Метод изохрон. Определение, основные теоретические предпосылки. Генетическая формула стока.




Метод изохрон — это прогноз стока по генетической формуле стока, исходя из данных об осадках в бассейне реки.Метод и. применим лишь на бассейнах с площадью ≤ 20 000 км2. На бассейнах большого размера возрастают относительные ошибки прогнозов по этому методу и поэтому применение его становится нецелесообразным.Метод и. позволяет рассчитывать дополнительный боковой приток Δqt по данным об осадках на площадь водосбора. Поэтому метод изохрон может быть использован не только для прогноза стока на малых водосборах, но и для более точного расчета дополнительного бокового притока Δq.

Генетическая формула стока, на которой основан метол изохрон, выражает закономерность стока и осадков с площади водосбора к замыкающему створу А.

Рис.1. Схема расчленения бассейна на единичные площади стекания.

Наиболее просто эта формула может быть получена, исходя из логических соображений о процессе стока осадков с площади водосбора.

Предположим, имеется водосбор площадью (рис. 1), на который непрерывно, начиная с момента Т, равномерным слоем выпадают осадки. предположим, что осадки, выпадающие в наиболее удаленной от замыкающего створа части водосбора, доходят до этого створа через время т0 после их выпадения. Период Ƭ0, в течение которого доходят до замыкающего створа осадки от наиболее удаленной точки водосбора, называется бассейновым или суммарным временем добегания стока.

Зададимся единицей времени Dt < Ƭ0, которая в дальнейшем называется расчетной единицей времени, и предположим, что площадь бассейна расчленена на так называемые единичные площади, сток с которых происходит в период Dt (после выпадения осадков). Так, например, осадки, выпадающие на площадь, ограниченную сверху изолинией 1—1 (рис. 49), достигают замыкающего створа через Dt после их выпадения; с площади, ограниченной изолиниями 1—1 и 2—2, — через 2 Dt; с площади, ограниченной изолиниями 2—2 и 3—3, — через 3 Dt, и т. д.

Обозначим единичные площади, заключенные между соседними изохронами, через ʄ1, ʄ2,……ʄn,где n = - число единичных площадей, и определим сток в замыкающем створе, начиная с момента Т (начало выпадения осадков). В первую единицу времени Dt после начала выпадения осадков сток будет происходить, согласно изложенному, с площади ʄ1 и, следовательно,

(а)

где q'T—средний расход (без предпаводочного грунтового питания)в замыкающем створе бассейна в момент Т (имеется в виду единица времени Dt),

х — р — так называемый эффективный слой осадков, т. е. высота слоя стока с учетом потерь р (при этом принимается, что потери, как и осадки, равномерны по площади).

Во вторую единицу времени Т+Dt сток будет происходить с площадей ʄ1 и ʄ2 (так как, согласно условию, осадки выпадают непрерывно, начиная с момента Т), поэтому

(б)

где q'T+Dt — средний расход (без предпаводочного грунтового питания) в момент Т+Dt

В третью единицу времени Т+2Dt сток будет происходить с площадей ʄ1, ʄ2 и ʄ3:

(в)

Наконец, и единицу времени Т+(n-1)Dt сток будет происходить со всей площади бассейна Ω = ʄ1 + ʄ2 +…+ ʄn:

(г)

Уменьшим ин дексы времени в (г) на (n-1) Dt:

 

или

(1.4)

Уравнение 1.4 называется генетической формулой стока. Согласно этой формуле, сток в замыкающем створе T равен сумме объёмов стока с различных частей водосбора от осадков, выпавших в прошлый период времени от Т до Т- (n-1) Dt, причём согласно изложенному,

(2.4)

где Ƭ0 – бассейновое (суммарное) время добегания стока,

Dt – расчётная единица времени.

Сток с площади бассейна, который выражается формулой 1.4, подразделяется на две ясно выраженные фразы: 1) склоновое стекание и 2) русловый сток.

Первая фраза – это сток осадков от места их выпадения до русловой сети бассейна. Стекание в этот период происходит не только по поверхности почвы, но и внутрипочвенным путём: часть осадков, количество которых зависит от вида и влагонасыщенности почв, фильтрует грунт, достигает уровня грунтовых вод и выклинивается в русловую сеть в виде грунтового стока.

Вторая фаза стока – это движение паводка в русловой сети бассейна от места его возникновения (т.е. от места выклинивая склонового стока в русловую сеть) до замыкающего створа бассейна.

Обозначая среднюю скорость склонового стекания (средневзвешенную для всей массы воды, стекающей по поверхности бассейна и внутрипочвенным путём) через ϖ, а наибольшую длину склона через L, получим

(3.4)

где Ƭ – склоновое время добегания, т.е. время добегания до русла от наиболее удаленной точки склона.

Аналогично этому, обозначая среднюю скорость движения паводка в русловой сети через ϖ, а наибольшую длину русла до замыкающего створа через S, получим

(4.4)

 

где Ƭ – русловое время добегания.

Бассейновое (суммарное) время добегания Ƭ0 должно, очевидно, равняться сумме величин склонового и руслового времени добегания. Однако учитывая, что сток в замыкающемстворе, согласно (а), начинается в день начала выпадения осадков Т (что равносильно исключению одной единицы времени из времени руслового добегания), обычно принимается

(5.4)

где Dt – расчётная единица времени.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2022-12-31 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: