Техническая часть
Весеннее половодие, заданной обеспеченности в процентах определим по формуле
Qр=K0·hp·μ·δ·δ1·δ2·А/(А+1)0,2, (2.1.1)
где К0 – параметр, характеризующий дружность весеннего половодья;
hp – расчётный слой суммарного (с учётом грунтового питания) стока ежегодной вероятностью превышения (Р), мм;
μ – коэффициент, учитывающий неравенство статических параметров слоя стока и максимальных расходов воды;
δ - коэффициент, учитывающий влияние водохранилищ, прудов и проточных озёр;
δ1, δ2 - коэффициенты, учитывающие снижение максимального расхода воды, соответственно в залесённых и заболоченных водосборах.
Параметр К0 определяется по специальной карте [9], К0=0,012.
Расчётный слой стока определяется по формуле
hp=kp·ho, (2.1.2)
где ho - средний многолетний слой стока весеннего половодья (мм), определяемый по данным рек-аналогов или по картам изолиний приложения У [9], (h0=75 см); kp- модульный коэффициент расчетной обеспеченности, определяемый по приложению Ж.1 [9] для трехпараметрического гамма-распределения в зависимости от Cv и Cs/Cv, значения kpсоответствующие им обеспечения приведены в таблице
Таблица 2.1.1 Значения kp и расчетные обеспеченности
| Р, % | |||||||||||
| kp | 2,865 | 2,583 | 2,3 | 2,05 | 1,71 | 1,25 | 0,88 | 0,615 | 0,56 | 0,44 | 0,36 |
| hp | 214,88 | 193,73 | 172,5 | 153,75 | 128,25 | 93,75 | 46,13 |
Коэффициент вариации СV=0,55,Cs=3Cv.
Коэффициент δ определим по формуле
δ=1/(1+С·Аоз) (2.1.3)
где С – коэффициент, принимаемый в зависимости от среднего многолетнего слоя весеннего стока, при h0=49 мм, С=0,26;
Аоз – средневзвешенная озёрность водозабора в процентах, определяем по чертежу.
|
|
δ=1/(1+0,3∙1)=0,77.
Определим коэффициент δ1 учитывающий снижение максимального расхода воды залесённых водосборов
δ1=α1/(Ал+1)0,22 (2.1.4)
где α1– параметр, учитывающий расположение леса на водосборе,
равный 1, тогда
δ1=1/(8+1)0,22=0,62
Коэффициент δ2, учитывающий снижение максимального расхода воды заболоченных водосборов определим по формуле
δ2=1-β·lg(0,1·Аб+1) (2.1.5)
где β – коэффициент, учитывающий тип болот и преобладающий механический состав почв вокруг болота, применяется по таблице 6.4 [10],
(β= 0,8);
Аб – заболоченность водосбора.
δ2=1-0,8·lg(0,1·36+1)=0,47
Зная данные величины, рассчитаем максимальный сток воды весеннего половодья заданной обеспеченности:
Q1%= 0,012·214,88·0,87·0,77·0,62·0,47·1130/(1130)0.2=160,25м3/с;
Q2%= 0,012·193,73·0,87·0,77·0,62·0,47·1130/(1130)0.2=144,48м3/с;
Q3%= 0,012·172,5·0,87·0,77·0,62·0,47·1130/(1130)0.2=128,65м3/с;
Q5%= 0,012·153,75·0,87·0,77·0,62·0,47·1130/(1130)0.2=114,67м3/с;
Q10%= 0,012·128,25·0,87·0,77·0,62·0,47·1130/(1130)0.2=95,65 м3/с;
Q25%= 0,012·93,75·0,87·0,77·0,62·0,47·1130/(1130)0.2=69,92 м3/с;
Q50%= 0,012·66·0,87·0,77·0,62·0,47·1130/(1130)0.2=49,22м3/с;
Q75%= 0,012·46,13·0,87·0,77·0,62·0,47·1130/(1130)0.2=34,4м3/с;
Q80%= 0,012·42·0,87·0,77·0,62·0,47·1130/(1130)0.2=31,3 м3/с;
Q90%= 0,012·33·0,87·0,77·0,62·0,47·1130/(1130)0.2=24,61м3/с;
Q95%= 0,012·27·0,87·0,77·0,62·0,47·1130/(1130)0.2=20,13м3/с;
Рассчитаем модули стока:
q1%= Q1% /A= 160,25/1130= 0,142м3/с · км2
q2%= Q2% /A= 144,48/1130= 0,128м3/с · км2
q3%= Q3% /A= 128,65/1130= 0,114м3/с · км2
q5%= Q5% /A= 114,67/1130= 0,101м3/с · км2
q10%= Q10% /A= 95,65/1130= 0,085м3/с · км2
q25%= Q25% /A= 69,92/1130= 0,062м3/с · км2
q50%= Q50% /A= 49,22/1130= 0,044м3/с · км2
q75%= Q75% /A= 34,4/1130= 0,03м3/с · км2
q80%= Q80% /A= 31,3/1130= 0,0276м3/с · км2
q90%= Q90% /A= 24,61/1130= 0,022м3/с · км2
q95%= Q95% /A= 20,13/1130= 0,018м3/с · км2
Дождевые паводки (Qp), м3/с при невозможности подобрать реку-аналог определим по формуле
Qp=а·δ·λp·А/Ф0,8 (2.1.6)
|
|
где а–параметр, характеризующий модуль максимального мгновенного расхода воды, определяемый по карте приложения Х [9] и принимаем равным 7;
Ф – морфологическая характеристика русла;
А – площадь водосбора, км2;
δ - коэффициент, учитывающий влияние водохранилищ, прудов и проточных озёр;
λp – переходной коэффициент от максимальных расходов воды дождевых паводков вероятностью превышения 10%, к максимальным расходам другой вероятностью превышения, принимаемый по таблице 6.7 [10].
