Лабораторная работа №3

Тема: «Речной сток. Гидрологическая характеристика реки

в створе опорного водомерного поста».

Цель работы: требуется последовательно установить следующие гидрологические характеристики для опорного водомерного поста.

1. Среднее значение годового ( ) и максимального ( ) расходов воды весеннего половодья за период «п» наблюдений;

2. Коэффициенты асимметрии для среднегодовых и максимальных расходов воды и ;

3. Коэффициенты асимметрии для среднегодовых ( ) расходов воды;

4. Среднегодовые расходы воды 10, 50, 90% обеспеченности,

5. Максимальный расход воды весеннего половодья 10% обеспеченности,

6. Построить кривую обеспеченности.

Характеристики рабочего стока.

При изучении режима рек и проведения гидрологических расчетов используются следующие характеристики речного стока: расход воды, объем стока, модуль стока, слой стока, модульный коэффициент стока, коэффициент стока, норма стока.

Для характеристики величины гидрологических элементов используют понятия «частота» (повторяемость) и «обеспеченность» (продолжительность).

Частота показывает, в скольких случаях за рассматриваемый период времени та или иная величина гидрологического элемента имела значения в определенных интервалах

Обеспеченность показывает, в скольких случаях величина гидрологического элемента имела значения, равные или больше определенной величины. Обеспеченность какого-либо элемента равна сумме частот выше расположенных интервалов.

При проектировании лесосплавных работ объем лесохранилища и длину пыжа рассчитывают для лет средней обеспеченности (50%) и маловодных максимальных расходах воды 10-% обеспеченности.

Для разработки мероприятий при проектировании лесосплава по всей длине реки следует рассчитать основные гидрологические характеристики водомерного поста:

1. Средний годовой расход воды (м/с) определяет деление суммы всех расходов воды за период наблюдений на количество лет.

где Q_год - сумма годовых значений стока;

n - количество лет наблюдений на водомерном посту.

2. Находим значение коэффициента вариации C_v

Коэффициент вариации C_v характеризует изменчивость стока, т. е. степень отклонения членов ряда от среднего значения в этом ряду.

Коэффициенты вариации средних годовых C_{v cp} и средних максимальных

C_{v cp} расходов воды за период наблюдений определяют по зависимости:

где k - модульный коэффициент стока;

_{K = Qгод}/ Q_год.ср.; k_max =Q_max/Q_{max ср.}

Расчеты коэффициентов вариаций средних годовых и максимальных расходов воды в створе водомерного поста удобно вести в табличной форме

Год	Для средних годовых расходов				Для средних максимальных расходов
1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990	15,2 16,4 10,8 14,0 12,6 22,8 24,2 17,4 16,0 17,2 11,6 14,7 13,2 24,0 25,4 18,2	0,83 0,9 0,59 0,93 0,77 1,25 1,33 0,96 0,88 0,94 0,63 0,8 0,72 1,32 1,4 1,0	-0,17 -0,1 -0,41 -0,07 -0,23 0,25 0,33 -0,04 -0,12 -0,06 -0,37 -0,2 -0,28 0,32 0,4 0	0,0289 0,01 0,1681 0,0049 0,0529 0,0625 0,1089 0,0016 0,0144 0,0036 0,1369 0,04 0,0784 0,1024 0,16 0	158 172 97 141 122 272 196 185 165 181 103 148 128 286 311 194	0,83 0,9 0,5 0,74 0,64 1,42 1,03 0,97 0,86 0,95 0,54 0,78 0,67 1,5 1,63 1,01	-0,17 -0,1 -0,5 -0,26 -0,36 0,42 0,03 -0,03 -0,14 -0,05 -0,46 -0,22 -0,33 0,5 0,63 0,01	0,0289 0,01 0,25 0,0676 0,1296 0,1764 0,0009 0,0009 0,0196 0,0025 0,2116 0,0484 0,1089 0,25 0,3969 0,0001
∑	273,7	15,00	0	0,9735	2859	15,00	0	1,7023

Q_{год ср}=273,7/16=18,2 м³/с

Q_{max ср}=2859/16=190,6 м³/с

3. Находим значение коэффициента асимметрии Cs.

Коэффициент асимметрии Cs характеризует несимметричность ряда рассматриваемой случайной величины относительно ее среднего значения. Чем меньше часть членов ряда превышает величину нормы стока, тем больше будет величина коэффициента асимметрии.

Коэффициент асимметрии вычисляется по формуле:

При условии, что число наблюдений n>100.

Для практических расчетов при меньшем количестве членов ряда принимается приближенная зависимость:

4. Среднегодовые расходы воды 90, 50 и 10% обеспеченности определяют в следующем порядке.

где k_p% - модульный коэффициент стока года заданного процента обеспеченности, определяемой по формуле:

где Ф_р% - параметр из таблицы Фостера - Рыбкина, взятый для соответствующих значений C_S и Р%.

Р%	5	10	30	50	70	90	95
Фр%	1,69	1,30	0,51	-0,03	-0,55	-1,25	-1,58

К_5% = 0,25*1,69+1=1,42 м³ К_30% = 0,25*0,51+1=1,033м³

Q_5% = 1,42*18,2=20,202 м³/с Q_30% =1,033*18,2=18,803 м³/с

К_10% = 0,25*1,30+1=1,32 м³ К_70% = 0,25*(-0,55)+1=0,964 м³

Q_10% = 1,32*18,2=19,656 м³/с Q_70% = 0,964*18,2=17,549 м³/с

К_50% =0,25*(-0,03)+1=0,998 м³ К_90% = 0,25*(-1,25)+1=0,918м³

Q_50% = 0,998*18,2=18,1636 м³/с Q_90% =0,918*18,2=16,721м³/с

К_95% = 0,25*(-1,58)+1=0,897м³ Q_95% = 0,897*18,2=16,331 м³/с

5. Максимальный расход воды 10% обеспеченности в створе запани определяют по формуле:

= 246,6*(2154/3600)^0,8 = 163,51