Opazovanja rek. Značilnosti rečnega toka

· Izračun norme letni pretok pri nepopolna razpoložljivost opazovalnih podatkov.

Povprečno vrednost letnega pretoka v daljšem obdobju ob stalnih fizičnogeografskih razmerah, ki vključuje vsaj dva enakomerno sklenjena cikla nihanja vodnatosti, imenujemo letni pretok. Letni pretok je zelo pomembno pri izračunu pretokov in izvajanju različnih vodnogospodarskih dejavnosti na rekah, saj označuje potencial vodni viri eno ali drugo regijo. Velika vrednost Stopnja pretoka kot izračunana karakteristika je določena z njeno nespremenljivostjo, ker določa ga razmerje med padavinami in izhlapevanjem. Zato se lahko pretok, določen iz opazovanj v preteklem časovnem obdobju, razširi na prihodnje časovno obdobje. Pri izračunu pretoka obstajajo 3 računski primeri: 1) obstaja dolgo obdobje hidrometričnih opazovanj; 2) obdobje opazovanja ni dovolj za določitev značilnosti odtoka; 3) pomanjkanje podatkov hidrometričnega opazovanja.

V primeru nezadostnosti. V tem primeru je glavna metoda izračuna uporaba metode hidrološke analogije, tj. za določitev pretoka projektirane reke se izbere analogna reka z dolgim ​​obdobjem opazovanja in pretok se določi na naslednji način: 1) z uporabo redukcijskih formul, ko se pretok določi z imperialnimi formulami ob upoštevanju nekaterih parametrov projektni rek in analogni rek; 2) pretok je določen z letno obnovljenimi letnimi pretoki reke, tj. obstaja razširitev serije izračuna reke. Uporabljata se 2 metodi: 1) grafični; 2) analitično. Grafična metoda. Za skupno obdobje opazovanj izračunane reke in analogne reke se izdela komunikacijski graf. Z uporabo diagrama poteka analognega reka se serija izračunanega reka razširi. Analitična metoda. Z uporabo enačbe regresijske krivulje izberemo parametre enačbe in obnovimo niz izračunane reke z uporabo enačbe

· Izbira analognega reka

Analogna reka se razume kot reka, ki je opremljena s podatki hidroloških opazovanj in je v podobnih razmerah oblikovanja odtoka kot reka, za katero se izvaja izračun.

Pri izbiri analogne reke se oceni in primerja:

· prostorska struktura nihanja obravnavane hidrološke značilnosti, ki odražajo naravo prostorske povezanosti obravnavane hidrološke značilnosti,

· podobnost toka analognih rek in proučevane reke;

· geografska bližina porečij;

· izenačenost pogojev za nastanek odtoka, podobnost podnebnih razmer, izenačenost tal (tal) in hidrogeološke razmere, ojezerjenost, gozdnatost, zamočvirjenost in razoranost prispevnih območij;

· povprečne višine prispevnih površin, izpostavljenost pobočij in hipsometrija;

· dejavniki, ki bistveno izkrivljajo naravni rečni tok (regulacije rečnega toka, izpusti vode, odvzem pretoka za namakanje in druge potrebe).

24.Prečni profil reke. Stopnja pretoka. Metode za njegovo določanje.

· Prečni profil reke

V prečnem profilu reke ločimo dva dela: prečni profil rečne doline in prečni profil reke same. Da bi dobili predstavo o profilu same reke ali, natančneje, strugi, je potrebno izmeriti globine reke.

Meritve se izvajajo ročno ali strojno.

Za ročne meritve se uporablja oznaka ali ročni lot. Podstavek je palica iz prožnega in trpežnega lesa okrogel del s premerom 4-5 cm, dolžino od 4 do 7 m.

Spodnji konec podstavka je zaključen z železom. Podloga je obarvana bela in je označen na desetinke metra. Ničelni razdelek ustreza spodnjemu koncu prevleke. Kljub preprostosti naprave basting daje natančne rezultate.

Za risanje rečnega profila se nariše vodoravna črta, na kateri so v merilu narisane merilne točke. Od vsakega estrusa se navzdol potegne pravokotna črta, na kateri so v merilu narisane tudi globine, dobljene z meritvami. S povezovanjem spodnjih koncev navpičnic dobimo profil. Ker je globina rek v primerjavi s širino zelo majhna, je pri risanju profila navpično merilo večje od vodoravnega. Zato je profil popačen, vendar bolj vizualen.

Širina reke je preprosto določena z dolžino zgornje vodoravne črte, ki predstavlja površino reke.

Omočeni obod je dolžina dna reke na profilu od enega roba rečnega brega do drugega. Izračunamo jo tako, da seštejemo dolžine vseh segmentov spodnje črte na risbi živega prereza reke.

