Задание 2.

По данным таблицы 1 (для 13 варианта) построить гидрограф речного стока Q=f(t), выделить в нем подземную составляющую, определить характеристики подземного стока (Q_n, M_n, Y_n, η _n )

На основе данных таблицы 1 строим, гидрограф речного стока, выделяем на нем подземную составляющую.

1.Вычисляем площадь f подземного стока в см² .

f = 200 см²

2. .Вычисляем масштаб

Масштаб=10 суток*86400(кол-во секунд в сутках)*вертикальный масштаб

Масштаб=10*86400*0,5=432000 м³/год

3. определяем объем подземного стока Wп = масштаб *f

Wп = 200*432000= 864*10⁴ м³/год

4. вычисляем средний многолетний расход подземного стока по формуле Qп =Wп/Т

Т = 31,54*10⁶ сек/год

Qп =8640000 м³/год/31,54*10⁶ с/год =0,27394 м³/сек

5. Находим модуль подземного стока Мп по формуле

F=2020 км²

Мп= Qп*10³/F =0,273938*10³/2020= 0,1356 л/с*км²

6. Находим средний многолетний слой стока Уп по формуле

Уп = Wп * 10³/F*10⁶ =864*10⁴*10³/2020*10⁶ =4,277 мм

7. η _п - средний многолетний коэффициент стока

η _п = Yп/х_п = 4,277/600 = 0,07

Задание 3.

Рассчитать расход временного водотока (оврага) по формуле Шези. Максимальный расход наблюдается во время весеннего снеготаяния Полые воды оставляют на склонах оврага метки (остатки травы, ветки деревьев и прочее), по которым путем нивеоирования определяют уклон потока I, а так же проводят нивелирование поперечного профиля оврага (для определения площади живого сечения оврага ω). По данным нивелирования строится профиль поперечного сечения оврага и определяются глубины потока через расстояние 0,5 м.

Продольный уклон оврага I=0,001. Характеристика русла оврага: русло периодического водостока, сильно засоренное, извилистое, коэффициент шероховатости n=0.067

Найдем максимальный расход временного водостока по формуле Шези.

Q = ω*С* √R*I, где I – продольный уклон потока, R – гидравлический радиус, С – коэффициент Шези, ω – площадь живого сечения оврага

Коэффициент Шези можно: С =1/n+17,72lgR, где К = 1/(17,72*n) = 0,842 м^0,5/с (зависит от шероховатости).

Гидравлический радиус найдем по формуле: R = ω*χ, где χ – смоченный периметр

Определим площадь живого сечения по формуле: (значения b и h показаны на рисунке).

ω₁ = R₁/2 * l₁=0,5*0,5*0,5=0,125м²

ω₂ =0,5*0,5*0,26+0,5*0,5=0,315 м²

ω₃ =0,5*0,76 + 0,5*0,5*0,74=0,38+0,185=0,565 м²

ω₄=0,5*1,5+0,5*0,5*0,5=0,75+0,125=0,875 м²

ω₅=0,5*1,8+0,5*0,5*0,2=0,9+0,05=0,95 м²

ω₆=0,5*1,8=0,9 м²

ω₇= ω₅=0,95 м²

ω₈=0,5*1,92+0,5*0,5*0,08=0,96+0,02=0,98 м²

ω₉=1,5*0,5+0,5*0,5*0,42=0,855 м²

ω₁₀=0,5*1,5=0,75 м²

ω₁₁=0,5*1,3+0,5*0,5*0,2=0,65+0,05=0,7 м²

ω₁₂=0,5*1+0,5*0,5*0,3=0,5+0,075=0,575 м²

ω₁₃=0,5*0,8+0,5*0,5*0,2=0,4+0,05=0,45 м²

ω₁₄=0,5*0,5*0,8=0,2 м²

ω=Σ ω_i=0,315+0,565+0,875+0,95+0,9+0,95+0,98+0,855+0,75+0,7+0,575+0,45+0,2=9,19 м²

χ₁= √R₁+l² = 0,71 м²

χ₂= √(R₂-R₁)²+l² = 0,56 м²

χ₃= √(R₃-R₂)²+l² = 0,89 м²

χ₄= 0,71 м²

χ₅= 0,54 м²

χ₆= √l² =l=0,5 м²

χ₇= χ₅=0,54 м²

χ₈=0,51 м²

χ₉=0,65 м²

χ₁₀=0,5 м²

χ₁₁=0,54 м²

χ₁₂=0,58 м²

χ₁₃=0,54 м²

χ₁₄=0,94 м²

χ= Σ χ_i=8,71м

R=ω/ χ =9,19/8,71=1,06м

C = 1/0,067+17,72lg0.97 = 14.74 м^0,5/с

Q = 9.19*14.74*√(0.97*0.001) = 4.2 м³/с