Гидрологические расчеты. Расчет характеристик стока. Расчет максимальных расходов весеннего половодья (Лекция 4) презентация

4

формирования максимального стока.
Методы расчета характеристик максимального стока.
Основные типы формул для расчета максимального стока.
Расчет максимальных расходов весеннего половодья.

© А. В. Сикан РГГМУ

формирования максимального стока

Весь комплекс физико-географических факторов, влияющих на режим и характеристики речного стока, можно разделить на два типа: климатические и факторы подстилающей поверхности.

В отдельную группу выделяют антропогенные факторы, приобретающие в настоящее время все большее значение в результате хозяйственной деятельности на водосборах и в руслах рек.

© А. В. Сикан РГГМУ

значения характеристик максимального стока определяются с помощью следующих основных методов:

построения региональных зависимостей стоковых характеристик от основных физико-географических факторов;
гидрологической аналогии;
пространственной интерполяции;
осреднения в однородном районе;
математического моделирования.

1.2. Методы расчета характеристик максимального стока

© А. В. Сикан РГГМУ

отражают убывание (редукцию) модуля максимального стока с возрастанием площади водосбора.

Формулы предельной интенсивности стока
При выводе этих формул предполагается, что максимальный модуль стока можно рассматривать, как предельную интенсивность эффективных осадков (или снеготаяния) за время добегания.

Объемные формулы
В этих формулах максимальный расход зависит от слоя (объема) половодья (или паводка) и формы гидрографа.

© А. В. Сикан РГГМУ

с возрастанием площади водосбора. В наиболее простом случае редукционная формула имеет вид:

Различные модификации этой формулы были предложены многими известными российскими гидрологами: Д.И. Кочериным, Д.Л. Соколовским, К.П. Воскресенским и др.

(1)

© А. В. Сикан РГГМУ

России

(1)

(2)

(3)

© А. В. Сикан РГГМУ

Сикан РГГМУ

f2 h1
Q3 = f1 h3 + f2 h2 + f3 h1
Q4 = f1 h4 + f2 h3 + f3 h2
Q5 = f1 h5 + f2 h4 + f3 h3
Q6 = f2 h5 + f3 h4
Q7 = f3 h5

Т. о. максимальный модуль стока – есть предельная интенсивность осадков за время добегания τ

(1)

(2)

(3)

© А. В. Сикан РГГМУ

α

Пример зависимости максимальной средней интенсивности осадков от интервала осреднения; (кривая редукции осадков).

Предельную интенсивность осадков определяют по кривой редукции осадков в зависимости от времени добегания на водосборе.

Формулу предельной интенсивности применяют для расчета максимальных расходов малых водотоков,
где время добегания меньше продолжительности дождя.

Недостатки формулы:
Линейность модели – положение изохрон и время добегания принимаются постоянными;
Используется объемный коэффициент стока.

(1)

Исследованиями по адаптации формулы предельной интенсивности для инженерных расчетов занимались многие известные российские гидрологи: Н.Е. Долгов, М.М. Протодьяконов, Д.Л. Соколовский, Г.А. Алексеев, Н.Н. Чегодаев, Е.Б. Болдаков и др.

© А. В. Сикан РГГМУ

или паводка в виде той или иной геометрической фигуры. Рассмотрим наиболее простой случай, когда гидрограф схематизируется в виде треугольника.

В этом случае объем стока за паводок представляет собой площадь треугольника:

(1)

(2)

(3)

В объемных формулах максимальный расход зависит от слоя паводка (половодья) и формы гидрографа.

© А. В. Сикан РГГМУ

В. Сикан РГГМУ

и параметра «c»

(2)

(3)

(4)

(1)

© А. В. Сикан РГГМУ

половодья (по СНиП 2.01.14-83*)

* - СНиП 2.01.14-83 отменен.

© А. В. Сикан РГГМУ

весеннего половодья; рассчитывают как среднее из значений, определенных по данным нескольких рек-аналогов обратным путем из формулы (1) при P = 1 %:

(1)

(2)

Расчетный слой суммарного весеннего стока ежегодной вероятности превышения Р %; определяют в зависимости от коэффициента вариации Cv и отношения Cs/Cv, a также среднего многолетнего слоя половодья h0:

(3)

Значения h0 и Cv определяют методом пространственной интерполяции по ближайшим рекам-аналогам. Отношение Cs/Cv принимается среднее по району изысканий.

© А. В. Сикан РГГМУ

расходов воды и слоев половодья, рассчитывают как среднее из значений, определенных по данным нескольких рек-аналогов для каждой опорной обеспеченности по формуле:

Коэффициенты μp% (по СНиП 2.01.14-83*)

* - СНиП 2.01.14-83 отменен.

(1)

(2)

© А. В. Сикан РГГМУ

главного русла и основных притоков величину коэффициента δ следует принимать: при относительной озерности менее 2% δ = 1; при относительной озерности более 2% δ = 0,8. При наличии проточных озер коэффициент δ рассчитывается по формуле (2). Для лесной и лесостепной зон:
C0 = 0,2; для степной C0 = 0,4; fоз*– средневзешенная озерность, %.

(2)

Коэффициент δ1, учитывающий снижение максимальных расходов воды в залесенных бассейнах, определяется по формуле (3), где
fл – относительная залесенность, %; α и n’ – параметры, зависящие от природной зоны, механического состава почво-грунтов и залесенности бассейна.

(3)

Коэффициент δ2, учитывающий снижение максимального расхода воды заболоченных бассейнов, определяется по формуле (4), где параметр β зависит от типа болот; fб – относительная заболоченность, %.

(4)

© А. В. Сикан РГГМУ

методы используются при расчете максимальных расходов воды?
Перечислите основные типы формул, которые используются для расчета максимальных расходов весеннего половодья и дождевых паводков.
Как в России производится расчет максимальных расходов весеннего половодья при отсутствии данных гидрометрических наблюдений?
Как определяется коэффициент редукции при расчете максимальных расходов весеннего половодья?
Как определяется коэффициент, характеризующий дружность весеннего половодья ?

© А. В. Сикан РГГМУ

СП 33-101-2003. «Определение основных расчетных гидрологических характеристик»: п.7.28-7.36.
Методические рекомендации по определению расчетных гидрологических характеристик при отсутствии данных гидрометрических наблюдений: п.8.1.

Рекомендуемые материалы для изучения:

Конец лекции №4