Регулирование речного стока

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство Образования и науки Кыргызской Республики

Кыргызский Государственный Университет строительства, транспорта и архитектуры им. Н. Исанова

Кафедра: Гидротехническое строительство

Курсовая работа

На тему: Регулирование речного стока

Выполнил: ст. гр. ГТС-1-09

Байгазаков К. К.

Проверил: Муканов Т. А

Бишкек 2012г.

Содержание

Введение

1. Характеристики водности рек

2. Исходные данные

2.1 Река Обь

3. Расчеты испарения

3.1 Определение испарения с малого водоема при отсутствии данных наблюдений

4. Расчёт годового стока

4.1 Посторенние кривой связи уровней и расходов

4.2 Построение кривой обеспеченности среднегодовых расходов

4.3 Построение кривой обеспеченности среднегодовых расходов эмпирическая

4.4 Построение кривой обеспеченности среднегодовых расходов теоретическая

4.5 Построение кривой обеспеченности в случае отсутствия ряда наблюдений

4.6 Определение минимальных расходов заданной обеспеченности

5. Уравнение регрессии

5.1 Расчёт внутригодового распределения стока методом реального года

5.2 Определение расчётных максимальных расходов при наличии ряда наблюдений

6. Определение мертвого объема водохранилища

7. Определения вида регулирования стока и объема водохранилища

8. Построение интегральных кривых стока и потребления, определения по этим кривым полезного объема водохранилища

8.1 Лучевой масштаб

9. Объем взвешиваемых наносов

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Значение гидрологии, гидрометрии и регулирования стока определяется главными задачами водного хозяйства как отрасли науки и техники, охватывающей учет, изучение, использование, охрану водных ресурсов, а также борьбу с вредным действием вод.

Гидрология - это наука, изучающая гидросферу, включая океаны и моря, реки, озера, болота, почвенные и грунтовые воды, снег и ледники, влагу атмосферы, а также ее свойства и протекающие в ней процессы и явления во взаимосвязи с атмосферой, литосферой (земной корой) и биосферой.

Вода - основная среда, обеспечивающая обмен веществ и развитие организмов. С древнейших времен жизнь человека и развитие культуры связаны с водой. Она широко используется в промышленности, энергетике, сельском и рыбном хозяйстве, в медицине и т.д. Вода - объект изучения физики, химии, механики и других наук.

Гидрология тесно связана с метеорологией - наукой об атмосфере и происходящих в ней процессах, и в первую очередь с той ее частью, которая исследует влагооборот и испарение с поверхности воды. Взаимосвязь гидросферы с литосферой наиболее отчетливо проявляется в процессах формирования земной поверхности под влиянием деятельности воды. В свою очередь, рельеф земной поверхности оказывает существенное влияние на образование водных потоков. Поэтому гидрология имеет много общего с геоморфологией - наукой, изучающей закономерности возникновения и развития форм земной поверхности.

Раздел гидрологии, изучающий поверхностные воды, называется гидрологией суши или континентальной гидрологией. Раздел гидрологии по изучению воды океанов и морей называют гидрологией океанов и морей или океанологией.

Гидрология грунтовых (подземных) вод называется гидрогеологией. В гидрологию входят те разделы гидрогеологии, которые изучают взаимодействие поверхностных и подземных вод, питание рек грунтовыми водами и др. Разделы гидрогеологии, изучающие способы поиска и добычи грунтовых вод, их взаимодействие с горными породами, относят к геологии.

Различают гидрологию рек (речная гидрология, или потамология), озер (лимнология), болот (тельматология), водохранилищ, ледников (гляциология). Речная гидрология и речная гидравлика, изучающие движение воды в речных руслах и их формирование, дополняют друг друга. Речную гидравлику можно рассматривать как раздел гидрологии суши и как раздел гидравлики.

Гидрология, занимающаяся решение различных инженерных задач (в гидротехнике, гидромелиорации, гидроэнергетике, водоснабжении, строительстве ГТС и мостов, автомобильных и железнодорожных дорог и т.д.) называется инженерной.

В результате широкого применения в гидрологии теории вероятностных процессов сформировалась стохастическая гидрология.

Гидрометрия - это наука о методах и средствах определения величин, характеризующих движение и состояние жидкости и режим водных объектов. В задачу гидрометрии входят определения: уровней, глубин, рельефа дна и свободной поверхности потока; напоров и давлений; скоростей и направлений течения жидкости, пульсаций скоростей и давлений; параметров волн; гидравлических уклонов; расходов жидкости; мутности потока; расходов наносов и пульпы; элементов термического и ледового режимов потоков.

