Молодежная весна 2022
.pdfЗадача 1. По реке Унда и притокам не обнаружены зависимости индексов видового разнообразия и выравненности ни от числа видов, ни от численности, ни от биомассы. Наши выводы подтверждают антропогенное воздействие на зоопланктон как реки Унда, так и ее притоков.
По реке Аргунь, несмотря на возрастание числа видов, индексШеннонаневозрастает.ИндексШеннонатакженевозрастает в зависимости от численности и от биомассы, за исключением одного выброса (что объясняется тем, что данные относятся к притоку Мутная, а не к основной реке). По расположению станций индекс Шеннона уменьшался также в притоке Мутная.
График зависимости индексов видового разнообразия на реке Аргунь:
от численности (а) и от расположения станций (б)
Задача2.Индексывидовогосходствапозволяютоценитьинтенсивность процессов самоочищения в реках. В работе использовались коэффициенты общности Жаккара и Чекановского-Се- ренсена.
Таблица 2
Результаты по индексам видового сходства реки Унда и притоков
|
Июнь |
Результат |
Сентябрь |
Результат |
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент |
|
Резкие |
|
Резкие |
|
общности |
9,1–24,4 % |
12,5–18,2 % |
|||
различия |
различия |
||||
Жаккара |
|
|
|||
|
|
|
|
||
Коэффициент |
|
|
|
|
|
общности |
16,7–39,3 % |
Умеренное |
26,3–30,8 % |
Умеренное |
|
Чекановского- |
сходство |
сходство |
|||
Серенсена |
|
|
|
|
91
Таблица 3
Результаты по индексам видового сходства реки Аргунь
|
Июнь |
Результаты |
Август |
Результаты |
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент |
|
Резкие |
|
Резкие |
|
общности |
21,1–27,7 % |
17,2–29,7 % |
|||
различия |
различия |
||||
Жаккара |
|
|
|
|
|
Коэффициент |
|
|
|
|
|
общности |
34,9–48,3 % |
Умеренное |
29,4–45,8 % |
Умеренное |
|
Чекановского- |
сходство |
сходство |
|||
Серенсена |
|
|
|
|
По значениям индексов сходство больше между станциями на реке Аргунь, чем по станциям на реке Унда и притоках. В целом сходство не больше, чем умеренное (условия на разных участках рек отличались).
Задача 3. Доминантные виды зоопланктона выявлялись по формулам индексов доминирования: (индекс
доминирования Палия – Ковнацки), (индекс до
минирования Д. Д. Мордухай-Болтовского),
(индекс плотности населения (Л. А. Зенкевич и В. А. Броцкая)). В этих формулах pi – встречаемость (pi = mi / Mi , mi – число проб, в которых был найден вид i, M – общее число проб), Ni – число особей i-го вида, Ns – общее число особей в биоценозе, Bi / Bs – удельная биомасса вида.
На реке Унда наиболее встречающимся видом оказалась Bdelloida spp. (7 %), а на реке Аргунь выявлен доминирующий по численности в 2016 г. вид Filinia longiseta (20–56 %).
Между индексами доминирования выявлена высокая корреляция (0,82–0,94). В этом случае, при проведении аналогичных исследований, по нашему мнению, более рационально использовать индекс плотности Л. А. Зенкевича и В. А. Броцкой, т. к. он учитывает все три параметра (численность, биомассу, частоту встречаемости).
92
При проверке статистической гипотезы об экспоненциальности распределения видов был применен непараметрический критерий Шапиро-Уилка для выборки объема n ≤ 50 ([1], с. 280, табл. 81). Гипотеза экспоненциального распределения по численности и биомассе на реке Унда и притоках не отвергается, а на реке Аргунь не подтвердилась.
Список литературы
1.Кобзарь А. И.Прикладнаяматематическаястатистика:дляинженеров и научных работников. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. 816 с.
2.Лакин Г. Ф. Биометрия: учеб. пособие. 4 изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1990. 352 с.
3.Шитиков В. К., Розенберг Г. С., Зинченко Т. Д. Количественная гидроэкология: методы системной идентификации. Тольятти: ИЭВБ РАН, 2003. 463 с.
Научные руководители Т. И. Колесова, канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры математики и черчения, Забайкальский государственный университет; Е. Х. Зыкова, канд. биол. наук, доцент кафедры водного хозяйства, экологии и промышленной безопасности, Забайкальский государственный университет.
