2. Факторы стока воды.
Основными характеристиками гидрологического режима, которые наиболее часто используются в практических целях, являются речной сток и уровни воды.
Для характеристики речного стока используются следующие величины:
1. Мгновенные расходы воды, характеризующие водность реки в данный момент времени, м3/с. Расход воды – объем воды, протекающий в 1 с через поперечное сечение реки.
2. Средний расход воды за сутки, месяц, год (Qср), м3/с.
3. Объем стока (м3): W = Qcр * t* 24 * 3600, где t – период стока, сут.
4. Модуль стока (м3/с*км2): М = Qср/F, где F – площадь водосбора.
5. Слой стока (мм): h = К * W/F, где К – коэффициент размерности.
Режим стока формируется в процессе взаимодействия взаимосвязанных физико-географических факторов и хозяйственной деятельности человека.
Физико-географические факторы могут быть разделены на две основные группы:
А) группа климатических факторов
Б) группа факторов, влияющих на условия стекания воды в бассейне.
К наиболее значимым климатическим факторам относят:
Запасы воды в снеге
Количество и интенсивность осадков, выпадающих на водосбор.
Температура и влажность воздуха, солнечная радиация, определяющие испарение.
Б) Факторы условий стока воды в бассейне:
Рельеф.
Почвенный и растительный покров.
Степень влажности и промерзания почвогрунтов
Геологическое строение водосбора.
Глубина залегания подземных вод.
Залесенность, заболоченность, озерность и т.д.
Хозяйственная деятельность, влияющая на сток:
Гидротехническое строительство (устройство прудов и водохранилищ, гидростанции, мостовые переходы)
Осушительные и оросительные мелиорации (регулирование водоприемников, каналы, дренаж)
Водозабор.
Переброска стока между бассейнами рек.
Урбанизация водосбора.
Влияние указанных факторов стока учитывается при определении расчетных характеристик стока, которые используют для определения параметров ГТС: водопропускных труб, мостов, систем водоснабжения и водоотведения и т.д. К ним относят, например, максимальные или минимальные расходы расчетной обеспеченности.
Обеспеченность гидрологической величины расходов или уровней воды – это вероятность её превышения среди совокупности всех возможных значений. Она задается нормативами по проектированию (СНиПами) или экономически обосновывается. Для водопропускных труб и мостов обеспеченность максимального расхода изменяется от 0,33 до 2%, т.е. он может повториться не чаще 1 раза в 300…50 лет.
3. Режим уровней воды в водотоках.
Режим уровня воды в водотоках обусловлен в основном колебаниями расходов воды, протекающих через данное сечение русла, т.е. стока воды, о котором мы говорили выше.
Гидрограф уровней воды в основном повторяет гидрограф стока.
Наибольший практический интерес представляют следующие характеристики уровенного режима:
Наивысшие уровни воды за год, половодье и паводок.
Наивысший за весенний и осенний ледоходы (опоры мостов, водозаборы и пр.)
Наинизший за летнюю и зимнюю межень (судоходство, энергетика).
Эти расчетные характеристики определяются по данным наблюдений за уровнем воды по гидрологическим постам.
Связь между уровнями и расходами воды в реках характеризуют г.н. кривыми расходами воды Q(H).
Построение кривых расходов воды необходимо для:
- определения ежесуточных расходов воды по посту по небольшому числу данных наблюдений за расходами (обычно не более 20…30).
- определения экстремальных характеристик расходов воды.
Однозначность этих кривых расходов может нарушаться в результате:
наличия ГТС (плотин, запруд), вызывающих переменный режим уровней воды,
изменения отметок дна вследствие размыва или отложения наносов,
зарастания реки,
ледоставом,
сгонами и нагонами, приливы и отливы.
Для переноса этих расчетных уровней на рассматриваемый створ. т.е. в створ на реке, где проектируется ГТС, применяют: кривые расходов воды Q(Н), уклоны и продольные профили водной поверхности, метки ГВВ, кривые связи соответствующих уровней воды по посту и рассматриваемому створу (рис.6).