Таблица 9
| Р% | 0,1 | 1 | 5 | 99,9 |
| ФP% | ||||
| KP% | ||||
| QP% |
В работе необходимо вычислить значения расхода с вероятностью Р = 0,05%, 0,2%, 1%, 50%, 75% и 90%.
3.2 Характеристики годового стока
Сток – это движение воды по поверхности, а также в толще почв и горных пород в процессе ее круговорота в природе. При расчетах под стоком понимается количество воды, стекающей с водосбора за какой-либо период времени. Это количество воды может быть выражено в виде расхода `Q, объема W, модуля M или слоя стока h.
Объем стока W– количество воды, стекающей с водосбора за какой-либо период времени (сутки, месяц, год и т.п.), – определяется по формуле
W=`Q×T [м3], (19)
где `Q – средний расход воды за расчетный период времени, м3/с, T – число секунд в расчетном периоде времени.
Так как средний расход воды был вычислен ранее как норма годового стока, объем стока р. Кегеты за год W = 2.39∙365,25∙24∙3600 = 31764096м3.
Модуль стока М – количество воды, стекающей с единицы площади водосбора в единицу времени, – определяется по формуле
М=103`Q/F [л/(с×км2)], (20)
где F– площадь водосбора, км2.
Модуль стока р. Кегеты М=103 ∙ 2.39/178 = 13.42 л/(с×км2).
Слой стока h мм – количество воды, стекающей с водосбора за какой-либо период времени, равное толщине слоя, равномерно распределенного по площади этого водосбора, – определяется по формуле
h=W/(F 103)=`Q×T/(F 103). (21)
Слой стока для бассейна р. Кегеты h = 31764096/ (178 ∙103) = 178.44 мм.
К безразмерным характеристикам относятся модульный коэффициент и коэффициент стока.
Модульный коэффициент К представляет собой отношение стока за какой либо конкретный год к норме стока:
К = Qi /Q0 = Wi /W0 = hi /h0, (22)
и для р. Кегеты за рассматриваемый период К меняется от К =1.58 / 2.39= 0.66 для года с минимальным расходом до К = 3.26 / 2.39 = 1.36 для максимального расхода.
Коэффициент стока a – отношение объема или слоя стока к количеству выпавших на площадь водосбора осадков х, обусловивших возникновение стока:
a = h/x. (23)
Коэффициент стока показывает, какая часть осадков идет на образование стока.
В курсовой работе необходимо определить характеристики годового стока для принятого к рассмотрению бассейна, приняв норму стока из раздела
Внутригодовое распределение стока рек занимает важное место в вопросе изучения и расчетов стока как в практическом, так и в научном отношении, являясь в тоже время наиболее сложной задачей гидрологических исследований /2,4,13/.
Основные факторы, определяющие внутригодовое распределение стока и его общую величину, – климатические. Они определяют общий характер (фон) распределения стока в году того или иного географического района; территориальные изменения распределения стока следуют за изменением климата.
К факторам, влияющим на распределение стока в течении года относятся озерность, лесистость, заболоченность, размеры водосборов, характер почв и грунтов, глубина залегания грунтовых вод, и т.д., которые в определенной мере должны учитываться в расчетах как при отсутствии, так и при наличии материалов наблюдений.
В зависимости от наличия данных гидрометрических наблюдений применяются следующие методы расчета внутригодового распределения стока:
1) при наличии наблюдений за период не менее 10 лет: а) распределение по аналогии с распределением реального года; б) метод компоновки сезонов;
2) при отсутствии или недостаточности (менее 10 лет) данных наблюдений: а) по аналогии с распределением стока изученной реки-аналога; б) по районным схемам и региональным зависимостям параметров внутригодового распределения стока от физико-географических факторов.
Внутригодовое распределение стока обычно рассчитывается не по календарным годам, а по водохозяйственным, начиная с многоводного сезона. Границы сезонов назначаются едиными для всех лет с округлением до месяца.
Расчетная вероятность превышения стока за год, лимитирующие период и сезон назначается в соответствии с задачами водохозяйственного использования стока реки.
В курсовой работе необходимо выполнить расчеты при наличии гидрометрических наблюдений.
Расчеты внутригодового распределения стока методом компоновки
Исходными данными для расчета являются среднемесячные расходы воды и в зависимости от цели использования расчета – заданный процент обеспеченности Р и деление на периоды и сезоны.
Расчет делится на две части:
1) межсезонное распределение, имеющее наиболее важное значение;
2) внутрисезонное распределение (по месяцам и декадам, устанавливаемое с некоторой схематизацией.)
Межсезонное распределение. В зависимости от типа внутригодового распределения стока год делится на два периода: многоводный и маловодный (межень). В зависимости от цели использования один из них назначается лимитирующим.
Лимитирующий–это наиболее напряженный с точки зрения водохозяйственного использования период (сезон). Для целей осушения лимитирующим периодом является многоводный; для целей орошения, энергетики–маловодный.
В период включается один или два сезона. На реках с весенним половодьем для целей орошения выделяются: многоводный период (он же сезон) – весна и маловодный (лимитирующий) период, включающий в себя сезоны; лето-осень и зима, причем лимитирующим сезоном при орошении является лето-осень (при энергетическом использовании–зима).
Расчет выполняется по гидрологическим годам, т.е. по годам, начинающимся с многоводного сезона. Сроки сезонов назначаются едиными для всех лет наблюдений с округлением их до целого месяца. Продолжительность многоводного сезона назначается так, чтобы в границах сезона помещалось половодье как в годы с наиболее ранним сроком наступления, так и с наиболее поздним сроком окончания.
В задании продолжительность сезонов можно принять следующей: весна – апрель, май, июнь; лето-осень – июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь; зима – декабрь и январь, февраль, март следующего года.
Величина стока за отдельные сезоны и периоды определяется суммой среднемесячных расходов (табл. 10). В последнем году к расходу за декабрь прибавляются расходы за три месяца (I, II, III) первого года.
При расчете по методу компоновки внутригодовое распределение стока принимается из условия равенства вероятности превышения стока за год, стока за лимитирующий период и внутри его за лимитирующий сезон. Поэтому необходимо определить расходы заданной проектом обеспеченности (в задании Р=80%) для года, лимитирующих периода и сезона. Следовательно, требуется рассчитать параметры кривых обеспеченности (О0, Сv и Сs) для лимитирующих периода и сезона (для годового стока параметры вычислены выше). Вычисления производятся методом моментов в табл. 10 по схеме, изложенной выше для годового стока.
Определять расчетные расходы можно по формулам:
годового стока
Орасгод = Kр'×12×Q0, (26)
лимитирующего периода
Орасмеж= Kр²×Q0меж, (27)
лимитирующего сезона
Орасло= Kр²'×Qло (27)
где Kр', Kр², Kр²' – ординаты кривых трехпараметрического гамма-распределения, снятые с таблицы соответственно для Сv– годового стока. Сv меженного стока и Сv для лета–осени.
Примечание. Так как расчеты выполняются по среднемесячным расходам, расчетный расход за год требуется умножить на 12.
Одним из основных условий метода компоновки является равенство
Орасгод=S Орассез. Однако это равенство нарушится, если расчетный сток за не лимитирующие сезоны определять также по кривым обеспеченности (ввиду различия параметров кривых). Поэтому расчетный сток за не лимитирующий период (в задании – за весну) определяют по разности