- •Гидротехнические мелиорации лесных земель
- •Водосборная площадь
- •2.1. Характеристики стока
- •2.2. Факторы стока
- •ГиДрологический режим рек
- •3.1. Гидрологические посты
- •3.2. Режим уровней
- •3.3. Режим расходов
- •Верхнего створа
- •Среднего створа
- •Нижнего створа
- •Определение скоростей течения и расходов воды вертушкой
- •4. Режим грунтовых вод
- •4.1. Измерение уровней грунтовых вод на пробных площадях опытных участков
- •4.2. Режим уровней грунтовых вод
- •4.3. Режим уровней грунтовых вод на осушенных землях
- •5. Движение грунтовых вод
- •5.1. Определение коэффициентов фильтрации
- •Определение коэффициента фильтрации способом восстановления воды в скважине после откачки
- •Определение коэффициентов фильтрации
- •Записи подъема уровня воды в скважине
- •Обработка результатов наблюдений
- •Метод инфильтрации (способ Болдырева)
- •5.2. Определение скорости и расхода воды грунтового потока
- •6. Гидравлика
- •6.1. Расчет трубчатого водоспуска
- •6.2. Гидравлический расчет фонтанов
- •6.3. Определение расходов воды по водосливам
- •Водосливы с широким порогом используются в качестве водосбросных сооружений при плотинах. Расход воды через подобные водосливы рассчитывается по формуле
Определение скоростей течения и расходов воды вертушкой
На больших водотоках при регулярных наблюдениях за гидрологическим режимом используются гидрологические посты. Уровни воды в реках измеряют на водомерных постах, скорости определяют гидрометрическими вертушками. По скоростям и уровням рассчитывают расходы воды. Известно, что расходы в разные годы могут значительно различаться. Для получения достоверных расчетных характеристик необходимо иметь длительный ряд наблюдений. При наличии небольшого ряда фактических наблюдений производится специальная обработка таких наблюдений с построением теоретической кривой обеспеченности.
Задание 6. Построить теоретическую кривую обеспеченности расходов р. Тосно. Дано: средние расходы воды в реке за 1968 –1981 гг. (табл. 4). Водосборная площадь 130 000 га.
Для построения кривой обеспеченности расходов имеющиеся данные по расходам (графа 3) располагают в порядке убывания (графа 5). Определяется вероятность появления данного расхода при названной длительности ряда (определяется обеспеченность членов ряда – графа 9). Расчет обеспеченности производится по формуле
P % = ·100, (17)
где т – порядковый номер ряда; N – число членов ряда.
Таблица 4
Вычисление параметров кривой обеспеченности средних годовых расходов р. Тосно; F = 133000 га)
№ п/п |
Год |
Расход Q, м3/с |
В убывающем порядке |
К |
К-1 |
(К-1)2 |
Р % | |
год |
Q, м3/с | |||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
1 |
1968 |
9,30 |
1974 |
11,4 |
1,51 |
0,51 |
0,260 |
4,9 |
2 |
1969 |
7,69 |
1978 |
9,80 |
1,30 |
0,30 |
0,090 |
11,8 |
3 |
1970 |
8,73 |
1968 |
9,30 |
1,23 |
0,23 |
0,053 |
18,7 |
4 |
1971 |
8,76 |
1977 |
8,84 |
1,17 |
0,17 |
0,029 |
25,6 |
5 |
1972 |
4,44 |
1971 |
8,76 |
1,16 |
0,16 |
0,026 |
32,6 |
6 |
1973 |
2,68 |
1970 |
8,73 |
1,16 |
0,16 |
0,026 |
39,6 |
7 |
1974 |
11,4 |
1979 |
8,06 |
1,07 |
0,07 |
0,005 |
46,5 |
8 |
1975 |
6,13 |
1969 |
7,69 |
1,02 |
0,02 |
0,000 |
53,5 |
9 |
1976 |
7,42 |
1976 |
7,42 |
0,94 |
-0,01 |
0,000 |
60,4 |
10 |
1977 |
8,84 |
1980 |
7,30 |
0,97 |
-0,03 |
0,001 |
67,4 |
11 |
1978 |
9,80 |
1975 |
6,13 |
0,81 |
-0,19 |
0,036 |
74,3 |
12 |
1979 |
8,06 |
1981 |
5,00 |
0,66 |
-0,34 |
0,116 |
81,2 |
13 |
1980 |
7,30 |
1972 |
4,44 |
0,59 |
-0,41 |
0,168 |
88,2 |
14 |
1981 |
5,00 |
1973 |
2,68 |
0,35 |
-0,64 |
0,410 |
95,1 |
Средняя |
|
7,539 |
|
7,54 |
|
|
|
|
Сумма |
|
|
|
|
14,0 |
0 |
1,22 |
|
Определяется модульный коэффициент К как отношение каждого расхода Q к среднему расходу Мо:
К= Q / Мо (18)
и записывается в графу 6.
Последующие вычисления в табл. 4 пояснений не требуют.
Для статистической оценки ряда наблюдений вычисляется коэффициент вариации Cv:
Cv=, (19)
а также коэффициент асимметрии Cs.
Наиболее часто
Cs= 2· Cv. (20)
Коэффициент вариации представляет собой отношение среднего квадратического отклонения σ ряда распределения рассматриваемой величины к ее среднему значению .
Cv= σ/. (21)
В нашем примере, используя данные табл. 4, находим:
Cv=== 0,30;
Cs= 2· Cv = 0,60.
Результаты расчетов приведены в табл. 4.
Для построения теоретической кривой определяют отклонения ординат кривой обеспеченности Ф от среднего значения (принимаемого за единицу), используя таблицу (приложение 3 учебника «Гидротехнические мелиорации лесных земель»); при Cv= 1 и Cs= 0,60.
По данным табл. 4 на миллиметровой бумаге строится теоретическая кривая обеспеченности (рис. 10).
Рис. 10. Теоретическая кривая обеспеченности
Таблица 5
Вычисление обеспеченности среднегодовых расходов реки Тосно (Cv= 0,30, Cs= 0,60)
Расчетные величины |
Обеспеченность Р, % | |||||||
1 |
5 |
10 |
25 |
50 |
75 |
95 |
99 | |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Ф |
2,75 |
1,80 |
1,33 |
0,61 |
-0,10 |
-0,72 |
-1,45 |
-1,88 |
Ф· Cv |
0,82 |
0,53 |
0,40 |
0,18 |
-0,03 |
-0,22 |
-0,44 |
-0,56 |
Ф· Cv+1 |
1,82 |
1,53 |
1,40 |
1,18 |
0,97 |
0,78 |
0,66 |
0,44 |
Q= Мо ·(Ф· Cv+1), м3/с |
13,72 |
11,54 |
10,56 |
8,9 |
7,31 |
5,88 |
4,98 |
3,32 |
q, л/с·га |
0,103 |
0,087 |
0,080 |
0,067 |
0,055 |
0,044 |
0,037 |
0,025 |