Максимальные расходы воды

Понятие наибольшего расхода, формирование половодий и паводков. Под наибольшим расходом понимается больший моментальный расход воды, прошедший через данное сечение речного русла (гидроствор) в границах года. За долголетний период каждогодние наибольшие расходы образуют последовательность случайных величин, аналогичную последовательности среднегодовых расходов.

Значения наибольших расходов малой обеспеченности (малой вероятности превышения) употребляются для выбора размеров водопропускных Максимальные расходы воды отверстий плотин, также размеров подмостовых отверстий при переходах через реки стальных и авто дорог. Потому познание таких расходов фактически очень принципиально. Занижение расчетного расхода в проекте плотины может привести к ее разрушению, и если напор на плотине велик, то к чертовским последствиям на нижележащем участке реки – разрушению построек и Максимальные расходы воды сооружений, расположенных на берегах, и смерти людей. Чтоб исключить такие способности, при проектировании больших гидроузлов в качестве расчетных принимаются наибольшие расходы очень малой обеспеченности. Значения этой обеспеченности для неизменных гидротехнических сооружений 4 классов капитальности приведены в табл. 4. Все плотины, подпирающие водохранилища на огромных равнинных реках СССР, относятся Максимальные расходы воды к первому классу капитальности.

Таблица 4

Значения обеспеченности наибольших расходов,

принимаемые в проектах гидротехнических сооружения

Класс капитальности Обеспеченность, %, при критериях
обычных чрезвычайных
I 0.1 0.01
II 1.0 0.1
III 2.0 0.5
IV 5.0 1.0

На реках европейской местности Союза и Западной Сибири половодья, при которых наблюдаются наибольшие расходы, формируются в итоге вешнего снеготаяния. Некую, обычно маленькую, роль могут играть Максимальные расходы воды при их формировании и дождевые осадки. На реках Далекого Востока половодья, как уже было сказано, формируются муссонными дождиками. На малых реках, в особенности горных, наибольшие расходы могут создаваться ливнями.

Формирование половодья либо паводка представляет собой непростой процесс. В каждый момент времени через замыкающий гидроствор протекает вода, пришедшая сюда из различных Максимальные расходы воды частей бассейна. На каждом элементе площади бассейна можно найти интенсивность водоотдачи либо просто водоотдачу, под которой понимается объем воды, стекающей в единицу времени с единицы площади. Водоотдача имеет размерность скорости и обычно выражается так: мм/ч либо мм/сут. При снеговом половодье водоотдача равна водоотдаче тающего снегового покрова за Максимальные расходы воды вычетом скорости просачивания воды в грунт и скорости испарения. При дождевом паводке место водоотдачи снегового покрова занимает интенсивность выпадения водянистых осадков. Для того чтоб добиться замыкающего створа, вода, образовавшаяся на простой площадке, должна затратить определенное время, называемое временем добегания. В течение половодья время добегания несколько изменяется – сначала вследствие роста скоростей склонового Максимальные расходы воды и руслового стока убывает, потом по мере уменьшения скоростей увеличивается. Для упрощения картины допустимо этими переменами пренебречь и сравнить каждому элементу площади бассейна неизменное время добегания. Это означает, что время добегания становится конкретной функцией географических координат. Для ее приятного изображения на карте бассейна проводят полосы равного времени Максимальные расходы воды добегания – изохроны. На рис. 20 такие полосы отмечены значениями времени добегания t1, t2, t3, t4.