Hidravlični radij je količnik površine bivalnega preseka deljen z dolžino mokrega oboda (R=F/Р m).

Povprečna globina je količnik površine odprtega prečnega prereza reke, deljen s širino reke (hav =F/Bm).

Za nižinske reke je vrednost hidravličnega radija običajno zelo blizu vrednosti povprečne globine (R≈hcp).

Največja globina je rekonstruirana iz podatkov sondiranja.

· Stopnja pretoka.

Stopnja pretoka tekočine je količina tekočine, ki teče na enoto časa skozi prečni prerez toka.

Obstajajo volumetrične, masne in utežne stopnje pretoka tekočine.

Volumetrični pretok tekočine je prostornina tekočine, ki teče na časovno enoto skozi prečni prerez toka. Volumetrični pretok tekočine se običajno meri v m3/s, dm3/s ali l/s. Izračuna se po formuli

kjer je Q - volumetrični pretok tekočine,

W je prostornina tekočine, ki teče skozi prečni prerez toka,

t je čas pretoka tekočine.

Masni pretok tekočine je masa tekočine, ki teče na časovno enoto skozi prečni prerez toka. Masni pretok se običajno meri v kg/s, g/s ali t/s in se določi po formuli

kjer je QM masni pretok tekočine,

M je masa tekočine, ki teče skozi prečni prerez toka,

t je čas pretoka tekočine.

· Metode za njegovo določanje

Tok vode v odprtih potokih (Q) običajno najdemo skozi odprt prečni prerez (W) in povprečna hitrost pretok (V) po formuli: Q = W V

Prav tako se poraba vode ugotavlja z uporabo poljubnih snovi z znanimi fizikalnimi oz kemijske lastnosti. Snov znane koncentracije, ki prepotuje določeno razdaljo skupaj s tokom, bo zaradi mešanja znižala svojo začetno koncentracijo. Stopnja zmanjšanja koncentracije je odvisna od pretoka vode, zato je znižanje koncentracije snovi merilo pretoka vodotoka.

Velike in srednje velike reke se stalno spremljajo na različnih točkah, saj so reke zelo spremenljive. Nivo in pretok vode v njih sta odvisna od: količine dežja in taljenja. Za zaščito pred poplavami je treba proučiti vedenje. V ta namen je bila vzpostavljena ogromna mreža postaj po vsem svetu, ki nenehno spremljajo spremembe gladine vode, njen pretok, kakovost, temperaturo in ledene pojave. Takšnih postaj je zdaj 60.000. Poleg tega je na porečjih nameščenih 150.000 padavinskih merilnikov in 10.000 merilnih postaj za izhlapevanje. Informacije z vseh postaj gredo v centre za obdelavo, kjer se s pomočjo računalnikov pridobijo podatki o obnašanju reke in se objavijo v posebnih »Hidroloških letopisih«, na podlagi tega pa se ustvari »hidrološki kataster«, tj. povzetek podatkov o rekah za celotno obdobje opazovanja.

Obstoječa ogromna mreža hidroloških postaj pokriva manj kot 1% vseh rek na svetu z dolžino 10 km. Na podlagi informacij, ki jih zbirajo, so hidrologi razvili zanesljive metode za določanje obnašanja neraziskanih rek. To je omogočilo določitev vseh rek sveta, kar znaša skoraj 42 tisoč km3 na leto. Če k temu dodamo še letni žledolom od ledene plošče in (3 tisoč km3) in podzemni odtok (2,2 tisoč km3) v ocean, potem skupaj letno s kopnega v ocean odteče 46 tisoč km3 vode. Toda 1 tisoč km3 rečnega toka ne doseže, saj gre v jezera in se izgubi v peskih, v tako imenovanih brezvodnih območjih, ki obstajajo na vseh celinah, primer tega je morski bazen, ki vključuje.

Reke skupaj z vodo odnašajo v ocean raztopljene snovi, ki jih je v povprečju okoli 90 mg na liter. Med letom reke odnesejo 3570 milijonov ton raztopljenih snovi. Rečna voda vsebuje tudi trdne delce – sediment. Lahko se mešajo, medtem ko visijo v vodi (suspendirani sediment) in se kotalijo in »skačejo« po dnu (spodnji ali vlečeni sediment). Njihovo skupna masa je 17 milijard ton na leto. Raztopljene snovi in ​​usedline so posledica delovanja vode, ki erodira in povzroča padec gladine kopnega. Ta proces se imenuje. V 1000 letih voda raztopi približno 5 cm debelo plast zato, ko povprečna višina moderno kopno nad morsko gladino 700 m bi trajalo le 14 milijonov let, da bi jo odplaknilo v ocean. A to se ne zgodi, ker zemlja nenehno raste. Reka ponovno odlaga usedline v kanalih, estuarijih, jezerih in morjih v obliki talnih usedlin različne oblike. Tako se reke izkažejo za uničevalce in kiparje, ki obdelujejo površino zemlje, katere relief tvorijo obvezna udeležba vodo.

