено дорів-нює часу пробігу хвилі, поділеному на довжину відрізка. Розхід (O) у отворі відрізка, що замикає, вираховується за формулою

Оп+1 = С1І1 + C2I2 + … + Сп+1Іп+1,

де п - кількість підвідрізків (послідовних середніх) у межах даного відрізку водотоку.

Коефіцієнти стоку можна отримати методом спроб і похибок за гідрографами на го-ловному та замикаючому отворах даного відрізку або шляхом кореляції гідрографів, що отримують на вході та виході відрізку, методом найменших квадратів.

1.3 Лінеаризація моделі

Складність рівнянь Сент-Венанта спонукала науковців та інженерів до пошуків спрощених форм запису рівнянь з метою отримання їх розв'язання. При цьому або повністю ігнорувалися найменш суттєві нелінійні члени цих рівнянь, або виконувалася лінеаризація нелінійних членів.

1.3.1 Класичні моделі хвилі

Нехтуючи латеральним притоком, опором тертю та нелінійними членами VдА/дх и VдV/дх у рівняннях (1.1) та (1.2), можна отримати такі класичні лінійні рівняння хвилі:

(1.3)

де D – середня глибина потоку.

Аналітичні розв'язання (1.3) мають вигляд

, (1.4)

де , - функції, що визначаються початковими та межовими умовами стоку.

Крім того, якщо прийняти поперечний перетин водотоку прямокутним, ухил русла рівним нулю, лінеаризувати член, що містить характеристику тертя, знехтувати складо-вою VдV/дх, h, після об'єднання спрощених форм рівнянь (1.1) та (1.2) можна отримати рівняння:

(1.5)

де - певна стала, яка залежить від лінеаризованого члена, що містить характеристику тертя. Рівняння (1.5) записане у вигляді добре вивченого рівняння-згортки.

Для розробки методів оцінки стоку використовувалася теорія лінійних систем. Згідно цьому підходу приймається, що модель стоку являє собою систему лінійних ємностей, зв’язаних системою лінійних водотоків. Згідно теорії лінійних систем будь-яку лінійну систему можна вичерпним і єдиним чином описати за її одиничного імпульсного відгуку на зовнішній вплив. Співвідношення між входами і виходами описується інтегралом-згорткою

(1.6)

де О(t) - шуканий розхід, І(t) -