Розрахунок забезпеченостi гiдрологiчних характеристик при наявності даних гідрометричних спостережень

 

Мета роботи: навчитись розраховувати i будувати емпiричнi та аналiтичнi кривi забезпеченостi стоку (на прикладi витрат води) i визначати витрати заданої забезпеченостi.

 

Гiдрологiчнi данi в багаторiчному розрiзi вiдносяться до категорiї випадкових

 

величин i тому при гiдрологiчних розрахунках користуються методами математичної статистики. При цьому застосовують такi поняття, як повторюванiсть i забезпеченiсть.

Повторюванiсть (N) показує, як часто повторювалася дана величина (значення) гiдрологiчної характеристики (модуля стоку, кiлькості опадiв, витрати води, максимального рiвня води). Наприклад, один раз за 30 рокiв, один раз за 100 рокiв, один раз за 300 рокiв i т.д.

Забезпеченiсть (Р) виражає тривалiсть перiоду, на протязi якого спостерiгаються такi значення гiдрологiчної характеристики, якi є не меншими за задану величину, тобто дорiвнюють або перевищують її. Вона виражається в вiдсотках до загального перiоду спостережень. Отже, якщо середньорiчна витрата Q=175 м³/с забезпечена на 20% (Q_20%=175 м³/с), то це означає, що на протязi, наприклад, 100 рокiв набереться в сумi лише 20 рокiв, для яких середня за рiк витрата буде не меншою за 175 м³/с. I в майбутньому кiлькiсть рокiв, коли Q ≥ 175 м³/с, становитиме 20% вiд перiоду будь-якої тривалостi.

Зв'язок мiж забезпеченiстю Р i повторюванiстю N наступний:

а) для гiдрологiчних характеристик з Р<50%: N=100/P;

б) для гiдрологiчних характеристик з Р>50%: N=100/(100-P).

Знаючи забезпеченiсть гiдрологiчних характеристик, можна з врахуванням певних норм встановити такi їх значення, якi будуть оптимальними для об'єкта, що проектується, виходячи з екологiчних, експлуатацiйних та технологiчних вимог. Чим вiдповiдальнiша споруда, тим бiльшу шкоду може принести порушення нормальної її експлуатацiї, тому при розрахунках таких споруд (наприклад, на пропуск певної витрати води) доводиться виходити з дуже малої забезпеченостi розрахункової витрати. Так, якщо при проектуваннi гiдроелектростанцiї розрахункова забезпеченiсть витрати приймається Р=0,01% (один раз на 10 000 рокiв), то для отвору дерев'яного моста на дорогах IV i V категорiй P=3% (один раз на 33 роки).

Окремi нормативи наведенi в таблицях 6.1 та 6.2.

 

Таблиця 6.1.

 

Розрахунковi забезпеченостi для водопропускних споруд на автомобiльних i мiських дорогах

Вид споруди	Категорiя дороги	Р, %
Мости	I...III i мiськi
Мости	IV i V
Труби	I
Труби	II,III i мiськi
Труби i дерев’яні мости	IV i V

 

 

Таблиця 6.2.

 

Розрахунковi забезпеченості для водовiдвiдних споруд

Вид споруди	Категорiя дороги	Р%
Водовiдвiднi споруди з поверхнi мостiв i дорiг	I, II
III
IV, V
Водовiдвiднi канави	I, II
III
IV, V

 

Забезпеченiсть різних значень гiдрологiчної характеристики може бути графiчно зображена в виглядi кривої забезпеченостi. Якщо крива побудована безпосередньо на основi даних спостережень, тобто за даними вибiркової сукупностi, то вона називається емпiричною. У випадку розрахунку кривої з використанням закономiрностей теорiї ймовiрностi (для генеральної сукупностi), її називають аналiтичною.

Для розрахунку емпіричної кривої найчастiше користуються формулами Чегодаєва (6.1) чи Крицького-Менкеля (6.2).:

Р = 100(m-0,3)/(n+0,4) (6.1)

P = 100m/(n+1) (6.2)

де m - порядковий номер члена ранжованого ряду вимiряних гiдрологiчних величин, що розташованi в порядку зменшення;

n- загальне число членiв ряду.

