Приложение Б (обязательное). Инструкция по использованию программы "ГХМ-вынос" для проведения расчетов выноса (переноса) загрязняющего вещества с речным стоком на ПК

Приложение Б
(обязательное)

Инструкция
по использованию программы "ГХМ-вынос" для проведения расчетов выноса (переноса) загрязняющего вещества с речным стоком на ПК

Б.1. Общие сведения

Программа "ГХМ-вынос" предназначена для расчета выноса (переноса) химических веществ с речным стоком на ПК с использованием результатов систематических гидрохимических наблюдений.

Программа разработана в среде Delphi 7 и может работать на ПК под управлением операционной системы Windows.

Установка программы осуществляется простым копированием файлов с прилагаемого диска.

Для нормальной работы программы необходимо проверить (настроить) параметры отображения чисел (см. в компьютере разделы "Панель управления" - "Настройка языковых параметров, представления чисел, денежных единиц, времени и дат"):

- разделитель целой и дробной части числа - десятичная точка;

- разделитель групп разрядов - должен отсутствовать;

- группировка цифр по разрядам - должна отсутствовать.

Рекомендуется создать ярлык на рабочем столе для удобного запуска программы для работы. Создание ярлыка выполняется стандартными действиями работы в Windows.

Исходные данные, содержащие результаты систематических гидрохимических наблюдений в интересуемых створах водного объекта, следует формировать с использованием информационной системы "ГидрохимПК" в виде файлов с расширением "*.dat".

Запуск программы осуществляется в соответствии с правилами работы с приложениями в среде Windows - запуском файла "ГХМ-вынос.ехе".

Б.2. Основные операции, выполняемые в программном комплексе

Б.2.1. Файлы с расширением "*.dat" формируются с использованием информационной системы "ГидрохимПК" по заданному створу систематических гидрохимических наблюдений по всем или интересуемому ЗВ за весь или задаваемый для расчета выноса вещества период наблюдений.

Б.2.2. Запуск программы "ГХМ-вынос.ехе" сопровождается появлением на мониторе главного экрана формы, представленной на рисунке Б.1 (здесь и далее рисунки не приводятся). Нажатие в меню кнопки "Файл" позволяет открыть пять закладок:

"Открыть г/х данные формата *.dat";

"Открыть г/х данные формата *.vns";

"Открыть г/х данные в Excel";

"Открыть данные ежедневных расходов в Excel";

"Дополнить новой информацией по ингредиенту формата *.vns".

Б.2.2.1. Активизация первой из них открывает стандартное для системы Windows окно выбора каталогов и файлов. Здесь на соответствующем месте жесткого диска отыскивается и выбирается (открывается) ранее сформированный нужный для работы файл с расширением "*.dat".

Б.2.2.2. Активизация закладки "Открыть г/х данные формата *.vns" открывает стандартное для Windows окно выбора каталогов и файлов с заранее сформированными в процессе работы с программой ГХМ-вынос.ехе" файлами с расширением "*.vns". Из них выбирается нужный для работы файл.

Б.2.2.3. Активизация закладки "Открыть г/х данные в Excel" позволяет открыть стандартное для Windows окно выбора каталогов и файлов с заранее сформированными файлами с расширением "*.xls", заполненными в соответствии с прилагаемым к данной программе образцом, и выбрать для работы интересуемый файл.

Пояснение к подготовке таблицы в "Excel" - 1-я и 2-я строки таблицы - наименование столбцов (для ингредиентов имя и размерность); 3 строка - начиная со столбца "F" - коды ингредиентов; начиная с 4-й строки - содержание столбцов. Первый столбец (А) - координатный номер (для программы обязателен). Второй и третий столбцы (В, С) - "Имя реки" и "Наименование створа" для программы не обязательны, т.е. могут быть незаполненными (пустыми), но для текущей работы с исходной информацией заполнение их крайне желательно. Наличие четвертого столбца (D) и последующих, включая восьмой (Н), является обязательными (заполнение 4-7 столбцов является обязательным). Количество и порядок включения ингредиентов с соответствующим содержанием в таблицу, начиная с девятого столбца (I), являются произвольным. Содержание каждой таблицы целесообразно ограничивать одним створом реки. Коды ингредиентов должны соответствовать указанным их наименованиям в таблице. Пятый столбец (Е) - время как целое число; состоит из 3-х или 4-х цифр, причем две последние цифры - минуты, а одна или две первые цифры, соответственно, часы (например: 824 - 8 часов 24 минуты, 2255 - 22 часа 55 минут, 0 - 0 часов 0 минут) (формат времени такой же, как в программе ГидрохимПК). Значения глубины в придонном горизонте записывают со знаком "-".

