Соотношение между расходами воды и другими характеристиками стока

Характеристика	Ед. изм.	Примечание
Модуль стока,	л/с. км^2.	производятся до вычисления 0,01; 0,1; 1,0.
Слой стока,	мм	Вычисления производятся до двух-трех значащих цифр.

 

1.1.1.При достаточном периоде гидрометрических наблюдений. Расчеты нормы стока как статистической характеристики затруднений не вызывает:

(1.1)

где: Q₁, Q₂,… Q_N - расход воды зa рассматриваемый период, например, среднегодовой или минимальный суточный расход воды;

N- продолжительность многолетнего периода, используемого для расчета.

Теоретическая величина N должна соответствовать генераль­ной совокупности данных, однако на практике продолжительность наблюдений на большинстве гидрологических створов меньше 20-30 лет. Поэтому норма стока будет отличаться от истинной на неко­торую величину. Точность расчетов нормы стока определяется сред­ним квадратическим отклонением:

(1.2)

где: Q₀ - среднемноголетнее значение расхода воды за n лет.

В практике расчетов часто используется относительная сред­няя квадратическая погрешность, показывающая изменчивость стока во времени и являющаяся, по сути, коэффициентом вариации.

(1.3)

 

Допустимая средняя квадратическая погрешность нормы стока зависит от рассматриваемой характеристики стока и меняется в пределах 5-10%.

1.1.2.При недостаточном периоде гидрометрических наблюдений Статический ряд значений стока будет считаться недостаточ­ным для расчета нормы стока, если он не является репрезентативным, т.е. не включает полных циклов изменения гидрологической величины, а среднеквадратическая погрешность среднего значения ряда превышает допустимое значение.

Удлинение ряда наблюдений осуществляют путем приведения ря­да к многолетнему периоду по реке – аналогу, имеющем пункты с наиболее длительным периодом гидрологических наблюдений за стоком, обычно не менее 50 лет.

При подборе рек-аналогов учитывается следующее:

- расчетная река и река-аналог должны находиться в максималь­ной географической близости;

- климатические условия формирования стока должны быть оди­наковыми;

- колебания годового стока должны быть синхронными;

- рельеф водосборов, почво - грунты и гидрологические условия не должны иметь существенных отличий;

- площади водосборов не должны отличаться более чем в 10 раз для равнинных рек, в горах различие в средней высоте водосбора должно быть в пределах 300 м;

- продолжительность совместных лет наблюдений за стоком на расчетной реке и реке-аналоге должна быть не менее 10 лет.

Критерием правильности выбора пункта-аналога является тес­ная связь за годы одновременных наблюдений, характеризуемая ко­эффициентом корреляции, r≥0,7 и отношением коэффициента регрес­сии к среднеквадратической погрешности коэффициента регрессии k/σ_k≥2.

Приведение данных к длительному периоду может осуществляться графическим, аналитическим или графоаналитическим способами.

1.1.2.1. Графический способ.

Применяется при прямолинейной связи. Норма стока определя­ется непосредственно по графику.

1.1.2.2. Аналитический способ.

При одном аналоге используется уравнение регрессии с двумя переменными

; (1.4)

 

; (1.5)

; (1.6)

; (1.7)

; (1.8)

(1.9)

где: Q_ср и Q_а.ср - средние значения стока в расчетном пункте и пункте-аналоге за совместный период наблюдений;

k - коэффициент регрессии;

r- коэффициент парной корреляции;

σ, σ_а - средние квадратические отклонения однолетних средних

от средних, за период совместных наблю­дений в расчетном пункте и пункте – аналоге;

Q´- свободный член, учитывающий различие в стоке рассматриваемых пунктов за совместный период.

Условие приемлемости реки-аналога:

R ≥ 0,7; k/σ_k ≥ 2 при:

; (1.10)

 

Для нормы стока уравнение линейной регрессии

. (1.11)

 

Графо - аналитический метод приведения базируется на исполь­зовании трех опорных ординат кривой распределения, соответствующих обеспеченности 5; 50; 95 %, устанавливаемых по графику связи стока расчетного пункта и пункта-аналога.

1.1.3. При отсутствии гидрологических данных.

В практике чаще всего приходится рассчитывать сток для не­изученных рек. Определить норму стока можно несколькими спосо­бами, например:

- путем прямолинейной интерполяции с использованием опорных пунктов;

- по картам изолиний годового стока и др.

Первый способ целесообразно использовать, если расчетный створ находится между двумя пунктами наблюдений на исследуемой реке, либо используют 2-3 и более пунктов на соседних реках, между которыми находится расчетный створ.

Определение нормы стока по карте осуществляется в зависи­мости от густоты изолиний, пересекающих водосбор расчетной реки, значение стока определяется как средневзвешенное

 

М = ( М₁ f₁ + М₂ f₂ + … + М_i f_i ) / F, (1.11)

 

где: M_i - среднее значение модуля стока между соседними изолиниями;

f_i- площадь между этими изолиниями.

В настоящее время построена карта нормы годового стока рек СССР в масштабе 1:10000000 и составлены региональные карты годо­вого стока, опубликованные в справочниках по водным ресурсам.

Известные данные о модуле стока приведены в таблице 1.18.