Формула Крицького-Менкеля дає найбiльш обережний розрахунок при малих i великих значеннях забезпеченостi i використовується в основному при розрахунках максимального стоку. Формула Чегодаєва використовується при розрахунках рiчного i мiнiмального стоку. Приклад розрахунку емпiричної кривої забезпеченостi на основі даних табл. 6.3 приведений в табл. 6.4.

 

Таблиця 6.3

Середньорiчнi витрати р.Бiла бiля с. Боднарівка

 

Рiк	Qi м^3/c	Рiк	Qi м^3/c	Рiк	Qi м^3/c	Рiк	Qi м^3/c

 

Таблиця 6.4

Розрахунок параметрiв емпiричної кривої забезпеченостi

N п/п	Рік	Qi, м^3/с	Забезпеченість, %
За формулою (2)	За формулою (1)
			3,0	2,2
			6,1	5,2
			9,1	8,3
			12,1	11,4
			15,2	14,5
			18,2	17,5
			21,2	20,7
			24,2	23,8
			27,3	27,9
			30,3	29,9
			33,3	33,0
			36,4	36,1
			39,4	39,2
			42,4	42,3
			45,5	45,4
			48,5	48,5
			51,5	51,5
			54,5	54,6
			57,6	57,7
			60,6	60,8
			63,6	63,9
			66,7	67,0
			69,7	70,1
			72,7	73,1
			75,8	76,2
			78,8	79,3
			81,8	82,4
			84,8	85,5
			87,9	88,6
			90,9	91,7
			93,9	94,7
			97,0	97,8

 

Побудована за даними табл. 6.4 емпiрична крива буде не плавною, а східчатою лінією, графічно її можна згладити. Безпосередньо з емпiричної кривої, розрахованої на основi натурних спостережень, можна визначити забезпеченiсть лише таких значень гiдрологiчної характеристики, якi зустрiчалися в цей перiод.

Основою розрахункiв забезпеченостi гiдрологiчної величини при наявностi даних спостережень є побудова аналiтичної кривої забезпеченостi.

Аналiтичну криву забезпеченостi характеризують три основнi параметри:

1. Середньоарифметичне значення Q_сер

Q_сер = ∑Q_i/n, де (6.3)

n -кiлькiсть членiв ряду (рокiв спостереження)

2. Коефiцiєнт мiнливостi (варiацiї) C_v

, де (6.4)

К_i = Q_i/Q_сер - модульний коефiцiєнт кожного члена ряду;

3. Коефiцiєнт асиметрiї C_s.

Значення C_s приймають:

- для зон надлишкового i перемiнного зволоження (вiд арктичної до

 

лiсостепової i степової) С_s = 2C_v;

- для зон недостатнього зволоження (сухий степ i пустинна) С_s=(1,5-1,8)С_v;

- для рiк, що епiзодично пересихають (при наявностi рокiв з вiдсутнiстю стоку) С_s=1,5С_v;

- для гiрських рiк з частими вiдлигами взимку i iнтенсивними зливами в теплу пору року С_s=(2,0-2,5)С_v.

За даними спостережень визначають Q_сер, С_v i C_s і на їх основі розраховують аналiтичну криву забезпеченостi. Найчастіше при цьому використовують бiномiальну криву розподiлу, а саме таблицю, складену А.Фостером. Він виразив ординати кривої забезпеченостi в вiдхиленнях вiд середини при С_v=1,0 i рiзних значеннях С_s та забезпеченостi Р_%, тобто дав таблицю значень Ф_р% = f(С_s,Р) (табл.6.5).

