1. Гидрологические расчеты

1. Исходные данные и задачи расчета

Максимальные расходы воды рек и временных водотоков являются очень важным элементом режима. Определение максимальных расходов необхо-димо для расчета водосбросных сооружений и их отверстий при плотинах, накопителях, а также отверстий железнодорожных и шоссейных мостов и труб.

Прохождение максимальных расходов воды нередко связано с разру-шением гидротехнических сооружений, если расчетная величина максимума и его повторяемость не были определены с достаточной достоверностью при составлении проектов этих сооружений.

Гидротехнические сооружения на реках и малых водотоках рассчиты-ваются на пропуск максимальных расходов воды определенной обеспечен-ности (или средней повторяемости в течение какого-либо периода времени, когда расход в реке может быть равен или больше расчетного).

Выбор той или иной обеспеченности максимального расхода воды производится по экономическим соображениям.

С уменьшением процента обеспеченности возрастает величина расчет-ного расхода воды и стоимость сооружения. Однако при увеличении обеспе-ченности, т. е. при более низком расчетном расходе, появляется угроза раз-рушения сооружения.

Таким образом назначение расчетной обеспеченности максимального расхода определяется наиболее выгодным сочетанием, с одной стороны, стоимости сооружения, а с другой – гарантии безаварийной эксплуатации сооружения в течение периода времени определенной длительности. Следовательно, чем больше хозяйственное значение и стоимость соору-жения, тем более редкую повторяемость должен иметь расчетный макси-мальный расход воды.

Ежегодная вероятность превышения максимальных расходов воды при проектировании гидротехнических сооружений принимается сог-ласно требований нормативных документов [1], в зависимости от класса капитальности сооружений в соответствии с табл. 1.1.

Таблица 1.1

Расчетная ежегодная вероятность превышения

Расчетные случаи	Классы сооружений
	I	II	III	IV
Основной	0,1	1,0	3,0	5,0
Поверочный	0,01	0,1	0,5	1,0
* С учетом гарантийной поправки в соответствии со СП 33-101

Класс капитальности плотины определяется в п.2.3.

При наличии гидрометрических наблюдений максимальные расходы различной обеспеченности могут быть вычислены по теоретической кривой обеспеченности, построенной по данным этих наблюдений. Построение кривых обеспеченности производится по ряду максимальных расходов одинакового генетического происхождения, снеговых или дождевых. Для данного курсового проекта приводятся максимальные расходы в створе проектируемой плотины, наблюденные за 30 лет, по приложению 1.

В силу неравномерности стока по годам кратковременные наблюдения за величиной максимальных расходов не могут служить надежной базой для построения теоретической кривой обеспеченности. Следует стремиться к тому, чтобы располагать сведениями о максимальных расходах в данном створе реки за возможно более длительный период времени.

Необходимая длительность наблюдения зависит от физико-географи-ческой зоны, в которой располагается расчетный водоток. Так для лесной зоны продолжительность наблюдений должна быть не менее 25 лет, для лесостепной – не менее 30 лет [1,2].

Распределение максимальных расходов характеризуется эмпирическими кривыми обеспеченности (т.е. кривыми, построенными на основании данных наблюдений). Для сглаживания и экстраполяции эмпирических кривых обеспеченности применяют аналитические (теоретические) кривые, постро-енные на клетчатке вероятности. Наиболее распространены в гидрологии: биноминальная асимметричная кривая распределения, введенная в практику гидрологических расчетов Д.Л.Соколовским, и кривые трехпараметри-ческого гамма-распределения, разработанные С.Н.Крицким и М.О.Менке-лем.