Za količinsko opredelitev rečnega soka se uporabljajo naslednje značilnosti.

Volumen odtoka W m 3 ali km 3 – količina vode, ki teče v rečni strugi skozi dano iztočno točko v časovnem obdobju T dni, W = 86400 QT [m 3 ] = 8,64 * 10 -5 QT [km 3 ], kjer je Q povprečni pretok v m 3 /s za čas T dni; 86.400 je število sekund v dnevu.

Odtočni modul M l/(s*km 2) – količina vode, ki odteče z enote površine na enoto časa, M = 103 Q/F, kjer je F prispevna površina v km 2.

Odtočni sloj Y– plast vode v milimetrih, enakomerno porazdeljena po površini F in odteka iz povodja v določenem časovnem obdobju T dni, Y = 86,4TQ / F. Odtočna plast na leto v milimetrih: Y = 31,54M.

Koeficient odtoka η – razmerje med velikostjo odtočne plasti z določenega območja v določenem časovnem obdobju in velikostjo plasti atmosferskih padavin, ki pade na to območje v istem časovnem obdobju, tj. η = Y / X, 0 ≤ η ≤ 1. Odtočni koeficient je brezdimenzijska količina.

Značilnost porazdelitve povprečnega dolgoročnega odtoka na ozemlju ZSSR je širinska cona najbolj jasno izražena v nižinskih predelih države, in težnja po zmanjšanju odtoka v smeri od zahoda proti vzhodu pod vplivom celinskega podnebja. V ravninskih delih naše države pretok pada od severa proti jugu. Hkrati je znotraj Ruske nižine širok pas povečanega pretoka (> 300 mm), ki pokriva porečja rek Vyga, Kem, Onega, Severna Dvina, Pechora itd. Južno in severno od tega pasu , se pretok zmanjša. Najnižje vrednosti Stopnja pretoka doseže 20 – 10 mm ali manj v Črnem morju in zlasti v Kaspijskem nižavju. Na ozemlju Zahodnosibirska nižina največji pretok opazimo na zemljepisni širini 64–66° in znaša 250 mm (porečje reke Pur). Na obali Karsko morje Pretok je manjši, okoli 200 mm, proti jugu se zmanjšuje in v stepskem pasu je okoli 10 mm. Relief vpliva tudi na razporeditev odtoka. Manjše motnje v ravnem reliefu Ruske nižine povzročajo povečanje odtoka (regije Valdajskega, Volškega in Srednjeruskega gorja). Uralski greben je največ visoke vrednosti pretok na zahodnih pobočjih v primerjavi z vzhodnimi. v porečju Shugor je največji pretok za Evropo. deli ZSSR - približno 800 mm. Padavine vplivajo tudi na odtok (pad padavin, odtok). Na južnih pobočjih Glavnega Kavkaza je pretok večji kot na severnih. Sre odtočni modul za ZSSR = 6,2 l/(s*km 2), kar je oz. odtočna plast je približno 195 mm.

Dejavniki, ki vplivajo na rečni tok

Podnebje, tla, geološka zgradba porečje, vegetacija, relief, jezera, gospodinjstva. dejavnost.

Analiza vodne enačbe. ravnotežje Y = X – Z za dolgoročno obdobje nam omogoča, da presodimo, da klima Pomeni. vpliva na odtok. Na primer: izhlapevanje (> t, intenzivnejša je uporaba), vsebnost vode v tleh (> padavine, > voda). Za izračun povprečne letne vrednosti izhlapevanja se uporabljajo metode M. I. Budyko in A. R. Konstantinov. Metoda Budyko temelji na stopnji povezave med toplotno in vodno bilanco ozemlja. Na splošno je ta enačba: Z/X = f(R/LX), kjer je L latentna toplota izhlapevanja, Z/X je koeficient. izhlapevanje, R – rad. ravnovesje.

Vpliv tla na odtok ter njegove podzemne in površinske komponente poteka s procesi infiltracije in izhlapevanja.

Geološki struktura porečje določa pogoje za akumulacijo in porabo podtalnica, ki napaja reke. Velika vrednost za kraški odtok skale ki sestavljajo porečja. Intenzivnost Ta vpliv je odvisen tudi od starosti krasa. Na kraških območjih površinskega odtoka običajno ni, padavine vsrkavajo vrtače, polja, pronicajo skozi razpoke in obnavljajo zaloge podzemne vode.

Vpliv vegetacije je majhen. Sestoji iz povečanja hrapavosti zemlje. površine, zaradi česar se upočasni pretok vode po površini zemlje in poveča možnost pronicanja vlage v tla. Vpliv gozda na posamezne elemente vodna bilanca visoka (pronicanje, izhlapevanje, delno padavine).

pobočja vpliv na rečni odtok je razmeroma majhen zaradi dejstva, da vloga infiltracijske zmogljivosti tal prevlada nad povečanjem ali zmanjšanjem hitrosti pretoka vode, ki je odvisna od tega dejavnika. zemeljsko površje. Bol. relief vpliva na posamezne vodne elemente. ravnovesje: padavine, prodiranje vlage v tla in izhlapevanje. Ta vpliv se kaže glede na velikost reliefnih oblik.

S spremembo jezerstvo spreminjajo se razmerja med površinami, ki jih pokriva voda, in površinami, ki jih zaseda kopno.

Hidrograf - graf časovnih sprememb pretoka vode v reki ali drugem vodotoku za eno leto, več let ali del leta (sezona, visoka voda ali poplava).

Hidrogram je sestavljen na podlagi podatkov o dnevnih pretokih vode na mestu opazovanja rečnega toka. Na ordinatni osi je narisana količina porabe vode, na abscisni osi pa časovni intervali.

Hidrograf odraža naravo porazdelitve pretoka vode med letom, sezono, poplavo (poplavo) in nizko vodo. Hidrograf se uporablja za izračun diagrama vodnih tokov, ki tvorijo kanale.

Enota hidrogram - hidrogram, ki prikazuje spremembe pretoka vode med posamezno poplavo.

Tipično hidrogram - hidrogram, ki odraža splošne značilnosti znotrajletne porazdelitve pretoka vode v reki.

Dolgoročni hidrogram poplav- izračunani poplavni val na določenem odseku vodotoka, za katerega so značilni določeni dolgoročni pretok, tipični hidrogram in pripadajoča prostornina.

Namen hidrograma je določiti pretok po letnem času in načinu napajanja reke.

Kvantificiranje deleža različne vrste prehrana pri nastanku odtoka se običajno izvaja z grafično razdelitvijo hidrograma po vrsti prehrane. V tem primeru se delež ene ali druge vrste prehrane (na primer sneg, dež, podzemlje) določi sorazmerno z ustreznimi površinami na hidrografu.

Največje težave nastanejo pri izolaciji podzemnega napajanja v obdobjih visokih voda ali večjih poplav. Glede na naravo interakcije med površinskimi in podzemnimi vodami, B.V. Najbolj splošni vzorci so naslednji. V odsotnosti hidravlične povezave med reko in podzemno vodo, ki je običajno značilna za gorske reke, se podzemno napajanje ob poplavah ali poplavah v splošni oris ponavlja potek hidrograma, vendar v bolj gladki obliki in z nekaj zamika pri največjem podzemnem polnjenju v primerjavi z največjim pretokom vode. Ob prisotnosti stalne ali začasne hidravlične povezave med reko in podzemno vodo med naraščanjem poplav, zaradi podzemne vode, ki jo podpira reka, se podzemno napajanje zmanjša in doseže minimum pri najvišji gladini vode v reki. Pri daljšem stanju visoke ravni, ki je bolj značilen za velike reke, se rečne vode filtrirajo v tla (»negativno podzemno napajanje«), ob koncu poplave ali na začetku nizke vode pa se te vode vrnejo v reko (obalna regulacija reke). tok).

28.07.2015

Nihanje rečnega toka in merila za njegovo ocenjevanje. Rečni tok je gibanje vode med njenim kroženjem v naravi, ko teče po strugi. Rečni pretok je določen s količino vode, ki teče vzdolž rečne struge v določenem časovnem obdobju.
Na pretočni režim vplivajo številni dejavniki: podnebni - padavine, izhlapevanje, vlaga in temperatura zraka; topografski - relief, oblika in velikost porečij ter talno-geološki, vključno z vegetacijo.
Za katero koli porečje velja, da več kot je padavin in manj izhlapevanja, večji je pretok reke.
Ugotovljeno je bilo, da se s povečanjem prispevne površine povečuje tudi trajanje spomladanske poplave, medtem ko ima hidrogram bolj podolgovato in »mirno« obliko. Lahko prepustna tla imajo večjo filtracijo in manj odtoka.
Pri izvajanju različnih hidroloških izračunov, povezanih z načrtovanjem hidravličnih objektov, melioracijskih sistemov, sistemov za oskrbo z vodo, protipoplavnih ukrepov, cest itd., Se določijo naslednje glavne značilnosti rečnega toka.
1. Poraba vode je prostornina vode, ki teče skozi zadevno ciljno mesto na časovno enoto. Povprečna poraba vode Qcp se izračuna kot aritmetična sredina stroškov za dano časovno obdobje T:

