8.6. Основные методы расчетов регулирования стока

Параметры /водохранилища (объема, отдачи) и режим его рабо­ты при любом виде регулирования стока определяют путем анали­за естественного речного стока и сопоставления его с плановым по­треблением (отдачей).

В существующей теории регулирования речного стока применя­ют две группы методов водохозяйственных расчетов: расчет по календарным гидрологическим рядам (в табличной форме или по интегральным кривым стока и водопотребления) и обобщенные методы на основе теории вероятно­сти с использованием статистических параметров стока.

По первой группе методов за гидрологическую основу водохо­зяйственного расчета принимают календарный ряд наблюдений за стоком в истекшем периоде времени. Формально такой расчет пред­ставляется как процесс эмпирического подбора водохозяйственных параметров в точном соответствии с гидрологическим режимом, характерным для исследуемой реки в прошлом. По существу же смысл подобного приема заключается в предположении, что осо­бенности гидрологического режима (среднемноголетняя водность реки, повторяемость лет и сезонов различной водности и т. д.) в предшествующем проектированию сооружения периоде сохраняют­ся в будущем.

Вторая группа методов водохозяйственных расчетов основана на вероятностном предвидении стока на время эксплуатации водохо­зяйственной установки. Многообразие возможных сочетаний лег различной водности, которое не отражается расчетом по фактиче­ским величинам стока даже за продолжительный период наблюде-

242

ний, может быть учтено при применении математического аппарата теории вероятности с использованием в качестве исходных харак­теристик статистических параметров календарного стокового ряда. С позиций теории вероятности многолетний гидрограф, построенный за истекший период наблюдений, является реализацией случайного процесса, который точно в таком же виде может больше никогда не повториться. Однако основные статистические закономерности этого процесса для рассматриваемого водотока остаются неизменными и могут быть использованы для анализа и расчета будущего режима исследуемой водохозяйственной системы. При этом все водохозяй­ственные показатели ее работы, являющиеся результатом взаимо­действия бытового стока и водохранилища, выражаются в форме вероятностей. При водохозяйственных расчетах обобщенными ме­тодами исходными данными являются не календарные величины стока за истекший период, а полученные в результате их статисти­ческой обработки обобщенные характеристики режима: кривые обеспеченности основных фазово-однородных * величин стока (за год, половодье, межень) и расчетное распределение стока за год и для каждой фазы годового цикла (по гидрометрическим материа­лам). Кривые обеспеченности позволяют получить вероятностные значения стока и их сочетания, на основе которых устанавливают основные параметры регулирования стока (объем водохранилища, отдачи и т. д.).

Неоспоримым достоинством водохозяйственных расчетов по фак­тическому стоковому ряду за истекший период являются нагляд­ность метода и возможность его применения к любому виду регу­лирования стока. Отрицательными сторонами этого метода явля­ются неопределенность обеспеченности и поэтому несопоставимость результатов водохозяйственных расчетов, а также невозможность его использования при отсутствии продолжительных наблюдений за стоком реки.

Проведение водохозяйственных расчетов по обобщенным харак­теристикам стока исключает указанные недостатки метода по кален­дарным рядам. Вероятностный метод расчета и математическое моде­лирование позволяет представить многообразные сочетания величин стока (в том числе и отсутствующие, но возможные в данном ряду), исследовать эти величины как свободно варьирующие (и по раз­мерам, и по последовательности), исключая тем самым влияние случайных особенностей периода гидрометрических наблюдений и повышая степень обоснованности устанавливаемых показателей ре­гулирования стока. Отрицательными сторонами обобщенных мето­дов является отсутствие наглядной характеристики режима работы

* Фазово-однородными величинами стока называют характеристики стока (расходы воды, объемы стока и др.), наблюдающиеся в разные годы и относя­щиеся к одинаковым фазам годового цикла стока, например максимальные го­довые расходы воды весеннего половодья, средние годовые расходы, ежегодные объемы стока за одни и те же сезоны и т. д. [17].

243

установки и затруднения в математических построениях при слож­ных случаях водохозяйственных расчетов. Следует заметить, что в настоящее время обобщенные методы позволяют получить прибли­женное решение только для сравнительно простых случаев — оди­ночного водохранилища, работающего на постоянную отдачу. К то­му же несколько абстрагированные математические построения как бы затушевывают роль генетических факторов в формировании за­кономерностей стока.

Выбор того или другого способа расчетов обусловливается ус­ловиями водохозяйственной задачи, длительностью имеющегося ка­лендарного ряда наблюдений и степенью регулирования стока, ко­торая определяет продолжительность циклов сработки и наполне­ний водохранилища.

В современном проектировании наиболее целесообразно приме­нение элементов обоих расчетных методов в различных комбина­циях, которые позволяют с исчерпывающей полнотой освещать бу­дущий режим водохозяйственной установки.