З а д а н и е 7. Расчет основных характеристик стока

Д а н о: 1. Таблица ежедневных расходов воды (Q) реки... в створе водомерного поста ... за 19..-20.. гг. (данные берутся из Гидрологического ежегодника).

2. Площадь бассейна реки (F, в км²).

3. Осадки в бассейне за год (х, в км).

4. Средний многолетний расход годы (Q_о).

Т р е б у е т с я: вычислить основные характеристики стока; средний годовой расход воды (Q_ср); среднегодовой модуль стока (М); объем стока за год (W); слой стока за год (h); среднегодовой коэффициент стока (η); модульный коэффициент стока за определенный год (К).

Р е ш е н и е. 1. Средний годовой расход воды рассчитывается на основе данных таблицы ежегодных расходов по формуле:

Q_ср = /n (м³/с)

где n - число дней в году.

2. Среднегодовой модуль стока - количество воды в литрах, стекающей в секунду с квадратного километра площади бассейна за определенный год, - вычисляется по формуле:

М = Q_ср·10³/F (л/с·км²),

где 10³ вводится для пересчета кубических метров в литры.

3. Объем стока за год - количество воды, стекающей с бассейна за год (сутки, декаду, месяц, фазу водного режима, сезон), вычисляется по формуле:

W = Q_ср · Т (м³/год или км³/год),

где Т - число секунд в определенном периоде (в сутках 86 400, в году - 31,54 · 10⁶ с).

Учитывая зависимость между Q, М и F, вычислим объем стока по другой формуле:

W = M · F · T / 10³ (м³/год),

которая будет иметь следующий вид:

W = М · F · 31,54 · I0³ (м³/год).

4. Слой стока за год - объем стока за это же время, распределенный равномерным слоем по всей площади бассейна реки. Для удобства сравнения он определяется со слоем выпавших за этот же период атмосферных осадков, который выражается в мм. За год он численно равен частному от деления объема стока на площадь бассейна и находится по формуле:

h = W/F·10³ (мм),

которая последовательно выводится следующим образом:

h = W/F(м³/км²)=W/F·10⁶(м³/м²)=W/F·10⁶(м)=W·10³/F·10⁶(мм)=W/F·10³(мм).

Если в последнюю формулу подставить значение объема стока за год (см. выше), то она выразит прямую зависимость между слоем стока и его модулем:

h = M·F·31,5·10³/F·10³ = M·31,5 (мм)

5. Среднегодовой коэффициент стока - относительная характеристика, показывающая, какая часть атмосферных осадков, выпавшая в течение года в бассейне, стекает в реку. Численно коэффициент равен отношению высоты слоя стока к осадкам:

η = h/x.

Коэффициент стока колеблется от 0 до 1. На его значение оказывают влияние величина испарения, характер водопроницаемости горных пород в бассейне, степень облесенности, заболоченности и др.

6. Модульный коэффициент стока - отвлеченное число, показывающее отношение стока за конкретный год к норме, т.е. к стоку за многолетний период. Вследствие зависимости всех характеристик стока модульный коэффициент можно рассчитать по любому из отношений:

К = Q_ср/Q_о = М_ср/М_о = W_ср/W_о = h_ср/h_о,

где Q_ср, М_ср, W_ср, h_ср - характеристики стока за какой-то год; Q_о, М_о, W_о, h_о -

характеристики за многолетний период. Значение модульного коэффициента в маловодные годы меньше, а в многоводнее - больше единицы.