2. Prostornina odtoka V- to je količina vode, ki teče skozi dano točko v obravnavanem časovnem obdobju T

3. Odtočni modul M je pretok vode na 1 km2 prispevnega območja F (ali teče navzdol iz enote prispevnega območja):

Za razliko od vodnega toka modul odtoka ni povezan z določenim rečnim odsekom in označuje tok iz porečja kot celote. Povprečni dolgoletni odtočni modul M0 ni odvisen od vodnatosti posamezna leta, vendar je določeno samo geografska lega porečje. To je omogočilo hidrološko regionalizacijo naše države in izdelavo karte izolinij povprečnih dolgoletnih modulov odtoka. Ti zemljevidi so na voljo v ustrezni regulativni literaturi. Če poznamo povodje reke in določimo vrednost M0 zanjo iz zemljevida izolinije, lahko določimo povprečni dolgoročni pretok vode Q0 te reke z uporabo formule

Za tesno nameščene rečne odseke se lahko domneva, da so moduli pretoka konstantni, tj

Od tod na podlagi znanega pretoka vode v enem odseku Q1 in znanih trgov razvodja v teh odsekih F1 in F2 se lahko pretok vode v drugem odseku Q2 nastavi glede na razmerje

4. Umivalni sloj h je višina vodne plasti, ki bi jo dobili, če bi bil volumen odtoka V enakomerno porazdeljen po celotnem območju bazena F v določenem časovnem obdobju:

Izolinske karte so bile sestavljene za povprečno dolgoletno odtočno plast h0 spomladanske poplave.
5. Modularni odvodni koeficient K je razmerje med katero koli od zgornjih značilnosti odtoka in njeno aritmetično srednjo vrednostjo:

Te koeficiente je mogoče nastaviti za poljubne hidrološke značilnosti (pretoke, nivoje, padavine, izhlapevanje itd.) in za poljubna obdobja pretoka.
6. Koeficient odtoka η je razmerje med odtočno plastjo in plastjo padavin, ki je padla na povodje x:

Ta koeficient lahko izrazimo tudi z razmerjem med količino odtoka in količino padavin v istem časovnem obdobju.
7. Stopnja pretoka- najverjetnejša povprečna vrednost dolgoletnega odtoka, izražena s katero koli od zgornjih značilnosti odtoka v daljšem obdobju. Za določitev stopnje pretoka mora biti niz opazovanj vsaj 40...60 let.
Letna stopnja odtoka Q0 je določena s formulo

Ker je na večini vodomernih postaj število let opazovanj običajno manjše od 40, je treba preveriti, ali je to število let zadostno za pridobitev zanesljivih vrednosti pretoka Q0. Če želite to narediti, izračunajte povprečno kvadratno napako stopnje odtoka glede na odvisnost

Trajanje obdobja opazovanja je zadostno, če vrednost srednje kvadratne napake σQ ne presega 5 %.
Na spremembo letnega odtoka v veliki meri vplivajo podnebni dejavniki: padavine, izhlapevanje, temperatura zraka itd. Vsi so med seboj povezani in posledično odvisni od številnih vzrokov, ki so naključne narave. Zato so hidrološki parametri, ki označujejo odtok, določeni z nizom naključnih spremenljivk. Pri načrtovanju dejavnosti raftinga lesa je treba poznati vrednosti teh parametrov z zahtevano verjetnostjo njihovega preseganja. Na primer, pri hidravličnem izračunu jezov za raftanje lesa je treba določiti največji pretok spomladanske poplave, ki se lahko preseže petkrat v sto letih. Ta problem je rešen z metodami matematična statistika in teorija verjetnosti. Za karakterizacijo vrednosti hidroloških parametrov - pretokov, nivojev itd., Se uporabljajo naslednji pojmi: pogostost(ponavljanje) in razpoložljivost (trajanje).
Frekvenca kaže, kolikokrat je bila v obravnavanem časovnem obdobju vrednost hidrološkega parametra znotraj določenega intervala. Na primer, če se je povprečni letni pretok vode v določenem rečnem odseku v več letih opazovanja spremenil s 150 na 350 m3 / s, potem lahko ugotovite, kolikokrat so bile vrednosti te vrednosti v intervalih 150. ..200, 200...250, 250.. .300 m3/s itd.
Varnost prikazuje, koliko primerov je imela vrednost hidrološkega elementa vrednosti enake in večje od določene vrednosti. V širšem smislu je varnost verjetnost preseganja določene vrednosti. Razpoložljivost katerega koli hidrološkega elementa je enaka vsoti frekvenc zgornjih intervalov.
Pogostost in številčnost lahko izrazimo kot število primerov, v hidroloških izračunih pa ju največkrat določimo kot odstotek skupno številočlani hidrološke serije. Na primer, v hidrološkem nizu je dvajset vrednosti povprečnega letnega pretoka vode, šest jih je imelo vrednost enako ali večjo od 200 m3/s, kar pomeni, da je ta pretok zagotovljen za 30%. Grafično so spremembe pogostosti in razpoložljivosti prikazane s krivuljama frekvence (slika 8a) in razpoložljivosti (slika 8b).

Pri hidroloških izračunih se pogosteje uporablja ponudbena krivulja. Iz te krivulje je razvidno, da večja vrednost hidrološkega parametra, manjši je odstotek oskrbe in obratno. Zato je splošno sprejeto, da so visokovodna leta, za katera je verjetnost odtoka, to je povprečni letni pretok vode Qg manjša od 50 %, za malovodna pa leta, kjer je verjetnost Qg večja od 50 %. Leto s 50-odstotnim pretokom se šteje za leto povprečne razpoložljivosti vode.
Za razpoložljivost vode v enem letu je včasih značilna njena povprečna pogostost. Za visokovodna leta pogostost pojavljanja kaže, kako pogosto se v povprečju pojavijo leta z določeno ali višjo vodnatostjo; za nizkovodna leta se pojavi ta ali manjša vodnatost. Na primer, povprečna letna stopnja pretoka visokovodnega leta z 10-odstotno oskrbo ima povprečno ponovljivost 10-krat v 100 letih ali 1-krat v 10 letih; Povprečna ponovljivost malovodnega leta z 90% oskrbo ima tudi ponovljivost 10-krat v 100 letih, saj bodo v 10% primerov povprečni letni izdatki imeli nižje vrednosti.
Leta določene vodnatosti imajo ustrezno ime. V tabeli 1 zanje sta podani varnost in ponovljivost.

Razmerje med frekvenco y in verjetnostjo p lahko zapišemo v naslednji obliki:
za mokra leta

za nizkovodna leta

Vse hidravlične konstrukcije za regulacijo struge ali pretoka rek se izračunajo glede na vodnatost leta določene oskrbe, kar zagotavlja zanesljivost in nemoteno delovanje objektov.
Izračunani odstotek zagotavljanja hidroloških kazalnikov je urejen z "Navodili za projektiranje lesnih plovnih podjetij".
Krivulje ponudbe in metode za njihov izračun. V praksi hidroloških izračunov se za izdelavo krivulj ponudbe uporabljata dve metodi: empirična in teoretična.
Razumen izračun empirična krivulja premoženja se lahko izvede le, če je število opazovanj rečnega toka več kot 30...40 let.
Pri izračunu razpoložljivosti članov hidrološkega niza za letne, sezonske in minimalne pretoke lahko uporabite formulo N.N. Čegodajeva:

Za določitev razpoložljivosti največjih pretokov vode se uporablja odvisnost S.N. Kritsky in M.F. Menkel:

Postopek za izdelavo empirične krivulje ponudbe:
1) vsi člani hidrološkega niza so zapisani v padajočem vrstnem redu absolutna vrednost ok;
2) vsak član serije je dodeljen serijsko številko, začenši od enega;
3) varnost vsakega člana padajoče serije se določi z uporabo formul (23) ali (24).
Na podlagi rezultatov izračuna je izdelana krivulja ponudbe, podobna tisti, prikazani na sl. 8b.
Vendar imajo empirične krivulje ponudbe številne pomanjkljivosti. Tudi z dovolj dolgim ​​obdobjem opazovanja ni mogoče zagotoviti, da ta interval pokriva vse možne največje in minimalne vrednosti rečni tok. Izračunane vrednosti verjetnosti odtoka 1 ... 2% niso zanesljive, saj je dovolj utemeljene rezultate mogoče dobiti le s številnimi opazovanji v 50 ... 80 letih. V zvezi s tem z omejenim obdobjem opazovanja hidrološkega režima reke, ko je število let manj kot trideset, ali v njihovi popolni odsotnosti, gradijo teoretične krivulje ponudbe.
Raziskave so pokazale, da porazdelitev naključnih hidroloških spremenljivk najbolj ustreza enačbi Pearsonove krivulje tipa III, katere integralni izraz je krivulja ponudbe. Pearson je dobil tabele za izdelavo te krivulje. Krivulja ponudbe se lahko sestavi z dovolj natančnostjo za prakso glede na tri parametre: aritmetično srednjo vrednost članov niza, koeficiente variacije in asimetrije.
Aritmetična sredina vrednosti članov niza se izračuna po formuli (19).
Če je opazovanj manj kot deset let ali opazovanja sploh niso bila izvedena, se povprečni letni pretok vode Qgcp upošteva kot dolgoletno povprečje Q0, to je Qgcp = Q0. Vrednost Q0 je mogoče določiti z uporabo modularnega koeficienta K0 ali modula odtoka M0, določenega iz zemljevidov izolinije, saj je Q0 = M0*F.
Koeficient variacije Cv označuje spremenljivost odtoka ali stopnjo njegovega nihanja glede na povprečno vrednost v ta serija, številčno je enako razmerju koren srednje kvadratne napake na aritmetično srednjo vrednost članov serije. Na vrednost koeficienta Cv pomembno vpliva podnebne razmere, vrsta napajanja reke in hidrografske značilnosti njenega porečja.
Če so na voljo opazovalni podatki za vsaj deset let, se koeficient variacije letnega odtoka izračuna po formuli

