Максимальні витрати стоку талих вод

Максимальні витрати талих вод при проектуванні водопропускних споруд на річках (з постійним водотоком) визначаються за формулою ГГІ, яка приміняється для площ водозбору від елементарно малих (менше 1 км²) до 20000 км²:

 

Q_{p =} , (1)

 

де: h_р – шар весняного стоку, мм; К₀ - параметр, що характеризує дружність повені; µ - коефіцієнт, що враховує нерівність статистичних параметрів шару стоку і максимальних витрат; F - площа водозбору, км²; n - показник ступені, що характеризує зменшення відношення максимальної витрати до шару стоку в залежності від площі водозбору; δ₁ - коефіцієнт, що враховує зниження максимальних витрат річки, зарегульованої озерами і водосховищами в басейні; δ₂ - коефіцієнт, що враховує зниження максимальних витрат річки в заболочених і заліснених басейнах; δ₃ - коефіцієнт, що враховує зниження витрат повені за рахунок розорювання площі водозбору; b - емпіричний параметр, що враховує зниження інтенсивності редукції модуля максимального стоку.

δ₁ < 2 %, тому не враховуємо [2., т.1., стр.5].

Коефіцієнт δ₂ знаходимо за формулою:

δ₂ = 1-0,8·lg(1+0,05f_л),

де: f_л - ступінь залісненості річкового басейну в % від площі водозбору; f_л = 1%; δ₂ = 1-0,8·lg(1+0,05·1); δ₂ = 1-0,8·lg(1,05); δ₂ = 1-0,8·0,021; δ₂ = 1-0,0169;δ₂ = 0,98.

Згідно завданню розораність басейну становить не менше 50%, тому

δ₃ = 0,9 [2.т.6.ст.9].

Коефіцієнти, що відображають забезпеченість при гідрологічних розрахунках дорівнюють: µ_1% = 1; µ_5% = 0,96; µ_10% = 0,93, [2.т.7.ст.9].

Район будівництва гідроспоруд характеризується категорією рельєфу.

Категорія рельєфу визначається по відношенню ,

де: І_р – повздовжній ухил річки в %; F – площа водозбору.

При: α > 1 басейн річки відносять до I категорії;

α = 1,0 ÷ 0,5 басейн річки відносять до II категорії;

α < 0,5 басейн річки відносять до III категорії.

 

; .

Район будівництва гідроспоруд характеризується I категорією рельєфу.

Для нього параметр К₀ = 0,030 [2.ст.6].

Значення параметрів n і b для степової зони: n = 0,35; b = 10 км² [2.т.2.ст.6].

Середнє багаторічне значення шару стоку повені h₀ = 25 мм [2.д.1].

Коефіцієнт варіації С_v = 1,1 [2.д.2].

Так як за завданням площа водозбору F = 10 км ², величина поправочного коефіцієнта до С _v = 1,25 [2.т.3.ст.6].

Ординати кривих трьохпараметричного гамарозподілу дорівнюють Кр_1% = 5,05; Кр_5% = 3,22; Кр_10% = 2,4 [2.т.4.ст.8].

Шар стоку розрахункової забезпеченості Р знаходимо за формулою:

h_р = K_p ·h₀.

Тоді: h_1% = 126,25 мм; h_5% = 80,5 мм; h_10% =60,0 мм.

Підставивши отримані значення в формулу (1), отримаємо:

Q_1% = м³/с;

Q_5% = м³/с;

Q_10% = м³/с.

Таким чином, розрахункові витрати талих вод дорівнюють: Q_1% = 1,327 м³/с; Q_5% = 0,813 м³/с; Q_10% = 0,587 м³/с.

 

Максимальні дощові витрати

При площі водозбору до 100км² максимальні дощові витрати визначають за формулою граничної інтенсивності стоку (м³/с):

Q_{p =} А_1% · φ·Η_1% · δ₁ ·λ_p ·F, (2)

де: Η_1% - добовий шар опадів забезпеченістю 1%,мм; φ - коефіцієнт паводкового стоку; А_1% - максимальний модуль стока забезпеченістю 1% в частках від добутку φ·Η_1% ; λ_p - перехідний коефіцієнт від забезпеченості 1% до іншої розрахункової.

Добовий шар опадів при Р = 1% - Н_{1 %} = 145 мм [2.д.3].

Коефіцієнт паводкового стоку:

φ = , (3)

де: - середній ухил водозбору, %; = збірний коефіцієнт стоку для водозабору з площею 10 км² і середнім ухилом =50%; - коефіцієнт, прийнятий для України 1,3; - коефіцієнт рівний 0,11; = 0,1; = 0,9 [2.т.8.ст.11].

.

Отже: δ₁ < 2% (см.1.1.1).

Заданий басейн річки знаходиться в 6-му районі [2.д.4].

Перехідні коефіцієнти λ_p дорівнюють: λ_1% = 1,0; λ_5% = 0,42; λ_10% =0,30 [2.т.9.ст.11].

Гідроморфометрична характеристика русла річки знаходиться за формулою:

Ф_p = , (4)

де: m коефіцієнт, що характеризує шорсткість русла річки; L - довжина річки, км; І_p - середньозважений ухил річки, %.

Коефіцієнт шорсткості русла річки m_p = 11 м/хв; m = [2.т.10].

L = 4,5 км; І_p = 1,3%; F = 10,0 км².

Підставивши відповідні значення в формулу (4), отримаємо:

Ф_p = .

Гідроморфометрична характеристика схилів басейну річки визначається за формулою:

Ф_сx = , (5)

де: L - середня довжина схилів басейну, км; І_сх - середній ухил схилів басейну, %;

m₁ - коефіцієнт, що характеризує шорсткість схилів басейну.

Середня довжина схилів визначається по залежності:

, (6)

де: ρ -густота річкової сітки, км/км²; ρ=0,9 км/км² [2.т.11.ст13].

Середня довжина схилів дорівнює:

.

Коефіцієнт шорсткості схилів m₁=0,30 [2.т.12ст.14].

І_сх=1,9%.

За формулою (5) визначимо гідроморфометричну характеристику схилів басейну річки:

Ф_сх = .

За типом кривих редукцій опадів басейн річки знаходиться в 4-му районі [2.д.5].

Довготривалість схилового добігання τ_сх= 300хв [2.т.13.ст.14].

Максимальний модуль дощового стоку А_1%=0,021 [2.т.14.ст.15].

За формулою (2) визначаємо максимальні дощові витрати:

Q_1% = м³/с;

Q_5% = м³/с;

Q_10% = м³/с.

Таким чином, отримані максимальні дощові витрати дорівнюють:

Q_1% = м³/с; Q_5% = м³/с; Q_10% = м³/с.