Регулирование речного стока - это наука о перераспределении (увеличение или уменьшение) во времени объемов речного стока в замыкающем створе реки по сравнению с ходом поступления воды на поверхность водосбора.

1. Характеристики водности рек

Цель занятия - изучить и определить основные характеристики речного бассейна, связанные с ее гидрологическим режимом.

Задачи:

· освоить основные понятия гидрологических характеристик бассейна реки;

· изучить основные характеристики, отображающие водный режим реки.

2. Исходные данные

· река и пункт наблюдений (р. Обь - с. Белогорье);

· площадь водосбора (F=2 990 000 км2);

· расход воды (Q0=11325 м3/с);

· высота годового слоя осадков (x=405 мм).

Требуется: вычислить модуль стока (q, л/с•км2); определить высоту слоя стока (y, мм); рассчитать объем годового стока (W, км3); найти коэффициент стока (з).

Порядок выполнения работы:

2.1 Река Обь

Река Обь- в Западной Сибири. Река образуется на Алтае слиянием рек Бии и Катуни -- длина Оби от их слияния составляет 3 650 км, а от истока Иртыша -- 5 410 км. Обь с Иртышом -- самая протяжённая река в России и вторая по протяжённости в Азии. На севере река впадает в Карское море, образуя залив (около 800 км длиной), который носит название Обская губа.

История и этимология

Ненцы, обитающие в низовьях реки, называли её Саля-ям, что означает «мысовая река». Ханты и манси дали ей название Ас -- «большая река», селькупы звали реку Квай, Еме, Куай. Эти названия означали -- «крупная река». Русские впервые увидели реку в её низовье, когда охотники и купцы вместе с проводниками-зырянами ходили за Уральские горы. И до завоевания Ермаком Сибири край вокруг Оби назывался Обдорским.

Ещё в 1187 году, задолго до Ермака, нижняя Обь входила в «волости подданные» Великого Новгорода, а после его падения перешла к московским князьям, которые с 1502 года стали добавлять к своим титулам слова «Обдорские и Югорские».Есть версия, что название реки произошло от языка коми, что означало «снег», «снежный сугроб», «место у снега».

Существует также предположение, что название реки -- иранского происхождения, от *ап «вода». Такое название полноводной реке вполне могли дать степные ираноязычные народы, жившие на юге Западной Сибири в период с раннебронзового века по средневековье.

Есть и версия о том, что слово «Обь» происходит от русского «обе», то есть «обе реки» -- «обь», имея в виду две реки -- Катунь и Бию, слившиеся в Обь. См. также легенду о реках Катунь и Бия.

Течение

По характеру речной сети, условиям питания и формирования водного режима Обь делится на 3 участка: верхний (до устья Томи), средний (до устья Иртыша) и нижний (до Обской губы).

По сути, Обь является продолжением реки Катунь, но Обью она называется только после слияния Катуни с Бией, то есть после города Бийска. В начале Обь заметно петляет, и её течение периодически изменяется в разном направлении -- либо на север, либо на запад. Протекает в Алтайском крае через Барнаул, затем некоторое время разделяет Алтайский край и Новосибирскую область. Протекает через Новосибирскую область, в частности через Новосибирск. Севернее, в Томской области сливается с Томью, а затем с Чулымом, после чего несколько сворачивает на запад и возле города Колпашево сливается с рекой Кеть и идёт через город Стрежевой. ВХанты-Мансийском автономном округе Обь протекает через Нижневартовск, Сургут, Нефтеюганск, и некоторые другие города. После Ханты-Мансийска Обь поворачивает на север, при этом у неё с этого участка начинается дельта, далее, в Ямало-Ненецком автономном округе Обь протекает через Салехард и Лабытнанги. После этого места она заметно расширяется и впадает в Обскую губу Карского моря.

Водный режим

Питание реки преимущественно снеговое. За период весенне-летнего половодья река приносит основную часть годового стока. В верхнем течении половодье -- с начала апреля, в среднем -- со второй половины апреля, а в нижнем -- с конца апреля -- начала мая. Подъём уровней начинается ещё при ледоставе; при вскрытии реки в результате заторов -- интенсивные кратковременные подъёмы уровней. Из-за этого у некоторых притоков возможно обращение направления течения. В верхнем течении половодье заканчивается в июле, летняя межень неустойчива, в сентябре -- октябре дождевой паводок. В среднем и нижнем течении спад половодья с наслаивающимися дождевыми паводками продолжается до ледостава.

Бассейн

Площадь бассейна Оби составляет 2990 тыс. км?. По этому показателю река занимает первое место в России. Обь также является третьей по водоносности рекой России (после Енисея и Лены).

