Билет №1

1.Определение и задачи гидрологии

Гидрология - наука, занимающаяся изучением подземных вод, явлений и процессов в них протекающих, а также распространением вод по земной поверхности и в толще водных грунтов.

Предмет изучения гидрологии - водные объекты: океаны, моря, реки, озёра и водохранилища, ледники, подзем. воды.

Гидрометрия - является частью гидрологии, изучает методы и средства определения величин, характеризующих движение, состояние вод и режим водных объектов. Определяет уровни, глубины, скорости, рельеф дна и свободной поверхности потока, расходы, гидравлические уклоны, мутность потока.

Регулирование речного стока - перераспределение во времени объёма стока в соответствии с требованиями водопользования, в целях борьбы с наводнениями.

Основные отрасли водного хозяйства.

Отрасль народного хозяйства, которая занимается вопросами изучения, учета, распределения и комплексного использования водных ресурсов для нужд общества и государства, называется водным хозяйством.

В современных условиях довольно четко определились следующие основные направления, или отрасли, водного хозяйства:

гидромелиорация — использование воды для орошения земель (ирригация), отвод избыточных поверхностных и подземных вод с территории (осушение)

мероприятия по борьбе с подтоплением земель, с эрозией почв и т. п.;

обводнение пастбищ и водоснабжение сельскохозяйственного производства;

гидроэнергетика — использование механической энергии воды путем преобразования ее на гидростанциях в электрическую;

водный транспорт — использование рек, озер и морей для судоходства и лесосплава;

рыбное хозяйство — пропуск рыб через гидроузлы при помощи рыбопропускных сооружений, освоение водохранилищ и строительство новых прудов н водоемов специального назначения;

регулирование русел рек — борьба с наводнениями, размывами берегов н русел, отложениями наносов и т. п.;

водоснабжение и канализация — обеспечение потребности населенных мест, промышленных и транспортных предприятий водой надлежащего качества и в необходимом количестве, а также отвод сточных и отработанных вод в водоемы с соответствующей очисткой.

Регулирование водопользования осуществляется Водным Кодексом РБ(1998).

Водный кадастр - систематизированный свод данных учёта вод по количественным и качественным показателям и их использованием, а также по регистрации водопользования.

Задачи гидрологических расчетов, решаемые можно разделить на следующие основные группы: 1) расчёты стока воды, в том числе нормы годового стока, максимальных расходов половодий и паводков, внутригодового распределения стока, минимальных расходов воды, продолжительности бессточного периода (перемерзания и пересыхания рек), гидрографов половодий и паводков; 2) расчёты гидрометеорологических водных объектов, в том числе испарения с поверхности воды и суши, атмосферных осадков; 3) расчёты водного баланса отдельных водных объектов; 4) расчёты стока наносов, переформирования берегов и заиления водохранилищ; 5) расчёты динамики водных масс, в том числе элементов ветрового волнения, сгонно-нагонных денивеляций водной поверхности, течений; 6) расчёты характеристик термического режима, в том числе сроков замерзания и вскрытия водоёмов, толщины льда и снега, температуры воды; 7) расчёты гидрохимических характеристик, в частности минерализации воды водоёмов и содержания в ней отдельных компонентов.

Решение всех этих задач достигается несколькими методами, основными из которых являются балансовый и метод математической статистики.

Обеспеченность. Их абсциссы определяются по выражению:

p_i = m_i / (n+1)*100% где p_i – обеспеченность рассматриваемого члена со значением k_i,

m_i – номер члена k_i в убывающем ряду,

n – общее число членов ряда.

2. Характерные уровни воды и объемы водохранилища

Водохранилища могут быть в виде крытых резервуаров, от­крытых бассейнов типа прудов-копаней, лиманов и водоемов, образованных плотинами (плотинные водохранилища).

Крытые резервуары, откры­тые бассейны и лиманы обыч­но отличаются незначительным объемом и находят себе при­менение в водоснабжении и обводнении в качестве резер­вуаров суточного регулирова­ния. Открытые бассейны, об­разованные обвалованием, используются также и для суточного регулирования на деривационных ГЭС.

Плотинные водохранилища отличаются значи­тельным объемом и позволяют осуществлять сезонное и много­летнее регулирование стока. Они получили наибольшее распро­странение в практике водохозяйственного строительства.

Водохранилище плотинного типа имеет следующие элементы: плотину, водозаборные сооружения для изъятия необходимого количества воды, водосбросные устройства для сбросов излиш­ков воды, устройства для промыва наносов при значительном количестве последних.

Уровни:

НПУ – нормальный подпорный уровень (расчетная абсолютная отметка уровня воды в водохранилище).

УМО – уровень мертвого объема (наименьший уровень, до которого может быть опорожнено водохранилище, соответствующий неиспользуемой для регулирования стока части объема водохранилища, называемой мертвым

объемом.

ФПУ – форсированный подпорный уровень (максимальный расчетный уровень водохранилища, соответствующий условиям пропуска максимального расхода воды в период половодья или паводка);

Билет №2

1.Построение экспериментальных кривых обеспеченности расходов

По эмпирическим кривым при достаточном радионаблюдении можно установить величину расхода заданной обеспеченности (вероятность их превышения) или с какой вероятностью будет обеспечиваться заданный расход за период наблюдений.

Однако при проектировании некоторых сооружений может потребоваться определение величины расхода с обеспеченностью, выходящей за пределы экспериментальной кривой. Такая кривая не даёт возможности непосредственно решить вопрос о расходах за пределами фактических наблюдений, т.к. экстраполяция её не определена. Поэтому в гидрологии применяют теоретические (аналитические) кривые распределения для более точной экстраполяции эмпирической кривой обеспеченности. Теоретические кривые строят на основании математических кривых распределения, наиболее полно отражающих характер изменчивости гидрологических характеристик. В гидрологических расчётах для сглаживания и экстраполяции эмпирических кривых распределения в последние годы преимущественно используются кривые трёхпараметрического γ–распределения, разработанные советскими учёными Критским и Менкелем, практически применимые при любом соотношении (C_V / C_S).

Значение коэффициента C_V, отношение C_V / C_S устанавливается по специальным монограммам в зависимости от логарифмических статистик λ₂ и λ₃, т.е.:

(C_V ; C_S / C_V ) = f (λ₂; λ₃).

Статистики λ₂ и λ₃ определяются по формулам:

λ₂ = ∑ lg k_i / (n - 1) и λ₃ = k_i * ∑ lg * k_i / (n - 1), где k_i = Q_i / Q_ср., где:

k_i – модульный коэффициент;

Q_i – погодичные расходы воды;

Q_ср. – среднее многолетнее значение расхода.