Контрольная работа по "Гидрологии"

Вариант №1

1. Морфологические характеристики  речного бассейна.

2.Измерение расхода воды  способом площадь - скорость.

3. Режимы работы водосливов (затопленный и незатопленный)

 

1. Морфологические характеристики речного бассейна. 

Территория земной поверхности  вместе с толщей почв, откуда данная речная система или отдельная  река получает водное питания, называется бассейном речной системы или реки. Бассейн каждой реки включает в себя поверхностный и подземный водосборы. Поверхностный водосбор охватывает площадь земной поверхности, с которой воды поступают в данную речную систему или отдельную реку. Подземный водосбор образуется толщей почв, из которых воды поступают в речную сеть. 
 
Поверхностный водосбор каждой реки отделяется от водосбора соседней реки водоразделом, который проходит через самые высокие точки земной поверхности, расположенной между водосборами соседних рек. В общем случае поверхностный и подземный водоразделы не совпадают. Но через большие трудности в определении границ подземного водосбора, при расчетах и анализе формирования стока, за величину бассейна принимают только величину поверхностного водосбора. 
 
К морфометрических характеристик речного бассейна относятся показатели, характеризующие особенности геометрического строения речных водосборов. Среди них основными являются: площадь, форма, высота и уклон водосбора 
 
Площадь водосбора реки непосредственно определяет ее водность: чем больше водосбор, тем полноводнее река при одинаковых других физико-географических условиях. Площадь водосбора определяется по карте с помощью планиметра или палетки. 
 
Площадь водосбора каждой реки возрастает по мере передвижения вниз по течению и впадения в нее притоков. Для наглядного представления об изменении площади водосбора от истока до устья строят график нарастания площади водосбора. 
 
Для построения такого графика необходимо определить площади водосборов притоков и межбассейновой пространств отдельно для правого и левого берегов главной реки, а также должны быть измерены расстояния от устья до впадения притоков. На горизонтальной оси графика откладывают длину главной реки в принятом масштабе, а на вертикальной - площади водосборов притоков в местах их впадения в главную реку и межбассейновой пространств. Графики нарастания площади водосбора строят отдельно для правого и левого берегов реки. Суммарный график получают составлением значений ординат обоих графиков.

 

2. Измерение расхода воды способом площадь - скорость.

Метод "скорость - площадь" является разновидностью косвенных  измерений расхода воды. При этом в результате наблюдений в фиксированном  гидрометрическом створе определяются следующие элементы расхода:

глубины на промерных вертикалях и их удаление от постоянного начала по линии гидрометрического створа, для определения площади водного  сечения (с точностью до трех значащих цифр, но не точнее 1 см);

продольные (нормальные к  гидрометрическому створу) составляющие средних скоростей течения на вертикалях, на основе которых рассчитываются средние скорости в отсеках между  ними (с точностью до трех значащих цифр, но не точнее 1 см/с).

Расход воды вычисляют  по его элементам одним из следующих  способов (с точностью до трех значащих цифр):

аналитическим, как сумму частных расходов воды, проходящих через отсеки водного сечения потока, ограниченные скоростными вертикалями;

графическим, как площадь эпюры распределения элементарных расходов воды по ширине потока.

При вычислении расхода воды должны определяться также основные гидравлические характеристики потока, используемые при оценке точности измерений  и учете речного стока:

уровень воды над нулем  поста Н;

площадь водного сечения F;    

средняя и наибольшая скорости течения: V и V  (V = Q / F);  V  является                                                

н                н

наибольшей из скоростей, измеренных вертушкой;    

ширина водного сечения В;     

глубины  потока: средняя h   и наибольшая h  (h   = F / B); h  является                              

ср               н   ср            н

наибольшей из измеренных на промерных вертикалях.

Классификация способов измерения

В зависимости от методики определения средних скоростей  на вертикали различают интеграционный и точечные способы.