Таблиця 6.5

Вiдхилення ординат бiномiальних асиметричних кривих забезпеченостi вiд середини (вiд 1,0) при С_v=1,0

Сs	Забезпеченiсть, %
0,01	0,1
0,00	3,72	3,09	2,33	1,88	1,64	1,28	0,67
0,10	3,94	3,23	2,40	1,92	1,67	1,29	0,66
0,20	4,16	3,38	2,47	1,96	1,70	1,30	0,65
0,30	4,38	3,52	2,54	2,00	1,72	1,31	0,64
0,40	4,61	3,66	2,61	2,04	1,75	1,32	0,63
0,60	5,05	3,96	2,75	2,12	1,80	1,33	0,61
0,8	5,50	4,24	2,89	2,18	1,84	1,34	0,58
1,00	5,96	4,53	3,02	2,25	1,88	1,34	0,55
1,20	6,41	4,81	3,15	2,31	1,91	1,34	0,52
1,40	6,87	5,09	3,27	2,37	1,94	1,34	0,49
1,60	7,31	5,37	3,39	2,42	1,96	1,33	0,46
1,80	7,76	5,64	3,50	2,46	1,98	1,32	0,42
2,00	8,21	5,91	3,60	2,51	2,00	1,30	0,39
2,20	-	6,20	3,70	2,55	2,01	1,28	0,37

 

продовження табл. 6.5

Сs	Забезпеченiсть, %
						99,9
0,00	0,00	-0,67	-1,28	-1,64	-1,88	-2,33	-3,09
0,10	-0,02	-0,68	-1,27	-1,61	-1,84	-2,25	-2,95
0,20	-0,03	-0,69	-1,26	-1,58	-1,79	-2,18	-2,81
0,30	-0,05	-0,70	-1,24	-1,55	-1,75	-2,10	-2,61
0,40	-0,07	-0,71	-1,23	-1,52	-1,70	-2,03	-2,54
0,60	-0,10	-0,72	-1,20	-1,45	-1,61	-1,88	-2,27
0,80	-0,13	-0,73	-1,17	-1,38	-1,52	-1,74	-2,02
1,00	-0,16	-0,73	-1,13	-1,32	-1,42	-1,59	-1,79
1,20	-0,19	-0,74	-1,08	-1,24	-1,33	-1,45	-1,58
1,40	-0,22	-0,73	-1,04	-1,17	-1,23	-132	-1,39
1,60	-0,25	-0,73	-0,99	-1,10	-1,14	-1,20	-1,24
1,80	-0,28	-0,72	-0,94	-1,02	-1,06	-1,09	-1,11
2,00	-0,31	-0,71	-0,90	-0,95	-0,97	-0,99	-1,00
2,20	-0,33	-0,69	-0,85	-0,90	-0,90	-0,90	-0,91

 

 

З цієї таблиці відповідно до отриманої величини Сs виписуємо значення функції Фостера для всіх значень забезпеченості (Ф_р%).

Модульний коефiцiєнт певної забезпеченостi К_р% розраховується:

К_р%= Ф_р% С_v +1 (6.5)

Отримавши модульний коефiцiєнт даної забезпеченості, можна розрахувати витрату даної забезпеченостi, зробити це для всіх потрібних значень забезпеченості i побудувати аналiтичну криву (рис.6.1).

Порядок розрахунку параметрiв аналiтичної кривої забезпеченостi на основi даних табл. 6.3 приведенi в табл. 6.6 та 6.7.

Таблиця 6.6.

Допомiжна таблиця розрахунку параметрiв аналiтичної кривої забезпеченостi

N	Рiк	Qi м^3/c	Кi=Qi/Qc	Ki-1	(Ki-1)^2
			1,25	0,25	0,0625
			1,25	0,25	0,0625
			1,22	0,22	0,0484
			1,19	0,19	0,0361
			1,19	0,19	0,0361
			1,16	0,16	0,0256
			1,14	0,14	0,0196
			1,12	0,12	0,0144
			1,10	0,10	0,0100
			1,09	0,09	0,0089
			1,06	0,06	0,0036
			1,06	0,06	0,0036
			1,03	0,03	0,0009
			1,03	0,03	0,0009
			1,02	0,02	0,0004
			1,00	0,00	0,0000
			1,00	0,00	0,0000
			0,97	-0,03	0,0009
			0,97	-0,03	0,0009
			0,96	-0,04	0,0016
			0,93	-0,07	0,0049
			0,91	-0,09	0,0081
			0,89	-0,11	0,0121
			0,89	-0,11	0,0121
			0,87	-0,13	0,0169
			0,85	-0,15	0,0225
			0,83	-0,17	0,0289
			0,83	-0,17	0,0289
			0,82	-0,18	0,0324
			0,79	-0,21	0,0441
			0,78	-0,22	0,0484
			0,77	-0,23	0,0529

