Odpływ powierzchniowy

Wczytanie danych

Dane zostały wczytane do R. Na podstawie danych zostały stworzone podstawowe statystyki opisowe. Został wykonany wykres niżówek oraz wykres średniomiesięcznych wartości odpływu jednostkowego i wykresy czasów trawnia niżowek dla dekad.

DT::datatable(dane, filter ='top', options = list(scrollX=TRUE))

Podstawowe statystyki dla wartości odpływów jednostkowych

summary(dane[,2])

##  q jedn [dm3*s-1*km-2]
##  Min.   :  0.002      
##  1st Qu.:  2.850      
##  Median :  5.984      
##  Mean   :  9.503      
##  3rd Qu.: 11.089      
##  Max.   :838.361

Wykresy

Wykres średniomiesięcznych wartości odpływu jednostkowego

Dodanie kolumn

Do tabeli z danymi zostały dodane kolumny rok i miesiąc, aby łatwiej obliczyć średnią wartość z każdego miesiąca.

misie <- dane %>%
  mutate(miesiac=month(dane$data))
  

lata <-misie %>%
  mutate(rok= year(misie$data))

dane <- lata

Obliczanie średnich miesięcznych

dane %>% select(`q jedn [dm3*s-1*km-2]`, rok, miesiac) %>%
  group_by(rok, miesiac) %>%
  summarise(mean_oj = mean(`q jedn [dm3*s-1*km-2]`)) -> dane_mean

dane_mean_ts <- ts(dane_mean[3], frequency = 12, start = c(1971,11), end = c(2018,10))

DT::datatable(dane_mean, filter ='top', options = list(scrollX=TRUE))

Wykres średniomiesięcznych wartości odpływu jednostkowego

plot.ts(dane_mean_ts, 
        col="darkgray", 
        main = "Wykres średniomiesięcznych wartości odpłytu jednostkowego", 
        xlab="Rok", 
        ylab="Wartość odpływu jednostkowego")
lines(ma(dane_mean_ts, 
         order = 12), 
         col = "orange", 
         lwd=3)
grid(col = "lightgray", 
     lty = "dotted",
     lwd = par("lwd"), 
     equilogs = TRUE)

Obiczanie średnich rocznych wartości i podział na dekady

dane %>% select(`q jedn [dm3*s-1*km-2]`, rok) %>%
  group_by(rok) %>%
  summarise(sr_rok = mean(`q jedn [dm3*s-1*km-2]`)) -> dane_srrok
View(dane_srrok)

dek1 <- dane_srrok[c(1:10),]
dek2 <- dane_srrok[c(11:20),]
dek3 <- dane_srrok[c(21:30),]
dek4 <- dane_srrok[c(31:40),]
dek5 <- dane_srrok[c(41:49),]

Wykresy czasów trawnia niżowek dla dekad.

Z wykresów tych łatwo odczytać jak wyglądał odpływ powierzchniowy w przeciagu dekad.

W latach 1970-1979 rzadko wystepowały niżówki, na początku dekady wystąpiła niżówka zwykła nie przekraczajaca dolnej granicy (<5) i trawała ona do około 1973 roku, ten sam rodzaj niżówki wystąpił również pod koniec dekady.

d1 <- plot(dek1,
           col="red",
           type="line",
           main="Wykres średnich rocznych w dekadzie 1970-1979",
           xlab="rok",
           ylab="średnie wartości odpływu jednostkowego")

## Warning in plot.xy(xy, type, ...): typ 'line' wykresu zostanie przycięty do
## pierwszego znaku

W latach 1980-1989 średnia wartość roczna odpływu powierzchniowego była bardzo zróżnicowana, jednak nie doszło do niżówki głębokiej.

d2 <- plot(dek2,
           col="green",
           type="line",
           main="Wykres średnich rocznych w dekadzie 1980-1989",
           xlab="rok",
           ylab="średnie wartości odpływu jednostkowego")

## Warning in plot.xy(xy, type, ...): typ 'line' wykresu zostanie przycięty do
## pierwszego znaku

W latach 1990-1999 przez większośc czasu wystepowała niżówka zwykła, stopniowo od roku 1993 wartość odpływu powierzchniowego wzrastała osiągając maksymalną średnią wartość >12 pod koniec roku 1997, a nastepnie gwałtownie spadła.

d3 <- plot(dek3,
           col="blue",
           type="line",
           main="Wykres średnich rocznych w dekadzie 1990-1999",
           xlab="rok",
           ylab="średnie wartości odpływu jednostkowego")

## Warning in plot.xy(xy, type, ...): typ 'line' wykresu zostanie przycięty do
## pierwszego znaku

W latach 2000-2009 nastapił gwałtowny przeskok wartości, między rokiem 2002 a 2003, ponieważ wartość odpływu powierzchniowego z 11.5 spadła do 7, wciąż jednak nie jest to niżówka głęboka. Dwa lata później wartość ta znowu wzrosła do prawie 12 i powoli opadała aż do roku 2008, gdy osiągnęła wartość 8, następnie znów wzrosła.

d4 <- plot(dek4,
           col="purple",
           type="line",
           main="Wykres średnich rocznych w dekadzie 2000-2009",
           xlab="rok",
           ylab="średnie wartości odpływu jednostkowego")

## Warning in plot.xy(xy, type, ...): typ 'line' wykresu zostanie przycięty do
## pierwszego znaku

W latach 2010-2018 wystąpiły dwa skrajne zjawiska, mianowicie na poczatku dekady, w roku 2010, wartość odpływu powierzchniowego wysoniła aż 20 natomiast juz dwa lata później osiągnęła najniższą średnią wartość w całym badanym okresie, mianowicie wynosiła <5, co oznaczało że w tym czasie występowała na badanym terenie niżówka głęboka. Od tego roku do 2018 występowała niżówka zwykła.

d5 <- plot(dek5,
           col="orange",
           type="line",
           main="Wykres średnich rocznych w dekadzie 2010-2018",
           xlab="rok",
           ylab="średnie wartości odpływu jednostkowego")

## Warning in plot.xy(xy, type, ...): typ 'line' wykresu zostanie przycięty do
## pierwszego znaku

Określenie rodzaju niżówek w tabeli

dane_mean <- as.data.frame(dane_mean)

nowe <- dane_mean %>%
  mutate(rodzaj= if_else(dane_mean$mean_oj<10 & dane_mean$mean_oj>=5,"<10,5)",
                          if_else(dane_mean$mean_oj<5, "<5", ">10")))
DT::datatable(nowe, filter ='top', options = list(scrollX=TRUE))