книги из ГПНТБ / Переходы через водотоки

Учет асимметрии коэффициентом Cs не является необходимым. Достаточно учитывать колебания ряда расходов от Qcp при CS = 2C„ во всех случаях.

Т а б л и ц а VI-8

лированы на логарифмической клетчатке. Ниже черты показаны значения К при CS = 3CV и Са=4С„ большие, чем для предельного паводка по КрВП-65.

Дальнейшее исследование могло бы идти в направлении: продолжения работ по уточнению кривой КрВП-65; продолжения работ по сбору и изучению исторических навод­

нений (работы Б. Д. Зайкова, Г. И. Швеца и яр.,) а также обоб­ щений материалов по наводнениям, прошедшим за последние 10— 30 лет;

расширения краткого гидрологического кадастра, помещенного в приложениях 1 и 2. Следует уточнить методы удлинения рядов расходов и методы переноса расходов;

проведения гидрометрических работ на крупных мостовых пе­ реходах до их постройки и после постройки, чем будут проверены параметры, заложенные в расчетах и получены коррективы дли учета в следующих проектах;

модернизации оборудования на гидрометрических станциях для выполнения измерений при исторических паводках, включая поймы.

§ 24. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ПАРАМЕТРОВ МЕТОДОМ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ИНТЕРПОЛЯЦИИ

В районах дорожного строительства, где данные наблюдений за реками недостаточны или отсутствуют, определение расчетных расходов производят методами гидрологической аналогии или гео­ графической интерполяции. Первый метод применяется в ограни­ ченных пределах, так как требует соблюдения ряда условий [10] как для опорного, так и расчетного створов.

Более распространен второй метод — географической интерпо­ ляции. В практике проектных организаций его применяют в комби­

нации со следующими способами определения расходов: а) по обоб­ щенным формулам; б) по региональным зависимостям и в) по дан­ ным морфометрических изысканий.

При применении того или другого метода расчета должен учи­ тываться генезис стока, что имеет важное значение как при иссле­ довании расчетных зависимостей, так и для строительства и экс­ плуатации мостового перехода. Применительно к определенному виду стока составлены обобщенные формулы расходов. В зависи­ мости от сроков наступления половодья или паводка принимают­ ся решения по очередности производства строительных работ.

Превалирующий вид стока устанавливается на стадии изыска­ ний. Для первоначальных соображений может быть использована карта преобладающих видов стока, приведенная в СН 435-72 [142], а также карта распространения выдающихся паводков и по­ ловодий, помещенная в СН 397-69 [141].

Перенос расхода вверх и вниз по реке и от реки-аналога часто встречается в практике изысканий. Здесь надо учитывать клима­ тический фактор, форму водосбора, уклон долины реки, заболочен­ ность, озерность, а для больших рек — направление течения при меридиональном направлении. На реках, текущих с юга, паводочная волна имеет поддержку от северных притоков, где весна бы­ вает позже, чем на юге. На реках, текущих с севера, паводочная волна приходит в зону южных притоков, когда паводок там уже прошел. Может возникнуть обратное явление — долины притоков будут аккумулировать объем стока и уменьшать максимальный

расход.

Почти на всех реках имеются так называемые транзитные участки, где ширина водосбора резко уменьшается по сравнению с верхним участком. В таких случаях, несмотря на некоторое уве­ личение площади водосбора, объем стока распластывается по вре­ мени, а максимальный секундный расход уменьшается. Примером может служить Волга, где от устья Камы к Астрахани максимум расхода падает на 37%• Наоборот, расходы Енисея и Лены к устью

значительно увеличиваются.

Перенос расхода вне транзитного участка реки может быть про­ изведен ПО' формулам

на расчет по модулям стока. Вообще это не вызывается необхо­ димостью, так как степень п определяется обратной задачей при известных Q и F, а значения А и В определяются по данным гид­ рометрических станций. Такие подсчеты для разных районов и ВП, равных 1 и 2%, даны в приложении 1 и 2. При других ВП бу­ дут некоторые изменения в значении п, но, как показали подсче­ ты, незначительные, поскольку в формулах (ѴІ-8) увеличение А, В и Q идут в одну сторону, а F — неизменно-.

Исходя из изложенного известный расход Qі из пункта с пло­

При изменении климатического района вносится поправка по соотношениям А \: Л2 или В\ : В 2.

Определение п рекомендуется производить решением обратной

Кроме формы бассейна, можно учитывать и некоторые дру­ гие факторы, что повысит точность расчета. Тогда расчет произ­ водится по формуле Е. В. Болдакова:

где индекс 1 относится к створу-аналогу, а индекс 2 — к исследуе-

меженью, деленное на L; Н (при талых водах) — запас воды в снеге перед началом снеготаяния или зимние осадки при той же ВП, как и требуемая для Q. В дождевых районах Н — осад­ ки за период два-три месяца, когда можно ожидать проход па­ водка. Значение п определяется подбором каждый раз инди­ видуально, пользуясь формулой

Перенос расхода из двух пунктов производится аналогичным образом, но п принимается как среднее значение.

Перенос расхода особенно с другого водосбора надо произво­ дить предпочтительно по среднему расходу Qcp, а при расходах определенной ВП — только при близких Сѵ. Переносить расходы определенного года надо с осторожностью в особенности с дру-

того водосбора. Чем больше разность в площадях и Сѵ, тем грубее будет перенос.

