[Введите название документа]

[Введите подзаголовок документа]

[Выберите дату]

[Введите название организации]

Евгения Решетникова

Реферат

Курсовая работа 20страниц, 3 рисунков, 11 таблиц, 2 литературного источника.

РАСХОД ВОДЫ, УРОВЕНЬ ВОДЫ, СООТВЕТСВЕННЫЕ ОБЪЕМЫ, ВРЕМЯ ДОБЕГАНИЯ, УСЛОВНЫЙ ОБЪЕМ ВОДЫ, КОЭФФИЦИЕНТ ВОДНОСТИ, ЗАМЫКАЮЩИЙ СТВОР.

Курсовая работа посвящена прогнозу стока р. Алдан.

Цель работы - разработка методики прогнозов декадного стока в летне-осенний период на основе данных о соответственных объемах в русловой сети, вычисленных по уровня воды в опорных створах.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение	4
Физико-географическая характеристика реки Алдан	5
Географическое положение бассейна	5
Рельеф и геологическое строение	5
Почвы и растительность	6
Гидрография и гидрологическая изученность	6
Климатическая характеристика	7
Гидрометеорологическая характеристика
летне-осеннего периода	8
Разработка метода прогноза декадного стока
по соответственным объемам воды в русловой сети бассейна	10
Теоретические основы метода	10
Исходные данные	11
Разработка метода прогноза	11
Поверочные прогнозы и оценка эффективности метода	16
Вывод
Список использованных источников

Введение

Гидрологические прогнозы являются важной стороной практического приложения гидрологии. Слово «прогноз», в переводе с греческого, означает - заблаговременное знание, т.е. предвидение, предсказание развития явлений или событий.

Гидрологические прогнозы, научные (с различной заблаговременностью) предсказания развития того или иного процесса, происходящего в реке, озере или водохранилище. По характеру предсказываемых элементов режима гидрологические прогнозы делят на водные и ледовые.

К водным гидрологическим прогнозам относятся прогнозы объёма сезонного и паводочного стока, максимальных расходов воды и уровня половодья или паводка, средних расходов воды за различные календарные периоды, времени наступления максимума половодья и др.; к ледовым гидрологическим прогнозам — прогнозы сроков вскрытия и замерзания рек, озёр, водохранилищ, толщины льда и др. Гидрологические прогнозы бывают краткосрочные — на срок до 15 суток и долгосрочные — на срок от 15 суток до нескольких месяцев.

По целевому назначению различают прогнозы для гидроэнергетики (приток воды в водохранилища гидроэлектростанций), для водного транспорта (прогнозы уровня воды по судоходным рекам), для ирригации (прогнозы стока рек за период вегетации).

1. Физико – географическая и гидрометеорологическая характеристика бассейна.

Физико –географическая характеристика. Географическое положение, площадь, общее питание бассейна. Рельеф, почвы, растительность. Речная сеть, её густота. Гидрометеорологическая характеристика летнее – осеннего периода.

Река Алдан является самым крупным притоком реки Лены. Длина реки Алдан составляет 2273 км, площадь водосбора 719000 км².

Своё начало Алдан берет на северном склоне Станового хребта, на высоте 1300-1500м, и впадает в Лену на 1379 км от устья.Большая часть бассейна Алдана представляет горную страну, ограниченную дугой хребтов: на юге Становым, востоке-Джугджур, северо-востоке Верхоянским.

Бассейн реки Алдан резко асимметричен. Правобережная часть его более чем в три раза превосходит по площади левобережную. Основные притоки впадают с правой стороны: реки Тимптон, Учур, Мая, Аллах-Юнь и т.д. С левой стороны Алдан принимает мелкие притоки такие как Чуга, чомполо в верхнем, а Миль, Нотора, Куолума – в среднем течении, в нижнем течении впадает единственный крупный приток с левой стороны – р. Амга.

Притоки Алдана, особенно самые крупные, текущие с юга на север, оказывают существенное влияние на вскрытие основной реки. А именно, в районе впадения притоков Алдан вскрывается раньше.

В верховьях, в основном до впадения Тимптона, долина Алдана состоит из чередующихся широких и узких каньонообразных участков с каменистыми перекатами и шиверами. Ширина русла в начале участка от15 до 150 м, ниже до 150-200м.После впадения Тимптона долина Алдана расширяется, берега представлены типичными «столовыми» горами, носящими следы размыва.

