Главная Учебники - Геология Лекции (геология) - часть 1
Кафедра: _____________________ Дисциплина: Гидрология
Выполнила: студент третьего курса,
заочного отделения, группы __ ЭМЗ, _____
________________________________ ВАРИАНТ 0
Река Сура, с. Кадышево, площадь водосбора F=27 900 км2
, залесенность 30%, болот нет, среднее многолетнее количество осадков 682 мм. Среднемесячные и среднегодовые расходы воды и модули стока Годы Январь Февраль Март Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь Год М л/с*км2
Ма л/с*км2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1964 47,6 42,6 44,9 699 259 94,7 66,8 60,8 51,0 49,7 44,3 42,5 125 4,48 4,23 1965 37,9 41,2 56,1 574 148 71,4 53,3 50,1 46,8 48,4 45,1 55,2 102 3,66 3,54 1966 46,4 42,9 141 380 85,5 55,6 47,6 42,2 42,3 43,1 43,9 37,2 83,9 3,01 2,66 1967 27,6 33,2 36,3 332 94,6 53,9 44,4 46,1 38,4 40,4 36,9 31,4 67,9 2,43 2,47 1968 32,8 27,2 48,9 767 113 72,1 79,0 45,3 42,2 45,2 51,8 15,4 112 4,01 3,72 1969 27,4 23,0 20,0 636 104 68,1 67,4 52,4 45,5 64,9 76,8 73,7 105 3,76 2,42 1970 54,5 55,1 48,8 1120 137 77,5 54,7 48,1 48,9 52,3 66,2 44,7 151 5,41 4,24 1971 43,8 40,3 95,6 565 104 58,6 51,8 42,0 36,7 48,4 60,1 63,4 101 3,62 2,88 1972 32,7 26,4 48,6 333 67,4 51,2 44,6 26,2 27,4 37,2 48,1 60,6 67,0 2,40 1,71 1973 34,3 32,0 37,3 308 86,4 56,6 56,1 66,2 57,8 66,9 94,4 67,9 79,5 2,85 2,40 Бассейн – аналог – р. Сура, г. Пенза. Средняя многолетняя величина годового стока (норма) Моа
=3,5 л/с*км2
, Сv
=
0,27. Таблица для определения параметров при подсчете максимального расхода талых вод Вариант Река-пункт F1
ko
n1
h Cv
n2
0 Сура-Кадышево 2 0,020 0,25 80 0,40 1,30 0,20 0,8 1. Определить среднюю многолетнюю величину (норму) годового стока при наличии данных наблюдений.
Исходные данные: среднегодовые расходы воды, рассчитываемый период 10 лет (с 1964 – 1973 гг.).
Qо
= где Qi
– средний годовой стока за i-й год; n – число лет наблюдений. Qi
=994,3 Qо= Полученную норму в виде среднего многолетнего расхода воды требуется выразить через другие характеристики стока: модуль, слой, объем и коэффициент стока. Модуль стока Мо
= Средний многолетний объем стока за год: Wo
=Qo
*
T=99,43*31,54*106
=3 136,022 м3
, где Т – число секунд в году, равное приблизительно 31,54*106
с. Средний многолетний слой стока ho
= Коэффициент стока α= где хо
– средняя многолетняя величина осадков в год, мм. 2. Определить коэффициент изменчивости (вариации) С
v
годового стока.
Сv
= Если n<30, то Если сток за отдельные годы выразить в виде модульных коэффициентов к= Таблица 1
№ п/п Годы Годовые расходы м3
/с Qo
к= К-1 (к-1)2
1
2
3
4
5
6
7
1 1964 125,00 99,43 1,26 0,26 0,066 2 1965 102,00 99,43 1,03 0,03 0,001 3 1966 83,90 99,43 0,84 -0,16 0,024 4 1967 67,90 99,43 0,68 -0,32 0,101 5 1968 112,00 99,43 1,13 0,13 0,016 6 1969 105,00 99,43 1,06 0,06 0,003 7 1970 151,00 99,43 1,52 0,52 0,269 8 1971 101,00 99,43 1,02 0,02 0,000 9 1972 67,00 99,43 0,67 -0,33 0,106 10 1973 79,50 99,43 0,80 -0,20 0,040 Всего: 994,30 10,00 0,00 0,627 Сv
= Относительная средняя квадратическая ошибка средней многолетней величины годового стока реки за период с 1964 по 1973 гг. (10 лет) равна: Относительная средняя квадратическая ошибка коэффициента изменчивости Сv
при его определении методом моментов равна: Длина ряда считается достаточной для определения Qo
и Cv
, если 3. Определить норму стока при недостатке данных методом гидрологической аналогии.