Правила форматирования ячеек листа программы Excel:

а) когда создается новый лист, все ячейки по умолчанию имеют формат "Общий";

б) столбец "Дата" (4-й столбец) выделяют и назначают ему формат "Дата" типа *14.03.2001;

в) остальные столбцы и ячейки оставляют в формате "Общий".

Б.2.2.4. Активизация закладки "Открыть данные ежедневных расходов в Excel" позволяет открыть стандартное для Windows окно выбора каталогов и файлов с заранее сформированными файлами с расширением "*.xls", заполненными в соответствии с прилагаемым к данной программе образцом, и выбрать для работы интересуемый по названию файл. Цель процедуры - откорректировать (заменить) информацию по расходам воды в исходных данных по рассматриваемому ингредиенту в ранее подготовленном файле с расширением "*.vns".

Б.2.2.5. Активизация закладки "Дополнить новой информацией по ингредиенту формата *.vns" позволяет открыть стандартное для Windows окно выбора каталогов и файлов с заранее сформированным файлом с расширением "*.vns", подготовленным для дополнения исходного файла с таким же расширением. Цель процедуры - дополнить новыми результатами наблюдений ранее сформированный файл по определенному ингредиенту с расширением "*.vns".

Б.2.3. В окне "Код Ингредиент Размерн." (раскрывающийся список) после нажатия кнопки-стрелки появляется перечень всех ингредиентов, присутствующих в выбранном файле с расширением "*.dat". Из списка веществ выбирается (щелчком левой клавишей мыши на выбираемой строке) ЗВ, для которого будет проводиться расчет выноса (переноса). После выбора вещества на экране появляется окно "Введите погрешность аналитического определения концентрации вещества". Погрешность вводят в долях от единицы, затем нажимают кнопку "Запомнить". В левой части главной экранной формы в окне появляется в виде списка информация о координатных номерах точек наблюдения за выбранным ЗВ в рассматриваемом створе реки, средняя концентрация этого вещества и количество данных (число съемок) за весь выбранный (представленный в файле) период наблюдений (этот период наблюдений автоматически представляется в окнах "Начало", "Конец"). Буквенные обозначения в координатных номерах вертикалей в рассматриваемом створе реки указывают на горизонт отбора пробы воды в сечении реки: р - поверхность; s - средний по глубине горизонт; d - придонный горизонт.

Примечание - В случае, если вертикаль представлена одним координатным номером (т.е. наблюдения в створе проводились в одной вертикали или в каждую съемку отбиралась одна составная проба воды по сечению реки), то на экране появляется вопрос "Исходные данные по координатному номеру (створу) получены с использованием сливных проб воды в сечении реки?". При наличии наблюдений в одной вертикали для ориентировочного расчета выноса с определением погрешности осреднения данных только во временном ряду данных можно дать утвердительный ответ. При этом в редакционном окне "Введите величину погрешности определения концентрации вещества в сливных пробах" записывают погрешность, равную нулю.