Vrednost Cv se zelo spreminja: od 0,05 do 1,50; za lesene reke Cv = 0,15...0,40.
Med kratkim opazovanjem rečnega toka ali med njihovim popolna odsotnost koeficient variacije se lahko določi s formulo D.L. Sokolovski:

Pri hidroloških izračunih za bazene s F> 1000 km2 se uporablja tudi zemljevid izolinij koeficienta Cv, če skupna površina jezer ne presega 3% povodja.
Regulativni dokument SNiP 2.01.14-83 priporoča splošno formulo K.P za določanje koeficienta variacije neraziskanih rek. Voskresensky:

Koeficient asimetrije Cs označuje asimetrijo serije obravnavanih naključna spremenljivka glede na njegovo povprečno vrednost. Čim manjši del članov serije presega normo odtoka, tem večji je koeficient asimetrije.
Koeficient asimetrije lahko izračunamo po formuli

Vendar ta odvisnost daje zadovoljive rezultate le pri številu let opazovanj n > 100.
Koeficient asimetrije neraziskanih rek je določen z razmerjem Cs/Cv za analogne reke, v odsotnosti dovolj dobrih analogov pa se sprejmejo povprečna razmerja Cs/Cv za reke danega območja.
Če za skupino analognih rek ni mogoče določiti razmerja Cs/Cv, se iz regulativnih razlogov sprejmejo vrednosti koeficienta Cs za neraziskane reke: za porečja s koeficientom ojezerjenosti nad 40%

za območja prekomerne in spremenljive vlage - Arktika, tundra, gozd, gozdna stepa, stepa

Za izdelavo teoretične krivulje ponudbe na podlagi zgornjih treh parametrov - Q0, Cv in Cs - uporabljajo metodo, ki jo je predlagal Foster - Rybkin.
Iz zgornjega razmerja za modularni koeficient (17) sledi, da je povprečno dolgoročno vrednost odtoka dane oskrbe - Qp%, MP%, Vp%, hp% - mogoče izračunati z uporabo formule

Modularni koeficient odtoka danega leta dobave je določen z odvisnostjo

Po določitvi številnih značilnosti odtoka v večletnem obdobju z različno razpoložljivostjo je mogoče na podlagi teh podatkov sestaviti krivuljo ponudbe. V tem primeru je priporočljivo, da vse izračune izvedete v tabelarno obliko(tabeli 3 in 4).

Metode za izračun modularnih koeficientov. Za rešitev številnih problemov upravljanja z vodami je potrebno poznati porazdelitev pretoka po letnih časih ali mesecih v letu. Znotrajletna porazdelitev odtoka je izražena v obliki modularnih koeficientov mesečnega odtoka, ki predstavljajo razmerje med povprečnimi mesečnimi pretoki Qm.av in povprečnim letnim pretokom Qg.av:

Znotrajletna porazdelitev odtoka je različna za leta z različno vodnatostjo, zato se v praktičnih izračunih določajo modularni koeficienti mesečnega odtoka za tri značilna leta: visokovodno leto z 10-odstotno oskrbo, povprečno leto z vodo vsebina - 50% oskrba in nizkovodno leto - 90% oskrba.
Modularne koeficiente mesečnega pretoka je mogoče določiti na podlagi dejanskega poznavanja povprečnih mesečnih pretokov ob prisotnosti opazovalnih podatkov za vsaj 30 let, na analogni reki ali na standardnih tabelah porazdelitve mesečnih pretokov, ki so sestavljene za različna porečja. .
Povprečna mesečna poraba vode se določi na podlagi formule

(33): Qm.cp = KmQg.av

Izdelava zanesljive napovedi največje možne poplave v predvidenem obdobju obratovanja mostnega prehoda se izvaja na podlagi dolgotrajnih opazovanj vodostajev na rekah. Takšna opazovanja se izvajajo na stalnih vodomernih mestih (slika 3.1). Podatki o pridobljenih vodnih režimih rek so bili od leta 1936 objavljeni v hidroloških letopisih.

V skladu s sodobnimi pogledi je možna zanesljiva napoved na podlagi materialov stacionarnih opazovanj vodnega režima reke za obdobje najmanj 20 let [ PRIROČNIK SNiP 2.05.03-84]. To obdobje je posledica dejstva, da bi morala opazovanja vključevati tako nizkovodna kot visokovodna leta. Samo v tem primeru je mogoče ugotoviti dejansko variabilnost poplavnih višin, značilnih za določen vodotok.

Običajno so stalne vodomerne postaje kombinirane s hidrometeorološkimi postajami. Če so na reki hidravlične konstrukcije, je lokacija za vodno postajo izbrana zunaj območja njihovega vpliva.

Na lokaciji vodne postojanke se izvede geodetska trasa. Lokacija tarče mora izpolnjevati naslednje zahteve:

Če je mogoče, naj bo struga ravna, brez nenadnih sprememb globine, brez otokov ali plitvin;

Če je mogoče, naj imajo brežine naklone 1:5 – 1:2;

mesto naj bo zunaj potokov in povratnih tokov;

Poplavna ravnica naj bo po možnosti čim manjša, brez kanalov in jezer, s najmanjši znesek vegetacija;

kanal in poplavne ravnice na ciljnem območju ne smejo biti podvržene eroziji;

Pobočja brežin ne smejo biti izpostavljena udarcem ledenih plošč in hlodov.

Na terenu se trasa začrta s teodolitom in zavaruje s trajnimi mejniki, po dvema na brežini. Vzdolž poteka trase so na terenu pritrjene geodetske oznake. Razdalja med njimi je lahko različna, vendar presežek ene oznake nad drugo ne sme biti večji od 0,5 m. Najvišja oznaka naj bo 0,5 m nad najvišjo gladino poplave, najnižja 0,5 m pod najnižjo gladino nizke vode. Ker se oznake nahajajo na območju, ki ga je prizadela poplava, se njihove oznake stalno spremljajo. Oznaka na geodetskih oznakah se prenese s posebnega merila, ki se nahaja zunaj poplavnega območja. Vodostaj se meri z natančnostjo 1 cm z namestitvijo geodetske palice na ustrezno oznako. Število meritev od 2 do 24 meritev na dan. Konvencionalna horizontalna primerjalna ravnina, ki se pri merjenju nivoja vode vzame kot referenčna ničla, se imenuje ničelna točka vodnega grafa. Ustrezna oznaka je ničelna oznaka grafa vodomerne postaje.

Geodetske oznake so pritrjene na trajne vodne stebre s piloti, ki so zabiti ali privijačeni pod globino zmrzovanja. Piloti se ne smejo dvigniti nad površino tal več kot 25 cm.

Na podlagi rezultatov opazovanj na vodomernih mestih so izdelani vodomerni grafi (slika 3.2), ki so objavljeni v hidroloških letopisih.

Pretok med spomladanskimi poplavami ali poplavami, ki potekajo skozi vodno postajo, se izračuna po znani formuli:

,

kje V– hitrost vodnega toka;

 – površina preseka toka pri najvišjem vodostaju.

V tem primeru se določi tako skupni pretok na celotnem ciljnem območju kot pretok v posameznih odsekih cilja. Razdelitev na območja se lahko pojavi glede na pogoje pretoka vode, na primer območja z različnimi koeficienti hrapavosti; območja z velikimi razlikami v globini itd. (slika 3.3). Za približne izračune je v vsakem primeru potrebno razdeliti na vsaj tri odseke: levo poplavno ravnico, kanal in desno poplavno ravnico.

Slika 3.3. Primer razdelitve mesta na odseke za izračun stopenj pretoka

Hitrost vodnega toka na posameznem odseku trase lahko izračunamo s formulo,

kje H– povprečna globina vode na območju;

i– vzdolžni nagib proste vodne površine na RUVV;

a– kot med smerjo toka in navpičnico

do osi morfološke raztopine;

m– koeficient hrapavosti;

b* – parameter oblike živega odseka.

Parameter oblike življenjskega odseka naravnih kanalov se vzame glede na koeficient oblike odseka kanala

,

kje H– povprečna globina na območju;

h maks– največja globina v območju.