4. Построение и проверка кривой обеспеченности годового стока
Используя результаты расчетов для р. Колпь г. Владимир имеем Qo=81,5м3/с, Cv=0,18. Коэффициент асимметрии Cs характеризует несимметричность гидрологического ряда и определяется путем подбора, исходя из условия наилучшего соответствия аналитической кривой с точками фактических наблюдений; для рек, расположенных в равнинных условиях, при расчете годового стока наилучшие результаты дает соотношение Cs=2*Cv=0,36 с последующей проверкой.
Ординаты кривой определяем в зависимости от коэффициента Cv по таблицам. Для повышения точности кривой необходимо учитывать сотые доли Cv и провести интерполяцию между соседними столбцами цифр (Таблица 3).
Таблица 3 - Ординаты кривой обеспеченности среднегодовых расходов
р. Колпь г. Владимир.
Обеспечённость,P % |
0,01 |
0,1 |
1 |
5 |
10 |
25 |
50 |
75 |
90 |
95 |
99 |
99,9 |
Ординаты кривой |
1,82
|
1,65
|
1,46
|
1,31
|
1,23
|
1,11
|
0,99
|
0,87
|
0,77
|
0,69
|
0,62
|
- |
По данным таблицы 3 строим аналитическую кривую обеспеченности проверяем ее данные фактических наблюдений. Для этого модульные коэффициенты годовых расходов (таблица 2, графа 4) распологаем в порядке убывания (таблица 4) и для каждого из них вычисляем его фактическую эмпирическую обеспеченность по формуле:
Где
Р – обеспеченность члена ряда, расположенного в порядке убывания
m – порядковый номер члена ряда
n–число членов ряда
Таблица 4 - Данные для проверки аналитической кривой
№ п/п |
Модульные коэффициенты по убыванию К |
Фактическая обеспеченность Р=m*100% / (n+1) |
Годы соответствующие К |
1 |
1,36 |
9,1 |
1968 |
2 |
1,22 |
18,2 |
1969 |
3 |
1,14 |
27,3 |
1970 |
4 |
0,99 |
36,4 |
1971 |
5 |
0,97 |
45,5 |
1972 |
6 |
0,94 |
54,5 |
1973 |
7 |
0,89 |
63,6 |
1974 |
8 |
0,85 |
72,7 |
1975 |
9 |
0,84 |
81,8 |
1976 |
10 |
0,79 |
90,9 |
1977 |
Рисунок 2 – Кривая обеспеченности
Как видно на рисунке 2, нанесенные точки усредняют аналитическую кривую.
5. Расчет внутригодового распределения стока методом компоновки
Расчет делится на две части:
- межсезонное распределение, имеющее наиболее важное значение;
- внутрисезонное распределение (по месяцам и декадам), устанавливаемое с некоторой схематизацией
Межсезонное распределение. В зависимости от типа внутригодового распределения стока год делится на два периода: многоводный и маловодный (межень). В зависимости от цели использования один из них назначается лимитирующим.
Лимитирующий – это наиболее напряженный с точки зрения водохозяйственного использования период (сезон). Расчет выполняется по гидрологическим годам, т.е. по годам, начинающимся с многоводного сезона. При расчете по методу компоновки внутригодовое распределение стока принимается из условия равенства вероятности превышения стока за год, стока за лимитирующий период и внутри его за лимитирующий сезон. Поэтому необходимо определить расходы, заданной проектом обеспеченности Р=75% для года, лимитирующего периода и сезона.
Таблица 5 – Расчет внутригодового распределения стока методом компоновки (Межсезонное распределение).р. Суда, п.Куракино.