При обработке данных систематических наблюдений следует обращать внимание на качество исходных данных. Нередки случаи, когда на реке замеряются лишь русловые расходы, а расходы пойм при этом не учитываются. Вследствие этого расчетные рас­ ходы могут быть значительно преуменьшены. Так, по исследова­ ниям М. М. Журавлева (43], оказалось, что на ряде рек западных областей УССР Гидрометеослужбой замерялись расходы лишь в русле, без расходов пойм. Занижение расходов составляло от 1,6 до 2 раз.

Восполнение недостающих данных рассмотрим на примере. На изысканиях перехода р. Катуни (верховье Оби) возникло подозрение, что на водлосту у Сростки выше устья р. Бии не учтен или учтен не полностью расход поймы. Река на створе имеет два рукава при длине поймы 3 км. В табл. ѴІ-9 показаны основ­ ные параметры на исследуемых створах Оби.

Т а б л и ц а ѴІ-9

Определение расхода у Сростки показано на рис. V I-13. По абсциссе графика отложены значения F n (приложение 3), по которым можно произвести интерпо­ ляцию по прямой или кривой линии.

Из рис. ѴІ-13 видно, что у Сростки средний расход равен не 3020 м3/сек, а 4200 м3/сек, что на 39% больше. Значение С» оказалось равным 0,30, в то время как у Новосибирска С„ = 0,36. Расхождение значений С„ объясняется разным генезисом паводков, формирующихся на рассмотренных створах.

Перенос коэффициента изменчивости Сѵ. Коэффициент измен­ чивости (вариации) максимальных расходов зависит от генезиса стока, формы бассейна и его физических характеристик, а также от местных стокоформирующих факторов.

Перенос значения Сѵ с реки-аналога можно производить по интерполяционным формулам М. М. Журавлева:

при снеговом стоке

Пример построения такой зависимости показан на рис. ѴІ-15; со­ отношение параметров, полученное по ней, определено в виде

воды равнинных рек и горных рек с муссонным климатом — Cs = = (3—4)СѴ; для расходов воды горных рек — Са = 4Сѵ. Большие значения Cs из приведенных принимают для водосборов со> срав­ нительно небольшой площадью и для водосборов, расположенных в засушливых районах.

Определение расчетного уровня. На многих реках имеются наблюдения только за уровнями. В этих случаях ряд уровней ис­

рий и проектирования защитных сооружений, для оценки превали­ рующего вида стока и коэффициента стока.

Обработка рядов наблюдений уровней производится теми же приемами математической статистики, которые применяются и для обработки расходов. Следует учитывать, что уровни зависят от физических характеристик бассейна (в том числе от морфологиче­ ских характеристик русла реки) в большей степени, чем расходы. Это обстоятельство отражается на значении основного параметра кривой распределения •— коэффициенте вариации (изменчивости), который будет меняться в зависимости от отметки нуля отсчета и емкости паводочного русла. Коэффициенты вариации для глу­ боких беспойменных русел по сравнению с коэффициентами ва­ риации для раскидистых пойменных русел будут всегда мень­ шими.

Что касается второго параметра кривой распределения — ко­ эффициента асимметрии, то для раскидистых русел с поймами он, как правило, будет иметь отрицательное значение или значение, близкое к нулю. Это объясняется снижением роста уровней при выходе реки на пойму, что при статистической обработке дает ма­ лую сумму положительных отклонений от нормы по сравнению с суммой отрицательных.

Ориентировочно можно считать, что значения коэффициентов вариации уровней в 1,5—2 раза меньше значений коэффициентов вариации расходов.

По абсолютному значению коэффициенты вариации уровней для большинства рек лежат в пределах 0,12—0,40, в то время как коэф­ фициенты вариации расходов 0,20—0,80.

При определении значений уровней заданных ВП многолетний ряд наблюдений должен обязательно включать и высокие уровни (ВП 5—2% ), при которых происходит затопление пойм. Кроме того, в расчет вводятся только бытовые значения уровней, не ис­ каженные факторами местного порядка, например подпором от плотин или существующих мостов, заторами поверхностного и дон­ ного льда и т. п.

Статистическую обработку уровней производят по СН 435-72 [142] раздельно для снеговых и дождевых паводков. Вероятность события р, когда наивысший уровень воды превысит его заданное

где pi и Р2 — ВП (в долях от единицы) наивысшего уровня поло­ водья и дождевого паводка.

По значениям р\ и р2 кривых ВП наивысших уровней половодья и паводка определяется величина р для разных значений Н и строится расчетная кривая ВП.

С. М. Бликштейном [17] разработан следующий способ определения расчет­ ного уровня. Вначале уровни ряда приводятся к одному роду — к уровням, пре­ вышающим бровку русла. С этой целью для уровней, которые ниже отметки бровки русла, вычисляют значения Я пр по формуле

Рис. V I-16. Определение уровня при Q на прижимном берегу реки

Период, в течение которого наблюдался единичный максималь­ ный расход, может быть определен по возрасту старожилов, пока­ завших метки выдающегося паводка. При этом единичный расход рассматривается как наибольший или один из наибольших в ста­ тистической выборке, состоящей из пв членов. Период, в течение которого единичный расход не был превышен, определяется по формуле H. Н. Чегодаева

яв -j- 0,4

по нескольким независимым расходам или по непрерывному, хотя