Б.2.4. Активизировав (щелчком левой клавиши мыши на выбираемой строке) координатный номер точки в сечении реки, можно визуально просмотреть полученные концентрации ЗВ за весь представленный период наблюдений (в координатном номере концентрации ЗВ, полученные на одну дату, усреднены). Явные отскоки концентраций на графике (в виде экстремальных значений концентраций) для проведения последующих расчетов выноса ЗВ могут быть удалены с помощью кнопки "Удалить точку" (нажимают кнопку "Удалить точку", затем для просмотра оставшихся точек вновь активизируют рассматриваемый координатный номер). Используя кнопку "Редактирование исходных данных", в появляющейся таблице можно также удалить или откорректировать явно ошибочные данные по интересуемой точке наблюдений (координатному номеру) в створе реки (после активизации любого элемента строки удаление информации по пробе воды выполняют кнопкой "Удалить", корректировку исходных данных в ячейке таблицы фиксируют клавишами "Enter" или стрелкой на клавиатуре - вниз или вверх). Проверку (что получилось?) выполняют активацией рассматриваемого координатного номера. Для более точной оценки вида и наличия статистической связи между концентрацией ЗВ и расходом воды в интересуемом сезоне из временного ряда можно удалить все данные, относящиеся к другим сезонам. Отредактированные данные по рассматриваемому ЗВ можно запомнить в виде отдельного файла. Для этой цели в главном меню нажимают кнопку "Файл" и в появившейся закладке активизируют задачу "Записать откорректированные данные по ингредиенту в формате *.vns". Запись производят через открывшееся стандартное окно Windows для записи файла. В конце имени файла обязательно записывают его расширение "*.vns". Взяв за основу любую исходную информацию, в процедуре редактирование исходных данных можно внести данные по интересуемому ингредиенту, полученные на другом водном объекте, с последующим запоминанием сформированного файла под новым именем с расширением "*.vns". С помощью кнопки главного меню "Файл" и кнопки в закладке "Открыть г/х данные формата - *.vns" можно открыть готовый (ранее записанный) файл с откорректированными данными по интересуемому ингредиенту.

Б.2.5. Активизировав кнопку-переключатель "Конц.-расход", можно оценить наличие и вид связи "концентрация вещества - расход воды" в рассматриваемой точке сечения реки (при наличии значимой статистической связи на графике появляется кривая этой связи). Если в какой-либо точке в сечении реки (координатному номеру) наблюдения оказались непредставительными (например, очень малое число наблюдений, пропуски ряда лет за период наблюдений и т.п.), то, активизировав этот координатный номер и используя кнопку "Удалить корд. номер", в рамках проводимого расчета выноса можно его удалить со всеми исходными данными.

Б.2.6. Для предварительного вычисления значений выноса ЗВ по годам выполняют выбор сроков расчетного периода: в окнах "Начало", "Конец" устанавливают годы расчетного периода (выбранный год или многолетие).

Далее выполняют определение наличия в выбранном периоде характерной периодичности (сезонности) изменения концентрации ЗВ и анализ характера изменения годовых значений выноса ЗВ для выбора условного фонового периода (года или многолетия) по выносу этого ЗВ. В результате нажатия кнопки "Осреднение данных в створе по съемкам" в пределах выбранного периода (многолетие или год) происходит осреднение данных в створе реки по каждой съемке по выбранным для расчета координатным номерам в створе реки. Используя форматы "Врем. ряд", "Конц.-расход", "Табл." можно визуально просмотреть осредненные по сечению реки концентрации ЗВ. Для выбора (составления) набора возможной периодичности (сезонности) изменения концентраций ЗВ нажимают кнопку "Выбор набора периодов (сезонов)". В появившейся форме, представленной на рисунке Б.2, выполняют ввод (составление) наборов периодов (сезонов) изменения концентрации ЗВ в годовом цикле (для анализа может быть задана и всего одна версия сезонности).

В редакционные окна вводят сроки периодов (сезонов) в возможных (предлагаемых пользователем) версиях периодичности (сезонности) изменения содержания вещества в годовом цикле. В частности, в рассматриваемой версии периодичности (сезонности) соответствующими кнопками в редакционных окнах вводят сроки начала и конца очередного периода, включаемого в эту версию. Нажатие кнопки "Добавить период" позволяет ввести в окно экранной формы (окно списка набора сезонов) выбранную продолжительность очередного периода (сезона). Для внесения сроков периодов (сезонов) в следующей версии набора периодов (сезонов) следует нажать кнопку "Добавить набор периодов". В очищенные редакционные окна цикл набора новой версии продолжительности периодов (сезонов) повторяют.

