Приложение Г (справочное). Оценка антропогенной нагрузки по длине реки Дон на основе значений доли антропогенного воздействия

Приложение Г
(справочное)

Оценка антропогенной нагрузки по длине реки Дон на основе значений доли антропогенного воздействия

Г.1 Для оценки антропогенной нагрузки на различные участки р. Дон выбраны пункты: г. Константиновск, ст. Раздорская и г. Ростов-на-Дону. Характеристики пунктов наблюдений приведены в таблице Г.1. Для анализа использована информация за период с 1999 по 2012 годы.

Таблица Г.1 - Характеристики пунктов наблюдений по длине р. Дон

Пункт наблюдений	Расстояние от устья, км	Площадь водосбора,
г. Константиновск	207	257
ст. Раздорская	151	378
г. Ростов-на-Дону	44	421

Г.2 Производится расчет значений доли антропогенного воздействия за каждый год в пунктах наблюдений. Рассчитанные значения показателя приведены в таблицах Г.2-Г.4.

Таблица Г.2 - Характеристики качества воды р. Дон в пункте г. Константиновск

Год	Степень загрязненности воды	Количество ингредиентов		Доля антропогенного воздействия, %
		учитываемых при расчете УКИЗВ	концентрации которых превышают ПДК
1999	Очень загрязненная	11	5	45
2000	Загрязненная	11	4	36
2001	Загрязненная	11	4	36
2002	Загрязненная	12	4	33
2003	Загрязненная	13	6	46
2004	Загрязненная	13	6	46
2005	Загрязненная	13	6	46
2006	Загрязненная	13	6	46
2007	Загрязненная	13	5	38
2008	Очень загрязненная	13	7	54
2009	Загрязненная	13	6	46
2010	Загрязненная	13	6	46
2011	Загрязненная	13	6	46
2012	Загрязненная	13	5	38
Среднее арифметическое значение показателя				43,0

Таблица Г.3 - Характеристики качества воды р. Дон в пункте ст. Раздорская

Год	Степень загрязненности воды	Количество ингредиентов		Доля антропогенного воздействия, %
		учитываемых при расчете УКИЗВ	концентрации которых превышают ПДК
1999	Грязная	11	7	64
2000	Загрязненная	11	5	45
2001	Слабо загрязненная	11	4	36
2002	Загрязненная	12	6	50
2003	Очень загрязненная	13	7	54
2004	Очень загрязненная	13	7	54
2005	Очень загрязненная	13	6	46
2006	Загрязненная	13	6	46
2007	Загрязненная	13	6	46
2008	Очень загрязненная	13	8	62
2009	Очень загрязненная	13	7	54
2010	Загрязненная	13	6	46
2011	Загрязненная	13	6	46
2012	Загрязненная	13	5	38
Среднее арифметическое значение показателя				49,1

Таблица Г.4 - Характеристики качества воды р. Дон в пункте г. Ростов-на-Дону

Год	Степень загрязненности воды	Количество ингредиентов		Доля антропогенного воздействия, %
		учитываемых при расчете УКИЗВ	концентрации которых превышают ПДК
1999	Грязная	12	9	75
2000	Грязная	12	7	58
2001	Грязная	13	9	69
2002	Грязная	12	7	58
2003	Грязная	12	9	75
2004	Грязная	12	6	50
2005	Грязная	12	6	50
2006	Очень загрязненная	12	7	58
2007	Грязная	13	7	54
2008	Грязная	13	9	69
2009	Очень загрязненная	13	9	69
2010	Очень загрязненная	13	9	69
2011	Грязная	13	9	69
2012	Грязная	13	8	62
Среднее арифметическое значение показателя				63,2

Г.3 Анализ на однородность для каждой выборки рассчитанных значений доли антропогенного воздействия проводят по коэффициенту вариации, по величине которого делается заключение о степени однородности согласно приложению Б.

Результаты анализа на однородность выборок значений показателя доли антропогенного воздействия на разных участках по длине р. Дон представлены в таблице Г.5.

Таблица Г.5 - Характеристика выборок значений доли антропогенного воздействия на разных участках р. Дон

Пункт наблюдений	Среднее арифметическое значений D, %	Стандартное отклонение, %	Коэффициент вариации, %	Степень однородности выборки
г. Константиновск	43,0		13,4	Абсолютно однородная
ст. Раздорская	49,1		18,5	Достаточно однородная
г. Ростов-на-Дону	63,2		20,0	Достаточно однородная

Г.4 Для оценки антропогенной нагрузки в конкретном пункте наблюдений по доле антропогенного воздействия выделяют модальный интервал значений показателя, сравнивают его с критериями, приведенными в таблице 2 и делают вывод о нагрузке.

По длине р. Дон антропогенная нагрузка меняется от умеренной до высокой (таблица Г.6).

