З а д а н и е 8. Построение кривой повторяемости и обеспеченности расходов воды

Д а н о: расходы воды (Q) за период наблюдений.

Т р е б у е т с я: 1. Построить кривую повторяемости и обеспеченности.

2. Определить значение расхода воды 99% и 1% обеспеченности.

Р е ш е н и e. 1. Для построения кривой повторяемости необходимо определить амплитуду (А), интервал или градации (n) и весь ряд данных разбить на равные части, т.е. n - определяется по формуле n ≤ 5 lqN, где N - число лет наблюдений.

Расчет повторяемости производится согласно табл. 4.

Таблица 4

Интервал	Повторяемость
	число случаев	% от общего числа случаев

Построим график, где на оси абсцисс (горизонтальной) отложим %, на оси ординат (вертикальной) - значение расходов воды (Q), разбитый по интервалам.

По полученным данным табл. 4 построим кривую повторяемости, которая покажет число, в течение которого рассматриваемая величина повторяется в среднем один раз.

2. Построение кривой обеспеченности рассчитывается по табл. 5.

Таблица 5

№п/п	Годы	Q	Q в убывающем порядке	Р = -0,3/+0,4·100%
Сумма
Среднее

Расположим расходы в убывающем порядке. Значение обеспеченности данного расхода вычисляется по формуле:

Р = (m – 0,30)/(n + 0,4)·100% ,

где n - общее число членов ряда; m - порядковый номер расчетного расхода воды.

Полученные данные из табл. 5 наносятся на график, точки соединяются плавной кривой и получается кривая обеспеченности. Крайние точки кривой экстраполируются до 0% и 100%, что дает возможность получить значения расходов 1% и 99% обеспеченности (рис. 6).

Обеспеченность - вероятность того, что рассматриваемое значение может быть превышено средней совокупностью всех возможных ее значений.

З а д а н и е 9. Составление и расчленение гидрографа

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

Т р е б у е т с я: 1. Построить гидрограф.

2. Расчленить его по типам питания, выделив снеговое, дождевое и подземное.

3. Определить величину каждого типа питания (в % от годового стока).

Р е ш е н и е. 1. Гидрограф - график изменения расходов воды во времени - позволяет графически характеризовать режим стока в течение года по сезонам.

Гидрограф строится на миллиметровой бумаге. По вертикальной оси откладываются расходы воды (Q) в м³/с, а по горизонтальной - время (t) в сутках. Рекомендуются следующие масштабы: для расхода воды - в 1 мм 0,1; 0,2; 0,25; 0,5; 1,0; 2,0 и т.д. м³/с, для времени - в 1 мм 2 суток.

На поле графика наносятся в виде точек расходы воды за каждые сутки. Все точки соединяются прямыми линиями.

Рис. 6. Кривая обеспеченности.

Условными знаками показываются ледовые явления: ледостав -сплошной прямой горизонтальной линией толщиной 2 мм, ледоход (весенний и осенний) - двумя параллельными тонкими линиями на расстоянии 2 мм друг от друга. Длины линий равны периодам ледовых явлений. Линии не должны пересекать график.

2. Расчленение гидрографа (генетический его анализ) может быть осуществлено разными способами. Различия заключаются в способе определения степени питания подземными водами в период половодья. В настоящем пособии рекомендуется метод, предложенный М.И. Львовичем, когда подземный сток в реку отделяется от снегового питания в период весеннего половодья слегка выпуклой в сторону пика половодья линией, соединяющей точки его начала и конца. В остальную часть года подземное питание отделяется от поверхностного плавной линией, соединяющей точки, соответствующие наименьшим расходам воды (рис. 7).

Сильные изменения расходов воды, показанные на гидрографе выше линии грунтового питания, относятся в теплый период года к дождевому питанию, зимой - к таянию снега при оттепелях.

Резкие кратковременные увеличения расходов воды на спаде половодья бывают при выпадении дождей, уменьшения - при сильных похолоданиях в бассейне реки, замедляющих таяние снега. Пики расходов в этом случае следует выделить в дождевое питание. Более точно определить причину изменения расходов и правильно выделить тип питания можно при совместном рассмотрении гидрографа и хода температуры воздуха и атмосферных осадков.

3. С помощью гидрографа можно подсчитать процентное соотношение выделяемых типов питания исходя из того, что площадь, ограниченная линией гидрографа и осями координат, в определенном масштабе соответствует объему годового стока. Для его подсчета нужно определить эту площадь с помощью планиметра или палетки (см²) и умножить ее на значение 1 см² в масштабе чертежа. Например, при вертикальном (в 1 см² 50 м³/с) и горизонтальном (в 1 см 20 суток) масштабах площадь в 1 см соответствует 50x20x86400=864·10⁴ м³/с (имеется в виду, что 86400 - количество секунд в сутках).

По частям гидрографа, изображающим отдельные виды питания, аналогичным способом определяется величина стока снеговых, дождевых и грунтовых вод.

После этого подсчитывается доля отдельных видов питания в общем питании реки и делается вывод о преимущественном его типе.