№ п/п |
Годы |
Расходы за лимитирующий сезон лето-осень |
∑сток лето-осень |
К |
К-1 |
(К-1)2 |
Расходы за сезон весна |
∑весенний сток |
|||||||
VІІ |
VІІІ |
ІX |
X |
XІ |
ІV |
V |
VІ |
||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
1 |
1968/69 |
35,4 |
37,4 |
31,9 |
58,7 |
53,8 |
217,2 |
0,93 |
-0,07 |
0,0049 |
361 |
60,5 |
34,8 |
456,3 |
|
2 |
1969/70 |
46,9 |
34,9 |
32,9 |
38,0 |
92,9 |
245,6 |
1,05 |
0,05 |
0,0025 |
260 |
104 |
62,5 |
426,5 |
|
3 |
1970/71 |
37,9 |
30,2 |
32,8 |
52,7 |
70,1 |
223,7 |
0,95 |
-0,05 |
0,0025 |
602 |
235 |
48,5 |
885,5 |
|
4 |
1971/72 |
54,3 |
39,3 |
45,1 |
80,1 |
110 |
328,8 |
1,40 |
0,40 |
0,1600 |
187 |
125 |
50,5 |
362,5 |
|
5 |
1972/73 |
30,8 |
23,7 |
26,7 |
30,8 |
31,1 |
143,1 |
0,61 |
-0,39 |
0,1521 |
373 |
81,7 |
40,9 |
495,6 |
|
6 |
1973/74 |
30,6 |
42,8 |
51,9 |
53,6 |
65,9 |
244,8 |
1,04 |
0,04 |
0,0016 |
357 |
98,3 |
48,8 |
504,1 |
|
7 |
1974/75 |
73,5 |
55,4 |
39,4 |
47,6 |
79,9 |
295,8 |
1,26 |
0,26 |
0,0676 |
324 |
183 |
95,0 |
602,0 |
|
8 |
1975/76 |
37,1 |
38,7 |
39,6 |
37,9 |
44,9 |
198,2 |
0,85 |
-0,15 |
0,0225 |
213 |
46,7 |
45,8 |
305,5 |
|
9 |
1976/77 |
50,5 |
40,6 |
30,0 |
32,4 |
38,6 |
192,1 |
0,82 |
-0,18 |
0,0324 |
299 |
192 |
99,5 |
590,5 |
|
10 |
1977/78 |
39,8 |
37,1 |
45,2 |
54,6 |
77,3 |
254,0 |
1,08 |
0,08 |
0,0064 |
429 |
98,1 |
43,1 |
570,2 |
|
Сумма: |
2343,3 |
10 |
0 |
0,4525 |
|
|
|
5198,7 |
|||||||
Продолжение Таблица 5
№ п/п |
Годы |
Расход за сезон зима |
∑зимний сток |
∑ сток за мало- водный межен- ный период |
К |
К-1 |
(К-1) |
Расход в убывающем порядке |
Р=m*100 / n+1 |
||||||
∑сток |
|||||||||||||||
XІІ |
І |
ІІ |
ІІІ |
зима |
весна |
лето-осень |
|||||||||
1 |
2 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
|
1 |
1968/69 |
40,0 |
26,0 |
24,8 |
33,8 |
124,6 |
341,8 |
0,82 |
-0,18 |
0,0324 |
251,7 |
885,5 |
328,8 |
9,1 |
|
2 |
1969/70 |
76,3 |
32,5 |
27,2 |
25,9 |
161,9 |
407,5 |
0,97 |
-0,03 |
0,0009 |
248,3 |
602 |
295,8 |
18,2 |
|
3 |
1970/71 |
56,6 |
42,1 |
32,6 |
40,6 |
171,9 |
395,6 |
0,94 |
-0,06 |
0,0036 |
239,4 |
590,5 |
254 |
27,3 |
|
4 |
1971/72 |
81,1 |
46,4 |
37,0 |
32,6 |
197,1 |
525,9 |
1,26 |
0,26 |
0,0676 |
197,1 |
570,2 |
245,6 |
36,4 |
|
5 |
1972/73 |
38,9 |
44,8 |
27,2 |
51,2 |
162,1 |
305,2 |
0,73 |
-0,27 |
0,0729 |
171,9 |
504,1 |
244,8 |
45,5 |
|
6 |
1973/74 |
31,4 |
25,0 |
33,9 |
42,6 |
132,9 |
377,7 |
0,90 |
-0,10 |
0,0100 |
162,1 |
495,6 |
223,7 |
54,5 |
|
7 |
1974/75 |
53,1 |
56,0 |
52,0 |
87,2 |
248,3 |
544,1 |
1,30 |
0,30 |
0,0900 |
161,9 |
456,3 |
217,2 |
63,6 |
|
8 |
1975/76 |
47,1 |
48,7 |
37,0 |
112 |
239,4 |
437,6 |
1,04 |
0,04 |
0,0016 |
155 |
426,5 |
198,2 |
72,7 |
|
9 |
1976/77 |
60,7 |
34,1 |
29,0 |
31,2 |
155,0 |
347,1 |
0,83 |
-0,17 |
0,0289 |
132,9 |
362,5 |
192,1 |
81,8 |
|
10 |
1977/78 |
72,6 |
58,1 |
41,2 |
79,8 |
251,7 |
505,7 |
1,21 |
0,21 |
|
124,6 |
305,5 |
143,1 |
90,9 |
|
Сумма: |
1844,9 |
4188,2 |
10 |
0 |
0,3079 |
|
|
|
|
||||||
Вычислим средние расходы, Cvи Csпо формулам:
Лимитирующего периода:
Cs=2*Cv=2*0,185=0,37
Лимитирующего сезона:
Cs=2*Cv=2*0,22=0,44
Определим расчетные расходы:
За год:
За лимитирующий
период:
За лимитирующий
сезон:
где Кр’, Кр’’, Кр’’’ - ординаты кривых трехпараметрического гамма - распределения, соответственно для Cvгодового стока, Сv межени иCv лета-осени.