Река-аналог выбирается по: – сходству климатических характеристик; – синхронности колебаний стока во времени; – однородности рельефа, почвогрунтов, гидрогеологических условий, близкой степени покрытости водосбора лесами и болотами; – соотношению площадей водосборов, которые не должны отличаться более чем в 10 раз; – отсутствию факторов, искажающих сток (строительство плотин, изъятие и сброс воды). Река-аналог должна иметь многолетний период гидрометрических наблюдений для точного определения нормы стока и не менее 6 лет параллельных наблюдений с изучаемой рекой. По графику связи Мо
равно 7,9 л/с.км2
QO
= Коэффициент изменчивости годового стока: Сv
=A где Сv
– коэффициент изменчивости стока в расчетном створе; Cva
– в створе реки-аналога; Моа
– среднемноголетняя величина годового стока реки-аналога; А – тангенс угла наклона графика связи. В нашем случае: Сv
=1*3,5/3,8*0,27=0,25 Окончательно принимаем Мо
=3,8 л/с*км2
, QO
=106,02 м3
/с, Сv
=0,25. 4. Построить и проверить кривую обеспеченности годового стока.
В работе требуется построить кривую обеспеченности годового стока, воспользовавшись кривой трехпараметрического гамма-распределения. Для этого необходимо рассчитать три параметра: Qo
– среднюю многолетнюю величину (норму) годового стока, Cv
и Cs
годового стока. Используя результаты расчетов первой части работы для р. Сура, имеем QO
=106,02 м3
/с, Сv
=0,25. Для р. Сура принимаем Cs
=2Сv
=0,50 с последующей проверкой. Ординаты кривой определяем в зависимости от коэффициента Сv
по таблицам, составленным С.Н. Крицким и М.Ф. Менкелем для Cs
=2Сv
. Для повышения точности кривой необходимо учитывать сотые доли Сv
и провести интерполяцию между соседними столбцами цифр. Ординаты теоретической кривой обеспеченности среднегодовых расходов воды реки Сура с. Кадышево. Таблица 2 Обеспеченность, Р% 0,01 0,1 1 5 10 25 50 75 90 95 99 99,9 Ординаты кривой 2,22 1,96 1,67 1,45 1,33 1,16 0,98 0,82 0,69 0,59 0,51 – ГРАФИК Построить кривую обеспеченности на клетчатке вероятностей и проверить ее данные фактических наблюдений. Таблица 3 Данные для проверки теоретической кривой № п/п Модульные коэффициенты по убыванию К Фактическая обеспеченность
Р = Годы, соответствующие К 1 1,52 9,09 1970 2 1,26 18,18 1964 3 1,13 27,27 1968 4 1,06 36,36 1969 5 1,03 45,45 1965 6 1,02 54,55 1971 7 0,84 63,64 1966 8 0,80 72,73 1973 9 0,68 81,82 1967 10 0,67 90,91 1972 Для этого модульные коэффициенты годовых расходов нужно расположить по убыванию и для каждого из них вычислить его фактическую обеспеченность по формуле Р = m – порядковый номер члена ряда; n – число членов ряда. Как видно из последнего графика, нанесенные точки осредняют теоретическую кривую, значит кривая построена правильно и соотношение Cs
=2 Сv
соответствует действительности. 5. Рассчитать внутригодовое распределение стока методом компоновки для целей орошения с расчетной вероятностью превышения Р=80%.