Таблица Г.6 - Антропогенная нагрузка по показателю доли антропогенного воздействия на разных участках р. Дон

Пункт наблюдений	Модальный интервал значений доли антропогенного воздействия, %	Частость, %	Антропогенная нагрузка
г. Константиновск	От 45 до 46	57	Умеренная с переходом в критическую
ст. Раздорская	От 46 до 50	50	Критическая
г. Ростов-на-Дону	От 62 до 69	43	Высокая

Г.5 Оценка статистически значимых отличий между значениями выборок показателя, рассчитанных для пунктов г. Константиновск и ст. Раздорская приводится ниже. Поскольку полученные выборки значений доли антропогенного воздействия абсолютно и достаточно однородны (таблица Г.5) для их сравнения используют t-критерий Стьюдента.

Согласно приложению Б необходимо рассчитать для сравнения выборок значений доли антропогенного воздействия в пунктах. Промежуточные данные для расчета приведены в таблице Г.7.

Таблица Г.7 - Промежуточные данные для расчета (в пунктах г. Константиновск и ст. Раздорская)

Номер пары	Год	Значение показателя D в пункте		Разность значений показателя D	Квадрат разности значений показателя D
		г. Константиновск	ст. Раздорская
1	1999	45	64	-19	167,15
2	2000	36	45	-9	8,58
3	2001	36	36	0	36,86
4	2002	33	50	-17	119,43
5	2003	46	54	-8	3,72
6	2004	46	54	-8	3,72
7	2005	46	46	0	36,86
8	2006	46	46	0	36,86
9	2007	38	46	-8	3,72
10	2008	54	62	-8	3,72
11	2009	46	54	-8	3,72
12	2010	46	46	0	36,86
13	2011	46	46	0	36,86
14	2012	38	38	0	36,86

Среднее значение разностей значений показателя D равно -6,07, сумма квадратов разностей значений показателя D составляет 534,93.

По данным, представленным в таблице Г.7, рассчитывают стандартную ошибку разностей значений D и стандартное отклонение выборки разностей значений D по формулам Б.5 и Б.6

Фактическое значение критерия, составляет

Теоретическое значение критерия, при уровне значимости p < 0,05 и числе степеней свободы k = 13: (см. таблицу В.2).

Таким образом, 3,54 > 2,16, то есть , следовательно, принимается альтернативная гипотеза о наличии систематических статистически значимых отличий между генеральными параметрами сравниваемых выборок значений доли антропогенного воздействия. Участок р. Дон, расположенный между г. Константиновск и ст. Раздорской испытывает неравномерную антропогенную нагрузку по доле антропогенного воздействия. Поскольку среднее арифметическое значение доли антропогенного воздействия в пункте ст. Раздорская превышает аналогичную величину в пункте г. Константиновск, можно заключить, что на данном участке антропогенная нагрузка возрастает по длине водотока.

Г.6 Оценка статистически значимых отличий между значениями выборок показателя, рассчитанных для пунктов ст. Раздорская и г. Ростов-на-Дону приводится ниже. Поскольку полученные выборки значений доли антропогенного воздействия достаточно однородны (таблица Г.5) для их сравнения используют t-критерий Стьюдента.

Согласно приложению Б необходимо рассчитать для сравнения выборок значений доли антропогенного воздействия в пунктах. Промежуточные данные для расчета приведены в таблице Г.8.

Таблица Г.8 - Промежуточные данные для расчета (в пунктах ст. Раздорская и г. Ростов-на-Дону)

Номер пары	Год	Значение показателя D в пункте		Разность значений показателя D	Квадрат разности значений показателя D
		ст. Раздорская	г. Ростов-на-Дону
1	1999	64	75	-11	9,88
2	2000	45	58	-13	1,31
3	2001	36	69	-33	355,59
4	2002	50	58	-8	37,73
5	2003	54	75	-21	47,02
6	2004	54	50	4	329,16
7	2005	46	50	-4	102,88
8	2006	46	58	-12	4,59
9	2007	46	54	-8	37,73
10	2008	62	69	-7	51,02
11	2009	54	69	-15	0,73
12	2010	46	69	-23	78,45
13	2011	46	69	-23	78,45
14	2012	38	62	-24	97,16

Среднее значение разностей значений показателя D равно -14,14; сумма квадратов разностей значений показателя D составляет 1231,71. По данным, представленным в таблице Г.8, рассчитанные по формулам Б.5 и Б.6 стандартная ошибка разностей значений D и стандартное отклонение выборки разностей значений D равны 9,73 и 2,60, соответственно.

Фактическое значение критерия, составляет 5,43. Теоретическое значение критерия при уровне значимости p < 0,05 и числе степеней свободы k = 13 равно 2,16 (см. таблицу В.2).

Таким образом, 5,43 > 2,16, то есть , следовательно, принимается альтернативная гипотеза о наличии систематических статистически значимых отличий между генеральными параметрами сравниваемых выборок значений доли антропогенного воздействия. Участок р. Дон, расположенный между ст. Раздорской и г. Ростов-на-Дону испытывает неравномерную антропогенную нагрузку по доле антропогенного воздействия. С учетом того, что значение среднего арифметического значений D в пункте г. Ростов-на-Дону превышает аналогичную величину в пункте ст. Раздорская можно заключить, что на данном участке антропогенная нагрузка возрастает по длине водотока.