В южной части Оби находится Новосибирское водохранилище, образованное дамбой Новосибирской ГЭС. Плотина сооружалась с 1950 по 1961 годы; при создании водохранилища было затоплено много деревень и основная часть города Бердска. Обское море (как его называют местные жители) служит местом отдыха многим новосибирцам, на его берегах расположены многочисленные базы отдыха и санатории. Сюда приезжают туристы и из соседних регионов.

В конце XIX века был построен Обь-Енисейский канал, соединивший Обь с Енисеем. В настоящее время он не используется и заброшен.

Притоки

Основным притоком реки является Иртыш. Длина от его истока на границе Монголии и Китая до впадения слева в Обь равняется 4 248 км, что превышает длину самой Оби. Площадь бассейна составляет 1 643 тыс. км?, а средний расход воды в устье -- 3 000 м?/с.

Другие значимые притоки:

· левые -- Песчаная, Ануй, Чарыш, Алей, Барнаулка, Касмала, Шегарка, Чая, Парабель, Васюган, Большой Юган, Северная Сосьва, Щучья,Сыня;

· правые -- Чумыш, Бердь, Иня, Томь, Чулым, Кеть, Тым, Киевский Ёган, Вах, ВатинскийЕган, Тромъеган, Пим, Лямин, Казым, Полуй.

Животный мир

В водах Оби и Обской губы обитает около 50 видов и подвидов рыб, половина из них имеет промышленную ценность. Наиболее ценные виды: осётр, стерлядь, нельма, муксун, чир, тугун, сиг, пелядь.Объектами промысла являются в основном частиковые -- судак, щука, язь, налим, лещ, елец, плотва, карась, окунь.

Города на Оби

· Набережная Оби в Нижневартовске

· Бийск (юго-западная часть)

· Барнаул

· Новоалтайск

· Камень-на-Оби

· Новосибирск

· Колпашево

· Нижневартовск

· Сургут

· Нефтеюганск

· Мегион

· Салехард

· Лабытнанги

· Стрежевой

· Лангепас (напротокеКаюковская)

Основные порты и пристани Обь-Иртышского бассейна: Бийский речной порт, Барнаульский речной порт, Новосибирск, Томск, Самусь, Нижневартовск, Сургут, Лабытнанги, Павлодар, Омск, Тобольск, Тюмень, Ханты-Мансийск.

Мосты

По направлению от устья к истоку:

· Мост через Обь в Барнауле

· Сургутский мост (Сургут, ХМАО);

· железнодорожный мост Сургут;

· Шегарский мост (близ села Мельниково, Томская область);

· мост «Северного обхода» Новосибирска (2008)[3];

· Димитровский мост в Новосибирске;

· железнодорожный мост Транссиба (Новосибирск);

· Коммунальный мост (Новосибирск) (Октябрьский);

· Метромост в Новосибирске;

· Строящийся Оловозаводской мост в Новосибирске;

· Комсомольский железнодорожный мост в Новосибирске;

· Мост через шлюз Новосибирской ГЭС;

· железнодорожный мост в Камне-на-Оби Алтайского края;

· Коммунальный мост (авто, ж.д.) в Барнауле;

· Новый мост в Барнауле.

Климат

Климат резко континентальный. Средние температуры января от -16 °С до -20 °С, июля от +18 °С до +20 °С. Вегетационный период от 144-148 дней на севере до 158-163 на юге. Растительность отличается разнообразием и выраженной зональностью распределения. Леса занимают 26 % общей площади. Среди наиболее распространенных пород: пихта, ель, сосна, кедр с примесью березы, осины и изредка лиственницы. На Барабинской низменности преобладают березово-осинные колки. На территории области произрастает около 400 видов растений, используемых в народной и официальной медицине и в пищевой промышленности. На севере в лесных районах обитают медведь, северный олень, лось, рысь, косуля, росомаха, выдра, речной бобр. Основу пушного промысла составляют белка, колонок, горностай. Из птиц -- глухарь, рябчик. В лесостепной зоне обитают: волк, лисица-корсак, горностай, ласка, тушканчик, заяц-беляк, заяц-русак; в озерах Барабы -- ондатра, водяная крыса.

Модуль стока

Слой стока

Объём стока:

Коэффициент стока:

Выводы

В 2 варианте дана р. Обь в пункте наблюдения Белогорья. Имея данные: площадь водосбора - 2 990 000 км2, расход воды - 11325 м3/сек, высота годового слоя осадков - 405 мм, мы получили следующие характеристики водности рек:

· модуль стока - 3,79 л/с•км2;

· высота слоя стока - 119 мм;

· объем годового стока - 355,81 м3;

· коэффициент стока - 0,29.

