вателем годы и сделать вывод о возможной закономерности распределения расходов воды в течение года.

4.3. Расчёт годового стока заданной обеспеченности

Характерной особенностьюДмногих гидрологических величин является изменчивость и несовместимость, поэтому сложно заранее точно предсказать какое значение они примут. Причиной этого является множественность и независимость друг от друга факторов, их определяющих. Это даёт основание отнестиИгидрологические характеристики к величинам случайным (стохастическим).

Случайная величина характеризуется совокупностью возможных значений, а также вероятностью, с которой она их принимает.

Существует понятие математической вероятности событий, под которой подразумевают численную меру степени объективной возможности этого события.

В гидрологических расчётах применяется понятие обеспеченности P, под которой подразумевается вероятность превышения заданной величины. При определении обеспеченности по данным натурных наблюдений необходимо вычислить число случаев появления в ряду величин больше или равной заданной.

48

За обеспеченность гидрологической характеристики принимают вероятность того, что рассматриваемое значение гидрологической характер ст ки может быть превышено среди совокупности всех воз-

нии для установлен я значения параметров гидрологического режи-

как прав ло, по г дрографам и водомерным графикам расчетных паводков. При этом вероятности превышения расчетных и наибольших паводков следует принимать в соответствии со сводом правил [6] для конкретного транспортного сооружения и категории дороги.

Расход воды заданной вероятности превышения, принимаемый в качестве исходного значения для определения размеров проектируемых сооружений, называется расчетный расход воды.

Норма стока Q0 – это среднее арифметическое значение годового стока за многолетний период такой продолжительности, при увеличении которой полученное среднее значение существенно не меня-

Многоводным считается год, расход в который больше нормы стока. Маловодным считается год, расход в который меньше нормы стока.

Продолжительность периода наблюдений считают достаточной, если рассматриваемый период репрезентативен (представителен), а относительная среднеквадратическая погрешность σ расчетного значения исследуемой гидрологической характеристики не превышает 10% для годового и сезонного стоков и 20% – для максимального и минимального стоков.

49

(либо отсутствия) репрезентативного поста (станции), отвечающего условиям, приведенным в своде правил. Согласно нормативному документу [3] ряд максимальных расходов воды рек может быть при-

50

Цели работы:

1. Приобретение опыта и умения работы с «Гидрологическими ежегодниками»,сборниками «Ресурсы поверхностных вод СССР».

2. Овладение методиками и приобретение навыков расчёта гидрологических характеристик.

СЗадания для студентов по расчёту годового стока основаны на реальных данных наблюдений, но носят учебный характер. Вариант задания выб рается по последней цифре кода студента (прил. 1).

расходамиПорядок выполнения работы:

1. Постро ть г стограмму по многолетнему ряду наблюдений за реки в соответствии с выбранным вариантом (табл. П.1.1).

Пример построен я пр ведён на рис. 16.

бА Д

2.Определить норму стока по формулеИ(22) для многолетнего ряда наблюдений за расходами реки в соответствии с выбранным вариантом.

3.Проанализировать значения среднегодовых расходов относительно нормы стока и сделать вывод о закономерности чередования многоводных и маловодных лет.

51

4. Определить обеспеченность каждого члена ряда наблюдений, предварительно записав его в порядке убывания. Для удобства последующего построения результаты занести в таблицу. Пример оформления и частичное заполнение результатов, соответствующих гистограмме (см. рис. 16), приведено в табл. 8.

Профессиональные гидрологиДдля построения кривой обеспеченности используют специальную клетчатку вероятности, в кото-

–на оси обеспеченности отложить значениеИзаданной обеспеченности;

–восстановить вертикаль до пересечения с кривой обеспеченности (см. рис. 17);

–с оси расходов снять числовое значение расхода заданной обеспеченности Q%.

52

близок к числовому значению расхода заданной обеспеченности Q%. Задания для студентов подобраны таким образом, что в таблице

внутригодового распределения стока (табл. П.1.2) приведены данные по году, расход в который и является наиболее близким к расходу заданной обеспеченности Q%.

Но в некоторых вариантах для заданной реки отсутствовали данные внутригодового распределения по году, близкому к Q%, и студентам предложен ряд наблюдений, имеющийся в библиотеке кафедры «Проектирование дорог».

Порядок выполнения следующий:

1) определить поправочный коэффициент k как отношение расхода заданной обеспеченности Q% к среднегодовому расходу го-

53

да, близкого по числовому значению из ряда многолетних наблюде-

ний Qгод19..:

54

объему годового стока, найденного как произведение среднегодового расхода Q% и количества секунд в году.

Си бА

Рис. 18. Пример построенияДгидрографов стока: 1 – для года, предложенногоИв задании; 2 – для года заданной обеспеченности

8. Построить гидрограф стока в одном поле координат для расхода заданной обеспеченности и расхода в год, приведённый в табл П.1.2, используя результаты расчёта (табл. 9). Горизонтальная ось – месяц T, вертикальная ось – среднемесячный расход Q.

Пример построения гидрографов приведён на рис. 18. Числовое значение площади гидрографа стока равно числовому

значению объёма годового стока. Графически объём годового стока равен площади прямоугольника, ограниченного координатными осями, горизонтальной линией, соответствующей значению среднегодового расхода заданной обеспеченности, и вертикалью, возведённой из

55

отметки конца декабря на оси времени T до пересечения с горизонтальной линией Q%.

9. Проанализировать гидрографы стока и сделать вывод о возможной закономерности формирования различных фаз водного

1)последнее значение в столбце 1 равно числу членов ряда (количеству лет наблюдений);

2)сумма числовых значений модульных коэффициентов равна числу лет наблюдений;

3)сумма числовых значений столбца 4 равна 0.

56

Расчёт параметров для определения относительной среднеквадратической погрешности удобно производить в стандартной программе Microsoft Office Excel. Построения разрешается выполнять в стандартных программах ACAD, КОМПАС и др.

С

Контрольные вопросы и задания

1. Какой расход считается расчётным при проектировании водо-

пропускных сооружен й?

57