Расчет многолетней величины годового стока

ДЕПАРТАМЕНТ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ

Волгоградская 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) М_оа =3,5 л/с*км² , С_{v =} 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.).

Q_о =,

где Q_i – средний годовой стока за i-й год;

n – число лет наблюдений.

Q_i =994,3

Q_{о= =} 99,43 м³ /с (величина среднего многолетнего стока).

Полученную норму в виде среднего многолетнего расхода воды требуется выразить через другие характеристики стока: модуль, слой, объем и коэффициент стока.

Модуль стока М_о == =3,56 л/с*км² , где F – площадь водосбора, км² .

Средний многолетний объем стока за год:

W_o =Q_{o *} 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 h_o ===112,4мм/год

Коэффициент стока α===0,165,

где х_о – средняя многолетняя величина осадков в год, мм.

2. Определить коэффициент изменчивости (вариации) С _v годового стока.

С_{v =,} где _– среднеквадратическое отклонение годовых расходов от нормы стока.

_{= .}

Если n<30, то _{= .}

Если сток за отдельные годы выразить в виде модульных коэффициентов к=, то С_v =, а при n<30 С_v =

Составим таблицу для подсчета С_v годового стока реки.

Таблица 1

Данные для подсчета С_v

С_v === = 0.2638783=0.264.

Относительная средняя квадратическая ошибка средней многолетней величины годового стока реки за период с 1964 по 1973 гг. (10 лет) равна:

= == 8,3%

Относительная средняя квадратическая ошибка коэффициента изменчивости С_v при его определении методом моментов равна:

=23,24%.

Длина ряда считается достаточной для определения Q_o и C_v , если 5-10%, а 10-15%. Величина среднего годового стока при этом условии называется нормой стока. В нашем случае находится в пределах допустимого, а больше допустимой ошибки. Значит, ряд наблюдений недостаточный необходимо удлинить его.

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 М_о равно 7,9 л/с.км²

Q_O == =106,02

Коэффициент изменчивости годового стока:

С_v =AC_va ,

где С_v – коэффициент изменчивости стока в расчетном створе;

C_va – в створе реки-аналога;

М_оа – среднемноголетняя величина годового стока реки-аналога;

А – тангенс угла наклона графика связи.

В нашем случае:

С_v =1*3,5/3,8*0,27=0,25

Окончательно принимаем М_о =3,8 л/с*км² , Q_O =106,02 м³ /с, С_v =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: Q_o – среднюю многолетнюю величину (норму) годового стока, C_v и C_s годового стока.

Используя результаты расчетов первой части работы для р. Сура, имеем Q_O =106,02 м³ /с, С_v =0,25.

Для р. Сура принимаем C_s =2С_v =0,50 с последующей проверкой.

Ординаты кривой определяем в зависимости от коэффициента С_v по таблицам, составленным С.Н. Крицким и М.Ф. Менкелем для C_s =2С_v . Для повышения точности кривой необходимо учитывать сотые доли С_v 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 =, где Р – обеспеченность члена ряда, расположенного в порядке убывания;

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 C_s =2 С_v 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.