Коэффициенты λpи заданные обеспеченности приведены в таблице 2.1.2.
Таблица 2.1.2 Значения λpи заданные обеспеченности
| Вероятность превышения в процентах | ||||||
| Переходной коэффициент | 1,96 | 1,65 | 1,47 | 1,29 | 1,0 | 0,64 |
Морфологическая характеристика русла определяется по формуле
Ф=1000·L/Mp·ip1/3·A, (2.1.7)
где L – длина реки, км;
ip – средневзвешенный уклон русла реки, ‰;
Mp – гидравлический параметр русла, принимаемый по таблице 6.6 [10], (Мp= 7);
Ф=1000·126/7·0,371/3·1130=715,51
Зная морфологическую характеристику русла, определим максимальные мгновенные расходы воды дождевых паводков заданной обеспеченности
Q1%= (7·0,77·1,96·1130)/ 715,510,8= 62,12м3/с;
Q2%= (7·0,77·1,65·1130)/ 715,510,8= 52,29м3/с;
Q3%= (7·0,77·1,47·1130)/ 715,510,8= 46,59м3/с;
Q5%= (7·0,77·1,29·1130)/ 715,510,8= 40,89м3/с;
Q10%= (7·0,77·1·1130)/ 715,510,8= 31,69м3/с;
Q25%= (7·0,77·0,64·1130)/ 715,510,8= 20,28м3/с;
Рассчитаем модули стока:
q1%= Q1% /A= 62,12/1130=0,055 м3/с · км2
q2%= Q2% /A= 52,29/1130=0,046 м3/с · км2
q3%= Q3% /A= 46,59/1130=0,041 м3/с · км2
q5%= Q5% /A= 40,89/1130=0,036 м3/с · км2
q10%= Q10% /A= 31,69/1130=0,028 м3/с · км2
q25%= Q25% /A= 20,28/1130=0,018 м3/с · км2
Среднемеженный сток определяют по формуле
|
|
Qср.м=qср.м·А·10-3
где qср.м – средний многолетний модуль средне меженного стока, принимаемый по приложению 1 [10],qср.м=1,8 л/с·км2;
А – расчётная площадь водосбора, А=1130км2.
Qср.м=1,8·1130·10-3=2,034 м3/с;
Рассчитаем модули стока:
q10%= Qср.м /A= 2,034/1130= 0,0018м3/с · км2
Годовой расход расчетной обеспеченности определяется по зависимости из [10].
Qр=q0∙A∙kp∙10-3 (2.1.8)
где q — средний многолетний годовой модуль стока, л/(с∙км2);
А — площадь водосбора до расчетного створа, км2;
Kр — модульный коэффициент расчетной обеспеченности, определяемый по приложению Ж[9].
Среднее многолетнее значение стока (q) по карте изолиний приложения Л[9] определяется для центра водосбора неизученной реки путем прямолинейной интерполяции между изолиниями стока.
Значения kpсоответствующие им обеспечения приведены в таблице 2.1.3.