Последний показатель отражает, в районе с какой влажностью находится пункт наблюдения, в данном случае с. Белогорья. Исходя из полученных данных можно сказать, что район относится к засушливым, так как в таких районах коэффициент стока уменьшается до нуля, а в районах избыточного увлажнения возрастает до 0,7. В данном случае =0,29.

3. Расчеты испарения

Цель - рассчитать испарение с поверхности воды и с поверхности суши различными методами.

Задача - определить испарение:

1) с малого водоема при отсутствии данных наблюдений.

2) с суши с помощью карты изолиний испарения.

3) с суши по уравнению связи водного и теплового балансов.

3.1 Определение испарения с малого водоема при отсутствии данных наблюдений

Требуется: вычислить среднемноголетнее испарение.

Порядок выполнения.

Среднемноголетнее испарение с малых водоемов, расположенных в равнинных условиях определяют по выражению:

W= Ep*

где, - площадь водохранилища;

Ep=Zb-Zc - слой дополнительного испарения, возникающий после создания водохранилища

Для расчета принимаем Ep каждого месяца. Слой испарения за год - 0.6м, необходимо распределить его по месяцам. Испарения будут только с апреля по ноябрь.

Среднемноголетнее испарение с бассейна площадью 11325 находят на карте изолиний. Так, для Муры W4 = 7380м3.

Ширина реки - расстояние между геодезическим прибором и урезом левого берега вычесть расстояние между геодезическим прибором и урезом правого берега:

В = 40 км

Средняя скорость реки:

V= 0,33 м/с

Средняя глубина реки:

h = 8 м

Выводы: из работы видно, что:

· расход воды на реке (Q0) равен 11325 м3/сек;

· ширина реки (В) - 40 м.;

· средняя глубина () - 8 м.;

· средняя скорость течения () - 0,33 м/сек.

4. Расчёт годового стока

4.1 Посторенние кривой связи уровней и расходов

Кривую Q = f(H) строим по приведенным в таблице данным на основании измерений уровней и расходов в заданном створе. Графическое изображение кривой приведено на графике 1.

Средние расходы воды, м3/c
Годы	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	Средний,
1972	4620	3800	3240	4090	18900	27200	25400	17200	10200	9930	5790	5530	11300
1973	4960	3900	4090	5900	20700	26800	26600	20500	10200	9910	6590	6340	12300
1974	4960	3390	3530	4920	23800	30000	21100	9090	8060	6950	5110	4580	10500
1975	3770	3390	3110	4410	18900	25000	25300	20100	10700	89980	5270	5020	11200

Гидрограф

4.2 Построение кривой обеспеченности среднегодовых расходов

Для построения кривой обеспеченности среднегодовых ресурсов, необходимо иметь понятие нормы стока.

Норма стока - очень важная гидрологическая характеристика, которую обязательно определяют при проектировании гидротехнических станций, водохранилищ, водоснабжения и другое. Обуславливаемая устойчивостью средних многолетних величин осадков и испарения норма стока устойчива и определяема по наблюдениям за некоторый прошедший период.

Она распространяется на будущий период эксплуатации проектируемых гидротехнических сооружений. Если под влиянием каких-либо причин физико-географические условия целого района или расстраиваемого бассейна существенно изменяются, то в норму стока вносят поправки, учитывающие эти изменения.

При расчётах нормы стока встречаются следующие три случая:

· достаточно продолжительный период наблюдений ( многолетний период);

· период наблюдений ограничен;

· полное отсутствие наблюдений за стоком.

В данном случае норма стока при наличии ряда наблюдений определяется как среднеарифметическая величина:

Q =

Q0 - среднее арифметическое значение годовых значений стока (1952-1962гг.);

n - Число месяцев наблюдений ( рассматривается средние расходы за одиннадцать лет);

Qi - годовой сток.

Наиболее удобно строить сокращение кривых в относительных величинах, в модульных коэффициентах:

K=Q i / Q0

Для построения такой кривой последовательно суммируют отклонения модульных коэффициентов от среднего значения K, равного единице, определяют ,Т. 3.

Решить вопрос о достаточности ряда наблюдений поможет график хода . Ряд наблюдений считается достаточным, если он охватывает два или несколько мелководных или многоводных периодов и разность между конечными и начальными ординатами кривой стока близка к нулю, следовательно выполняется равенство



0.23 -(- 0,04) = 0.19

Если эта разность больше нуля, то период считается многоводным. В нашем случае, когда разность меньше нуля, период является маловодным. Если рая наблюдений ограничен. Его следует продлить по уравнению регрессии, связывающему расход рек рассматриваемой и аналога. Затем определяют Q 0 как среднее из продлённого ряда.