Расчет притока в карьер Кутинского буроугольного месторождения
Н. С. Полётова
студент гр. РГ-20, горный факультет ЗабГУ, г. Чита
ЦельюработыявляетсярасчетпритокаводывкарьерКутинского буроугольного месторождения с учетом фильтрационных характеристик горной породы; классификация карьерного поля месторождения по степени обводненности; подбор оборудования для опустошения карьера.
Подтопление карьера происходит путем притока грунтовых вод и выпадения атмосферных осадков.
Формула расчета водопритока в карьер [1]:
93
|
|
Таблица 1 |
Значения параметров |
|
|
|
|
|
Параметр |
|
Значение |
Коэффициент фильтрации k, м/сут |
|
1 |
Начальная обводненная мощность безнапорного пласта m, м |
40 |
|
Радиус влияния Rinv, м |
|
550,625 |
Приведенный радиус карьера rо, м |
|
250 |
Понижение в карьере Sо, м |
|
15 |
|
|
Таблица 2 |
Коэффициент фильтрации некоторых горных пород |
||
|
|
|
|
Коэффициент |
|
Характеристика пород |
фильтрации, |
|
|
|
м3/сут |
Очень хорошо проницаемые галечники с крупным песком |
|
100–1000 |
Хорошо проницаемые галечники и гравий |
|
100–10 |
Проницаемые галечники и гравий, засоренные мелким |
|
10–1 |
песком и частично глиной |
|
|
|
|
|
Слабопроницаемые тонкозернистые пески, супеси |
|
1–0,1 |
Кутинское буроугольное месторождение слагается во всех направлениях песками. Исходя из таблицы 1, следует брать коэффициент фильтрации равным единице [3].
Так как карьер не может( быть) идеально круглым, сначала вычисляем его площадь F = L · B , а затем из площади круга находим приведенный радиус [2].
Все полученные значения подставляем в основную рабочую
Q = 3877,3 м3/сут. |
Таблица 3 |
формулу |
и получаемводоприток в карьер |
Классификация месторождений по степени обводненности [1]
Показатели |
Весьма |
Обводненные |
Умеренно |
Слабо |
|
обводненные |
обводненные |
обводненные |
|||
|
|
||||
Q, м3/ч |
>1000 |
300–1000 |
100–300 |
<100 |
|
q, л/ч на м2 |
>4 |
0,4–4 |
0,05–0,04 |
<0,05 |
|
kв, м3/сут. |
>25 |
8–25 |
3–8 |
<3 |
|
kф, м3/сут. |
>100 |
5–100 |
0,5–8 |
<0,5 |
|
qᵉ, м2 |
>4 |
2–4 |
0,5–2 |
<0,5 |
94
Подбор оборудования
По типовой схеме (рисунок) определяем, с каких сторон распространяется приток. На данной схеме видно, что карьерное поле во всех направлениях слагается песками, следовательно, водоприток равномерно поступает в карьер по всему периметру, поэтому скважины и насосы соответствующей производительности, требуется расположить по всему периметру в нужном коли-
честве [2; 3].
Безнапорный пласт. Пласт не ограничен в плане
|
|
|
|
Таблица 4 |
Выбор оптимального оборудования по цене |
|
|||
|
|
|
|
|
Марка |
Цена за штуку, |
Требуемое кол-во, |
|
Сумма, |
насоса |
руб. |
шт. |
|
руб. |
ЭЦВ-8-16-85 |
86 220 |
10 |
|
860 200 |
ЭЦВ-8-25-35 |
77 517 |
6,5 |
|
465 102 |
ЭЦВ-8-40-30 |
68 283 |
4 |
|
273 132 |
ЭЦВ-8-46-40 |
95 661 |
3,5 |
|
286 983 |
ЭЦВ-8-65-40 |
143 937 |
2,5 |
|
287 874 |
Количество насосов определяем по таблице и берем целые значения, так как они более продуктивны.
Проанализировав полученные результасуты, можно сделать вывод, что: Q = 3877,3 м3/ .;
1) водоприток в карьер
95
2) сучетомфильтрационныххарактеристикпороды(табл. 2) и классификации карьерного поля месторождения по степени обводненности (табл. 3), отнесем Кутинское буроугольное месторождение к весьма обводненным;
3) оборудование для опустошения карьера (ЭЦВ-8-40-30 в количестве 4 штук).