Q_сер =∑Q_i/n= 1808м³/c C_v= 0,15; C_s = 0,30

 

 

Рис. 6.1. Емпірична (за формулою Криницького-Менкеля) та аналітична криві забезпеченості

 

 

Таблиця 6.7.

Розрахунок параметрів аналiтичної кривої забезпеченостi

Розрахункові величини	Забезпеченість,%
0,01	0,1
Фp%	4,38	3,52	2,54	2,00	1,72	1,31	0,64
Кр% =Фp%Сv+1	1,66	1,53	1,38	1,30	1,26	1,20	1,10
Qp% = Кp%Qсер

 

Продовження таблиці 6.7.

Розрахункові величини	Забезпеченість,%
						99,9
Фp%	-0,05	-0,70	-1,24	-1,55	-1,75	-2,10	-2,61
Кp = Фp%Сv + 1	0,99	0,89	0,81	0,77	0,74	0,68	0,61
Qp% = Кp%Qсер

 

* * *

Крім вищеописаного методу розрахунку аналітичної кривої забезпеченості застосовують графоаналітичний метод Г.Алєксєєва. Згідно з цим методом всі три параметри кривої забезпеченості (Q_сер, С_v, С_s) є функцією коефіцієнту скошеності S, який виражає приблизний зв’язок цих параметрів з кривою Пірсона ІІІ типу чи логнормальною кривою.

S визначається на основі витрат, що відповідають трьом опорним значенням забезпеченості: Q_5% , Q_50%, Q_95%. які знімаються з згладженої емпіричної кривої.

S = (Q_5% + Q_95% -2 Q_59%)/(Q_5%- Q_95%) (6.6)

Подальші розрахунки ведуться наступним чином.

З табл. 6.8, розрахованої для кривої Пірсона ІІІ типу, визначається С_s, що відповідає вирахуваному S.

 

Таблиця 6.8

 

S	0,03	0,06	0,08	0,11	0,14	0,17	0,20	0,22
Ф5-Ф95	3,28	3,28	3,27	3,27	3,26	3,25	3,24	3,22
Сs	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8

Продовження таблиці 6.8

S	0,25	0,28	0,34	0,39	0,45	0,51	0,57	0,63
Ф5-Ф95	3,21	3,2	3,16	3,12	3,07	3,01	2,95	2,89
Сs	0,9	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0	2,2

 

Розраховується середньоквадратичне відхилення σ

σ = (Q₅- Q₉₅)/(Ф₅-Ф₉₅), (6.7)

де величину Ф₅-Ф₉₅ можна розрахувати або зразу взяти з табл. 9 для прийнятого С_s

Розраховується середнє значення витрати:

Q_сер = Q₅₀ - σ Ф₅₀, (6.8)

де Ф₅₀ беруть з табл. 6 для Р = 50% і прийнятого С_s

Вираховується коефіцієнт варіації

 

С_v = σ / Q_сер (6.9)

За стандартними статистичними параметрами Q_сер, σ та С_s та значеннями Ф_р%, що приведені в табл. 6, розраховується Q певної забезпеченості:

Q_р% = Q_сер + σ Ф_р% . (6.10)

Отримана за цими параметрами аналітична крива забезпеченості приймається за розрахункову, якщо Q₀ - Q_сер ≤ 0,02 Q₀

де Q₀ – середнє значення, розраховане з ряду спостережень;

Q_сер - середнє значення з формули (6.8).

 

ЗАВДАННЯ

Студенту видається таблиця середньорiчних витрат води на водпостi за 30-35 рокiв. Необхiдно:

1. Розрахувати за формулами Чегодаєва та Крицького-Менкеля параметри емпiричних кривих забезпеченостi та накреслити їх на мiлiметровому паперi.

