Расчет водного баланса Чудско-Псковского озера

 

Значения средней  абсолютной влажности для бассейна рассчитывается методом среднего арифметического и равно 7,4 мб.

Таблица 17

Расчет средней  температуры воздуха для бассейна р. Великая

	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	Ср
Пушкинские  горы	-12,5	-8,6	-4,6	4,8	10,8	15,2	16,7	15,7	10,3	4,7	1,5	-9,1	3,7
Опочка	-18,8	-8,3	-4,1	4,9	10,9	14,9	16,6	15,2	10,1	4,7	1,8	-9,2	3,7
Идрица	-13,7	-8,8	-4,3	4,9	10,9	14,6	16,3	15,2	9,8	4,6	1,8	-9,4	3,5

Значение среднегодовой  температуры воздуха для бассейна рассчитывается методом среднего арифметического и составляет  3,6ºС.

Таблица 18

Водный баланс в створе р. Великая – д. Пятоново

Элементы прихода	Слой, мм	Объем, 106 м³	Элементы расхода	Слой, мм	Объем, 106 м³	∆U, мм
Осадки	558	11,2	Сток	142	2,8
			Испарение	400	8
Приход	558	11,2	Расход	542	10,8	16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3 Расчет водного баланса  Чудско-Псковского озера за 1979 год

Общий вид уравнения  водного баланса водных акваторий  следующий:

∑П - ∑Р = ∑А + Н',

где ∑П – сумма приходных компонентов баланса; ∑Р – сумма расходных компонентов баланса; ∑А – сумма аккумуляционных компонентов; Н' – невязка баланса.

К приходным  компонентам относятся: П_р – приток воды по рекам, впадающим в озеро или водохранилище, и с площади, непосредственно прилегающей к водоему и не имеющей постоянной гидрографической сети (склоновый сток); П_ос – поступление воды за счет осадков, выпавших на зеркало водоема (зимой на ледяной покров); Л – приток воды от таянья осевшего на берегах льда; К – конденсация влаги на поверхности водоема.

К расходным  компонентам относятся: С – сток воды из озера по вытекающим из него рекам (для водохранилищ – сток через гидротехнические сооружения); И – потери на испарение с водной поверхности; Ф – фильтрация (подземный сток) воды из водоема (в том числе фильтрация через тело плотин); Л₁ – временные потери воды за счет оседания льда и покрывающего его снега на берегах при зимнем снижении уровня водоема; З – расход воды на хозяйственные нужды (орошение, судоходные каналы, водоснабжение и др.).

К аккумуляционным  составляющим относятся: А_В – аккумуляция воды в чаше водоема; А_б – аккумуляция воды в грунтах  берегов, обусловленная оттоком воды в грунт с повышением уровня; А_п – аккумуляция в русле и пойме устьевой части основных рек; Н' – невязка баланса, складывающаяся из суммы неучтенных составляющих и суммарной ошибки определения учтенных.

Основная роль в водном балансе обычно принадлежит: в приходной части поверхностному притоку (П_р) и в меньшей степени осадкам на зеркало водоема (П_ос), а в расходной – стоку для сточных водоемов (С) и испарению (И), особенно для бессточных.

Таким образом, за период времени Т, учитывая только основные составляющие баланса, можно  записать уравнение в виде:

П_р + П_ос + С – И + Н = ± А_В.

Составляющие  водного баланса озер и водохранилищ рассчитываются по материалом наблюдений всех гидрометеорологических станций и постов, действующих на данном водоеме, и гидрологических станций и постов, измеряющих сток на реках бассейна (в том числе и не являющихся притоками исследуемого водоема). Для озер необходимо также располагать материалами наблюдений на вытекающих реках, а для водохранилищ – данными учета стока на сооружения гидроузлов. Одновременно надо иметь план или карту водоема в изобатах и его бассейна, а также батиграфическую и объемную кривые.

Расчет составляющих водного баланса целесообразно выполнять в размерностях, принятых при их определении в пунктах наблюдений. Например, приток и сток в воде средних расходов Q_пр, Q_ст (м³/с), осадки и испарение в слое воды х, Е (мм), аккумуляция в виде приращения уровня ∆Н (см) или объема ∆W (м³). Все величины – за интервал времени Т.

При включении  этих составляющих в уравнение водного  баланса необходимо выполнить приведение их к единой размерности.[4]

В объемных единицах (млн м³)

W_пр + W_ос - W_исп - W_ст =± W_ак

Здесь:

W_пр = Q_прТ; W_ос = xf_оз/10³; W_исп = Е f_оз/10³; W_ст = Q_стТ;

W_ак = ∆Н f_оз/

,

f_оз – площадь зеркала озера или водохранилища.

