- •Определение основных расчетных гидрологических характеристик
- •1 Область применения
- •2 Нормативные ссылки
- •3 Термины и определения
- •4 Общие положения
- •5 Определение расчетных гидрологических характеристик при наличии данных гидрометрических наблюдений Общие указания
- •Годовой сток воды и его внутригодовое распределение
- •Максимальный сток воды весеннего половодья и дождевых паводков
- •Расчетные гидрографы стока воды рек весеннего половодья и дождевых паводков
- •Минимальный сток воды рек
- •Наивысшие уровни воды рек и озер
- •6 Определение расчетных гидрологических характеристик при недостаточности данных гидрометрических наблюдений Общие положения
- •Методы приведения рядов гидрологических характеристик и их параметров к многолетнему периоду с учетом материалов кратковременных (менее 6 лет) наблюдений
- •Методы приведения рядов гидрологических характеристик и их параметров к многолетнему периоду при наличии гидрометрических наблюдений 6 лет и более
- •Внутригодовое распределение стока
- •Расчетные гидрографы стока воды рек весеннего половодья и дождевых паводков
- •Минимальный сток воды рек
- •Наивысшие уровни воды рек и озер
- •7 Определение расчетных гидрологических характеристик при отсутствии данных гидрометрических наблюдений Общие положения
- •Годовой сток
- •Внутригодовое распределение стока
- •Максимальный сток воды рек
- •Весеннее половодье
- •Дождевые паводки
- •Гидрографы стока воды рек весеннего половодья и дождевых паводков
- •Минимальный сток воды рек
- •Наивысшие уровни воды рек и озер
- •Примеры расчета а.1 Применение критериев Диксона для анализа резко отклоняющихся значений
- •А.2 Применение критерия Смирнова — Граббса для анализа резко отклоняющихся значений
- •А.3 Анализ однородности ряда, содержащего максимальные расходы воды разного генетического происхождения
- •А.4 Оценка эффективности эмпирической зависимости
- •А.5 Оценка влияния хозяйственной деятельности на параметры ряда годового стока
- •А.6 Использование методики совместного анализа
- •А.7 Пример построения усеченного гамма-распределения для вычисления максимальных расходов воды малой вероятности превышения
- •А.9 Пример восстановления гидрологического ряда с учетом независимой случайной составляющей
- •А.10 Пример восстановления погодичных значений стока с учетом материалов кратковременных наблюдений
- •А. 11 Пример восстановления нормы и квантилей распределения годового стока с учетом кратковременных наблюдений
- •А.12 Расчет годового стока в виде суммы сезонных составляющих по стокоформирующим факторам при отсутствии данных гидрометрических наблюдений
- •А.13 Пример расчета внутригодового распределения стока методом компоновки для лет маловодной и очень маловодной градаций водности
- •А.14 Расчет максимального заторного уровня воды
- •А.15 Расчет наивысшего уровня воды в озере
- •Рекомендации по оценке параметров формул типа I
- •Порядок уточнения ординат кривых редукции осадков и параметров формулы предельной интенсивности
- •Библиография
- •Содержание
- •1 Область применения
- •2 Нормативные ссылки
Минимальный сток воды рек
5.41 Определение расчетных минимальных расходов воды при наличии данных гидрометеорологических наблюдений достаточной продолжительности производят по кривым обеспеченности, аппроксимируемым распределением Пирсона III типа или трехпараметрическим распределением Крицкого — Менкеля (см. 5.3). При неоднородности ряда наблюдений применяют усеченные (см. 5.29) или составные (см. 5.12) кривые распределения ежегодных вероятностей превышения.
При значительных расхождениях аналитической кривой и фактических данных в нижней части (резкое отклонение одной-двух последних точек, обусловленное физическими причинами) применяют эмпирические кривые обеспеченности. Такие кривые имеют достаточно плавный вид в основной части и резкий изгиб в нижней. Обычно он приходится на зону обеспеченности в 90 % — 97 %.
При наличии нулевых расходов воды в ряду наблюдений расчеты производят в соответствии с 5.12, а в случае несоответствия полученной аналитической кривой наблюденным значениям — по эмпирической кривой вероятностей превышения.
5.42 Для расчетов используют минимальные среднесуточные, среднемесячные или 30-суточ-ные (не календарные) расходы воды, наблюдавшиеся в зимний и (или) летне-осенний сезоны.
Среднемесячные минимальные расходы используют, если они не превышают 30-суточные более чем на 10 %, в противном случае применяют средние расходы воды за 30 непрерывных суток с наименьшим стоком в рассматриваемом сезоне. При частых паводках и коротких межпаводочных периодах 30-суточный период допускается сокращать до 24 сут, чтобы максимально избежать включения паводковых вод в период минимального стока.
Минимальный суточный расход воды обычно совпадает с 30-суточным (среднемесячным) периодом минимального стока. Однако на реках с частыми паводками их сроки могут значительно различаться.
5.43 Минимальный среднемесячный (календарный) расход воды рекомендуется использовать в расчетах, когда рассматривают сток за зимний сезон для рек, находящихся восточнее границы: Ладожское озеро — верховья рек Днепра и Оки — среднее течение Дона — устье Волги, или сток за летне-осенний сезон для рек, расположенных южнее границы: Санкт-Петербург — Пермь — Магнитогорск — Тюмень — Новосибирск — Барнаул, исключая реки Северного Кавказа. Для остальных районов в расчетах следует использовать минимальные 30-суточные (не календарные) расходы воды.