2. Розрахувати параметри аналiтичної кривої забезпеченостi з допомогою таблиці А.Фостера; побудувати її на мiлiметровoму паперi.

3. Оцiнити спiвпадання емпiричної i теоретичної кривих.

4. Розрахувати параметри аналiтичної кривої забезпеченості, використовуючи графоаналітичний метод.

5. Визначити витрати води 0,1%, 2%, 25% i 95% забезпеченостi.

 

Робота 7

ВИЗНАЧЕННЯ МАКСИМАЛЬНИХ ВИТРАТ

ДОЩОВИХ ПАВОДКІВ

 

Мета роботи: навчитися розраховувати максимальні витрати води дощових паводків різної забезпеченості при відсутності матеріалів гідрологічних спостережень за допомогою емпіричної редукційної формули та формули граничної інтенсивності.

В окремих гірських регіонах та районах з мусонним кліматом максимальні витрати дощових паводкових вод перевищують максимуми весняних повеней і їх величини слід обов'язково враховувати при проектуванні. Це справедливо і для Українських Карпат та Криму.

Особливiстю зливових дощiв є невелика площа їх випадання, тому дощовi максимуми мають найбiльше значення для розрахунку максимального стоку малих рiк - при проектуваннi мостiв, труб на дорогах та інших гiдротехнiчних споруд.

Методи розрахунку максимальних витрат паводкiв були узагальненi i опублiкованi в СН 435-72, а потiм, пiсля деякого удосконалення - в нинi дiючих СНиП 2.01.14-83. Розрахунковi формули вiдрiзняються в основному характером та методами визначення розрахункових параметрiв. Можна видiлити два типи формул:

1). Емпiричнi редукцiйнi формули, що враховують редукцiю модуля максимального стоку по площi.

2). Формули граничної iнтенсивностi, що враховують граничну iнтенсивнiсть дощу, який формує паводок.

 

З першого типу формул в СНиП 2.01.14-83 рекомендується наступна

Q_р% = q₂₀₀ (200/F)ⁿδ_оз δ_б F λ_р% , де (7.1)

Q_р% - миттєва максимальна витрата води розрахункової забезпеченостi Р_% , (м³/с);

q₂₀₀ - миттєвий максимальний модуль стоку забезпеченiстю 1%, приведений до площi водозбору 200км² при δ_оз = δ_б = 1, (м³/с км²);

n-показник ступеня редукцiї модуля максимальної витрати;

F- площа водозбору, (км²);

λ_р% - перехiдний коефiцiєнт вiд забезпеченостi 1% до розрахункової забезпеченостi;

δ_оз- коефiцiєнт, що враховує зниження максимальних витрат води проточними озерами, δ_б - болотами;

В цiй формулi використовується модуль максимального стоку q при фiксованому значеннi площi (конкретно 200 км²) - q_200, для визначення якого використовується карта iзолiнiй цiєї величини (рис.7.1). Показник ступеня редукцiї n для України змiнюється вiд 0,4 до 0,8 (конкретно визначається за спеціальними картами, рис.7.2). Коефiцiєнт λ_р% визначається з таблиці 7.1 в залежностi вiд площi водозбору F i району розташування водозбору, який визначається з карти (рис.7.3).

Таблиця 7.1

Значення коефiцiєнта λ_р%

Рай-он	Площа водозбору F, км^2	Забезпеченiсть,%
0,1	0,3
II	>0	1,45	1,25		0,87	0,69	0,55	0,36
III	>100	1,54	1,32		0,85	0,64	0,48	0,28
	50..100	1,54	1,35		0,85	0,64	0,47	0,25
10...50	1,54	1,4		0,82	0,6	0,42	0,22
1...10	1,54	1,45		0,77	0,5	0,34	0,15
<1	1,54	1,5		0,74	0,46	0,3	0,12
IV	>100	1,62	1,35		0,81	0,58	0,4	0,21
50..100	1,62	1,5		0,77	0,5	0,34	0,15
10...50	1,62	1,6		0,73	0,44	0,26	0,1
1...10	1,62	1,65		0,72	0,4	0,23	0,08
<1	1,62	1,65		0,72	0,4	0,23	0,08

 

Емпiричнi редукцiйнi формули вiдображають процеси формування стоку в узагальненiй iнтегральнiй формi. Бiльш детально це робиться в формулах граничної iнтенсивностi. Проте використання останнiх для великих водозборiв обмежено малою надiйнiстю розрахунку шару опадiв i втрат стоку та iншими причинами.

