Задание 1.

На основе данных таблицы 1 (для 13 варианта) определить характеристики речного стока (Q₀, M₀, Y₀, η₀)_.

Годовая среднемноголетняя сумма осадков х₀=600 мм

1.1	15.1	1.2	15.2	1.3	15.3	1.4	15.4	1.5	15.5	1.6	15.6
2,00	2,00	2,07	2,10	2,08	1,97	1,95	1,85	3,70	27,80	10,60	3,20
2.60	2.55	1.8	15.8	1.9	15.9	1.10	15.10	1.11	15.11	1.12	15.12	1.1
3,25	3,10	3,08	3,05	3,02	3,00	5,50	5,80	3,50	3,40	3,20	3,08	3,00

1) Находим средний многолетний расход Q₀ =ΣQ_i /n, где Q_i – средний годовой расход с порядковым в ряду наблюдений номером i.

Q₀ = (3,00 + 2,90 + 2,80 + 2,70 + 2,62 + 2,60 + 4,52 + 11,00 + 17,60 + 7,30 + 3,51 + 3,48 + 3,25 + 3,10 + 3,08 + 3,05 + 3,02 + 3,00 + 5,50 + 5,80 + 3,50 + 3,40 + 3,20 + 3,08)/24 = 110,01/24=4,58 л/с

2) Находим модуль стока M₀ л/(с*км²) – это количество воды в литрах, стекающее за секунду с квадратного километра площади водосбора.

M₀ = (Q_{0 *}1000л/с)/F

F – это площадь водосбора

M₀ = 4,58 *1000/2840 = 1,61 л/(с*км²)

3) Определяем средний многолетний объем стока W – это количество воды, стекающее с водостока за год. W₀ = Q₀ *T м³ / год, где Т – число секунд в году, Т = 86400*365 = 31,54*10⁶

Объем стока можно выразить через модуль стока W₀ = (M₀ * F/10³ ) *31.54*10⁶ = M₀ * F*31.54*10³

W₀ = 1,61*2840*31.54*10³ = 144213*10³ м³ / год

5) Находим средний многолетний слой стока Y₀ мм/год, который образуется при условии, что весь объем стока за год распределяется равномерным слоем по всей площади водосбора.

Средний многолетний слой стока определяется по формуле: Y₀ = W₀ * 1000/(F*10⁶ ) =

W₀ /(F*10³) мм

Y₀ = 144213*10³ / 2840*10³ = 50,78 мм

5) Находим средний многолетний коэффициент стока η ₀, который определяется отношением высоты слоя Y₀ (мм) за какой-либо период к количеству осадков х₀ (мм) за этот же период.

η ₀ = Y₀ / х₀

Коэффициент стока колеблется от 0 до 1, причем на его значение большое влияние оказывает испарение, характер подстилающей поверхности водосбора физико-географических, геоморфологических и др. факторов.

η ₀ = 50,78/610=0,083

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 = 123 см²

2. определяем объем подземного стока Wп = масштаб *f

Wп = 1*86400*10*123=106272000 м³/год

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

Т = 31,54*10⁶ сек/год

Qп =106272000/31,54*10⁶=3,37 м³/сек

4. Находим модуль подземного стока Мп по формуле

Мп= Qп*10³/F = 3370/2840 = 1,19 л/сек*км²

5. Находим средний многолетний слой стока Уп по формуле

Уп = Wп * 10³/F*10⁶ = 106272000*10³/2840*10⁶ = 37,42 мм

6. η _п - средний многолетний коэффициент стока

η _п = Yп/х_п = 37,42/610 = 0,06

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 определить по формуле Агроскина: С = 17,72(К + lg R) , где К = 1/(17,72*n) = 0,842 (зависит от шероховатости).

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

По профилю поперечного сечения определим смоченный периметр χ и площадь живого сечения ω.

ω₁ = R₁/2 * l₁=0,5*0,5*0,5=0,125

ω₂ =0,5*0,5*0,26+0,5*0,5=0,315

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

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

ω₅=0,5*1,8+0,5*0,5*0,2=0,9+0,05=0,95

ω₆=0,5*1,8=0,9

ω₇= ω₅=0,95

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

ω₉=1,5*0,5+0,5*0,5*0,42=0,855

ω₁₀=0,5*1,5=0,75

ω₁₁=0,5*1,3+0,5*0,5*0,2=0,65+0,05=0,7

ω₁₂=0,5*1+0,5*0,5*0,3=0,5+0,075=0,575

ω₁₃=0,5*0,8+0,5*0,5*0,2=0,4+0,05=0,45

ω₁₄=0,5*0,5*0,8=0,2

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

χ₁= √R₁+l² = 0,71

χ₂= √(R₂-R₁)²+l² = 0,56

χ₃= √(R₃-R₂)²+l² = 0,89

χ₄= 0,71

χ₅= 0,54

χ₆= √l² =l=0,5

χ₇= χ₅=0,54

χ₈=0,51

χ₉=0,65

χ₁₀=0,5

χ₁₁=0,54

χ₁₂=0,58

χ₁₃=0,54

χ₁₄=0,94

χ= Σ χ_i=8,71

R=ω/ χ =9,19/8,71=1,06

C = 17.72 (0.842 + lg1,06) = 15,5

Q = 9.19*15.5*√(1.06*0.001) = 4.6