Средний многолетний слой стока с речного бассейна

мм

Пример 2.2 Определить норму годового стока р. Чулым (F = 168000 км²) по данным многолетних наблюдений, который составляет 25 лет, он достаточен для определения многолетней нормы как средней величины за весь период наблюдений. C_v = 0,22

Для определения нормы годового стока р. Чулым воспользуемся таблицей годовых модулей стока за весь период наблюдений.

№ п/п	Годовой модуль стока, л/сек с 1 км2
0	6,55
1	9,1
2	8,2
3	8,18
4	7,7
5	9,0
6	7,9
7	7,5
8	8,28
9	9,65
10	6,2
11	4,8
12	5,7
13	8,4
14	8,45
15	8,82
16	9,95
17	12,0
18	11,2
19	10,4
20	7,98
21	7,4
22	9,6
23	8,5
24	11,1
25	11,5

3. Расчет значений годового стока различной обеспеченности

Выше рассмотрены способы определения нормы годового стока как основной и устойчивой характеристики водных ресурсов реки. Однако для водохозяйственного использования реки недостаточно иметь сведения только о норме стока. Необходимы также данные о величинах стока в малодойные и многоводные" годы различной обеспеченности. Например, для гидроэнергетики, водоснабжения и орошения нужно знать сток маловодных лет, что гарантирует от возможных перебоев в потреблении воды. При этом чем выше гарантия, тем меньшая часть общего стока реки используется. В случае проектирования мероприятий по защите от наводнений основной интерес представляет сток в многоводные годы.

Таким образом, общей задачей расчета годового стока является установление средней многолетней величины и возможных его колебаний на весь период службы гидротехнических сооружении.

В инженерных расчетах интересуются относительно короткими промежутками времени, в течение которых климат и определяемые им характеристики стока можно принять устойчивыми. Допущение относительной устойчивости средних характеристик колебания климата и стока на протяжении времени службы гидротехнических сооружений позволяет распространить на будущее те характеристики стока, которые наблюдались в прошлом.

В настоящее время расчеты годового стока для водохозяйственных целей представляются в виде количественной его оценки, отвечающей той или иной заданной обеспеченности или повторяемости ('в среднем один раз в ТУ лет) без указания срока наступления расчетных величин. Расчетная обеспеченность назначается обычно исходя из соображений о степени бесперебойности работы сооружения. Годовой сток различной заданной повторяемости определяется по кривым обеспеченности. С этой целью по материалам непосредственных наблюдений строятся эмпирические кривые. Сглаживание и экстраполяция эмпирических кривых обеспеченности осуществляется графически или аналитически с использованием некоторых типовых уравнений, соответствующих очертанию эмпирических кривых.

Графическая экстраполяция с предварительным спрямлением кривой на специальной клетчатке возможна при наличии длинного ряда наблюдений, а также, если экстраполяция незначительна.

Аналитические сглаживание и экстраполяция (практически только ею и пользуются) применяются при ограниченных рядах наблюдений или при наличии длинного ряда, когда требуется перенести параметры кривой обеспеченности методом аналогии на неизученные реки.

Сглаживание, или выравнивание, эмпирических кривых распределения в данном случае заключается в том, что эмпирическая кривая заменяется такой теоретической кривой, моменты площади которой равны моментам площади эмпирической кривой.

Сопоставление эмпирических кривых обеспеченности годовых, максимальных и минимальных расходов, объемов паводков и других элементов стока с некоторыми теоретическими кривыми обеспеченности, построенными для распределения случайных ве­личин, показали их достаточно хорошее совпадение. Поэтому эти теоретические кривые и используются как техническое средство для сглаживания и экстраполяции эмпирических кривых до заданных пределов обеспеченности.

Наибольшее распространение в практике гидрологических расчетов получила биномиальная асимметричная кривая, или кривая распределения Пирсона III типа.

Широко используются также кривые С. Н. Крицкого и М. Ф. Менкеля, которые являются обобщением биномиальной асимметричной кривой. Можно пользоваться и другими теоре­тическими кривыми при хорошем их соответствии эмпирическим кривым, построенным по наблюденным величинам стока. По тео­ретическим кривым и устанавливаются расчетные значения стока заданных обеспеченностей.

Для построения теоретической кривой обеспеченности, кото­рая бы соответствовала эмпирической кривой, необходимо по данным наблюдений вычислить значения параметров ее дифференциального уравнения и произвести его интегрирование.

Параметрами теоретических кривых обеспеченности являются:

1. средняя многолетняя величина, или норма, годового стока (Q_o, М_o);

2. коэффициент вариации, или изменчивости, годового стока ();

3. коэффициент асимметрии годового стока ().

Значения коэффициентов C_v и C_s годового стока, так же как и его нормы, определяются различными методами, в зависимости от наличия материалов наблюдений.