Список литературы
1. Троянский С. В., Белицкий А. С., Чекин А. И. Гидрогеология и осушение месторождений полезных ископаемых. М., 1956. 306 с.
2. Трубецкой К. Н., Хоронин В. В., Краснянский Г. Л., Коваленко В. С. Проектирование карьеров: учебник. 3-е изд. М., 2009. 694 с.
3. Мироненко В. А., Норватов Ю. А., Бокий Л. Л. Фильтрационные расчеты осушения карьерных полей. Ч. II. Л.: ВНИМИ, 1965. 79 с.
Научный руководитель Л. А. Матузова, старший преподаватель кафедры математики и черчения, Забайкальский государственный университет.
Теория вероятностей при бурении скважин
А. А. Федорова
студент гр.РГ-20, горный факультет ЗабГУ, г. Чита
Теория вероятностей есть математическая наука, которая изучает закономерности в случайных явлениях. Случайное явление – это такое явление, которое при неоднократном воспроизведении одного и того же опыта протекает каждый раз несколько по-иному [2].
Теорию вероятностей можно встретить везде, в данном случае при бурении скважин. Бурение скважин – горная выработка небольшого круглого сечения и значительной длины, предназначенная для изучения геологического строения, поисков, разведки и добычи полезных ископаемых и инженерно-геологических изысканий.
Бурение скважин – это сложный технологический процесс, при выполнении которого применяется освещение. Я рассмотрела освещение с помощью светодиодов [3].
Светодиод – полупроводниковый прибор с электронно-ды- рочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока [1]. В свою очередь светодиодное оборудование играет роль для горной промышлен-
96
ности. Например, для освещения скважины используют водонепроницаемые лампы или светодиоды для проверки конструкции скважины (рис. 1).
Рис. 1. Скважинная видеокамера со светодиодной подсветкой
Для применения теории вероятностей при бурении скважин, были разработаны и решены задачи на вероятность безотказной работы светодиодов и малую вероятность включения.
Задача 1
Дана электрическая цепь, содержащая 7 независимых светодиодов (рис. 2).
Рис. 2. Электрическая цепь
Надежность каждого светодиода приведена в таблице. Найти вероятность надежности схемы.
Надежность светодиода
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
p |
0,8 |
0,4 |
0,6 |
0,3 |
0,5 |
0,7 |
0,4 |
q |
0,2 |
0,6 |
0,4 |
0,7 |
0,5 |
0,3 |
0,6 |
Примеч.: p – вероятность включения; q – вероятность отказа
97
Схема состоит из трех блоков A, B, C, которые подключены последовательно. Следовательно, чтобы работала данная схема, необходимо чтобы работали все блоки.
По теореме о произведении вероятностей независимых со- |
||
Имеем: |
P(A×B×C) = P(A) P(B) P(C) |
|
бытий |
|
(1) |
|
|
0,8×0,036×0,28 = 0,008
Находим надежность блока B: блок состоит из четырех светодиодов – 2, 3, 4, 5, которые подключены параллельно. Следовательно, для работы блока B достаточно, чтобы хотя бы работал один светодиод.
Воспользуемся формулой о вероятности противоположного |
||
события |
P(B)=1–q |
(2) |
1 – 0,6×0,4×0,7×0,5 = 0,916 P(C) = 1–0,3×0,6 = 0,82 P(A B C) = P(A) P(B) P(C) =
= 0,8×0,916×0,82 = 0,6 (вероятность работы всех блоков)
Задача 2
Вероятность включения светодиода равна 1/7. Найти наивероятнейшее число включенных светодиодов из цепи в 7 свето-
диодов. |
|
np – q1≤7k0 ≤ np +0 |
p6 |
|
7 |
(3) |
|||||||
Наивероятнейшее число событий k |
|
вычислим по формуле |
|||||||||||
n = |
17, p = / , q = 1–p = / |
|
/7 |
|
|||||||||
1) |
7 /7 – |
6 |
/7 |
≤ k0 |
≤87 |
1 |
/7 + |
1 |
|
||||
|
|
2) /7 |
≤ k0 |
≤ /7 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
3) 0,14 ≤ k0 ≤ 1,1 |
|
|
|
|
Внайденном промежутке находится одно целое число – 1. Следовательно, наивероятнейшее число включенных электродов – один.
