3. Загальні відомості щодо гідрографу стоку
Гідрографом стоку називають графік зміни в часі витрат води за рік або частину року (сезон, повінь або паводок). Загальну уяву про зміни протягом року фаз водного режиму дають типові гідрографи коливань витрат води. Типовим, або нормальним, вважають такий гідрограф, який відбиває загальні риси гідрографів за кілька років і разом з тим звільнений від випадкових особливостей кожного року. При побудові типового гідрографа осереднюються за кілька років значення витрат (ординат) і часу (абсцис) характерних точок гідрографів окремих років (початок повені, настання максимуму, кінець повені тощо). За встановленими таким чином точками будують плавний графік з таким розрахунком, щоб сумарний річний об'єм стоку, визначений за ним, дорівнював справді середньому його значенню за багаторічний період.
У зв'язку з тим що точки перелому гідрографа не завжди ясно виражені, в побудову типового гідрографа вноситься деяка частка умовності. Для річок снігового живлення побудова простіша, ніж для річок дощового живлення, які характеризуються випадковим співпадінням великої кількості паводків. На типових гідрографах часто показують межі коливань (за величиною і часом) характерних точок гідрографа.
3. 1 Графічне зображення гідрографу
Гідрограф стоку – це хронологічний графік зміни витрат води в даному створі водотоку.
Графічне зображення змінення рівня води в даному створі водного потоку, за певний проміжок часу, має назву гідрографом.
У разі коли підйом рівня води призводить до потоплення берегів, такий гідрографа має назву гідрографом паводку (рис. 3. 1).
Рис. 3. 1. Гідрограф паводка на р. Скайото біля Чилликоте (шт. Огайо) 27 грудня 1936 – 5 лютого 1937.
На рис. 3. 1 суцільною стрічкою наведено рівень води в річці (h, метрів), вище приривчастої стрічки що відповідає режиму паводку. Кожних заштрихований стовпчик позначає середню інтенсивність опадів за добу на площадці його водозбірного басейну (Р, міліметрів).
3. 2 Внутрішньорічний розподіл стоку
Крім річних значень стоку (норми та стоку різної імовірності перевищення) часто необхідно встановити його розподіл у середині року, тобто за сезонами, місяцями та декадами.
Внутрішньорічний розподіл стоку (ВРС) розраховується за водогосподарськими роками, тобто починаючи з багатоводного сезону. Межі сезонів при цьому визначаються єдиним для всіх років з округленням до місяця.
Поділ року на періоди і сезони проводять залежно від типу режиму річки та переважного виду використання її стоку. Строки основних сезонів для різних фізико-географічних районів визначають за довідником «Ресурсы поверхностных вод СССР» (Л.: Гидрометеоиздат, т. 6, вып. 1, 2, 3). Тривалість багатоводного періоду призначається такою, щоб у прийняті його межі включалась повінь за всі роки.
Період року і сезон, в якому природний стік може лімітувати водоспоживання, приймається за лімітуючий період і лімітуючий сезон. У лімітуючий період входять два суміжних сезони, один з яких є найбільш несприятливим у відношенні використання стоку; він називається лімітуючим сезоном (рис. 3. 2).
Рис. 3. 2. Поділ гідрографа річного стоку річки на періоди і сезони: Унлп — нелімітуючий період; Улн — лімітуючий період; Унлс — нелімітуючий сезон; Улс — лімітуючий сезон
Для річок з весняною повінню за лімітуючий період приймають два маловодних сезони: літо — осінь і зиму. При перевазі водоспоживання на сільськогосподарські потреби за лімітуючий сезон приймається літо — осінь, а для енергетики і з метою водопостачання — зима. При проектуванні відведення надлишкових вод, для боротьби з повенями або при осушенні боліт і заболочених земель за лімітуючий період приймають багатоводну частину року (весну та літо — осінь), а за лімітуючий сезон — самий багатоводний сезон — весну.
Стік за окремі сезони, періоди року і в цілому за рік виражається сумою місячних витрат або шарами стоку.
Значення стоку розрахункової імовірності перевищення за рік, лімітуючий період і лімітуючий сезон визначають за допомогою емпіричних та аналітичних кривих розподілу щорічних ймовірностей за викладеною у попередньому розділі методикою. Розрахункова забезпеченість призначається відповідно до завдань водогосподарського використання стоку річки.
Приблизно забезпеченість віддачі води основних видів використання иодшіх ресурсів така: водопостачання (комунальне, промислове, теплових електростанцій) — 95 … 97 %; судноплавство по магістральних водних шляхах — 90 %; зрошення — 50 % і менше.
У тих випадках, коли за умовами проектування споживання води протягом року істотно не змінюється, допускається заміна календарного розподілу стоку за сезонами і місяцями кривою тривалості (забезпеченості) добових витрат води за рік.
При розрахунках ВРС залежно від наявності і тривалості гідрометричних даних використовують такі методи:
1) при наявності гідрометричних спостережень не менш як 15 років — метод реального (конкретного) року і метод компонування сезонів;
2) при відсутності або недостатності (менш як 15 років) даних спостережень — за аналогією ВРС на вивченій річці-аналогу; за районними схемами і регіональними залежностями параметрів ВРС від фізико-географічних факторів.