Гидрологические и водохозяйственные расчеты по курсу «Гидрология и гидрометрия"

Министерство  Образования Республики Беларусь

Белорусский Национальный Технический  Университет

Кафедра «Гидравлика»

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

Тема: «Гидрологические и  водохозяйственные расчеты

по курсу «Гидрология  и гидрометрия»  в створе г.Могилев

реки Днепр »

 

 

 

 

 

 

                                                             Выполнил: ст.гр.110128

                                             Соломко Н.И.

                                       Проверил:

                                              Юхновец В.Н.

 

 

 

 

 

 

 

Минск, 2010

СОДЕРЖАНИЕ

1. Краткая характеристика природных условий бассейна реки и района гидротехнического  строительства 

1.2  Характеристика водосбора 

1.3 Долина и русло реки 

2. Определение расчетных гидрологических 

характеристик стока 

2.1. Годовой сток разной обеспеченности 

2.2. Расчет внутригодового распределения стока 

2.3. Расчет максимального расхода талых вод 

2.4.Расчет максимального расхода дождевых паводков 

2.5.Расчет и построение гидрографа весеннего половодья 

2.6.Расчет минимальных расходов воды 

2.7.Определение стока взвешенных наносов 

   2.8.Ледовый режим реки……………………………………………………………….

3. Расчет водохранилища 

3.1. Расчет и построение кривых морфометрических 

характеристик водохранилища 

3.2 Установление объемов притока и потребления воды 

3.3 Расчет сезонного регулирования вез учета потерь воды 

3.4 Установление мертвого объема 

3.5. Расчет сезонного регулирования стока с учетом потерь воды 

на испарение, фильтрацию, льдообразование 

   3.5.1. Дополнительное испарение 

   3.5.2. Потери воды на фильтрацию 

   3.5.3. Потери воды на образование льда 

   3.5.4. Расчет сезонного регулирования стока 

табличным методом с учетом потерь воды 

4.Определение расчетного расхода 

воды для проектирования водосборных сооружений 

Заключение 

Литература 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Краткая характеристика природных условий бассейна реки и района гидротехнического строительства

 

1.1.Расположение реки Днепр

 

 Река Днепр начинает свой путь в России, далее через Белоруссию, Украину и впадает в Черное море. Река Днепр протекает по территории трех стран Восточной Европы – Российской Федерации, Республики Беларусь и Украины. Днепр берет начало в северной части Валдайской возвышенности в Смоленской области России, возле села Бочарово Сычевского района, недалеко от озера Гавриловское, а впадает в Днепровский лиман Черного моря, в Украине.

   В верховьях, до Дорогобужа, Днепр – небольшая река, протекающая в низких луговых берегах, далее берега повышаются, крутые яры переходят то на левый берег, то на правый, имеется много перекатов бродов, попадаются глубокие омуты.

   Ниже Могилева пойма реки расширяется, берега носят луговой характер; в районе Киева правый берег становится крутым, а левый остается низменным.

   В низовьях русло реки разбивается на многочисленные рукава, образуя заболоченные участки-плавни.

   Самые большие притоки Днепра – это Припять, Десна, Березина, Сож, Тетерев, Ингулец, Сулла, Псел, Ворксла, Самара; всего – около 32 тыс. водостоков, из которых 89 рек длиной более 100 км.

   Выше Киева в Днепр впадает судоходная река Припять, связанная с Западным Бугом Днепро-Бугскиим каналом. Припять – самый большой приток Днепра, который почти удваивает количество воды в Днепре.

 

1.2.Характеристика водосбора

 Площадь водосбора  503360 км². Граничит на востоке с водосборами рек Дона и Волги, на севере – Западной Двины, на западе – Немане и Вислы, на юго-востоке – с водосборами рек бассейна Азовского моря.