Озерность и заболоченность

Несмотря на большое число озер вследствие их малых размеров озерность бассейна незначительна (1%). Наибольшее число озер встречается на западной равнинной и северо-западной горной частях бассейна.

Заболоченность бассейна также незначительна. Болота главным образом встречаются в более повышенных плоских водораздельных пространствах. Поэтому болота наиболее широко распространены в западной части Алданского и Юдомо-Майского нагорьях.

Почвы и растительность.

Почвенный покров бассейна весьма разнообразен, наиболее существенная разница наблюдается между левой и правой горной частями бассейна. В правой части бассейна распросиранены горно-гольцовые, горные мерзлотно-подзолистые и аллювиально-гумусовые почвы. Горные мерзлотно-подзолистые почвы занимают плоские водоразделы пологие склоны, верхняя граница их распространения совпадает с верхней границей лесов. Горно-гольцовые почвы имеют гораздо меньшее распространение, занимают наиболее высокие вершины хребтов. Мерзлотно-таежные оподзоленные почвы распространены главным образом на надпойменных террасах.

Основными почвообразующими породами в бассейне Алдана являются грубообломочные щебнистые аллювиально-делювиальные образования продуктов выветривания гнейсов кристаллических сланцев, кварцитов в правой части бассейна, доломитов и доломитизированных известняков на левой.

Рассматриваемый бассейн находится в зоне тайги. Основными лесообразующими породами в бассейне являются сосна, лиственница, береза, ель, кедровый сланник.

Ель наиболее распространена в южных и центральных частях бассейна на высоких пойменных и первых надпойменных террасах долины Алдана, Учура, Маи. В северной части бассейна эта порода не встречается.

Сосна распространена в южной части бассейна. Сосняки занимают плоские или слабо покатые вершины увалов с небольшой площадью, а также склоны увалов южной экспозиции.Сосновые леса нераспространенные выше 800 м над уровнем моря.

Наибольшее распространение в бассейне р. Алдана имеют лиственничные леса, которые занимают более 70% площади занятой лесом.

Многолетне-мерзлые породы

На режим стока поверхностных вод определенное влияние оказывает распространение многолетне-мерзлотных пород, глубина сезонного оттаивания и выходы подземных вод.

Весь бассейн р. Алдан находится в области распространения многолетне-мерзлых пород. Глубина сезонного протаивания в зависимости от слагающих пород и растительного покрова для северо-западной части бассейна колеблется в пределах от 3,5 до 0,3 м. Наиболее глубокое протаивание происходит на обширных возвышенностях, сложенных песчаными грунтами, в местах зарастания лесных сосновых массивов.

Температура воздуха

Температурный режим равнинной и горной частей бассейна довольно резко отличается как по амплитуде колебаний температуры, так и по продолжительности холодного и теплого периодов года. Вследствие сильных инверсий температура воздуха в холодный и теплый периоды года на более повышенных частях бассейна по сезонам года значительно меньше, чем в равнинной части.

Продолжительность холодного периода года по пункту Сюрен-Кюель на 35 дней больше, чем по метеостанции Учур, которая расположена в южной равнинной части бассейна.

Осенью наиболее рано среднесуточная температура воздуха переходит через 0° в начале третьей декады сентября на севере бассейна – на южных отрогах Верхоянского хребта. На южной и равниной части бассейна переход средней суточной температуры воздуха осенью наблюдается во второй половине первой декады октября.

В весенний период переход средней суточной температуры воздуха через 0° раньше всего происходит в южной равнинной части бассейна – в конце апреля.

Осадки.

Распределение осадков на территории Алдана определяется главным образом особенностями атмосферной циркуляции. Среднегодовое количество осадков по территории бассейна изменяется в значительных пределах от 210 до 570 мм.

Наибольшее количество осадков выпадает в южной части бассейна, на западных склонах Алданского нагорья, где в бассейне реки Тимптон осадков выпадает более 500 мм. Второй областью орошения является северо-восточная часть бассейна, водосборы рек Восточная Хатанга и Тыры, здесь годовое количество осадков составляет около 400 мм. Южнее этих водосборов в бассейнах рек Аллах-Юнь и Юдома осадков выпадает менее 300 мм. Распределение осадков в течении года также неравномерное.

Снежный покров

В бассейне Алдана устойчивый снежный покров начинает образовываться со второй половины декады октября в северных и наиболее повышенных частях бассейна. Гораздо позже устанавливается снежный покров на равнинной части бассейна, где он образуется в середине октября.