Набор кнопок "Удалить период", "Предыдущий набор периодов", "Следующий набор периодов" позволяет просматривать и корректировать сформированный набор версий периодичности (сезонности) изменения концентраций рассматриваемого ЗВ в годовом цикле. Кнопка "Записать" служит для записи сформированного набора периодов (сезонов) в файл для возможности его использования при расчете выноса других веществ в рассматриваемом или других створах водотока. Файл записывают с расширением "*.sez". С помощью кнопки "Открыть" можно открыть готовый (ранее записанный) файл набора периодов (сезонов). После подготовки наборов периодов (сезонов) нажимают кнопку "Выход-расчет". В главной экранной форме появляются данные о сроках сезонов в отобранном (предпочтительном для расчета выноса) наборе периодов и сведения о рассчитанном коэффициенте сезонности по этому набору периодов (рисунок Б.3). Если сведения о предпочтительном наборе периодов (сезонов) и коэффициент сезонности отсутствуют, значит в предложенных наборах сезонности существенная сезонность отсутствует. Далее нужно либо ввести другие варианты периодичности (сезонности) изменения концентраций ЗВ, либо принять условие, что характерная сезонность в годовом цикле отсутствует.

Б.2.7. Для продолжения предварительного расчета выноса ЗВ нажимают кнопку "Примерный вынос вещества по годам". В редакционные окна появившейся таблицы (рисунок Б.4) вносят данные о величинах годового стока в рассматриваемые годы (в столбце "Вынос" редакционные окна не заполняются). Для запоминания каждого введенного значения стока (в млн. куб. м) на клавиатуре ПК нажимают клавишу "Enter" или стрелку вверх (или вниз). После нажатия кнопки "Выход" происходит предварительный расчет значений выноса вещества по годам.

Результаты предварительного расчета выноса ЗВ можно просматривать активизируя курсором (точкой) форматы "График", "Таблица" (см. рисунок Б.3). Анализ предварительных данных позволяет выбрать фоновый период (год или многолетие).

Примечание - Если предварительный расчет выноса не требуется, то после процедуры оценки и выделения характерной периодичности (сезонности) изменения содержания ЗВ в годовом цикле можно сразу перейти к основному расчету выноса вещества.

Б.2.8. Далее осуществляют переход к основному расчету выноса рассматриваемого ЗВ. Нажимают кнопку "Назначить периоды многолетий" (см. рисунок Б.3). В появившейся экранной форме, представленной на рисунке Б.5, в пределах выделенного на предварительном этапе расчета выноса периода наблюдений (этот период указан в нередактируемых окнах) назначают интересуемые для расчета выноса вещества периоды многолетий (за периоды многолетий могут условно приниматься отдельные годы).

Сервисные кнопки "Добавить многолетие", "Удалить многолетие", "Очистить весь список" позволяют вводить и корректировать задаваемые для расчета выноса многолетия (или годы). Кнопка "Записать" служит для записи сформированного набора многолетий в файл в целях возможности его повторного использования при расчете выноса других ЗВ в рассматриваемом или других створах водотока. С помощью кнопки "Открыть" можно открыть готовый (ранее записанный) файл набора многолетий. Окончание формирования списка многолетий фиксируют нажатием кнопки "Выход".

Б.2.9. Для выбора задачи расчета выноса ЗВ на горизонтальном меню главного экрана формы программы выбирают пункт "Расчет" (см. рисунок Б.1). В появившемся подменю дается перечень задач для расчета выноса ЗВ согласно рисунку Б.6:

- "Одно многолетие (или год) - один сезон" (выполнение расчета выноса ЗВ за заданный сезон в заданном одном многолетии или году);

- "Одно многолетие (или год) - один сезон с фоновым многолетием (или годом)" (выполнение расчета выноса ЗВ за заданный сезон в заданном одном многолетии или году с выбором и учетом фонового многолетия или года);

- "Группа многолетий (или лет) - один сезон" (выполнение расчета выноса ЗВ за заданный сезон в выбранной группе многолетий или отдельных лет);

- "Группа многолетий (или лет) - один сезон с фоновым многолетием (или годом)" (выполнение расчета выноса ЗВ за заданный сезон в выбранной группе многолетий или отдельных лет с выделением фонового многолетия или года);

- "Группа многолетий (или лет) - все сезоны" (выполнение расчета выноса ЗВ с учетом всех выделенных характерных сезонов в заданной группе многолетий или отдельных лет);