Q 0 = 11325

Q max = 131

Q min = 61

Обеспеченности среднегодовых расходов на период с 1972-1975гг:

годы	Q i	K i = Q i /Q 0	K i - 1		m
1972	11300	1,98	0,98	0,98	1
1973	12300	1,08	0,08	0,9	2
1974	10500	0,93	0,07	0,83	3
1975	11200	0,99	0,01	0,82	4

Кривая обеспеченности среднегодовых расходов:

4.3 Построение кривой обеспеченности среднегодовых расходов

Эмпирическая

Все расчёты по определению параметров кривой обеспеченности среднегодовых расходов сводим в таблицу 4.

годы	Qi	m	Qуб.	Ki=Qi/Q0	Ki - 1	(Ki - 1)2	P%=
1972	11300	1	12300	1,98	0,98	0,9604	0,5
1973	12300	2	11300	1,08	0,08	0,81	0,71
1974	10500	3	11200	0,93	0,07	0,6889	0,79
1975	11200	4	10500	0,99	0,01	0,6724	0,84

Значение процентной обеспеченности P% определяется по формуле:

P%=

где, m -порядковый номер членов ряда;

n - число членов ряда.

В нашем случае m = n =11, Q0= 11325м3/с

По значениям P% и Qуб строится Эмпирическая кривая обеспеченности среднегодового расхода.



4.4 Построение кривой обеспеченности среднегодовых расходов

Теоретическая

Для построения теоретической кривой обеспеченности определяем коэффициенты вариации и ассиметрии. Коэффициент вариации C v определяется по формуле:

C v =; C v = = 0,78

Коэффициент ассиметрии можно определить по формуле:

C s =

Эта формула применима в том случае, когда ряд наблюдений ведётся в течение 70 лет и более.

Но в нашем случае рассматривается период с 1952-1962 гг. (пятилетка), следовательно, нам приемлема следующая формула

C s = 2Cv; Cs = 20,78 =1,56

4.5 Построение кривой обеспеченности в случае отсутствия ряда наблюдений

Основные параметры кривой обеспеченности среднегодовых расходов определяются следующим образом:

· по картам линий для центра тяжести водосбросного бассейна определяются модули многолетнего стока;

· определяется средний многолетний расход;

Q0 =

· коэффициент вариации снимаем с карт

C v ===0,78

· коэффициент ассиметрии определятся по зависимости:

Cs =2C v - 0,4=2?0,78 - 0,4= 1,16

· Расход воды

·

Q р = K р Q0

Kр - модульный коэффициент, который снимают из таблицы Фостера - Рыбкина

Q р =Q0 (1+Ф Cv )

Ф - коэффициент, определяемый по таблице Фостера - Рыбкина, в которой приведены отклонения ординат кривой обеспеченности от среднего значения, при Cv =0.

Q0 - среднее значение расхода Q0 = 11325 м3/с

P%	Kp	Qp
0.001	2.09	23669,25
0.01	1.92	21744
0.05	1.79	19479
0.1	1.73	19592,25
1	1.52	17214
3	1.41	15968,25
5	1,35	15288,75
10	1,26	14269,5
25	1,13	12797,25
50	0,99	11211,75

4.6 Определение минимальных расходов заданной обеспеченности

Минимальный сток, а следовательно минимальные расходы наблюдаются в летний период, когда реки питаются в основном за счёт грунтовых вод. Минимальные расходы воды в реках, заданной обеспеченности, вычисляются для зимнего и летнего сезонов. И используются в расчётах для определения возможности отбора воды на различные хозяйственные нужды, в условиях естественного режима стока реки.

Для назначения санитарных расходов, необходимых для разбавления производственных и бытовых стоков, прошедших очистку при их отводе в реку, для поддержания живого стока воды при его зарегулировании, а так же снабжении водой нижерасположенных водоразборных устройств.

Минимальные расходы и минимальный сток бывают летние и зимние. Поэтому для определения минимального расхода по гидрографу, описанию бассейна заданной реки и реки аналога, прежде всего устанавливают такой минимум, меньший летний или зимний.

Модуль стока 80% обеспеченности определяется по картам приложения № 11 и № 12 к СН-435-72.Расход Q80 =M80F.Переход к расходу другой обеспеченности приводится с учётом коэффициента перехода p, принимаемого по таблице приложения СН-435-72 или с использованием еого значения реки аналога.