Вооружившись понятиями водоотдачи и времени добегания, можно выразить моментальный расход воды в замыкающем створе через характеристики стока с поверхности бассейна. Для этого поступим последующим образом. Пренебрегая кривизной земной поверхности, т.е. считая бассейн не очень огромным Максимальные расходы воды, введем на его площади плоскую систему прямоугольных декартовых координат х, у. При всем этом водоотдача А и время добегания t выразятся функциями:

Рис.20. Схема речного бассейна с изохронами
(34)

Разобьем площадь бассейна координатными линиями на простые прямоугольники. Абсциссы последних точек границы бассейна В и С обозначим x1 и х Максимальные расходы воды2 (см. рис. 20). Линию границы бассейна, лежащую ниже прямой ВС, выразим функцией и линию границы, лежащую выше прямой ВС, – функцией . Считая, что приток грунтовых вод в русло отсутствует[3], будем иметь последующее выражение расхода воды в замыкающем створе в случайный момент времени t:

(35)

Подынтегральная функция в формуле (35) выражает водоотдачу с простой Максимальные расходы воды площадки в момент времени, удаленный вспять по сопоставлению с моментом t на величину времени добегания.

Использовать формулу (35) для расчета наибольших расходов нельзя, потому что детализированной информацией об изменении водоотдачи по площади бассейна за время половодья никогда не располагают. Но эта формула дает принципную базу для построения так именуемых генетических формул наибольших Максимальные расходы воды расходов (о которых речь будет идти далее).

Расчет наибольших расходов при наличии долголетних наблюдений. Чтоб получить значения наибольших расходов малой обеспеченности, нужно располагать теоретической кривой обеспеченности. Базу для ее построения могут дать наблюдения над стоком, если окутанный ими ряд лет довольно велик. Для бассейнов лесотундровой и лесной зон Максимальные расходы воды считается достаточным ряд в 25 лет, для бассейнов лесостепной и степной зон – 30 и 40 лет соответственно.

Теоретическая кривая обеспеченности наибольших расходов строится таким же методом, как для среднегодовых расходов. Применяется то же рассредотачивание Пирсона III типа. Поначалу вычисляют среднее арифметическое значение каждогодних наибольших расходов, потом находят значения коэффициентов варианты Максимальные расходы воды и асимметрии и, в конце концов, употребляют таблицу Фостера-Рыбкина. Для максимумов снеговых половодий коэффициент асимметрий находят по соотношению . Максимумы дождевых паводков отличаются значительно большей положительной асимметрией рассредотачивания вероятностей – высота отдельных изредка циклических дождевых паводков может очень очень превосходить среднюю. Потому значение коэффициента асимметрии при расчете дождевых максимумов берется равным Максимальные расходы воды . В обоих случаях приемлемость принятых значений Cs инспектируют и, если необходимо, корректируют средством совмещения с теоретической кривой точек эмпирической обеспеченности. Последнюю вычисляют по формуле (31).

Описанная процедура несколько усложняется, когда цель расчетов состоит в определении наибольшего расхода для чрезвычайных критерий эксплуатации гидротехнического сооружения. Ответственность этого варианта принуждает добавлять к расходу Qmax Максимальные расходы воды, р, определенному по теоретической кривой обеспеченности, так именуемую гарантийную поправку DQmax. Смысл этой поправки заключается в том, что начальный долголетний ряд наблюдений случаем может содержать только относительно низкие наибольшие расходы и вследствие этого подсчитанное значение Cu,
а с ним и значение Cs могут быть заниженными. Введение гарантийной Максимальные расходы воды поправки страхует от последствий такового занижения.

Величина гарантийной поправки рассчитывается по формуле

, (36)

где: а – коэффициент «незнания» (принимаемый равным 0,7 для отлично гидрологически изученных районов и равным 1,5 для слабо изученных);

ЕP – относительная средняя квадратичная ошибка ординат кривой обеспеченности;

n – число лет наблюдений;

Qmax, P – наибольший расход с обеспеченностью Р по теоретической кривой.

Значения Максимальные расходы воды ошибки ЕP зависят от коэффициента варианты наибольших расходов и расчетной обеспеченности Р. Эти значения для Р=0,01% и 0,1% приведены в табл. 5.

