Определение расчетного расхода воды для проектирования водосборных сооружений

 
 

       За 100% приняты среднегодовые расходы соответствующей обеспеченности, умноженные на 12 (12 месяцев). Тогда расход за конкретный месяц равен 

                                                        , м³/с,                                                  (4) 

где v – месячная доля стока в процентах от годового, значения v выписывем из

[1, табл. 53] или [13] в зависимости от гидрологического района и водности года;

      Q_р – значения расходов многоводного, среднего по водности и очень маловодного годов, вычисленные в п.2.1.

      По результатам расчета строим ступенчатые гидрографы стока для каждого года на одном рисунке. 

2.3. Расчет максимального  расхода талых  вод 

       Расчет  производим для случая отсутствия данных наблюдений в створе реки, поэтому следует использовать формулу (5), пригодную для равнинных рек с площадью водосбора F < 50000 км², согласно действующим СН [14]:

                                               , м³/с.    (5)

                                      

где p – значение расчетной обеспеченности, устанавливается по СНиП, для гидросооружений I – IV классов капитальности (0,01 – 1 %) [14];

       K_о – параметр, характеризующий дружность половодья, зависящий главным образом от природной зоны и рельефа. Его значение рекомендуется определять по данным рек-аналогов. Значение K_о можно приближенно определить для водосборов лесной зоны по табл. 2. 
 
 

 Таблица 2

 

 Значение параметра α определяем по формуле 

                                                    ,                  (6)

                                                 

где J_{ср.взв.реки} – средневзвешенный уклон реки (равен 0,23), ‰;

      h_р – расчетный слой суммарного весеннего стока (без срезки грунтового питания расчетной обеспеченности p), определяем расчетом по формуле, мм:  

         мм, 

где h_о – средний многолетний слой максимального стока, устанавливается по рекам-аналогам или по карте [11, лист 6, прил. 1], а также по региональным картам [1], мм;                                                                     

      K_р – модульный коэффициент, значение которого можно вычислить по выражению или выписать из таблиц [11, 126-143]:

                          

                                                                   (8)

                               

где C_v – коэффициент вариации стока половодья, его значение устанавливаем по карте (C_v=0,433)[11, лист 8, прил. 1] или вычислим по формуле  

                                            ,        (9)

              Из полученного интервала (C_v=0,433-0,49), принемаем  C_v=0,45.                                     

где А – параметр, значение которого принимаем для конкретного гидрологического района по [1] (А=14);

      Ф_p,Cs – отклонение ординаты кривой обеспеченности от середины (от К=1) при

C_v =1, значение Ф_p,Cs выписывают из таблицы Фостера-Рыбкина, приведенной в [12] или в [11, с. 144-147], в зависимости от обеспеченности p и коэффициента асимметрии кривой распределения C_s. Значение C_s можно получим из нормативного соотношения C_s/C_v =α или из соотношения C_s/C_v для рек-аналогов, нормативное значение α принимают по [11, прил. 1, лист 9]; 

                                                                                           (10)                       

     Для водосборов рек Республики Беларусь значение α можно приближенно принять α = 2-2,5 (принимаем α=2);

     μ – коэффициент, учитывающий неравенство статистических параметров слоя стока и максимальных расходов воды, зависит от природной зоны и обеспеченности; для рек лесной зоны при p = 0,1…3% значение μ = 1; зона устанавливается по

[11, прил. 1, лист 5](в данной работе принимаем значение μ = 1);

     δ – коэффициент, учитывает влияние водохранилищ, прудов и проточных озер на снижение максимальных расходов, определяем по формуле 

                                                         ,                            (11)                               

где f’_о – средневзвешенная озерность водосбора, %,(принимаем равной f’_о=1%),     

С – коэффициент, зависящий от среднего слоя весеннего стока h_о, при

h_о = 20…100 мм значение С = 0,4…0,2(принимаем равный С =0,27),      

    Если озера расположены вне главного русла и основных притоков, значение δ принимают 0,8, при озерности меньше 2% значение δ можно принимать δ = 1;

      δ₁ – коэффициент, учитывающий снижение максимальных расходов в заселенных бассейнах, определяется по формуле 

                                                δ₁ = а₁ /(ƒ л +1)^п1=1/(22+1)^0,22=0,50                     (12) 

где а₁ – параметр, учитывающий расположение леса на водосборе, определяется по

[11, табл. 21, с.55](принимаем а₁=1);

      п – коэффициент редукции, п = 0,22;

    f_л – заселенность водосбора, %(принимаем f_л =22%);

      δ₂ – коэффициент, учитывающий снижение максимальных расходов воды заболоченных водосборов; определяется по формуле 

                                      δ₂ = 1- βlg (0,1f_б + 1)=1-0,7*lg(0,1*0,28+1)=0,59,               (13)

где f_б – относительная площадь болот, заболоченных лесов и лугов на водосборе,% (принимаем f_б =28%);

       β – коэффициент, учитывающий тип болот и преобладающий механический состав почвогрунтов вокруг болот; определяется по [11, табл. 22, с.55](принимаем β=0,7);

       δ_з  - коэффициент, учитывающий снижение максимального расхода вследствие распашки водосбора под сельскохозяйственные угодья; если F > 200 км², значение

δ_з =1(в данной работе F =5100 км²>200 км², следовательно, принимаем δ_з =1);

       в – параметр, учитывающий снижение интенсивности редукции модуля максимального стока с уменьшением площади водосбора; для водосборов лесной зоны в = 1;

       п – показатель степени редукции; для лесной зоны п = 0,17.

      После определения значения расчетного расхода Q_р вычисляем его модуль: 

                                                    ,м³/с·км² .                      (14)                 
 

2.4.Расчет  максимального расхода  дождевых паводков 

    Расчет дождевого максимума производим по рекомендациям [11] с использованием формулы

                                                     м³/с, (15)                                                                       

где q_200,1% - модуль максимального мгновенного расхода обеспеченностью р = 1% при

δ = δ₂ = δ₃ = 1, приведенный к площади водосбора F = 200 км²; определяется по карте

[11, лист 12, прил.1];(принимаем q_200,1% =0,1 ,определив по карте);

        δ, δ₂, δ₃ – те же коэффициенты, что и в п.2.3;

        λ_р – переходный коэффициент от расходов воды обеспеченностью р = 1% к расходам другой обеспеченности, его значение устанавливают по

[11, лист 13, прил.1, табл. 8 прил. 2], при р = 1, λ_р = 1,(сняли с карты λ_р/ λ_р’ = 2);

        п – коэффициент редукции модуля максимального мгновенного расхода воды с увеличением площади водосбора; определяется по [11, лист 10, прил.1] (сняли с карты п / п^’ = 0,22/0,60);. 

2.5.Расчет  и построение гидрографа  весеннего половодья 

       Расчетные гидрографы половодья  строим по средним суточным расходам воды. Переход от мгновенного максимального расхода Q_р к среднему суточному той же обеспеченности Q*_р осуществляется по зависимости, 

                                 Q*_р = Q_р /К_τ =366,11/1=366,11,м³/с,                                         (16)