Наивысшие уровни воды рек и озер
5.44 Расчетные наивысшие уровни воды рек в створе поста определяют по аналитической кривой распределения вероятностей превышения ежегодных наивысших мгновенных или срочных уровней воды за период многолетних наблюдений. При неоднородности наивысших уровней воды допускается использование эмпирических кривых вероятностей распределения.
Для рек, наивысшие уровни которых наблюдаются в разные фазы водного и ледового режимов, производят обработку однородных рядов уровней, соответствующих снеговому половодью, дождевым паводкам и паводкам ледниковых вод при свободном состоянии русла, а также максимальных уровней при зажорах и заторах, осеннем и весеннем ледоходах. Вероятность превышения наивысших годовых уровней воды следует определять в соответствии с 5.2.
При определении вероятности превышения высшего исторического уровня, установленного по данным опроса жителей или архивным источникам, принимают число лет, в течение которых он не был превышен.
Определение расчетных наивысших уровней воды озер следует производить по кривым распределения вероятностей превышения уровней теми же приемами, что и для рек. В засушливой зоне, учитывая наличие длительных квазициклических колебаний уровня воды озер, необходимо выполнять специальные водобалансовые исследования с использованием данных по морфометрии озерной котловины, а также архивных и других материалов.
5.45 Расчетные уровни вверх или вниз по течению реки в случае свободного состояния русла переносят по одному из трех способов:
а) по кривым расходов воды Q = f(H);
б) по кривым связи соответственных уровней воды;
в) по продольному профилю водной поверхности с учетом ее уклона при высоком уровне воды.
Перенос с помощью кривых Q = f(H) осуществляют на бесприточных и малоприточных участках рек значительной протяженности, если для опорного створа имеется надежная кривая расходов воды и данные многолетних наблюдений за стоком, позволяющие определить максимальный расход воды расчетной вероятности превышения. В этом случае на участке проектирования открывают один или несколько временных гидрологических постов и производят параллельные с опорным постом наблюдения за уровнями. Учитывая, что соответственным уровням на участке отвечает один и тот же расход воды, строят в единой системе отметок кривые Q = f(H) для каждого из створов, которые экстраполируют до расчетного максимума расхода. По этим кривым определяют соответствующие ему значения расчетных наивысших уровней в створах временных постов и по ним строят продольный профиль водной поверхности.
Способ переноса расчетного наивысшего уровня воды по связи соответственных уровней требует соблюдения тех же условий, что и в рассмотренном выше способе. Отличие его заключается в том, что экстраполируют не кривые Q = f(H), а кривые связи соответствующих уровней. Характер этих кривых зависит от гидравлических и морфометрических особенностей реки в створах постов и между ними. Поэтому данный способ может быть применен, если параллельными наблюдениями освещено не менее 80 % многолетней амплитуды колебания уровня воды в опорном створе и наличие надежной связи в верхней части кривой выявилось достаточно отчетливо. Кривые связи строят по ежегодным значениям максимальных уровней воды, характерным переломным точкам графиков колебания уровня или ежедневным значениям уровней с учетом времени добегания воды между постами. Связь уровней считают удовлетворительной, если коэффициент корреляции r ³ 0,8.
Перенос уровней воды по продольному профилю водной поверхности производят в пределах небольших по длине речных участков (1 — 3 км) с учетом зависимости уклона от уровня в условиях установившегося потока.
В устьевых и приустьевых участках рек в отдельные фазы их режима следует учитывать возможность подпора воды со стороны водоприемника. Наивысшие уровни в пределах зон подпора переносят по кривой подпора.
Если наивысшие уровни приходятся на период с ледовыми явлениями, то их перенос осуществляют по графикам связи уровней или кривым Q = f(H) для открытого (свободного) русла и расходам воды, вычисленным по формуле
, (5.53)
где Qр% — расход воды в опорном створе;
kQ — зимний коэффициент, учитывающий изменения гидравлических характеристик водного потока в результате ледовых явлений (ледохода, ледостава, скопления льда).
Если участок проектирования по условиям ледового режима более или менее однороден, то зимний коэффициент kQ, характеризующий то или иное явление, может быть принят одинаковым для всех створов. При неоднородном ледовом режиме учитывают различие значений kQ от створа к створу и значения этого коэффициента определяют путем специальных полевых исследований и расчетов.
Перенос наивысших уровней воды озер от опорного водомерного поста к другим постам производят по графикам связи уровней воды или непосредственно по взаимно увязанным отметкам с учетом волнения и ветрового нагона.
5.46 Продолжительность стояния высоких уровней устанавливают по хронологическим графикам уровней воды в период половодий и паводков, наиболее неблагоприятных по условиям затопления и подтопления застраиваемой территории. Вероятностные значения продолжительности стояния Тp% определяют по кривой обеспеченности ежегодной длительности превышения той или иной отметки затопления территории (например, отметки выхода воды на пойму). С учетом полученного значения Тp% строят расчетный график хода уровней по модели одного из наблюдавшихся продолжительных половодий или паводков. Пересчет ординат и абсцисс графика производят с помощью переходных коэффициентов KH и KT:
KH = (Hp% - HН.З) / (НМ - НН.З) и KT = Тp% /ТМ, (5.54)
где Hp% и Тp% — максимальный расчетный уровень воды, см, и расчетная продолжительность стояния уровня, сут;
НM и ТM — максимальный уровень воды, см, и продолжительность для модельного графика колебания уровня воды, сут;
НН.З — отметка начала затопления.