Таблица 19

Расчет водного  баланса оз. Чудско-Псковское 

Элементы прихода	Слой, мм	Объем, 106 м³	Элементы расхода	Слой, мм	Объем, 106 м³	∆U, мм
Осадки	549	1,95	Сток	161	7,69
Приток	178	6,56	Испарение	395	1,40
			Акк.	238	0,84
Приход	727	8,51	Расход	794	9,94	-67

 

Таблица 20

Расчет водного  баланса оз. Чудско-Псковское с учетом невязки

Элементы прихода	Слой, мм	Объем, 106 м³	Элементы расхода	Слой, мм	Объем, 106 м³	∆U, мм
Осадки	573	2,03	Сток	154	7,35
Приток	188	6,93	Испарение	380	1,35
			Акк.	227	0,81
Приход	761		Расход	761		0

 

Относительная невязка баланса:

ε = (Н'/П)100% = 8,4%

Суммарная ошибка расчета:

δ = ±√ δ₁² + δ₂² + δ₃²

где δ₁, δ₂, δ₃  - случайные относительные ошибки расчета соответственно притока, стока и аккумуляции.

Погрешность учета  притока с изученной площади  ±5%, с неизученной площади ±15%.

Суммарная относительная  погрешность учета притока:

δ₁ = ±√( δ_осв²Q_осв² + δ_неосв²Q_неосв²)/Q_пр²  = 8%

Точность учета  стока в истоке р. Нарва принята  ±5%.

Относительная ошибка δ₃ = 0,005.

δ = ±√ δ₁² + δ₂² + δ₃²     = 9,5%

Таким образом, суммарная ошибка расчета δ = 9,5%

δ > |ε|, следовательно расчет водного баланса Чудско-Псковского озера выполнен достаточно точно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3.1 Подсчет среднегодового  стока рек впадающих в озеро

Так как систематический  учет стока ведется не на всех реках, впадающих в озеро, и остальная  часть бассейна остается неизученной, расчет разделен на две части.

а) Подсчет суммарного стока с территории освещенной наблюдениями.

Площадь бассейна озера 47800 км², средняя площадь зеркала  Чудско-Псковского озера – 3550 км². В 1979 году наблюдение за стоком велись на реках:

Таблица 21

Среднегодовой сток рек впадающих в озеро.

Река-пост	F,	Q, /с	М, л/с*	h, мм	М*F, л/с
р. Великая - д. Пятоново	20000	90,0	4,50	142	90000
р. Желча - пос. Ямм	791	5,42	6,85	216	5418
р. Гдовка - д. Злобино	66,0	0,29	4,39	139	290
р. Пиуза - д. Вастселийна	94,0	0,42	4,46	141	419
р. Выханду - п. Ряпина	1100	6,50	5,91	186	6501
р. Авийыгу - х. Мульги	346	2,33	6,73	212	2329
р. Роостоя - д. Роостоя	363	2,41	6,64	209	2410
Сумма	22760	107			107367

 

Q_осв = 107 м³/с

б) Подсчет среднегодового стока с бассейна озера.

Суммарная площадь  изученных рек: F_осв = 22760 км²; суммарная площадь неизученных рек F_неосв = 21490 км²

Q_неосв = М_ср· F_неосв/10³,

где М₁ …M_n – модули стока в пунктах где производятся наблюдения, л/(с* км²); F₁ … F_n - площади водосборов в этих пунктах, км².

Таким образом, на основе всех произведенных вычислений:

М_ср = 107567/22760 = 4,72 л/с км²

Q_неосв = 4,72·21490/10³ = 101 м³/с

Суммарный поверхностный  приток озера определяется по формуле 

Q_пр = Q_осв + Q_неосв = 101+107 = 208 м³/с

W_пр = Q_прТ =208·31,5·10⁶ = 6,56 км³

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3.2 Расчет испарения с  поверхности озера

Расчет испарения  с поверхности Чудско-Псковского озера за интервалы времени безледоставного  периода 1979 года производится по данным опорных метеостанций Гдов, Псков, Тийрикоя и Выру равномерно расположенных по периметру озера.

Данные о  температуре воды и датах вскрытия и замерзания озера взяты по станциям Праага, Залита,  Кодаверэ и Лисье.

Расчет испарения  начинается с определения средней  длины разгона воздушного потока над озером. Для этого на план озера наносятся две системы прямоугольных сеток из параллельных профилей, ориентированных в первом случае с С на Ю и с З на В, а во втором – с СЗ на ЮВ и с СВ на ЮЗ. Расстояние между соседними профилями выбрано 5 км с таким расчетом, чтобы они пересекали участки озера с характерными для него сужениями и расширениями. Среднюю длину разгона для каждого направления профиля Li вычисляем как среднее арифметическое из длин всех профилей этого направления:

L_с-ю = 31,0 км

L_з-в = 21,5 км

L_сз-юв = 27,9 км

L_св-юз = 23,4 км

Затем рассчитываем розу ветров. Для этого по данным метеорологических ежемесячников  за расчетный год по опорной метеостанции суммируем число случаев ветра  всех восьми румбов, а потом определяем повторяемость направлений ветра в % как отношение числа случаев ветра соответствующего румба за год к годовой сумме числа случаев ветра всех восьми румбов, %.

Средняя длина  разгона для всей акватории озера  вычисляется по формуле:

L_ср = 0,01(L_с-ю(N_c+N_ю)+L_з-в(N_з+N_в)+ L_сз-юв(N_сз+N_юв)+ L_св-юз(N_св+N_юз))