Расчетные наибольшие расходы для чрезвычайных критерий эксплуатации определяются равенством

. (37)

На такие расходы проверяется расчетом работа водопропускных отверстий плотин. Размеры отверстий выбираются из условия обычной эксплуатации.

Расчет наибольших расходов при Максимальные расходы воды недочете и отсутствии наблюдений. Если ряд наблюдений над стоком недостаточен для надежного определения характеристик рассредотачивания вероятностей наибольших расходов, то прибегают к продлению ряда при помощи бассейна-аналога. Последний обязан иметь условия формирования половодий, близкие к условиям в интересующем нас бассейне, и по нему должны существовать долголетние данные о стоке. Площади Максимальные расходы воды 2-ух бассейнов не должны отличаться более чем в 5 раз. Процедура расчетов такая же, как при продлении ряда среднегодовых расходов (см. п. 10). Применение этого метода ограничено равнинными реками со снеговым половодьем, потому что исключительно в этом случае удается подобрать удовлетворительный бассейн-аналог и получить надежный график связи наибольших расходов.

При полном Максимальные расходы воды отсутствии наблюдений наибольшие расходы воды вычисляют по эмпирическим формулам, в базе которых лежит генетическая связь меж расходами воды в замыкающем створе и водоотдачей с поверхности бассейна. Вид этой связи выражается уравнением (35). Для максимумов талых вод формулы такового рода были предложены Д.И. Кочериным, Д.Л. Соколовским, Г Максимальные расходы воды.А. Алексеевым, К.П. Воскресенским и другими создателями. В текущее время расчет наибольших расходов талых вод создают по указаниям СН 435-72.

Таблица 5

Сu P, % Сu P, % Сu P, %
0.1 0.01 0.1 0.01 0.1 0.01
0.1 0.23 0.25 0.6 1.03 1.12 1.1 1.74 1.90
0.2 0.42 0.46 0.7 1.16 1.26 1.2 1.89 2.07
0.3 0.58 0.64 0.8 1.30 1.40 1.3 2.03 2.23
0.4 0.74 0.80 0.9 1.45 1.55 1.4 2.18 2.40
0.5 0.88 0.96 1.0 1.58 1.70 1.5 2.23 2.57

Рекомендуемая этими нормами основная расчетная формула близка к формуле, предложенной в 1937 г. Д.Л. Соколовским. Для равнинных бассейнов с площадью более 10 км2 она записывается в Максимальные расходы воды виде

(38)

где: К0 – коэффициент дружности половодья;

hP – слой суммарного стока за время половодья, имеющий ту же обеспеченность Р, что наибольший расход, мм;

F – площадь бассейна, км2.

Коэффициенты, обозначенные буковкой d, учитывают понижение наибольшего расхода за счет регулирующего воздействия озер (d1), водохранилищ (d'1), болот и лесов (d2). Показатель степени Максимальные расходы воды при площади бассейна принимается равным: в лесотундровой и лесной зонах и Восточной Сибири 0,83, в лесостепной и степной зонах ETC и в Западной Сибири 0,75, в западном и центральном Казахстане 0,65. Тот факт, что наибольший расход пропорционален площади бассейна в степени, наименьшей единицы, разъясняется тем, что рост этой площади ведет к Максимальные расходы воды сглаживанию неравномерности рассредотачивания водоотдачи по площади бассейна и наращивает время добегания. Коэффициент дружности половодья К0 имеет порядок 10-2. Подробные указания об определении коэффициентов К0, d1, d'1, и d2 приводятся в СН 435-72.

Потому что наибольшие расходы ливневого происхождения встречаются в равнинной части СССР только на малых реках, с площадью водосбора наименее Максимальные расходы воды 100 км2, то на методах их расчета тут нет необходимости останавливаться. Расчеты наибольшего стока на реках с муссонным и ледниковым питанием разработаны слабо.


makrovirusi-doklad.html
maks-fraj-stranica-14.html
maks-fraj-stranica-8.html