7 Построение эмпирических и теоретических кривых обеспеченности.

При проектировании различных гидротехнических и водохо­зяйственных сооружений на лесосплавных реках за расчетные при­нимают годы с определенной обеспеченностью гидрологических ха­рактеристик, которые гарантируют надежность и безаварийность работы сооружений. Выбор расчетного процента обеспеченности гидрологических характеристик обусловлен Инструкцией по про­ектированию лесосплавных предприятий. В гидрологии применяются два способа построения кривых обеспеченности: эмпирический и теоретический. Способ построения кривых обеспеченности выбирается в зависимости от количества наблюдений за стоком по данной реке. Надежную эмпирическую кривую обеспеченности можно построить только в том случае, когда число лет наблю­дений за изменением гидрологических характеристик не менее 30... 40. Обеспеченность членов гидрологического ряда при расче­тах годового, сезонного и минимального стоков определяется по формуле

р=100(т—0,3)/(п + 0,4), (23)

где п — число членов убывающего ряда; т — порядковый номер члена ряда. При расчете максимальных расходов обеспеченность опреде­ляется по формуле

p = 100m/(n+l). (24)

Порядок построения эмпирической кривой обеспеченности сле­дующий:

все члены гидрологического ряда выписывают в убывающем по абсолютной величине порядке, т. е. строится убывающий ряд; каждому члену убывающего ряда присваивают порядковый номер начиная с единицы; обеспеченность каждого члена убывающего ряда определяют по формуле (23) или (24). Вычислив таким образом обеспеченность каждого члена ряда и зная его величину, можно построить кривую обеспеченности.

Эмпирические кривые обеспеченности имеют следующие недо­статки. Во-первых, каким бы длинным не был. период наблюде­ний, все равно нет полной уверенности в том, что за его пределами не будет еще больших или еще меньших значений стока. Во-вто­рых, так как экстраполировать эмпирическую кривую в области малой обеспеченности ненадежно, то для получения таких расчет­ных обеспеченностей, как 1... 2 %, число лет наблюдений должно составлять не менее 50... 80, что не всегда возможно. Поэтому при недостаточном сроке наблюдений за гидрологическим режи­мом прибегают к построению теоретических кривых обеспеченно­сти.

Построение теоретической кривой обеспеченности. Теоретиче­ская кривая обеспеченности строится в тех случаях, когда число лет наблюдений за изменением гидрологических характеристик менее 30 или они вообще отсутствуют.

Установлено, что распределение случайных гидрологических величин лучше всего подчиняется уравнению кривой Пирсона IIIтипа. В результате интегрирования уравнения кривой распределе­ния Пирсона получены таблицы, позволяющие построить кривую обеспеченности, если известны ее параметры: среднее арифмети­ческое значение членов ряда; коэффициент вариации; коэффициент асимметрии.

Коэффициентвариациихарактеризует изменчивость стока, т. е. степень отклонения членов ряда от среднего значения в этом ряду. Величина его зависит от климатических условий и естественной зарегулированности реки и определяется характером водосборной площади.

При наличии данных наблюдений за стоком не менее 10 лет коэффициент вариации годового стока определяется по формуле

(26)

где— модульный коэффициент годового стока, вычисляемый для каждого члена ряда по формуле (17),n— число членов ряда.

Величина коэффициента вариации меняется у рек СССР от 0,05 до 1,5. На лесосплавных реках=0,15... 0,4.

Коэффициентасимметриихарактеризует несиммет­ричность ряда рассматриваемой случайной величины относительно ее среднего значения. Чем меньше част членов ряда превышает величину нормы стока, тем больше будет величина коэффициента асимметрии. Поэтому для практических расчетов при меньшем количестве членов ряда принимается приближенная зависимость.

(32)

Д