Qрас. год =0,87*12*78,53=819,85м3/с
Qрас.меж=0,87*418,8=364,36 м3/с
Qрас.л.о=0,84*234,3=196,81 м3/с
Расчетный сток за нелимитрующий период:
Qрас.вес=Qрас. год-Qрас.меж=819,85-364,36=455,5 м3/с
Расчетный сток за нелимитрующий сезон:
Qрас.зим=Qрас. меж-Qрас.л.о=364,36-196,81=167,56м3/с
Так как расчетная обеспеченность (Р=75%) относится к маловодной группе, то дальнейший расчет можно производить для лет, входящих в маловодную группу.
Расчетный расход каждого месяца вычисляем по формуле:
Таблица 6 – Вычисление внутрисезонного распределения стока реки Суда, пункт Куракино.
№п/п |
Годы |
Суммарный сток |
Р,% |
Сренемесячные расходы по убыванию |
|||||||||||||||
Q1 |
месяц |
Q2 |
месяц |
Q3 |
месяц |
Q4 |
месяц |
Q5 |
месяц |
||||||||||
За весенний сезон |
|||||||||||||||||||
1 |
1969/70 |
426,5 |
72,7 |
260 |
ΙV |
104 |
V |
62,5 |
VΙ |
|
|
|
|
||||||
2 |
1971/72 |
362,5 |
81,8 |
187 |
ΙV |
125 |
V |
50,5 |
VΙ |
|
|
|
|
||||||
3 |
1975/76 |
305,5 |
90,9 |
213 |
ΙV |
46,7 |
V |
45,8 |
VΙ |
|
|
|
|
||||||
|
∑ |
1094,5 |
|
660 |
|
275,7 |
|
158,8 |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
100% |
% |
60,3 |
ΙV |
25,2 |
V |
14,5 |
VΙ |
|
|
|
|
||||||
За летнее – осенний сезон |
|||||||||||||||||||
1 |
1975/76 |
198,2 |
72,7 |
44,9 |
XΙ |
39,6 |
ΙX |
38,7 |
VΙΙI |
37,9 |
X |
37,1 |
VΙΙ |
||||||
2 |
1976/77 |
192,1 |
81,8 |
50,5 |
VΙΙ |
40,6 |
VΙΙI |
38,6 |
XΙ |
32,4 |
X |
30,0 |
ΙX |
||||||
3 |
1972/73 |
143,1 |
90,9 |
31,1 |
XΙ |
30,8 |
X |
30,8 |
VΙΙ |
26,7 |
ΙX |
23,7 |
VΙΙI |
||||||
|
∑ |
533,4 |
|
126,5 |
|
111,0 |
|
108,1 |
|
97,0 |
|
90,8 |
|
||||||
|
|
100% |
% |
23,7 |
XΙ |
20,8 |
X |
20,3 |
VΙΙI |
18,2 |
VΙΙ |
17,0 |
IX |
||||||
За зимний сезон |
|||||||||||||||||||
1 |
1968/69 |
124,6 |
72,7 |
40,0 |
XΙΙ |
33,8 |
ΙΙΙ |
26,0 |
Ι |
24,8 |
ΙΙ |
|
|
||||||
2 |
1973/74 |
132,9 |
81,8 |
42,6 |
ΙΙΙ |
33,9 |
ΙΙ |
31,4 |
XΙΙ |
25,0 |
Ι |
|
|
||||||
3 |
1976/77 |
155,0 |
90,9 |
60,7 |
XΙΙ |
34,1 |
Ι |
31,2 |
ΙΙΙ |
29,0 |
ΙΙ |
|
|
||||||
|
∑ |
412,5 |
|
143,3 |
|
101,8 |
|
88,6 |
|
78,8 |
|
|
|
||||||
|
|
100% |
% |
34,7 |
XΙΙ |
24,7 |
ΙΙΙ |
21,5 |
ΙΙ |
19,1 |
Ι |
|
|
||||||
Расчетные расходы по месяцам
Ι |
ΙΙ |
ΙΙΙ |
ΙV |
V |
VΙ |
VΙΙ |
VΙΙΙ |
ΙX |
X |
XΙ |
XΙΙ |
32,0 |
36,0 |
41,4 |
274,7 |
114,8 |
66,0 |
35,8 |
40,0 |
33,5 |
40,9 |
47,8 |
46,6 |
Расчетные объёмы (млн.м3) по месяцам
Ι |
ΙΙ |
ΙΙΙ |
ΙV |
V |
VΙ |
VΙΙ |
VΙΙΙ |
ΙX |
X |
XΙ |
XΙΙ |
85,76 |
87,12 |
110,9 |
711,5 |
305,5 |
170,9 |
95,9 |
103,6 |
89,78 |
109,6 |
123,80 |
124,9 |
По данным таблицы 6 графы «Расчетные расходы по месяцам» строим расчетный гидрограф Р=75% реки Суда.
Рисунок 3 – Расчетный гидрограф Р=75%