Разрушение снежного покрова обычно начинается с равнинной части бассейна, в начале мая и только в конце второй декады мая распространяется на всю территорию бассейна. Наиболее раннее разрушение снежного покрова на равнинной части бассейна происходит в середине апреля, наиболее позднее- в конце второй декады мая. В горной части ранний сход снега наблюдается в начале мая, а поздний в начале июня.

Высота снежного покрова в бассейне реки весьма редко варьирует, а распределение ее по территории связано, главным образом, с характером циркуляции атмосферы в холодный период года и рельефом местности. Норма максимальной высоты снега в бассейне колеблется в пределах 34-86 см.

Одной из характерных черт образования и схода снежного покрова в бассейне Алдана является отсутствие ледяной корки, как под снегом, так и поверх снежного покрова. Это явление объясняется образованием снежного покрова в осенний период после промерзания поверхностного слоя почвы и отсутствием оттепелей в холодный период. Освещенность бассейна гидрометеорологическими наблюдениями.

Гидрометеорологические наблюдения в бассейне реки Алдана производятся на 52 гидрометеорологических станциях и постах.

Гидрометстанции и посты по бассейну распределены очень неравномерно и, главным образом, приурочены к населенным пунктам, поэтому расположены по долинам рек, в большинстве случаев на небольших высотах.

Наибольшее число пунктов наблюдений находится на западной части Алданского нагорья в бассейне рек Тимптон и Верхнего Алдана, где на 100000 км² имеются 14 гидрометстанций и постов.

Наиболее слабо изучен режим рек, протекающих на высотной части Алданского нагорья, где в бассейне р.Учур на площади водосбора 108000 км² имеется всего один пункт наблюдений над стоком воды и одна метеостанция.

Слабо освещены гидрометеорологическими наблюдениями северная и северо-восточная части бассейна. Такая неравномерная освещенность территории бассейна гидрометеорологическими данными обуславливает дополнительные трудности в изыскании как режимных, так и прогностических зависимостей элементов весеннего половодья

Гидрологическая характеристика летне-осенние паводки и межень.

Летне-осенняя межень начинается в конце июня. Водность за этот период зависит от количества выпавших осадков и продолжительности дождей. На низкую летне-осеннюю межень оказывают влияние климатические факторы: особенности подстилающей поверхности(строение почвогрунтов), лесистость и заболоченность территории.

Влияние почвенно-геологических условий проявляется в форме аккумуляции воды в почвогрунтах в периоды повышенной водности с последующей сработкой ее в периоды маловодья.

Дождевые паводки в основном в конце июля и в августе месяце. Формирование дождевых паводков определяется интенсивностью и площадью распространения дождей, расходов на фильтрацию в почвогрунты и поверхностное задержание, степенью расчлененностью рельефа, влияющей на скорость стекания дождевых вод. Расход дождевой воды на фильтрацию и поверхностное задержание определяется механическим составом грунтов, степенью увлажненности территории, наличием и площадью распространения лесов, болот и озер.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИМЕНИМОСТИ МЕТОДА СООТВЕТСТВЕННЫХ ОБЪЕМОВ ДЛЯ ПРОГНОЗОВ ДЕКАДНОГО СТОКА

Теоретические основы метода:

Методика прогноза среднедекадных расходов воды в замыкающем створе участка реки разработана в связи с небольшим количеством пунктов, имеющих данные наблюдений о расходах воды внутри одного бассейна.

В общем случае сток в замыкающем створе зависит от величины запасов воды в бассейне

(4.1)

Общие запасы воды в бассейне пропорциональны общему объему воды в русловой сети

(4.2)

Следовательно, записываем

(4.3)

Последняя зависимость является основой методики прогнозов среднедекадных расходов воды в замыкающем створе по объему воды в русловой сети.

Необходимо определить объем на участке реки по формуле

(4.4)

где К = 86400 – переводной коэффициент, число секунд в сутках; - среднее время добегания от верхнего до нижнего створов, ограничивающих участок реки, определяется по соответствующим уровням или по средней скорости течения на участке реки;- средний расход воды на участке в момент времени Т. Среднее время добегания определяется по формуле

, (4.5)

где - длина от устья реки до поста;- средняя скорость течения на участке.

, (4.6)

где - расход в нижнем створе в момент времени;- расход воды в верхнем створе в момент времени.