Интеграционный способ основан  на измерении средней скорости течения  на вертикали вертушкой, равномерно перемещаемой по глубине.

Точечные способы, основанные на определении средней скорости течения на вертикали по результатам  измерений в точках, подразделяются на:

основной способ - при  измерении скорости течения на вертикали  в двух (свободное русло) или трех точках (наличие водной растительности, ледостав);

детальный способ - при измерении  скорости течения на вертикали в  пяти (свободное) или шести точках (ледостав, водная растительность).

При малых глубинах (см. табл. 5) допускается применение одноточечного  способа.

Для основного способа  измерений расхода воды в однорукавном русле назначается 8 - 10 скоростных вертикалей.

В случае применения детального способа количество скоростных вертикалей увеличивается в 1,5 - 2 раза. Детальный  способ применяется при научно-методических работах по оценке точности и оптимизации  процессов измерения расхода  воды - для уточнения числа промерных  и скоростных вертикалей, а также  обоснования возможности перехода к основному способу в данном гидростворе.

Сокращенный способ измерений  расхода допускает использование  менее восьми скоростных вертикалей при двух-, трехточечном измерении скоростей на вертикалях (аналогично основному способу).  

 

3. Режимы работы водосливов (затопленный и незатопленный)

 

В инженерной практике часто  приходится рассматривать вопросы  истечения жидкости через отверстия  различных форм и размеров, через  различные короткие патрубки, называемые насадками, а также через водосливы.

Водосливом называется перегораживающее поток сооружение или устройство, через которое происходит перелив  жидкости.

Самая повышенная часть поверхности  водослива называется гребнем водослива.

Глубина жидкости над гребнем  водослива, измеренная там, где уровень  еще не понизился, называется статическим  напором на водосливе.

Понижение уровня перед водосливом начинается на расстоянии (3—4) от его  гребня.

Превышение гребня водослива  над дном потока в верхнем бьефе  называется высотой порога водослива.

Водосливы обычно классифицируются по следующим признакам: а) по роду стенки; б) по форме выреза в стенке (пороге); в) по расположению водослива в плане; г) по условиям бокового сжатия потока.

Гидравлический режим  работы водослива может быть двояким:

Уровень нижнего бьефа  располагается ниже порога водослива  и, следовательно, не влияет на условия  истечения жидкости через водослив.

Такой режим работы водослива  называется незатопленным.

Уровень нижнего бьефа  располагается выше порога водослива  и влияет на условия истечения  жидкости через него.

Это уменьшение будет тем  больше, чем больше величина «подтопления»  водослива hn.

Такой режим работы водослива  называется затопленным.

 

 

РГР тема: «Построение  графиков частоты и обеспеченности уровней»

 

Дано: Таблица среднесуточных уровней воды ТГ-2 (приложение №1)

Требуется:

1.Составить таблицу повторяемости  (частоты) и продолжительности  стояния (обеспеченности) уровней  воды.

2. Построить графики частоты  и обеспеченности уровней.

3. Снять с графиков  значения уровней воды и продолжительность  их стояния (за указанный год) 10; 50; 75; 95% обеспеченности.

 

Дано: Таблица среднесуточных уровнейводы ТГ-2

 

