Гидрологические и водохозяйственные расчеты

  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=0,010) при

  C_v =0,4, 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]; 

                                               

          Для водосборов рек Республики Беларусь значение α можно приближенно

          принять от 2 до 2,5. Мы 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, который учитывает влияние водохранилищ, прудов и проточных озер на снижение максимальных расходов, определяем по формуле 

                                                       

              где f’_о – средневзвешенная озерность водосбора,  
 

  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 =0,2),      

  

=

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

                                                  δ₁ = а₁ /(ƒ л +1)ⁿ=1/(30+1)^0,22=0,469                     

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

  [11, табл. 21, с.55](принимаем а₁=1, так как лес находится в верхней части рассматриваемого водосбора при f_л=30);

        п – коэффициент редукции, п = 0,22;

        f_л – залесенность водосбора, %(принимаем по условию f_л =30%);

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

                                        δ₂ = 1- βlg (0,1f_б + 1)=1-0,8*lg(0,1*11+1)=0,742,              

  

  где f_б – относительная площадь болот, заболоченных лесов и лугов на водосборе,% (принимаем f_б =11%);

         β – коэффициент, учитывающий  тип болот и преобладающий  механический состав почвогрунтов  вокруг болот; определяется по [11, табл. 22, с.55]. Коэффициент β для болот разных типов на водосборе принимаем равным 0,8;

         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 =810 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 модуля максимального стока по площади водосбора; п = 0,2 для бассейнов рек Республики Беларусь.     

  Подставляя  все составляющие формулы для  расчета максимального расхода талых вод, получим:

  

    При невозможности подобрать реку-аналог расчетный мгновенный расход половодья  на реках РБ допускается определять по формуле:

    

    Где Ко- определяется по формуле:

   Ко=

гдеe - основание натурального логарифма;fл - относительная залесенность водосбора в процентах, вычисленная с учетом площадей, занимаемых лесом заболоченным и лесом по суходолу;fб - относительная заболоченность водосбора в процентах, включающая болота, заболоченные земли и мелиорируемые земли на осушенных болотах;i - уклон водотока, промилле (его значение в исходных данных i=0,18%). 

  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 δ₃ = 1, приведенный к площади водосбора F = 200 км²; определяем 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 максимальных мгновенных расходов воды обеспеченностьюp = 1% к максимальным расходам воды другой обеспеченности; значение λ_р принимается по таблице 7.

  

Таблица 11 - Значения λ_р приF> 0,1 км² для района 2 (территория РБ относится к району 2)

 

  Принимаем λ_р=1

  n - коэффициент редукции модуля максимального мгновенного расхода воды с увеличением площади водосбора.n = 0,30 для р.Днепр с притоками Сож, Березина и соответственно с их водосборами,n = 0,22 для рек остальной территории РБ.

  2.5.Расчет  и построение гидрографа  весеннего половодья

                  

  Само  слово гидрограф подразумевает  график изменения расхода воды во времени. Так как это график, следовательно, нам надо знать координаты для его построения. Пусть вертикальная ось - ось Q,м³/с,  а горизонтальная-  ось t, сутки. Установим зависимость между безразмерными величинами(X,Y) и размерными(Q,t).

  Q=Y*Q_p

  t=X*t_n

  Эти выражения являются следствием из уравнений  для одновершинных гидрографов.

  

,

  где   - ординаты расчетного гидрографа, выраженные в долях среднесуточного максимального расхода воды заданной обеспеченности;

   - абсциссы расчетного гидрографа, выраженные в долях условной  продолжительности подъема половодья  t_n;

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

  Q̃_p=  ,м³/с- средний суточный расход обеспеченности

  К_τ – переходный коэффициент от Qp к Q̃_p , его значение можно принимать по табл. 3, взятой из [11] (принимаем Кτ=1).

    Сравниваем максимальный расход  талых вод и максимальный расход  дождевых вод, и для расчета  принимаем больший, т.е. 469,383>318,504, соответственно принимаем максимальный расход талых вод.

         a– параметр, зависящий от коэффициента формы гидрографа λ^*; значение λ^*в свою очередь зависит от коэффициента несимметричности гидрографа K_s.

       Коэффициент K_s есть отношение 

                                                          K_s = h_n / h,                                                          

  где h_n – слой стока за период подъема половодья, мм;

        h – суммарный слой стока всего половодья, мм.

       Значение K_s устанавливаем по данным рек-аналогов, содержащихся в Государственном водном кадастре [1, табл. 75, с.174]. По установленному K_s=0,38 принимаем значение λ^*=1,2 [11, прил.2, табл.19, с.196…197].

       Условную продолжительность подъема  половодья t_n определяем по формуле

                              ,сут,                                                  

  где h_р – расчетный слой половодья, мм (вычислен в п.2.3 h_р=170,324,мм);

       q̃_р – модуль среднего суточного максимального расхода воды, определяемый по формуле:

                   q̃_р = q_р / К_τ=0,112/1=0,112 м³/(с · км²),                                                  

  где q_р = Q_р /F=0,112 – модуль мгновенного максимального расхода талых вод, вычисленный в п.2.3.

      По результатам расчета и рассчитанным  координатам в таблице 2.5.1  на миллиметровой бумаге в  принятом масштабе строим гидрограф  половодья.  

    Таблица 2.5.1