P%	90	95	97	99
p	0.9	0.7	0.6	0.4
Kp	0.75	0.70	0.66	0.59
Qp ( м/с3)	11211,75	7927,5	7474,5	6681,75
Wp=Qp?T	141380,167*107	99965,775*107	94253,445*107	84256,237*107

5. Уравнение регрессии

Когда имеется ограниченный ряд наблюдений, его необходимо продлить. Для продления ряда, подбирается река - аналог. Для исследуемой реки Нарын - город Нарын , такой рекой является река устье река Кокирим.

Сравниваем колебания стока реки наблюдений с рекой - аналогом с помощью кривых стока. Ряд считается достаточным. если кривые синхронны и по графику наблюдений за рекой - аналогом вышло не менее двух циклов. Далее строят график связи Qp = f(Qp), при удачно подобранном аналоге все точки будут лежать на одной прямой. Если же они лежат не на одной прямой, то необходимо провести осреднённую прямую, по которой можно определить расход реки наблядаемой и реки - аналога, за отсутствующие года. Степень связанности точек характеризуется коэффициентом r, если:

· r - связь прямолинейная

· 0,4<r<0,75 - связь ориентированная

· r<0,4 - связь нельзя использовать

В нашем случае, для реки Нарын - город Нарын по данным, полученным после вычислений. Разница средних значений модулей стока реки наблюдаемой и аналога составляет:

· следовательно, так как 10 связь прямолинейная

После этого можно продлить ряд наблюдений с помощью уравнения регрессии

Таким образом, уравнение регрессии можно записать в виде:

y- расход наблюдаемой реки;

x- расход реки-аналога;

b=-ax0 + y0

	Yi	Xi
1972	11300	13800
1973	12300	15700
1974	10500	12800
1975	11200	14000

После этого можно продлить ряд наблюдений с помощью уравнения регрессии:

Y - расход наблюдаемой реки;

X - расход реки-аналога

===0.9

==1206,92

= = 741,62

=

Таким образом, уравнение регрессии можно записать в виде:

R=

b=-a*x0 + y0 =6*14000+11300=95300

=a

=6*11300+95300 =163100 =6*11300-95300 =-27500

=6*12300+95300 =169100 =6*12300-95300 =-21500

=6*10500+95300 =158300 =6*10500-95300 =-32300

=6*11200+95300 =162500 =6*11200-95300 =-28100

Qa	Уi=aXi+b	Уi=aXi-b
11300	163100	-27500
12300	169100	-21500
10500	158300	-32300
11200	162500	-28100



Исходя из полученных данных, составляем таблицу и продлеваем ряд аналога:

5.1 Расчёт внутригодового распределения стока методом реального года

Для заданного створа по справочнику « ресурсы поверхностных вод СССР» подбираем три года, с водностью, близкой к обеспеченности 97%.

	Qi 1974	Qi 1972	Qi 1973	Ki 1974	Ki 1972	Ki 1973	Qмр1974	Qмр1972	Qмр1973
I	4960	4620	4960	0,4724	0,4088	0,4032	2343,10	1888,66	1999,87
II	3900	3800	4610	0,3714	0,3363	0,3748	1448,46	1277,94	1727,83
III	3530	3240	4090	0,3362	0,2867	0,3325	1186,75	928,91	1359,92
IV	4920	4090	5800	0,4686	0,3619	0,4715	2305,51	1480,17	2734,7
V	23800	18900	20700	2,2667	1,6726	1,6829	53947,46	31612,14	34836,03
VI	30000	27200	26800	2,8571	2,4071	2,1789	85713	65473,12	58394,52
VII	21100	25400	26600	2,0095	2,2478	2,1626	42400,45	57094,12	57525,16
VIII	9090	17200	20500	0,8657	1,5221	1,6667	7869,21	26180,12	34167,35
IX	8060	10200	10200	0,7676	0,9026	0,8293	6186,86	9206,52	8458,86
X	6950	9930	9910	0,6619	0,8788	0,8057	4600,20	8726,48	7984,49
XI	5110	5790	6590	0,4867	0,5124	0,5358	2487,04	2966,79	3530,92
XII	4580	5530	6340	0,4362	0,4894	0,5154	1997,89	2706,38	3267,64
Qо	10500	11300	12300

Для реки Алей расход Q97% снимаем с теоретической кривой обеспеченности. Три года берём такие которые имеют самые минимальные расходы:

1974 год - маловодный

1972 год - средний

1973 год - многоводный.

где t=25,92 сек

Qм.р= Ki Qi

Из данных таблицы подбираем год из трёх лет с наиболее благоприятным распределением стока в лимитирующий период и сезон, таким годом является 1958. Решение вопроса о неблагоприятности лимитирующего сезона осуществляется после определения модульных коэффициентов каждого из месяцев для всех трёх лет, затем их сравниваем.