Тому формула граничної iнтенсивностi використовується переважно для рiк з площею водозбору меншою 50-100км². Вона дозволяє розрахувати максимальний стiк за даними про опади, спостереження за якими ведуться значно повнiше i кращої якостi.

З цього типу формул в СПиП 2.01.14-83 включена наступна:

Qр = A_1% φ H_1% δ_оз F λ_р, де (7.2)

Q_р - максимальна миттєва витрата води розрахункової забезпеченостi Р_% ,(м³/c);

А_1% - вiдносний максимальний модуль стоку 1% забезпеченостi, виражений в долях вiд добутку φ H_1% при

 

δ_оз= 1,0;

φ- коефiцiєнт паводкового стоку;

Н_1% - максимальний добовий шар опадiв 1% забез-печеностi,(мм);

δ_оз , λ_р - те ж, що i в формулi емпіричній редукційній (7.1)

Добовий шар опадiв одновiдсоткової забезпеченостi Н_1% визначається за картою ізоліній цієї величини (рис.7.4). Величини Н_1% для гірських водозборів отримують з рис.7.5 і 7.6.

Коефiцiєнт паводкового стоку φ залежить вiд середньозваженої для водозбору категорiї поверхнi вбирання грунту, добового шару опадiв Н_1% i площi водозбору F. Значення φ приведенi в табл. 7.2.

В таблиці 7.2 при сильнiй задернiлостi грунтiв i потужностi гумусового шару > 20см, категорiї II, III пiдвищуються на один ступiнь, а V,VI - понижуються на один ступiнь.

Таблиця 7.2

Значення коефiцiєнту дощового стоку φ

Категорiя поверхнi вбирання	Добовий шар опадiв Н1%, мм	Площа водозбору, км^2
<0,1	0,1-1	1,1-10	10,1-100	>100
I	-
ІІ	<80	0,8	0,7	0,65	0,65	0,6
81-150	0,9	0,85	0,80	0,80	0,8
151-200	0,95	0,9	0,9	0,9	0,9
>200	0,95	0,95	0,95	0,9	0,9
III	<80	0,7	0,6	0,55	0,5	0,45
81-100	0,8	0,75	0,7	0,65	0,65
101-150	0,85	0,8	0,75	0,65	0,65
151-200	0,85	0,86	0,8	0,7	0,7
>200	0.9	0,9	0,8	0,75	0,75
IV	<80	0,55	0,55	0,45	0,35	0,2
81-150	0,65	0,63	0,56	0,45	0,3
151-200	0,75	0,7	0,65	0,55	0,4
>200	0,8	0,75	0,7	0,65	0,5
V	<80	0,35	0,28	0,2	0,2	0,15
81-150	0,45	0,35	0,25	0,25	0,2
151-200	0,55	0,45	0,4	0,35	0,3
>200	0,6	0,55	0,5	0,45	0,4
VI	-	0,25	0,2	0,15	0,1	0,1

 

Величина А_1% змiнюється в залежностi вiд трьох параметрів:

1) гiдроморфометричної характеристики русла Ф_р^гм;

2) типiв кривих редукцiї опадiв в даній місцевості;

3) тривалостi схилового добiгання τ_cх.

Розрахувавши ці параметри, за таблицею 7.5 визначаємо А_1% .

А_1% визначається згiдно зі схемою:

 

А_1%

Ф_р^гм Тип кривих τ_cх

редукцiї опадiв

 

Ф_р φ Н_1% Ф_сх^гм Тип кривих

редукцiї опадiв

Н_1% F

Катег.

