Побудова розрахункового гідрографа

Для акумуляції паводкового стоку в руслі і заплаві, а також для визначення ступеню трансформації максимальних витрат при проектуванні водосховищ, мостів та інших гідротехнічних споруд на річках і заплавах необхідно знати гідрограф можливого притоку води весняної повені, або дощових паводків.

Розрахунковим називається такий гідрограф, який відповідає розрахунковій забезпеченості максимальної витрати та об’ємові.

Основними елементами розрахункового гідрографа являються:

· максимальна витрата розрахункової забезпеченості - Q_Р%;

· об’єм стоку повені, або паводку - W_Р%;

· тривалість повені і тривалість підйому максимальних витрат - Т.

Гідрограф річного стоку потрібно розраховувати за рівнозабезпеченими значеннями максимальної витрати води і об’єму стоку. Розрахункові гідрографи стоку річок для весняної повені визначаються за середньодобовими витратами води, для дощових паводків – за миттєвими витратами води.

В курсовій роботі розрахунковий гідрограф будується для того випадку, де більша максимальна витрата і об’єм стоку. При приблизно однакових розрахункових витратах за розрахунковий гідрограф приймається гідрограф сформований більшим об’ємом.

Перехід від миттєвого розрахункового максимуму Q_Р% до середньодобового Q_Р%сер ведеться за допомогою коефіцієнта К_τ по співвідношенню

К_τ = Q_Р% /Q_{Р%сер ,} (31)

Значення К_τ для різних природних зон наведено в таблиці 14.

Форма гідрографа залежить від розподілу з часі водовіддачі талих або дощових вод і від морфометричних характеристик басейну, які впливають на швидкість стікання води та природну зарегульованість стоку. Форма гідрографа в кожному випадку залежить від співвідношення між тривалістю добігання τ і тривалістю водовіддачі t_В. При τ > t_В форма гідрографа зв’язана з розподілом в часі водовіддачі, а при τ < t_В - в основному зумовлена морфометричними характеристиками басейну.

Через різноманітність ходу водовіддачі гідрографи стоку мають різну конфігурацію. У гідрологічних розрахунках приймають типову або розрахункову форму гідрографа, яка найбільш ймовірна для повені або паводка даної забезпеченості і найбільш несприятлива для зменшення водосховищем максимальних витрат води.

Для схематизації гідрографів повеней і паводків Г.О. Алєксєєв застосував рівняння

, (32)

де Y = Q_і / Q_макс - ординати розрахункового гідрографа виражені в частках середньодобової максимальної витрати води розрахункової забезпеченості; X = t_і / t_п - абсциса розрахункового гідрографа, виражена в частках умовної тривалості підйому паводка t_п.

Формула 32 розкладена в таблиці 15.

Розрахунок проводять у такому порядку:

1. Визначають наближено коефіцієнт несиметричності гідрографа (К_S) в залежності від площі водозбору (який приймається наближено в залежності від площі водозбору: при F < 500 км² - 0,44 – 0,33; при 500 < F< 5000 – 0,33-0,25; при F>5000 - 0,25-0,19)

2. 3а визначеним значенням К_Sіз таблиці 15 виписують відносні координати розрахункового гідрографа Х_і і У_і а також коефіцієнт форми гідрографа λ.

3. Абсолютні ординати розрахункового гідрографа визначають за формулою

, (33)

де Q_р%сер - максимальна середньодобова витрата розрахункової забезпеченості, яка для дощових паводків співпадає з миттєвою витратою, а для весняної повені визначається за формулою

, (34)

Величина перехідного коефіцієнта К_τ приймається за таблицею 14

4. Абсолютні абсциси - розраховуються за формулою

, (35)

t_п – тривалість підйому весняної повені визначається за формулою

, (36)

де h_р% - шар стоку розрахункової повені, мм; q_р% - модуль максимального стоку (м³/с*км²), λ – коефіцієнт форми гідрографа, (приймається за табл. 15)

Побудова розрахункового гідрографа

Дано: Максимальна миттєва витрата весняної повені р. Турія - м. Ковеля Q_2% = 136м³/с; площа водозбору A = 1480 км².

Необхідно: Обчислити координати та побудувати розрахунковий гідрограф весняної повені 2%-ної забезпеченості.

Приймемо коефіцієнт несиметричності гідрографа К_S = 0,31, якому відповідає l = 0,7 .

Середньодобову максимальну витрату 2%-ної забезпеченості визначимо за формулою (34). Перехідний коефіцієнт k_t = 1,15 .

Отже

Q_2% = 136 / 1,15 = 118 м³/с.

Відносні координати розрахункового гідрографа визначимо за таблицею 15, а абсолютні – за формулами (32).

Розрахунковий модуль середньодобової витрати

Q_2% = 118/1480 = 0,08 м³/с×км².

Тривалість підйому повені визначимо за формулою (36)

діб.

Обчислення координат розрахункового гідрографа наведено в таблиці 16, а сам гідрограф наведений на рис.2.

Рис.2. Розрахунковий гідрограф повені на р. Турія - м.Ковеля Р_2%

Обчислення координат розрахункового гідрографа

Відносні координати	Абсолютні координати
x	y	ti=c×tn
0,1		1,4	0,0
0,2	0,003	2,8	0,4
0,3	0,05	4,2	5,9
0,4	0,19	5,6	22,4
0,5	0,4	7,0	47,2
0,6	0,61	8,3	72,0
0,7	0,79	9,7	93,2
0,8	0,91	11,1
0,9	0,98	12,5
1,0	1,0	13,9
1,2	0,94	16,7
1,4	0,81	19,5	95,6
1,6	0,66	22,2	77,9
1,8	0,52	25,0	61,4
2,0	0,4	25,8	47,2
2,2	0,3	30,6	35,4
2,4	0,22	33,4	30,0
2,6	0,16	36,1	18,9
2,8	0,12	38,9	14,2
3,0	0,086	41,7	10,1
3,5	0,037	48,6	4,4
4,0	0,016	55,6	1,9
5,0	0,003	69,5	0,4

Література

1. Определение расчетных гидрологических характеристик. СНиП 2.01.14-83. – М.; Стройиздат, 1985. - 36с.

2. Пособие по определению расчетных гидрологических характеристик. – Л.; Гидрометеоиздат, 1984. - 448с.

3. Сливка П.Д., Новосад Я.О., Будз О.П. Гідрологія та регулювання стоку: Навчальний посібник. Рівне: УДУВГП, 2003. – 288 с.

4. Яцик А.В. Водогосподарська екологія: у 4 т., 7 кн. – К.: Генеза, 2004. – Т. 2, кн. 3. – с.25-218.

Поиск по сайту: