Ход решения

Расчеты по эмпирическим формулам производят в случаях отсутствия данных гидрометрических наблюдений метеорологических станций. Формулы основаны на уравнении:

(1)

где η₀ – коэффициент среднего годового стока.

Для определения коэффициента стока η₀ применяются различные формулы.

Формула М.А. Великанова – Д.Л. Соколовского имеет вид:

(2)

где d₀ – средний многолетний дефицит влажности воздуха для водосбора, мм. Предельное значение d₀ = 4,8.

Подставляя в формулу (1) известные значения, получим слой стока Y₀.

Формула Б.В. Полякова имеет вид:

(3)

где k – коэффициент, определенный по карте изолиний и для данного района.

Подставляя известные значения d₀ и k в формулу Б.В.Полякова, получим η₀ и, следовательно, Y₀.

Формула П.С. Кузина имеет вид:

(4)

где α – районный коэффициент для данного водосбора.

Подставляя значения d₀, X₀, и α в формулу (4), получаем η₀ и, следовательно, Y₀.

Формула С.Н. Крицкого и М.Ф. Менкеля имеет вид:

(5)

где обозначения известны. Подставив исходные значения, получим Y₀ по формуле С.Н. Крицкого и М.Ф. Менкеля.

Уравнение водного баланса за многолетний период имеет вид:

(6)

По известным данным получаем Y₀.

Сопоставление результатов вычисления стока по различным формулам для расчетного створа представляется в виде таблицы 1.

Решение

1) Определяем коэффициент среднего годового стока по различным формулам:

2) Определяем средний многолетний сток Y₀ по различным формулам:

;

;

;

.

3) Определяем водный баланс за многолетний период:

4) Вычисления стока по различным формулам представим в виде таблицы:

Таблица 1

Способ вычисления	Высота слоя стока, мм
формула (1)	110,6
формула (2)	113,2
формула (3)	133,12
формула (4)	58,88
формула (5)	112

Вывод: мы научились определять средний многолетний сток реки по эмпирическим формулам.

Практическая работа № 2

РАСЧЕТ МАКСИМАЛЬНОГО РАСХОДА ДОЖДЕВОГО ПАВОДКА РЕКИ ПО МЕТОДУ АНАЛОГИИ

Цель работы: научиться рассчитывать расход дождевого паводка реки вероятностью превышения P = 1 % по методу аналогии.

Дано:

Площадь водосбора F = 8880 км²;

Длина рек от истока до устья L= 44 км;

Уклон на участке I = 0,25 ‰;

Степень залесенности бассейна f_л = 60 %.

Аналогом принимается река, расположенная в одной географической зоне:

F_a = 5700 км², L_a= 195 км, I_a = 0,31 ‰, f_л.a = 60 %.

Русла рек чистые, постоянные, протекающие в одинаковых равнинных условиях, озер и болот в водосборах нет.

Период наблюдений по реке-аналогу n = 14 лет, вычисленный расход за этот период Q_1% = 940 м³/с.

Задание:

1. Рассмотреть указания к методу расчета.

2. Выбрать расчетную формулу и вычислить расход вероятностью превышения Q_1%.

3. Сделать выводы.

Краткие теоретические сведения

Одной из важнейших задач гидрологов является измерение расходов воды в реках.

Во внутригодовом (сезонном) режиме рек выделяют ряд характерных периодов (фаз) в зависимости от изменения условий питания и особенностей водного режима. Для большинства рек мира различают следующие фазы водного режима: половодье, паводки, межень.

Половодье – это фаза водного режима реки, ежегодно повторяющаяся в данных климатических условиях в один и тот же сезон и характеризующаяся наибольшей водностью, высоким и продолжительным подъемом уровня воды.

Паводок – это фаза водного режима, которая может многократно повторяться в различные сезоны года и характеризуется интенсивным, обычно кратковременным увеличением расходов и уровней воды и вызывается дождями или снеготаянием во время оттепелей. В отдельных случаях расход воды паводка может превышать расход воды половодья, в особенности на малых реках. Различают одно- и многопиковые паводки, одиночные паводки и паводочные периоды, когда на реке проходят серии паводков.

Межень – это фаза водного режима, ежегодно повторяющаяся в один и тот же сезон, характеризующаяся малой водностью, длительным стоянием низкого уровня и возникающая вследствие уменьшения питания реки. В межень реки обычно питаются только за счет подземных вод. На многих реках России выделяют два периода пониженного стока – летнюю и зимнюю межень.

Для рек в условиях теплого климата главный вид питания – дождевое. Сток таких крупнейших рек мира, как Амазонка, Ганг и Брахмапутра, Меконг, формируется в основном за счет дождевых вод. Этот вид питания рек в глобальном масштабе является главнейшим.

Каждый дождь характеризуется слоем выпавших осадков (мм), продолжительностью (мин, ч, сут), интенсивностью выпадения (мм/мин, мм/ч) и площадью распространения (км²). В зависимости от этих характеристик дожди можно, например, подразделить на ливни и обложные дожди.