поверхнi вбиpання

 

Параметр Ф_р^тм=Ф_р/(φН_1%)^0,25, де

Ф_р – морфометрична характеристика головного русла водозбору.

Тип кривих редукцiї опадiв в часi залежить вiд фiзико-географiчних умов району (клiмат i рельєф) і визначається з карти (рис. 7.7).

Тривалiсть (час) схилового добiгання τсх визначаємо з табл. 7.3 в залежностi вiд: 1) гiдроморфометричної характеристики схилiв, по яких стiкає вода Ф_сх^гм;

2) кiлькостi та iнтенсивностi опадiв, що вiдображається типом кривих редукцiї опадiв.

Таблиця 7.3

Тривалiсть схилового добiгання, τсх,хв

Фсх^гм	Тип кривих ред. опадiв	Фсх^гм	Тип кривих ред. опадiв
	4,4a	3,3a		4,4a	3,3a
0,5	2,3	2,3	2,7
		5,2	5,3
1,5			8,5
2,5

 

Параметр Ф_сх^гм = Ф_сх/(φH_1%)0,5, де (4)

 

Ф_сх – морфометрична характеристика схилів водозбору.

Визначивши всi необхiднi допомiжнi параметри, за таблицею 7.5 визначаємо А_1%. Для руслової мережi з неясно вираженими тальвегами А_1% визначається з табл. 7.5 при Ф_р^гм = 0.

 

 

Таблиця 7.4

Максимальний модуль дощового стоку А1%

Типи кривих редукції опадiв	Час схилового добігання τсх, хв	Гiдроморфометрична характеристика русла Фр^гм
		0,530	0,510	0,410	0,310	0,190	0,120	0,093	0,072	0,059
	0,350	0,33	0,26	0,21	0,14	0,10	0,08	0,064	0,053
	0,190	0,18	0,16	0,14	0,11	0,082	0,066	0,054	0,047
	0,120	0,120	0,11	0,10	0,084	0,07	0,058	0,048	0,041
	0,088	0,086	0,08	0,075	0,065	0,055	0,047	0,04	0,035
	0,070	0,068	0,065	0,06	0,055	0,05	0,039	0,034	0,031
4, 4a		0,520	0,47	0,37	0,28	0,16	0,11	0,084	0,066	0,054
	0,27	0,26	0,22	0,18	0,13	0,094	0,073	0,059	0,049
	0,17	0,16	0,14	0,13	0,096	0,077	0,062	0,052	0,044
	0,11	0,11	0,10	0,09	0,074	0,06	0,051	0,045	0,039
	0,082	0,08	0,075	0,07	0,06	0,05	0,045	0,038	0,034
	0,066	0,065	0,06	0,055	0,05	0,042	0,037	0,032	0,029
3, 3a		0,450	0,420	0,320	0,250	0,150	0,10	0,076	0,060	0,050
	0,25	0,24	0,21	0,17	0,12	0,085	0,067	0,054	0,046
	0,16	0,15	0,14	0,12	0,088	0,07	0,058	0,049	0,042
	0,11	0,10	0,095	0,085	0,068	0,058	0,05	0,047	0,038
	0,075	0,074	0,07	0,065	0,055	0,045	0,043	0,038	0,034
	0,062	0,06	0,055	0,053	0,048	0,042	0,036	0,032	0,029