Используя данные о расходах воды в опорных створах, условный объем воды на участке реки можно определить по формуле

, (4.7)

где H_i – уровень воды в i-м створе в момент времени Т; P_i – коэффициент водности, вычисляемый как отношение площадей водосборов соответствующих створов к площади водосбора расчетного замыкающего створа.

(4.8)

Условный объем воды в русловой сети находится как сумма условных объемов отдельных участков

, (4.9)

где - условный объем воды в русловой сети в момент времени.

Прогнозная зависимость среднедекадных расходов воды в замыкающем створе от условного объема в русловой сети будет иметь вид

, (4.10)

где – условный объем воды в русловой сети в момент времениT.

Порядок выполнения работы:

Перед началом расчетов выбираем самостоятельно створ, для которого будет разрабатываться методика прогноза стока и вычерчиваем схему расчетного участка реки.

Алдан

Чабда

Рисунок 1 - Схема расчетного участка реки. Арабскими цифрами пронумерованы опорные створы, римскими цифрами обозначены номера участков.

Разработка методики прогнозов декадного стока:

Разработка методики прогнозов декадного стока речной системы, выбранной в бассейне р. Алдан. Расчетным створом является гм.ст. Верхоянский Перевоз (рисунок 1).

Таблица 1.1 – Средние суточные значение уровней воды на конец декады р. Алдан
№ пп	Река-пункт	Декада	2009				2010
			VII	VIII	IX	VII		VIII	IX
1	2	3	4	5	6	7		8	9
1	р. Алдан – с. Томмот	1	221	213	175	1380		955	470
		2	220	233	240	496		489	485
		3	146	188	222	798		586	441
2	р. Алдан – с. Угино	1	229	370	190	391		302	205
		2	287	366	312	194		197	217
		3	153	229	297	373		219	188
3	р. Алдан – с. Усть-Миль	1	393	556	335	682		578	383
		2	490	511	418	460		323	429
		3	242	369	512	576		379	431
4	р. Мая – г.п. Чабда	1	80,5	73,1	61	68,2		215	170
		2	64	58,3	63	46		190	107
		Продолжение таблицы 1.1
		3	69,2	56,4	60,1	52,4		176	169
										Перевоз
5	р. Алдан – с. Охотский Перевоз	1	417	354	235	581		538	349
		2	420	442	277	447		316	373
		3	229	314	417	399		290	354

Вычисляем (выписываем из ежегодника) средние декадные расходы воды по замыкающему (прогнозному) створу за июль – октябрь (2 года), полученные результаты представляем в табличной форме (табл.1.2).

Таблица 1.2 – Среднедекадные расходы воды в замыкающем створе р. Алдан – гм.ст. Верхоянский Перевоз
Год		Декада	Месяцы
			VII		VIII		IX	X
1		2	3		4		5	6
2009		1	7140		6680		3720	7450
		2	7260		7770		4390	6440
		3	3660		5080		8080	3150
2010		1	11400		10200		5690	3800
		2	7780		5100		6150	2440
		3	6710		4670		5780	1090
Таблица 1.3 – Расчет коэффициента водности для опорных створов
№ створа	Назначение створов			Площадь водосбора, Fi, км2		Коэффициент водности
1	2			3		4
1	с. Томмот			49500		0,10
2	c. Угино			102000		0,20
3	с. Усть-Миль			269000		0,52
4	п. Чабда			165000		0,32
5	с. Охотский Перевоз			514000		1,00

Таблица 1.4 – Среднее время добегания для каждого участка

№ участка	τ ,сут
I	3
II	5
III	4

Таблица 1.6 - Расчет условных объемов воды в русловой сети
Годы	Месяцы	Декады	Обозначение	№ участка			Wусл.т
				1	2	3
1	2	3	4	5	6	7	8		9
2009	VII	1	PH	68	250	647	3862		7140
			Wi	272	1000	2590
		2	PH	79	312	695	4346		7260
			Wi	316	1250	2780
		3	PH	45	156	377	2314		3660
			Wi	180	624	1510
2009	VIII	1	PH	95	363	667	4500		6680
			Wi	380	1450	2670
		2	PH	97	360	747	4818		7770
			Wi	388	1440	2990
		3	PH	65	238	526	3312		5080
			Wi	260	952	2100
2009	IX	1	PH	56	212	429	2792		3720
			Wi	224	848	1720
		2	PH	86	280	515	3524		4390
			Wi	344	1120	2060
		3	PH	82	362	702	4438		8270
			Wi	328	1300	2810

Рисунок 1.1 – График связи Q_t+10=0,442х+1123