месяц	Qмр	Wi = Qt
IV	1480,17	106012,8	1060,128
V	31612,14	489888	4898,88
VI	65473,12	705024	7050,24
VII	57094,12	658368	6583,68
VIII	26180,12	445824	4458,24
IX	9206,52	264384	2643,84
X	8726,48	257385,6	2573,856
XI	2666,79	150076,8	1500,768
XII	2706,38	143337,6	1433,376
I	1888,66	119750,4	1197,504
II	1277,94	98496	984,96
III	928,91	83980,8	839,808

5.2 Определение расчётных максимальных расходов при наличии ряда наблюдений

Одной из наиболее серьёзных задач при проектировании ГТС является установление величины расчётного максимального расхода. Это может привести к неоправданным затратам на строительство сооружений и что ещё более серьёзно, это разрушение сооружений. При установлении максимальных расходов воды необходимо обращать внимание на их происхождение. По происхождению, максимальные расходы воды подразделяются на:

а) половодные

б) дождевые

в) смешанные

Половодные расходы возникают вследствие таяния снега. За расчётные следует принимать максимальные расходы воды того происхождения, при котором создаются наиболее неблагоприятные условия работы сооружения. Расчёт максимальных расходов воды производят на основе ряда расходов(половодных, дождевых), составляющих в результате обработки гидрометрических данных за определённый период наблюдений. Расчёт максимальных расходов при наличии ряда наблюдений проводится так же, как и при среднегодовых расходах. Эмпирическую кривую строят по данным таблицы.

Qmax	P%=	Ki=Qi/Q0	Ki - 1	(Ki - 1)2
m	nубыв
1	4	264,28	1,98	0,98	0,9604
2	3	112,5	1,08	0,08	0,0064
3	2	50	0,93	0,07	0,0049
4	1	15,91	0,99	0,01	0,0001

Для построения теоретической кривой обеспеченности, определяем значения коэффициента вариации и ассиметрии. Коэффициент вариации определяем по формуле:

Задаёмся соотношением Cs=3Cv и по таблице Фостера-Рыбкина определяем Кр (коэффициент вариации).

Cs= 3Cv= 30,5 = 1,5

P%	0,01	0,1	1	5	10	25
Kp	1,92	1,73	1,52	1,35	1,26	1,13
Qp	21744	19592,25	17214	15288,75	14269,5	12797,25

По данным таблицы строим кривую обеспеченности:

6. Определение мертвого объема водохранилища

Водохранилища, предназначена для орошения земель или коммунального и промышленного водоснабжение, иногда сооружают на реках, транспортирующих большое количество наносов, в горных или предгорных районах на временных или малых водотоков. Решающим условием для нахождения мёртвого объема водохранилища является заиления.

Для того чтобы весь комплекс сооружений по регулированию стока работал в нормальных условиях и в течении продолжительного времени, необходимо запас ёмкости достаточной для аккумулирования наносов без уменьшения полезного объема. Этот запас емкость постоянно сокращается, уменьшая регулирующие значения водохранилища, а следовательно и отдачу.

Итак определяем мертвый объем водохранилища из условий его заиления т. е. за мертвый объем принимается объем по заиления за счет взвешенных (Wвзв) и данных (Wдон) наносов.

Wаналог = Wвзв+ Wдан

=

с= 600 г/м3 = 6,0 н/м3

Wо - норма годового стока

Т - срок службы водохранилища в годах.Т=50лет

- объемный вес взвешенных наносов =12000 H/м3

Wдон =

- объемный вес данных наносов, который принимается в пределах 1,51,8*104Н/м3

Берем срок службы водохранилища T=50л =1,2*106 Н/м3 =600

7. Определения вида регулирования стока и объема водохранилища

1) Расчетный расход на потребление

qптр=0.5*Q0 м3/с

2) Определен объем притока и потребления в каждом месяце:

?Qi * t = 11300*2.592*106= 29289.6*106 м3/с

?=12300*2.592*=31881,6*

?=10500*2.592*

.

1.

2. ?

3. ?

t - число сек. в месяце

1) Находим недостатки и избытки притока до потребления

2) За основу принимается оставшийся на конец года на мертвый объем.

=31881.6*

=688.7*

=

*

За счет начинаем вести с конца года. Прибавив недостатки до потребления, во втором месяце к мертвому объему, получим объем в начале второго месяца. Далее, при суммирование с шагам назад все недостатки до потребления, приходим к объему водохранилища, но без учета потерь. Не обходимо найти потери.