Продовження таблицi 7.4

Типи кри вих редукції опадi	Час схи- лового добігання τсх, хв	Гiдроморфометрична характеристика русла Фр^гм
		0,050	0,041	0,036	0,031	0,019	0,013	0,0100	0,0083
	0,045	0,038	0,034	0,03	0,018	0,013	0,010	0,0083
	0,04	0,035	0,031	0,028	0,018	0,013	0,010	0,0083
	0,036	0,032	0,028	0,026	0,017	0,012	0,0097	0,0081
	0,031	0,028	0,026	0,023	0,016	0,012	0,0094	0,0079
	0,028	0,025	0,023	0,021	0,015	0,011	0,0091	0,0076
4, 4a		0,045	0,038	0,034	0,030	0,019	0,013	0,010	0,0084
	0,042	0,037	0,032	0,029	0,018	0,013	0,0100	0,0083
	0,038	0,033	0,03	0,027	0,017	0,013	0,0100	0,0083
	0,035	0,031	0,028	0,025	0,017	0,013	0,0100	0,0082
	0,03	0,028	0,025	0,023	0,018	0,012	0,0096	0,0080
	0,027	0,025	0,023	0,021	0,015	0,011	0,0091	0,0077
3, 3a		0,043	0,037	0,033	0,030	0,018	0,014	0,0110	0,0085
	0,04	0,035	0,031	0,028	0,018	0,013	0,0100	0,0084
	0,036	0,032	0,029	0,026	0,017	0,013	0,0100	0,0082
	0,033	0,03	0,027	0,024	0,017	0,013	0,0100	0,0082
	0,027	0,027	0,025	0,023	0,016	0,012	0,098	0,0080
	0,027	0,025	0,023	0,021	0,015	0,012	0,094	0,0078

 

 

Знаючи величину всiх характеристик, що входять в формулу граничної інтенсивності, можна розрахувати максимальну витрату дощових паводкiв певної забезпеченостi

 

ЗАВДАННЯ.

На основі морфометричних характеристик конкретного водозбору, що були визначені в роботі 5, розрахувати максимальні витрати води 0,1%, 2% i 10% забезпеченостi за емпiричною редукцiйною формулою та формулою граничної iнтенсивностi стоку.

 

Робота 8

ВИЗНАЧЕННЯ МАКСИМАЛЬНИХ ВИТРАТ ВОДИ ПІД ЧАС ВЕСНЯНИХ ПОВЕНЕЙ.

Мета роботи: навчитись розраховувати максимальні витрати повеневих вод різної забезпеченості при відсутності даних гідрометричних спостережень.

 

Згідно з нині діючими нормативними документами визначення максимальних витрат води, що стікає з водозбору під час весняних повеней, здійснюється на основі розробок Д.Соколовського, К.Воскресенського та В.Водогрецького. Даний метод іноді називають уніфікованим методом і він придатний для рік з водозборами від елементарних до 20 000 км². Ріки при цьому поділяються на рівнинні і гірські.

До рівнинних відносяться такі ріки, водозбори яких розташовані в межах рівнин і платоподібних підвищень (плоскогір), де відносне коливання висот не перевищує 400м і тому сніготанення охоплює майже одночасно весь водозбір чи більшу його частину. Вони поділяються на ріки лісової та лісостепової зон.

До гірських відносять ріки гірських районів з різким коливанням висот на водозборі (більше 400м). Це обумовлює нерівномірне танення снігу в різних висотних зонах і, відповідно, нерівномірний притік води з різних частин водозбору в русло.

І. Визначення максимальної витрати повеневих вод для рівнинних рік.

Розрахунок ведеться за формулою:

, де (8.1)

K₀ – параметр, що характеризує дружність весняної повені;

h_p% - шар сумарного весняного стоку розрахункової забезпеченості, мм;

μ - коефіцієнт, що враховує нерівність статистичних параметрів шару стоку і максимальних витрат води; приймається за табл. 8.12;

δ_оз - коефіцієнт, що враховує вплив водосховищ, ставків і проточних озер;

δ_л, δ_б, - коефіцієнти, що враховують зниження максимальних витрат води відповідно в заліснених і заболочених басейнах;

δ_м - коефіцієнт, що враховує зниження максимальних витрат води під впливом агротехнічних заходів на ріках з площею басейну ‹ 200 км²;

F – площа водозбору до даного створу;

 

b – емпіричний параметр, що враховує зниження інтенсивності редукції максимального модуля стоку зі зниженням площі водозбору; приймається за табл. 8.15;

n - показник ступеня редукції максимального модуля стоку; приймається за табл. 12.

Розглянемо порядок визначення параметрів, що входять в формулу (8.1).