Контрольная работа: Расчет многолетней величины годового стока
Название: Расчет многолетней величины годового стока Раздел: Рефераты по геологии Тип: контрольная работа | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ДЕПАРТАМЕНТ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙВолгоградская государственная сельскохозяйственная академия
Кафедра: _____________________
Дисциплина: Гидрология
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
Выполнила: студент третьего курса, заочного отделения, группы __ ЭМЗ, _____ ________________________________ Волгоград 2006г.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
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
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
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
ГРАФИК Построить кривую обеспеченности на клетчатке вероятностей и проверить ее данные фактических наблюдений. Таблица 3 Данные для проверки теоретической кривой
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.
Таблица 4
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 /сек Qрас зим = Qрас меж - Qрас ло =378,82-229,53=149,29 м3 /сек Определить расчетные расходы по формулам: годового стока Qрас год = К, *12 Qо , лимитирующего периода Qрас меж = Кр ,, * Qло , лимитирующего сезона Qрас ло =Кр ,,, * Qрас год Qло , где Кр , , Кр ,, , Кр ,,, – ординаты кривых трехпараметрического гамма-распределения, снятые с таблицы соответственно для Сv годового стока, Сv меженного стока и Сv для лета – осени. Примечание: так как расчеты выполняются по среднемесячным расходам, расчетный расход за год требуется умножить на 12. Одним из основных условий метода компоновки является равенство Qрас год = ∑ Qрас сез . Однако это равенство нарушается, если расчетный сток за нелимитирующее сезоны определять также по кривым обеспеченности (ввиду различия параметров кривых). Поэтому расчетный сток за нелимитирующий период (в задании – за весну) определить по разности Qрас вес = Qрас год - Qрас меж , а за нелимитирующий сезон (в задании зима) Qрас зим = Qрас меж - Qрас ло . Внутрисезонное распределение – приимается осредненным по каждой из трех групп водности (многоводная группа, включающая годы с обеспеченностью стока за сезон Р Для выделения лет, входящих в отдельные группы водности, необходимо суммарные расходы за сезон расположить по убыванию и подсчитать их фактическую обеспеченность (пример – табл. 4). Так как расчетная обеспеченность (Р=80%) соответствует маловодной группе, дальнейший расчет можно производить для лет, входящих в маловодную группу (табл. 5). Для этого в графу «Суммарный сток» выписать расходы по сезонам, соответствующие обеспеченностям Р>66%, а в графу «Годы» – записать годы, соответствующие этим расходам. Среднемесячные расходы внутри сезона расположить в убывающем порядке с указанием календарных месяцев, к которым они относятся (табл. 5). Таким образом, первым окажется расход за наиболее многоводный месяц, последним – за маловодный месяц. Для всех лет произвести суммирование расходов отдельно за сезон и за каждый месяц. Принимая сумму расходов за сезон за 100%, определить процент каждого месяца А%, входящего в сезон, а в графу «Месяц» записать наименование того месяца, который повторяется наиболее часто. Если повторений нет, вписать любой из встречающихся, но так, чтобы каждый месяц, входящий в сезон, имел свой процент от сезона. Затем, умножая расчетный расход за сезон, определенный в части межсезонного распределения стока (табл. 4), на процентную долю каждого месяца А% (табл.5), вычислить расчетный расход каждого месяца. Qрас
IV
= По данным табл. 5 графы «Расчетные расходы по месяцам» на миллиметровке построить расчетный гидрограф Р-80% изучаемой реки (рис 3). 6. Определить расчетный максимальный расход, талых вод Р=1% при отсутствии данных гидрометрических наблюдений по формуле: Qp
=Mp
F= где Qp – расчетный мгновенный максимальный расход талых вод заданной обеспеченности Р, м3 /с; Mp – модуль максимального расчетного расхода заданной обеспеченности Р, м3 /с*км2 ; hp – расчетный слой половодья, см; F – площадь водосбора, км2 ; n– показатель степени редукции зависимости ko – параметр дружности половодья;
F1 – дополнительная площадь водосбора, учитывающая снижение редукции, км2 , принимаемая по приложению 3. ГИДРОГРАФ Рис. 3 Таблица 5 Вычисление внутрисезонного распределения стока
Параметр ko определяется по данным рек-аналогов, в контрольной работе ko выписывается из приложения 3. Параметр n1 зависит от природной зоны, определяется из приложения 3. h=Kp h, где Kp – ордината аналитической кривой трехпараметрического гамма – распределения заданной вероятности превышения, определяется по приложению 2 в зависимости от Cv (приложение 3) при Cs =2 Cv с точностью до сотых интерполяций между соседними столбцами; h – средний слой половодья, устанавливается по рекам – аналогам или интерполяцией, в контрольной работе – по приложению 3. Коэффициент
где С – коэффициент, принимаемый в зависимости от величины среднего многолетнего слоя весеннего стока h; fоз – средневзвешенная озерность. Так как в расчетных водосборах нет проточных озер, а расположенная вне главного русла fоз<2%, принимаем
где n2
– коэффициент редукции принимается по приложению 3. Коэффициент Коэффициент
где f Рассчитать максимальный расход 1% вероятности превышения талых вод для р. Сура с. Кадышева (F=27 900 км2 , залесенность – 30%, заболоченность – 0). По приложению 3 определяем F1
=2 км2
, h=80 мм, Cv
=0,40, n=0,25,
n2 =0,2;
по приложению 2 Кр =2,16; hp
=kp
h=2,16*80=172,8 мм,
Q1%
= |