- площадь водохранилища, которую мы снимаем с графика зависимости

- по значению - и заносим в таблицу.

8. Построение интегральных кривых стока и потребления, определения по этим кривым полезного объема водохранилища

Интегральные кривые стока и потребление воды из водохранилища строится в обычных или косоугольных координатах, также строится лучевой масштаб. По одной из кривых определяем величину полезного объема водохранилища (без учета потерь).

8.1 Лучевой масштаб

Для построения лучевого масштаба находим амплитуду «А» как разность максимального и минимального расходов для неблагоприятного года.

А=Qmax - Qmin=12300-10500=1800 м3/с

Амплитуду разбиваем на равные расходы и находим объем:

Wi = Qi * T=12300*7,776* м3

Где Т - число секунд за три месяца

Т =7,776 * 106 сек.

Строим график - интегральную кривую стока Wi =

Через точку перегиба кривой проводим прямую, параллельную интегральную кривую. Находим расход на потребление по формуле:

qптр = 0,5 * Q0=0,5*11325=5662,5 м3/с

qптр = 0,5 * Qmax=0,5*12300=6150 м3/с

qптр = 6340*2,592*106=16433,28*106 м3/с

где, qптр - расход потребления.

1) ?Q* qптр= 4960*2,592*106= 5080,32*106 м3/с

2) ?Q* qптр= 4610*2,592*106= 11949,12*106 м3/с

3) ?Q* qптр= 4090*2,592*106= 10601,28*106 м3/с

4) ?Q* qптр= 5800*2,592*106=15033,6*106 м3/с

5) ?Q* qптр= 20700*2,592*106= 53654,4*106 м3/с

6) ?Q* qптр= 26800*2,592*106= 69465,6*106 м3/с

7) ?Q* qптр= 26600*2,592*106= 68947,2*106 м3/с

8) ?Q* qптр= 20500*2,592*106= 53136*106 м3/с

9) ?Q* qптр= 10200*2,592*106= 26438,4*106 м3/с

10) ?Q* qптр= 9910*2,592*106=25686,72*106 м3/с

11) ?Q* qптр= 6590*2,592*106= 17081,28*106 м3/с

12) ?Q* qптр= 6340*2,592*106= 16433,28*106 м3/с

?Q=Q1+Q2+Q3……..Q12

?Q=5080,32+11949,12+10601,28+15033,6+53654,4+69465,6+68947,2+53136+26438,4+25686,72+17081,28+16433,28=373507,2*106 м3/с

W0=Qmax*t

W0=12300*2,592*106=31881,6*106

9. Объем взвешиваемых наносов

Wвзв==

Wдон==

Wнанос= 688,7*108+0,002253*108= 688,702253*1016

Заключение

Из первой выполненной работы имея данные: площадь водосбора - 2 990 000 км2, расход воды - 11325 м3/сек, высота годового слоя осадков - 405 мм, мы получили следующие характеристики водности рек:

· модуль стока - 2,61 л/с•км2;

· объем годового стока - 0,77 м3;

· коэффициент стока - 0,203.

Последний показатель отражает, в районе с какой влажностью находится пункт наблюдения, в данном случае с. Ирба.

Во второй работе данные расчеты испарения приобретают важное значение в связи с оценкой водного баланса. В результате расчетов получено:

· среднемноголетнее испарение с поверхности воды 7380м3;

Из третьей работы видно, что:

· расход воды на реке равен 11325 м3/сек;

· ширина реки - 40 м.;

· средняя глубина - 8 м.;

· средняя скорость течения - 0,58 м/сек;

В четвертой работе используя данные значения, мы построили эмпирическую кривую обеспеченности, а также аналитические кривые обеспеченности при гамма-распределении среднегодовых расходов воды.

Нашли расход воды при 50- и 99-процентной обеспеченности гамма распределения:

Qр = 11211,75 м3/сек; Qр= 6681,75 м3/сек.

расчёт годовой сток река обь

Список использованной литературы

1. Гидрология, гидрометрия и регулирование стока: Учебники и учебные пособия для высших сельскохозяйственных учебных заведений/ Г.В. Железняков, Т.А. Неговская, Е.Е. Овчаров. - М. «Колос», 1984.

2. Практикум по гидрологии, гидрометрии и регулированию стока: Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений/ под редакцией Е.Е. Овчарова. - М. ВО «Агропромиздат», 1988.

3. Статистика с применением Exsel: Учебное пособие./ Под ред. Я.М. Иваньо, А.Ф Зверева. - Иркутск, 2006. - 137 с.

Размещено на Allbest.ru