Задание 2.

По данным таблицы 1 (для 15 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 (см.прил. №1) речного стока, выделяем на нем подземную составляющую.

1.Вычисляем площадь f подземного стока в см² .

f = 84 см²

2. определяем объем подземного стока Wп = масштаб *f

Wп = 1*15*24*60*60*84 = 108864000 м³/год

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

Т = 31,54*10⁶ сек/год

Qп =108864000/31,54*10⁶=3,452 м³/сек

4. Находим модуль подземного стока Мп по формуле

Мп= Qп*10³/F = 3452/2560 = 1,348 л/сек*км²

5. Находим средний многолетний слой стока Yп по формуле

Yп = Wп * 10³/F*10⁶ = 108864000*10³/2560*10⁶ = 42,525 мм

6. η _п - средний многолетний коэффициент стока

η _п = Yп/х_п = 42,525/610 = 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 нивелирования 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

Максимальный расход временного водостока находится по формуле Шези.

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

1. По профилю поперечного сечения определим площадь живого сечения

ω = ((h₁+h₂)/2)*l, где l, h₁, h₂ заданы на рисунке.

ω₁ =0,5/2*0,5=0,125 м²

ω₂ =(0,5+0,76)/2 *0,5=0,315 м²

ω₃ =(0,76+1,5)/2*0,5=0,565 м²

ω₄=(1,5+2)/2 *0,5=0,875 м²

ω₅=(1,8+2)/2 *0,5=0,95 м²

ω₆=0,5*1,8=0,9 м²

ω₇= ω₅=0,95 м²

ω₈=(2+1,92)/2 *0,5=0,98 м²

ω₉=(1,92+1,5)/ 2 *0,5=0,855 м²

ω₁₀=0,5*1,5=0,75 м²

ω₁₁=(1,5+1,3)/ 2 *0,5=0,7 м²

ω₁₂=(1,3+1)/ 2 *0,5=0,575 м²

ω₁₃=(1+0,8)/ 2 *0,5=0,45 м²

ω₁₄=0,8/2*0,5=0,2 м²

ω=Σω_i=0,125+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

2. Найдем смоченный периметр χ, как сумму гипотенуз треугольников.

χ₁=√(0,5²+0,5²) = 0,71м

χ₂=√(0,5²+0,26²) = 0,56 м

χ₃=√(0,5²+0,74²) = 0,89 м

χ₄=√(0,5²+0,5²) = 0,71 м

χ₅=√(0,5²+0,2²) = 0,54 м

χ₆= 0,5 м

χ₇=√(0,5²+0,2²) = 0,54 м

χ₈=√(0,5²+0,08²) = 0,51 м

χ₉=√(0,5²+0,42²) = 0,65 м

χ₁₀=0,5 м

χ₁₁=√(0,5²+0,2²) = 0,54 м

χ₁₂=√(0,5²+0,3²) = 0,58 м

χ₁₃=√(0,5²+0,2²) = 0,54 м

χ₁₄=√(0,5²+0,8²) = 0,94 м

χ=Σχ_i=0,71+0,56+0,89+0,71+0,54+0,5+0,54+0,51+0,65+0,5+0,54+0,58+0,54+0,94=8,71м

3. Найдем гидравлический радиус по формуле R= ω/ χ:

R = 9,19/8,71=1,06 м

4. Найдем коэффициент Шези:

Коэффициент Шези можно определить по формуле Агроскина: С = 1/n +17,72*lgR.

C = 15,368 м^0,5/c

5. Найдем максимальный расход временного водостока:

Q = 9.19*15.368*√(1,06*0.001) = 4.6 м³/c