Расчет делится на две части: а) межсезонное распределение, имеющее наиболее важное значение; б) внутрисезонное распределение (по месяцам и декадам), устанавливаемое с некоторой схематизацией. Расчет выполняется по гидрологическим годам, т.е. по годам, начинающимся с многоводного сезона. Сроки сезонов начинаются едиными для всех лет наблюдений с округлением их до целого месяца. Продолжительность многоводного сезона назначается так, чтобы в границах сезона помещалось половодье как в годы с наиболее ранним сроком наступления, так и с наиболее поздним сроком окончания. В задании продолжительность сезона можно принять следующий: весна-апрель, май, июнь; лето-осень – июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь; зима – декабрь и январь, февраль, март следующего года. Величина стока за отдельные сезоны и периоды определяется суммой среднемесячных расходов. В последнем году к расходу за декабрь прибавляются расходы за 3 месяца (I, II, III) первого года. Расчет внутригодового распределения стока методом компоновки (межсезонное распределение). р. Сура за 1964 – 1973 гг. № п/п Годы Расходы за лимитирующий сезон лето-осень ∑ сток лето-осень Среднее значение стока лето-осень Qо
К К-1 (К-1)2
. Расходы за сезон весна ∑ весенний сток VII VIII IX X XI IV V VI 1 1964/65 94,7 66,8 60,8 51 49,7 323 64,6 52,766 1,22 0,22 0,0503 44,9 699 259 1002,9 2 1965/66 71,4 53,3 50,1 46,8 48,4 270 54 1,02 0,02 0,0005 56,1 574 148 778,1 3 1966/67 55,6 47,6 42,2 42,3 43,1 230,8 46,16 0,87 -0,13 0,0157 141 380 85,5 606,5 4 1967/68 53,9 44,4 46,1 38,4 40,4 223,2 44,64 0,85 -0,15 0,0237 36,3 332 94,6 462,9 5 1968/69 72,1 79 45,3 42,2 45,2 283,8 56,76 1,08 0,08 0,0057 48,9 767 113 928,9 6 1969/70 68,1 67,4 52,4 45,5 64,9 298,3 59,66 1,13 0,13 0,0171 20 636 104 760 7 1970/71 77,5 54,7 48,1 48,9 52,3 281,5 56,3 1,07 0,07 0,0045 48,8 1 120,00 137 1305,8 8 1971/72 58,6 51,8 42 36,7 48,4 237,5 47,5 0,90 -0,10 0,0100 95,6 565 104 764,6 9 1972/73 51,2 44,6 26,2 27,4 37,2 186,6 37,32 0,71 -0,29 0,0857 48,6 333 67,4 449 10 1973/64 56,6 56,1 66,2 57,8 66,9 303,6 60,72 1,15 0,15 0,0227 37,3 308 86,4 431,7 2638,3
527,66
10,00
0,00
0,2359
7490,4 Таблица 4 Продолжение таблицы 4 Расчет внутригодового распределения стока методом компоновки (межсезонное распределение) № п/п Годы Расходы за лимитирующий сезон лето-осень ∑ зимний сток ∑ сток за маловодный межен. период зима+лето+осень Среднее значение за межен. период суммы стока Qo К К-1 (К-1) в кв. Расходы в убыв. порядке
Р= XII I II III ∑ сток зима весна лето-осень 1
2
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
1 1964/65 42,50 37,90 41,20 56,10 177,70 500,70 55,63 49,52 1,12 0,12 0,0152 285,5 1002,9 323 9,1 2 1965/66 55,20 46,40 42,90 141,00 285,50 555,50 61,72 1,25 0,25 0,0607 232,1 1305,8 303,6 18,2 3 1966/67 37,20 27,60 33,20 36,30 134,30 365,10 40,57 0,82 -0,18 0,0327 224,4 928,9 298,3 27,3 4 1967/68 31,40 32,80 27,20 48,90 140,30 363,50 40,39 0,82 -0,18 0,0340 203 778,1 281,5 36,4 5 1968/69 15,40 27,40 23,00 20,00 85,80 369,60 41,07 0,83 -0,17 0,0291 177,7 764,6 283,8 45,5 6 1969/70 73,70 54,50 55,10 48,80 232,10 530,40 58,93 1,19 0,19 0,0361 171,1 760 270 54,5 7 1970/71 44,70 43,80 40,30 95,60 224,40 505,90 56,21 1,14 0,14 0,0183 164,2 606,50 237,5 63,6 8 1971/72 63,40 32,70 26,40 48,60 171,10 408,60 45,40 0,92 -0,08 0,0069 140,3 462,9 230,8 72,7 9 1972/73 60,60 34,30 32,00 37,30 164,20 350,80 38,98 0,79 -0,21 0,0453 134,3 449 223,2 81,8 10 1973/64 67,90 47,60 42,60 44,90 203,00 506,60 56,29 1,14 0,14 0,0187 85,8 431,7 186,6 90,9 1 818,40
4 456,70
495,19
10,00
0,00
0,2971
500,0
Qло
= Сv
= Cs
=2Cv
=0,322 Qмеж
= Cv
= Cs
=2Cv
=0,363 Qрас год
= Кр
*12*Qо
= 0,78*12*106,02=992,347 м3
/сек Qрас меж
= Кр
*Qмеж
= 0,85*445,67=378,82 м3
/сек Qрас ло
= Кр
*Q ло
=0,87*263,83=229,53 м3
/сек Qрас вес
= Qрас год
- Qрас меж
=992,347-378,82=613,53 м3
|