Таблица 2.1.3. Значения kp и расчетные обеспеченности
| Р, % | ||||||||||||
| kp | 2,865 | 2,583 | 2,3 | 2,05 | 1,71 | 1,25 | 0,88 | 0,615 | 0,56 | 0,44 | 0,36 | 0,32 |
Q1%=3,5·1130·2,865·10-3=11,29 м3/с;
Q5%=3,5·1130·2,05·10-3=8,1 м3/с;
Q10%=3,5·1130·1,71·10-3=6,76 м3/с;
Q25%=3,5·1130·1,25·10-3=4,94 м3/с;
Q50%=3,5·1130·0,88·10-3=3,48 м3/с;
Q75%=3,5·1130·0,615·10-3=2,43 м3/с;
Q80%=3,5·1130·0,56·10-3=2,21 м3/с;
Q90%=3,5·1130·0,44·10-3=1,74 м3/с;
Q95%=3,5·1130·0,36·10-3=1,42 м3/с;
Q97%=3,5·1130·0,32·10-3=1,27 м3/с;
Рассчитаем модули стока:
q1%= Q1% /A= 11,29 /1130= 0,01м3/с · км2
q5%= Q5% /A= 8,1/1130= 0,007м3/с · км2
q10%= Q10% /A= 6,76/1130= 0,006м3/с · км2
q25%= Q25% /A= 4,94 /1130= 0,004м3/с · км2
q50%= Q50% /A= 3,48/1130= 0,003м3/с · км2
q75%= Q75% /A= 2,43/1130= 0,002м3/с · км2
q80%= Q80% /A= 2,21 /1130= 0,002м3/с · км2
q90%= Q90% /A= 1,74/1130= 0,002м3/с · км2
q95%= Q95% /A= 1,42/1130= 0,001м3/с · км2
q97%= Q97% /A= 1,27 /1130= 0,001м3/с · км2
Предпосевной сток (Q10%), м3/с, определяем по формуле
Q10%=А10%пп·А·δА·δ(Аб+Ал)·δоз·δат·10-3, (2.1.9)
где А10%пп – параметр, представляющий собой модуль предпосевного стока с единицы площади водосбора, определяется по приложению Ю [9],А10%пп = 10;
А – площадь водосбора, км2;
δА – коэффициент, отражающий возрастание модуля предпосевного стока с увеличением площади водосбора;
δ(Аб+Ал) – коэффициент учёта влияния заболоченности и лесистости;
δоз – коэффициент учёта влияния озёрности;
δат – коэффициент учитывающий неравномерность схода снега по водосбору, принимаем δат=1.
КоэффициентδАопределяемпо формуле
δА=(Ар/200)0,16, (2.1.10)
где Ар=А при А<Акрпос;
Ар – расчётная площадь водосбора, км2, в пределах которой модули предпосевного стока возрастают;
Акрпос – критическая площадь водосбора, км2, определяется по таблице 6.14 [10];
Акрпос=200 км2, значит Ар=Акрпос=200км2;
δА=(200/200)0,16=1
Коэффициент δ(Аб+Ал) определяем по формуле
δ(Аб+Ал)=1+0,0003·h0·(Аб+Ал) (2.1.11)
где h0 – среднемноголетний слой стока, определяемый по приложению У [10],h0=75 мм;
Аб, Ал – заболоченность и залесённость, %;
δ(Аб+Ал)=1+0,0003·75·87=2,9575.
Коэффициент δоз определяем в зависимости от величины средней озёрности. При Аоз=1<5% по формуле
δоз=1+0,01·Аоз (2.1.12)
δоз=1+0,01·1=1,01
Тогда предпосевной сток при Р=10%, равен:
Q10%=10·1130·0.84·2,9575·1,01·1·10-3=28,35м3/с;
Рассчитаем модули стока:
q10%= Q10% /A= 28,35/1130= 0,025м3/с · км2
Сводная таблица модулей приведена в таблице.
Таблица 2.1.4Сводная таблица модулей стока
| Характеристика | Р,% | Модуль стока, м3/с · км2 |
| Весеннее половодье | 0,142 | |
| 0,128 | ||
| 0,114 | ||
| 0,101 | ||
| 0,085 | ||
| 0,062 | ||
| 0,044 | ||
| 0,03 | ||
| 0,028 | ||
| 0,022 | ||
| 0,018 |
Продолжение таблицы 2.1.4
| Дождевые паводки | 0,055 | |
| 0,046 | ||
| 0,041 | ||
| 0,036 | ||
| 0,028 | ||
| 0,018 | ||
| Среднемеженный сток | 0,002 | |
| Предпосевной сток | 0,025 | |
| Годовой расход | 0,01 | |
| 0,007 | ||
| 0,006 | ||
| 0,004 | ||
| 0,003 | ||
| 0,002 | ||
| 0,002 | ||
| 0,002 | ||
| 0,001 | ||
| 0,001 |