	пр. Хурдун - с.Икряное								Вариант №1: ТГ-2
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	294	313	326	240	257	446	371	298	249	299	243	337
2	294	313	333	240	257	447	355	297	251	302	243	332
3	294	311	335	240	257	447	337	296	253	305	244	309
4	296	310	330	240	259	447	321	295	254	309	244	305
5	297	307	322	241	268	447	309	291	264	302	246	306
6	298	308	318	245	277	449	298	287	276	293	246	306
7	298	311	314	247	285	449	289	284	284	288	246	310
8	298	314	306	252	295	449	278	280	288	283	251	312
9	297	310	299	256	305	449	271	276	289	280	252	310
10	297	308	285	259	315	449	271	274	291	279	252	320
11	298	306	280	260	328	450	271	270	299	280	252	324
12	297	307	278	259	339	450	271	265	304	280	255	325
13	297	306	273	259	355	450	271	260	308	279	263	328
14	296	306	267	256	365	450	271	256	306	276	281	328
15	295	304	262	250	375	451	271	252	299	272	291	328
16	294	299	253	249	385	451	271	251	292	270	287	328
17	295	297	252	249	394	451	271	251	288	267	287	328
18	295	297	250	249	399	452	274	249	288	258	290	325
19	295	294	252	249	406	452	275	247	288	250	289	324
20	295	295	250	249	412	452	275	246	288	246	291	321
21	296	299	250	251	417	452	278	246	288	246	295	318
22	297	301	251	253	420	452	281	247	283	249	298	317
23	298	305	253	256	423	450	283	247	280	251	298	312
24	299	308	252	257	427	445	283	248	280	249	297	312
25	300	310	249	257	431	442	292	249	286	247	296	312
26	301	312	245	257	431	436	298	249	288	249	273	300
27	303	314	242	257	437	423	301	249	290	251	291	306
28	307	319	241	257	439	411	301	249	293	252	290	300
29	309		240	257	441	396	301	249	296	252	295	293
30	312		240	257	443	383	301	249	296	249	320	293
31	312		240		446		301	249		249		290
Сред.	299	307	271	252	361	443	292	263	284	270	274	315
Наиб.	312	320	336	261	446	452	375	299	309	308	321	340
Наим.	294	294	240	240	257	381	271	246	249	246	241	289

 

 

 

период						низший  период
1962-	средний	высший				открытого  русла				низший зимнего периода
1998гг.	уровень	уровень	дата		число	уровень	дата		число	уровень	дата		число
			перв.	посл.	сл.		перв.	посл.	сл.		перв.	посл.	сл.
	303	452	18 06	22.06	5	241	01.11	02.11	2	230	14.12	16.12.97	3
	283	511	09.06	10.06.79	2	178	23.10	26.10.75	4	175	04.04.76		1

 

 

 

 

1.Составить таблицу повторяемости  (частоты) и продолжительности  стояния (обеспеченности) уровней  воды.

2. Построить графики частоты  и обеспеченности уровней.

3. Снять с графиков  значения уровней воды и продолжительность  их стояния (за указанный год)  25; 50; 75; 95% обеспеченности.

 

Повторяемость (частота) и продолжительность (обеспеченность) стояния уровней
Интервалы	Число дней стояния уровней в интервале по месяцам												Повторяемость		Продолжитель-
уровней													стояния уровней		ность стояния
над нулем													за год		уровней за год
графика см.	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	дней	%	дней	%
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
452-440	-	-	-	-	3	25	-	-	-	-	-	-	28	7,67	28	7,67
439-420	-	-	-	-	6	2	-	-	-	-	-	-	8	2,19	36	9,86
419-400	-	-	-	-	3	1	-	-	-	-	-	-	4	1,01	40	10,95
399-380	-	-	-	-	3	2	-	-	-	-	-	-	5	1,36	45	12,31
379-360	-	-	-	-	3	-	1	-	-	-	-	-	4	1,09	49	13,4
359-340	-	-	-	-	1	-	1	-	-	-	-	-	2	0,54	51	13,94
339-320	-	-	5	-	2	-	2	-	-	-	1	13	23	6,3	74	20,24
319-300	7	22	3	-	2	-	6	-	3	4	-	15	62	16,98	136	37,22
299-280	24	6	3	-	2	-	7	8	21	7	15	3	96	26,3	232	63,52
279-260	-	-	4	1	2	-	14	5	2	6	2	-	36	9,86	268	73,38
259-240	-	-	16	29	4	-	-	18	4	14	12	-	97	26,57	365	100
Итого	31	28	31	30	31	30	31	31	30	31	30	31	365	100