3. Гідрологічні розрахунки при довгому ряді спостережень

Графічний вираз розподілу витрат у році зображено двома кривими тривалості:

1) узагальнена (абсолютна) крива;

2) середня крива.

Першу криву будують розміщуючи всі 365∙n витрати (n – кількість років), в порядку зменшення від абсолютно максимального до абсолютно мінімального, визначають середні тривалості кожної деталі. Ця крива – дійсна середня крива, яка відображає середній внутрішньо річний розподіл витрат у межах всієї амплітуди їх коливань – від абсолютно максимального до абсолютно мінімального.

Характерні витрати, що визначаються за цією кривою, мають певну забезпеченість за весь період. Для побудови узагальненої кривої застосовують звичайний спосіб, тобто всі добові витрати статистичного ряду, за n років спостережень розміщують у порядку зменшення і обчислюють забезпеченість кожного з них, як тривалість зважену у відсотках від розрахункового періоду. По осі ординат – модульні коефіцієнти витрат, а по осі абсцис – відповідні їм забезпеченості.

Середня крива тривалості може бути побудована на основі річних таблиць (графіків) добових витрат за кожний рік по середньоменшим ординатам ознак тривалості за всі роки, осередненням ординат однакової тривалості за всі роки; тобто осереднені ординати кривих, побудованих окремо за кожен рік.

Довгий ряд спостережень складається з 88 членів. Кожний – абсолютна відмітка рівня води. Мета – побудувати криву забезпеченості за даними спостережень та розрахунками за відмітками рівнів води для забезпеченості Р – 1%, 5%, 10%, 50%, 75%, 90%, 98%.

При достатньо довгому ряді спостережень, можливо побудувати криву забезпеченості, для будь-якої гідрологічної характеристики з достатньою ймовірністю безпосередньо за даними спостережень. Так як забезпеченість показує скільки разів за період спостережень фіксовані величини більше даної.

Порядок побудування кривої забезпеченості:

• розташувати дані спостережень у порядку зменшення;

• накреслити координати осі: по горизонталі – забезпеченості у відсотках; по вертикалі – даної гідрологічної характеристики;

• знайти ціну поділки на координатних осях;

• розглянути у скільки разів дана гідрологічна характеристика перевищує заданий інтервал та фіксують цю зміну на горизонтальній вісі, так переглядають всі задані інтервали;

• під час виконання операцій отримують ступінчатий графік;

• для того щоб перейти від ступінчатого графіку до кривої забезпеченості, з’єднують плавною кривою середину кожної сходинки;

• побудова кривої забезпеченості буде точніша, якщо менше інтервал гідрологічної характеристики. Для зручності застосування кривої забезпеченості побудованої при довгому ряді спостережень, горизонтальну шкалу приводять до процентної забезпеченості.

В цьому випадку крива забезпеченості будується безпосередньо за даними спостережень максимальної річкової витрати за рік (м³/с), що задані у попередньому завданні. При цьому статистичний ряд умовно приймається за довгий ряд спостережень.

При довгому ряді спостережень виникає можливість з достатньою ймовірністю побудувати криву забезпеченості, а за нею знайти шукану гідравлічну характеристику будь-якої розрахункової забезпеченості.

Для цього довгий ряд розташовують у порядку зменшення у вигляді:

20	19,4	19	18,7	18,5	18,4	18,4	18,3	18,2	17,6	17,5	17,2	17	16,5
16,3	16,2	16,2	15,8	15,6	15,6	15,4	15,1	15	14,8	14,8	14,7	14,5	14,4
14,3	14,3	14,3	14,3	14,3	14,3	13,9	13,7	13,4	13,3	13,2	12,5	12,5	12,1
11,8	11,8	11,8	11,5	10,6	10	9,6	9,1	9,1	9	8,9	8,7	7,8	7,8
7,8	7,6	7,4	7,3	7,3	7,3	7,3	7,2	5,8	5,7	5,4	5	4,8	4,8
4,8	4,5	4,5	4,3	4,3	4,3	4,2	3,8	3,8	3,8	3,5	3,4	3,4	3,1
3,1	3,1	2,8	2,1	1,6	1,5

Крива забезпеченості зображена на графіку. Вона будується в наступних координатах:

• вісь абсцис, на ній відкладається кількість членів ряду, що увійшли в інтервал зміни випадкових величин;

• вісь ординат, на ній відкладають інтервали, які приймають у кожному випадку зміни випадкових величин.

На графіку нанесені значення витрат річки, отриманих за раніше побудованою теоретичною кривою забезпеченості. Отримані результати свідчать про те, що розрахунок витрат річки застосованими методами дають різні результати. Дійсно, при Р=20% різниця в отриманих даних річки рівна 15,5-14,6 = 0,9 м³/с:

Для Р=50% - 10,0-9,1 = 0,9 м³/с .

Для Р=75% - 6,7-4,3 = 2,4 м³/с .

Для Р=90% - 4,6-1,5 = 3,1 м³/с .

Така різниця у розрахунках свідчить про те, що вхідні ряду спостережень не можна приймати за довгий ряд. Тому більш вірні результати дає метод, що базується на побудові теоретичної кривої забезпеченості.

Висновки: