Лабораторная работа №3
Тема: «Речной сток. Гидрологическая характеристика реки
в створе опорного водомерного поста».
Цель работы: требуется последовательно установить следующие гидрологические характеристики для опорного водомерного поста.
1. Среднее значение годового () и максимального () расходов воды весеннего половодья за период «п» наблюдений;
2. Коэффициенты асимметрии для среднегодовых и максимальных расходов воды и ;
3. Коэффициенты асимметрии для среднегодовых () расходов воды;
4. Среднегодовые расходы воды 10, 50, 90% обеспеченности,
5. Максимальный расход воды весеннего половодья 10% обеспеченности,
6. Построить кривую обеспеченности.
Исходные данные:
1. График нарастания водосборной площади бассейна реки (задание №1).
2. Варианты задания в таблице 3.
Характеристики рабочего стока.
При изучении режима рек и проведения гидрологических расчетов используются следующие характеристики речного стока: расход воды, объем стока, модуль стока, слой стока, модульный коэффициент стока, коэффициент стока, норма стока.
Для характеристики величины гидрологических элементов используют понятия «частота» (повторяемость) и «обеспеченность» (продолжительность).
Частота показывает, в скольких случаях за рассматриваемый период времени та или иная величина гидрологического элемента имела значения в определенных интервалах
Обеспеченность показывает, в скольких случаях величина гидрологического элемента имела значения, равные или больше определенной величины. Обеспеченность какого-либо элемента равна сумме частот выше расположенных интервалов.
При проектировании лесосплавных работ объем лесохранилища и длину пыжа рассчитывают для лет средней обеспеченности (50%) и маловодных максимальных расходах воды 10-% обеспеченности.
Для разработки мероприятий при проектировании лесосплава по всей длине реки следует рассчитать основные гидрологические характеристики водомерного поста:
1. Средний годовой расход воды (м/с) определяет деление суммы всех расходов воды за период наблюдений на количество лет.
где Qгод - сумма годовых значений стока;
n - количество лет наблюдений на водомерном посту.
2. Находим значение коэффициента вариации Cv
Коэффициент вариации Cv характеризует изменчивость стока, т. е. степень отклонения членов ряда от среднего значения в этом ряду.
Коэффициенты вариации средних годовых Cv cp и средних максимальных
Cv cp расходов воды за период наблюдений определяют по зависимости:
где k - модульный коэффициент стока;
K = Qгод/ Qгод.ср.; kmax =Qmax/Qmax ср.
Расчеты коэффициентов вариаций средних годовых и максимальных расходов воды в створе водомерного поста удобно вести в табличной форме.
Год
|
Для средних годовых расходов |
Для средних максимальных расходов |
||||||
1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1999 |
27,0 20,7 20,0 21,6 19,4 29,0 22,9 33,0 24,3 18,8 18,0 19,8 17,5 26,4 20,7 30,0
|
1,17 0,90 0,87 0,94 0,84 1,26 0,99 1,43 1,05 0,81 0,78 0,86 0,76 1,14 0,90 1,30 |
0,17 -0,1 -0,13 -0,06 -0,16 0,26 -0,01 0,43 0,05 -0,19 -0,22 -0,14 -0,24 0,14 -0,1 0,30 |
0,0289 0,01 0,0169 0,0036 0,0256 0,0676 0,0001 0,1849 0,0025 0,0361 0,0484 0,0196 0,0576 0,0196 0,01 0,09 |
334 235 214 249 220 367 265 420 300 213 203 225 190 333 240 380
|
1,22 0,86 0,78 0,91 0,80 1,34 0,97 1,53 1,09 0,78 0,74 0,82 0,69 1,21 0,88 1,38 |
0,22 -0,14 -0,22 -0,09 -0,20 0,34 -0,03 0,53 0,09 -0,22 -0,26 -0,18 -0,31 0,21 -0,12 0,38 |
0,0484 0,0196 0,0484 0,0081 0,04 0,1156 0,0009 0,2809 0,0081 0,0484 0,0676 0,0324 0,0961 0,0441 0,0144 0,1444 |
∑ |
369,1 |
16 |
0 |
0,5925 |
4388 |
16 |
0 |
1,0174 |
Qгод ср=369,1/16=23,07 м3/с
Qmax ср=4388/16=274,25 м3/с
3. Находим значение коэффициента асимметрии Cs.
Коэффициент асимметрии Cs характеризует несимметричность ряда рассматриваемой случайной величины относительно ее среднего значения. Чем меньше часть членов ряда превышает величину нормы стока, тем больше будет величина коэффициента асимметрии.
4. Среднегодовые расходы воды 90, 50 и 10% обеспеченности определяют в следующем порядке.
где kp% - модульный коэффициент стока года заданного процента обеспеченности, определяемой по формуле:
где Фр% - параметр из таблицы Фостера - Рыбкина, взятый для соответствующих значений CS и Р%.
Р% |
5 |
10 |
30 |
50 |
70 |
90 |
95 |
Фр% |
1,69 |
1,30 |
0,51 |
-0,03 |
-0,55 |
-1,25 |
-1,58 |
К5% = 0,199*1,69+1=1,336 м3 К70% = 0,199*(-0,55)+1=0,891 м3
Q5% = 1,336*23,07=30,829 м3/с Q70% = 0,891*23,07=20,545 м3/с
К10% = 0,199*1,30+1=1,259 м3 К90% = 0,199*(-1,25)+1=0,751 м3
Q10% = 1,259*23,07=29,045 м3/с Q90% = 0,751*23,07=17,331м3/с
К30% = 0,199*0,51+1=1,101 м3 К95% = 0,199*(-1,58)+1=0,686 м3
Q30% =1,101*23,07=25,411 м3/с Q95% = 0,686*23,07=15,816 м3/с
К50% = 0,199*(-0,03)+1=0,994 м3
Q50% = 0,994*23,07=22,932 м3/с
5. Максимальный расход воды 10% обеспеченности в створе запани определяют по формуле:
=29,045* = 20,3