Построение графика колебания расхода воды за один год

Требуется построить график колебания воды за один год, вычислить по ним основные фазы водного режима, сезоны гидрологического года и определить гидрологические характеристики фаз водного режима.

Исходными данными для расчёта внутригодового распределения стока являются материалы гидрометрических наблюдений, опубликованные в Основных гидрологических характеристиках для конкретной реки в заданном створе наблюдения.

График колебания расходов воды (гидрограф) естественного стока вычерчивается по значениям заданных среднемесячных расходов за расчётный период. В данной расчётно-графической работе требуется построить гидрограф годового стока.

Обычно расчёт внутригодового распределения стока ведётся по водохозяйственным годам, т.е. начинается с многоводного сезона. Поэтому построение гидрографа внутригодового распределения стока начинается с начала многоводного сезона. Сроки сезонов назначаются едиными для всех лет ряда с округлением до целых месяцев.

Для построения гидрографа за один год по оси ординат откладываются месяцы, начиная с апреля (для физико-географических условий Северо-Запада России). По оси абсцисс откладываются величины среднемесячных расходов в м²/с за соответствующие месяцы. Соединив последовательно полученные точки плавной кривой, получим годовой гидрограф. (рис.1. Приложения)

На гидрографе следует:

1.Вычислить основные фазы водного режима:

• весеннее половодье

• летнюю и зимнюю межень

• дождевые паводки

2. Определить гидрологические характеристики фаз водного режима:

• сроки начала и окончания

• продолжительность каждой фазы

• кстремальные расходы воды

(табл.№1.1; 1.2.Приложения)

Построение интегральной кривой стока и лучевого масштаба расходов в прямоугольных и косоугольных координатах за год

Цель работы построения интегральной кривой стока и лучевого масштаба расходов в прямоугольных координатах за год:

1.Приобретение навыка проведения расчётов сезонного регулирования по интегральной кривой стока.

2.Практическое усвоение метода регулирования стока по календарным гидрологическим годам.

Исходными данными для расчета ординат интегральной кривой служат среднемесячные расходы за водохозяйственный год для конкретного водного объекта (ряды стока из Основных гидрологических характеристик).

Последовательность построения интегральной кривой стока в прямоугольных координатах:

1.Составим таблицу расходов и подсчета объемов стока. По данным исходной таблицы заполняются графы 2 и 3 таблицы №2 (таблица№2.Приложения), начиная с марта месяца. Месячный сток вычисляется как произведение среднемесячного расхода Q на число секунд за месяц (2,63* 106). Суммарный сток на конец интервала определяется последовательным суммированием величин стока за каждый месяц.

При подсчётах обычно число секунд за месяц принимается среднее (с учётом високосных лет).

Интегральные кривые строятся в различных масштабах в зависимости от желаемой точности расчётов регулирования.

2.Строим интегральную кривую стока в прямоугольных координатах W=f(t) по данным таблицы №2(Таблица №2. Приложения), при этом оси ординат откладывается объём стока. (рис.2. Приложения)

3.Определяем среднегодовой расход tga = W/t = Q_ср. Для принятых масштабов W и t средний расход определится наклоном прямой, соединяющей начало и конец годичной интегральной кривой стока.

Построение лучевого масштаба:

В произвольном месте проводим горизонтальный отрезок ОМ = р, а через точку М вертикальную линию. Проведем через точку О линию ОN параллельно АВ, получим треугольник ONМ подобный треугольнику АВС. Из подобия треугольников следует, что:

NM/p=BC/AC=ΔW/Δt=Q

Откуда NM=p*Q (1)

Следовательно, на вертикальной линии отсекается отрезок NM пропорциональный расходу Q, т.е. вертикальная линия есть шкала расходов. Точка О называется полюсом лучевого масштаба, а отрезок р – полюсным расстояние.

Чтобы построить лучевой масштаб, необходимо задаться удобным масштабом шкалы расходов mQ и определить р.

Перепишем выражение (1) в виде NM = p * tg a. Далее, принимая во внимание масштабы, получим:

Q/m_Q=p*(m_t/m_W)*Q

И после преобразования

P = m_W/m_Q*m_t

Чтобы определить расход по интегральной кривой, необходимо измерить соответствующий тангенс угла наклона и умножить его на отношение масштабов объёмов и времени.

(рис.3. Приложения)

По интегральной кривой стока и лучевому масштабу определяем Vвес,Vпол и Vсоб,сносим полученные значения в таблицу.

(табл.№4.Приложения)

По данным из таблицы №4 строим зависимости Q(Vпол) и Q(Vсоб).

По оси ординат откладываем Q,по оси абсцисс V. Определяем место пересечения кривых и значение в нём Q.

(рис.4.Приложения)

После чего строим интегральную кривую стока(рис.2) и поднимаем её на полученное выше значение Q,последовательно откладывая(плюсуя) значение Q к каждому месяцу по оси абсцисс.

(рис.5.Приложения)