- "Группа многолетий (или лет) - все сезоны с фоновым многолетием или годом" (выполнение расчета выноса ЗВ за все характерные сезоны в заданной группе многолетий или отдельных лет с выделением и учетом фонового многолетия или года);

- "Группа многолетий (или лет) без сезонов" (выполнение расчета выноса ЗВ в заданной группе многолетий или отдельных лет без выделения сезонов);

- "Группа многолетий (или лет) без сезонов с фоновым многолетием (или годом)" (выполнение расчета выноса ЗВ в заданной группе многолетий или отдельных лет без выделения сезонов, но с выделением и учетом фонового многолетия или года).

Б.2.9.1. После активизации задачи "Одно многолетие (или год) - один сезон" появляется запрос "Предусмотреть визуализацию исходных данных?". В случае утвердительного ответа, кроме результата расчета выноса, в отчетных материалах можно будет просмотреть таблицу с исходными данными, вошедшими в расчет выноса ЗВ. Далее появляется запрос "Удалить единичные на дату съемки исходные данные в сечении реки для возможности расчета погрешности выноса вещества?". При небольшом количестве таких единичных данных в целях получения в отчетных материалах значения погрешности расчета выноса ЗВ рекомендуется дать положительный ответ. В следующем запросе предлагается сделать выбор выполнения расчета выноса с учетом возможного деления речного потока на струи или без учета возможной струйности в сечении реки. Без выделения струй рекомендуется рассчитывать вынос в том случае, когда заранее известно отсутствие существенно отличающихся по концентрациям ЗВ струй в сечении реки. В следующей появившееся экранной форме для расчета выноса ЗВ из представленных данных требуется выбирать один сезон и одно многолетие (или год). Для выбранных многолетия и сезона в соответствующие редакционные окна записывают средний расход речной воды, значение водного стока и относительную (в долях от единицы) погрешность вводимого значения водного стока (значение среднего расхода речной воды и значение водного стока рекомендуется определять, учитывая даты календарной длительности рассматриваемого сезона). Для получения значения выноса ЗВ нажимают кнопку "Рассчитать". Если расчет должен проводиться с выделением струй, то появляется экранная форма для введения доли расхода воды, относимого к соответствующей выделенной струе в сечении реки с указанием координатных номеров точек наблюдения, вошедших в эту струю (если струи не выделены, то все координатные номера точек автоматически будут отнесены к одной струе; перед тем, как указать долю расхода в струе, следует обратить внимание на число и значимость для расчета выноса координатных номеров точек наблюдения, отнесенных к каждой из выделенных струй). После нажатия кнопки "Выход" появляется выходная форма с редакционным окном, в котором представлены отчетные данные о расчете выноса ЗВ (значение выноса, величина нормативного выноса, величина сверхнормативного выноса и величина относительной погрешности рассчитанного значения выноса). Представляются также дополнительные сведения, включающие число выделенных в сечении реки струй, число наблюдений за расчетный период, величины выноса ЗВ с водным стоком отдельных струй, уравнение регрессии (при наличии достоверной статистической связи между расходом и концентрацией ЗВ) и др. Нажав кнопку "Исходные данные", можно просмотреть исходные данные, вошедшие в расчет выноса ЗВ за расчетный период. Используя кнопку "Диаграмма", можно получить график, построенный по результатам расчета. После необходимой корректировки (редактирования текста полученных результатов) с помощью кнопки "Печать" отчетные материалы могут быть распечатаны.

Б.2.9.2. Для решения задачи "Одно многолетие (или год) - один сезон с фоновым многолетием или годом" все действия по программе выполняют аналогично указанному в Б.2.9.1. Отличие состоит в том, что отдельно появляется и заполняется экранная форма для фонового многолетия (или года). В результате решения данной задачи в отчетных материалах дополнительно представляется значение антропогенной составляющей выноса. Если в отчетных материалах требуется представить данные по выносу и за фоновое многолетие, то в экранной форме "Выбор ГРУППЫ многолетий и сезона" для расчета выделяют (активизируют) не только все интересуемые многолетия (годы), но и фоновое многолетие (год).

Б.2.9.3