2. Какие существуют схемы расчета подземной составляющей гидрографа стока?
3. Типы связи грунтовых вод с речными?
4. Что такое комплексный график?
5. Как зависит соотношение источников питания реки от водности года?
6. Как производится классификация рек по типу питания?
7. Перечислить и охарактеризовать ледовые явления на реках.
8. Как производится расчленение гидрографа реки?
20. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАКСИМАЛЬНОГО СТОКА ВЕСЕННЕГО ПОЛОВОДЬЯ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПОЛОВОДЬЯ
Расчетный максимальный расход весеннего половодья обеспеченностью р% для рек с площадями до 20000 км2 в европейской и до 50000 км2 в азиатской частях России при отсутствии данных наблюдений определяют по формуле: Q p %= qp% A =K0 h p % μ δ δ1 δ2 A / (A + A1)n, (20.1)
где: qр % - модуль расчетного максимального расход воды, обеспеченность которого равна р%, м3/с·км2, qр %=Qp%/A; A - площадь водосбора исследуемой реки до расчетного створа, км2; A1 - дополнительная площадь, учитывающая снижение интенсивности редукции модуля максимального стока с уменьшением площади водосбора, км2; K0 - параметр, характеризующий дружность (форму гидрографа) половодья, определяемый по данным одной или нескольких рек-аналогов обратным путем; hp% - расчетный слой суммарного весеннего стока (без срезки грунтового питания), мм, ежегодной вероятности превышения р%; определяют в зависимости от коэффициента вариации Сv и отношения Сs/Сv, а также среднего многолетнего слоя стока h0; μ - коэффициент, учитывающий неравенство статистических параметров слоя стока и максимальных расходов; n - показатель степени редукции; δ, δ1, δ2 - коэффициенты, учитывающие влияние водохранилищ, прудов и проточных озер (δ), залесенности (δ1) и заболоченности речных водосборов (δ2) на максимальные расходы воды.
Коэффициент вариации СV равен отношению стандартного отклонения набора наблюдений к их среднему значению.
Параметр K0 вычисляют по данным одной или нескольких рек-аналогов обратным путем. В качестве расчетного значения выбирается среднее или максимальное значение (в зависимости от важности решаемой задачи).
Показатель степени редукции n и параметр A1 определяют на основе зависимости qmax p%=f(A) по данным наблюдений на изученных реках исследуемого района, где qmax p% — модуль максимального стока. Только для приближенных расчетов их можно определять по табл. 20.1.
Табл. 20.1. Значения параметров n, A1
Природная зона | n | A1, км2 |
Зона тундры и лесная зона (европейская часть России, Восточная и Западная Сибирь) | 0,17 | 1 |
Лесостепная зона (европейская часть России и Западная Сибирь) | 0,25 | 2 |
Зона засушливых степей и полупустынь (европейская часть России и Западная Сибирь) | 0,35 | 10 |
Расчетный слой суммарного весеннего половодья: hр = Кp% ⋅ h0, (20.2)
где Кp% - модульный коэффициент, определяемый в зависимости от обеспеченности р% (ВП%) расхода, коэффициента вариации стока весеннего половодья Сv и отношения коэффициента асимметрии к коэффициенту вариации Сs/Сv, по таблице ординат трехпараметрического гамма-распределения (прил. 2); h0 - значение среднего многолетнего слоя стока половодья, которое определяют по рекам-аналогам или интерполяцией по картам изолиний этого параметра для исследуемого района.
Для рек с площадями водосборов А < 200 км2 в значения Сv, полученные интерполяцией по карте, следует вводить поправки, определяемые по табл. 20.2.
Табл. 20.2. Значения поправочных коэффициентов для малых бассейнов
Площадь бассейна, км2 | 0-50 | 51-100 | 101-150 | 150-200 |
Коэффициент | 1,25 | 1,20 | 1,15 | 1,05 |
Для приближенных расчетов и при отсутствии аналогов коэффициент асимметрии можно принимать Сs=2Сv для равнинных водосборов. Для северо-запада и северо-востока Российской Федерации, где в формировании максимального стока участвуют дождевые осадки, Сs=3Сv; для горных районов Сs=(3–4)Сv.
В значение среднего многолетнего весеннего слоя стока вносят поправки на учет влияния местных факторов (озерность, залесенность, заболоченность).
Для рек степной зоны России и полупустынной зоны Западной Сибири (при значении высоты слоя стока меньше 30 мм) и с площадями водосборов менее 3000 км2 в значение h0 следует вводить поправки на учет площади водосбора на основе построения зависимости h0 = f(A) с учетом материалов наблюдений последних лет.
Коэффициент µ, учитывающий неравенство статистических параметров слоя стока и максимальных расходов воды, принимается по табл. 20.3 в зависимости от природной зоны и заданной обеспеченности.
Табл.20.3. Значения коэффициента µ
Природная зона | р, % | |||
0,1 | 1 | 3 | 5 | |
Тундра и лесная зона | 1,02 | 1,0 | 0,97 | 0,96 |
Лесостепная | 1,04 | 1,0 | 0,96 | 0,93 |
Степная | 1,04 | 1,0 | 0,97 | 0,96 |
Коэффициент δ, учитывающий снижение максимального расхода воды весеннего половодья на реках, зарегулированных проточными озерами, следует определять по формуле:
δ=1/(1+САоз), (20.3)
где C - коэффициент, принимаемый равным 0,2 для лесной и лесостепной зон и 0,4 для степной зоны, а Аоз % определяют по формуле:
(20.4)
где Si - площадь зеркала озера, км2; Аi - площадь водосбора озера, км2; А - площадь водосбора в расчетном створе реки.
При наличии в бассейне озер, расположенных вне главного русла и основных притоков значение коэффициента δ=1 для Аоз<2 % и δ=0,8 при Аоз >2 %.
Коэффициент δ1, учитывающий снижение максимального расхода воды в залесенных бассейнах, определяют по формуле:
δ1 = α/(Aл+1)n', (20.5)
где Ал - залесенность расчетного водосбора, %; n' - коэффициент редукции; устанавливают по зависимости qmax=f(Aл) с учетом преобладающих на водосборе почвогрунтов; α — коэффициент, учитывающий расположение леса на водосборе (в верхней или нижней части водосбора), а также природную зону (лесная или лесостепная). Коэффициенты α и n΄ принимают по табл. 20.4.
Табл. 20.4. Значения α и n′
При-род- ная зона | Расположение на водо-сборе | α при различных Ал, % | Коэффициент редукции n΄ для почвогрунтов под лесом | ||||
3…9 | 10…19 | 20…30 | Различного механического состава | Супесча-ных | Сугли-нистых | ||
Лесная Лесо- степная | А В С А, С В | 1,0 0,85 1,20 1,0 1,25 | 1,0 0,80 1,20 1,0 1,30 | 1,0 0,75 1,30 1,0 1,4 | 0,22 0,22 0,22 0,16 0,16 | – – – 0,20 0,20 | – – – 0,22 0,22 |
Примечание. А, В, С - расположение леса на водосборе соответственно равномерное, в верхней, в нижней и прирусловой частях.
Коэффициент δ2, учитывающий снижение максимального расхода воды в заболоченных водосборах, определяют по формуле:
δ2=1–β lg(0,1Аб+1), (20.6)
где β - коэффициент, определяемый в зависимости от типа болот; β = 0,3 для верховых и 0,8 для низовых болот, а для разных - 0,7; Аб - относительная площадь болот, заболоченных лесов и лугов в бассейне реки, %.
При заболоченности менее 3 % δ2 равен единице.