Таким образом, даже если вероятность включения одного светодиода мала, то один обязательно включится.
Впервую очередь световое освещение скважины помогает полностью ее исследовать и позволяет установить срок службы скважины, а также дает информацию об износе труб.
98
Благодаря малому элементу (светодиоду) при бурении скважин, можно применить теорию вероятностей для решения проблем и поисков оптимальных решений.
Список литературы
1.Бугров В. Е., Виноградова К. А. Оптоэлектроника светодиодов: учеб. пособие. СПб.: НИУ ИТМО, 2013. 174 с.
2.Вентцель Е. С., Овчаров Л. А. Задачи и упражнения по теории вероятностей: учеб. пособие для студ. втузов. 5-е изд., испр. М.: Акаде-
мия, 2003. 448 с.
3.Цехин А. М., Борисов А. Ю. Буровые станки и бурение скважин: учеб. пособие для студентов специальности 130101.65 Прикладная гео-
логия. URL: https://www.geokniga.org/bookfiles/geokniga-burovye-stanki-i- burenie-skvazhin (дата обращения: 27.02.2022). Текст: электронный.
Научный руководитель М. Г. Минаева, доцент кафедры математики и черчения, Забайкальский государственный университет.
Инженерная геометрия
Г. Б. Будаев
студент гр. ИВТ(ВМК)-21, энергетический факультет ЗабГУ, г. Чита
Одной из главных тенденций современного этапа развития системы подготовки инженеров является акцент на проблему подготовки специалистов технического профиля качественно нового уровня.
В связи с этим необходимо правильно организовать процесс обучения, выделяя особое внимание дисциплинам, направленным на качественное формирование проектно-конструкторских навыков. Организация процесса подготовки бакалавров технических специальностей к проектно-конструкторской деятельности максимально эффективно может производиться исключительно на основании правильно выбранной системы методических принципов обучения и организационно педагогических практик.
Геометро-графическая подготовка является одним из ключевыхнавыковмолодыхспециалистов,которыйпозволяетнаглядно представлять рабочую и проектную деятельность. Основы этой подготовкизакладываютсякафедрамиграфикинаначальномэтапе обучения студентов и далее развиваются на протяжении всего периода получения образования.
99
Начертательная геометрия, как основа геометро-графи- ческой подготовки, имеет низкую практическую востребованностьвсвязиспереходомотпроектногопространствакмодельному пространству.
В современных пакетах систем автоматизированного проектирования объекты исследования располагаются в объемном пространстве компьютерной среды, именно поэтому представляется более целесообразным изучать не проекционные свойства объектов, а исследовать модели геометрических объектов
впространстве для избежания трудностей зрительного восприятия.
Сточки зрения самих студентов (статистический опрос был проведён в рамках потока ИВТ и ВМК 1 курса ЗабГУ) можно выделить то, что многие учащиеся не получают достаточных знаний графической подготовки в средних общеобразовательных учреждениях. В части школ упраздняется предмет, изучая который, ученики могут получить базу этой графической подготовки – черчение.
Даже для тех студентов, которые получили базовые знания
вшколе, имеют место быть другие факторы, негативно влияющие на усвоение курсов подготовки начертательной геометрии и инженерной графики. Среди этих факторов можно выделить ограниченное время, отводимое учебными планами для освоения дисциплины в высших учебных заведениях. Сокращение аудиторных часов по программам оставляет студента «один на один» с изучением устаревших программ. Отсутствие во многих учебных заведениях самостоятельной кафедры графики так же неспособствует качественной подготовки специалистов. Это не позволяет в полной мере дать знания студентам, а рассеивает учебную программу между другими дисциплинами. 25 % от общего количества студентов первого курса потока ИВТ и ВМК считают предмет трудным для понимания и качественного усвоения.
Насчёт будущего начертательной геометрии существуют различные взгляды. От крайних – отказаться от изучения методов начертательной геометрии в технических вузах [5] или сохранить ее как теоретическую основу в графической подготовке [1] – до более компромиссных предложений, когда рассматривается реорганизация курса путём отражения в нём основ именно
100