Рельеф равнинно – холмистый. Наиболее возвышенная северная часть представляет собой сложную систему крупнохолмистых моренных возвышенностей (Оршанская, Минская), чередующихся со слабовогнутыми, часто заболоченными низинами и сильно расчлененными платообразными участками. Центральная часть, охватывающая водосборы рек Березины и Сожа, преимущественно равнинная, местами встречаются волнистые и мелкохолмистые участки донной морены. Южная часть водосбора связана с дюнно-бугристыми песчаными образованиями высотой 5-8 м и отдельными сильно размытыми моренными холмами, возвышенностями и грядами высотой до 10-60 м над окружающей местностью.

Покровные породы водосбора белорусской части представлены преимущественно ледниковыми и послеледниковыми отложениями. По своему механическому составу покровные породы представлены суглинками, супесями и песками.

Заболоченность водосбора увеличивается от истока к устью. Наиболее заболочены водосборы крупных притоков: Припяти – 60%, Березины – 24,3%. Меньшую заболоченность имеет Сож – 12%.

Озерность водосбора незначительная (менее 1%), в большинстве своем это небольшие озера, из искусственных водоемов наиболее значительные водохранилища: Заславское и Осиповичское (р.Свислочь), Солигорское (р.Случь) и Чигиринское (р.Друть).

Лесистость правобережной части водосбора значительно выше левобережной. Значительная часть территории (около 25%) занята лесными массивами, размещение их неравномерное. Большие лесные массивы имеются на водосборах правобережных притоков (р.Березина, р.Друть). Левобережье облесено значительно меньше. Леса здесь встречаются сравнительно небольшими участками, наибольшие из них сосредоточены в низовье Сожа.

Речная сеть.В речную систему Днепр на территории Беларуси входят семь крупных притоков. Основные из них: Друть, Добосна, Березина, Ведрич (справа), Сож (слева). Речная сеть наиболее развита в северной части района, в зоне избыточного увлажнения (лесная зона).

 

1.3Долина и русло реки

 

Долина реки хорошо разработана  и обладает широкой поймой, где  русло дробится на многочисленные рукава. По характеру долины и русла, а  также по ряду других признаков Днепр  принято делить на три участка: верхний - от истока до г. Киева, средний - от г. Киева  до г. Запорожья и нижний - от г. Запорожья  до устья.

Пойменная часть долины до г. Орши отсутствует и фактически представлена первой террасой. От г. Орши до г. Могилева ширина пойменной части 0,5 – 1,1 км, от г. Могилева до г. Речицы – 1 – 3 км. Пойменная часть долины изобилует староречьями, затонами, озерами, рукавами и другими речными образованиями.

Русло реки по своим размерам меняется в больших пределах. Река от г. Смоленска до г. Орши имеет сравнительно небольшую извилистость. В русле на отдельных участках имеются скопления валунов, образующие местные «порожки». Нередко в русле реки отсутствуют современные отложения и река омывает долмиты и доломитизированные известняки, образуя быстротоки и пороги. На остальной части белорусского участка порожистых мест не наблюдается. До впадения Сожа наблюдается много перекатов.

Берега реки глинистые, песчаные, на значительном протяжении заросшие кустарниковой растительностью. Правый берег высокий, часто переходит  в крутой, а местами в обрывистый берег долины. Левый берег почти  на всем протяжении пойменный, низкий, образован собственными отложениями  реки.

 

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ  РАСЧЕТНЫХ ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ

ХАРАКТЕРИСТИК СТОКА

 

2.1. Годовой сток  разной обеспеченности

Номер по кадастру: 139;

Географические координаты:

Д: 30⁰ 20′;

Ш: 53⁰50′;

Гидрологический  -район 5;

-подрайон а;

В качестве исходных данных у нас есть статистический ряд  расходов среднегодового стока в  виде модулей стока q, л/с∙км², количество членов статистического ряда n=26.

Находим среднее арифметическое значение ряда :

Затем находим модульный коэффициент K_i:

        Располагаем K_i в порядке убывания, находим обеспеченность

P = m/(n + 1)∙100.

Все данные сводим в таблицу  2.1

                                           Таблица 2.1

№	Расход q, м³/с	Ki	Р
1	7,25	1,647	3,703
2	5,74	1,577	7,400
3	5,62	1,478	11,100
4	4,20	1,340	14,800
5	4,85	1,340	18,518
6	3,88	1,230	22,200
7	5,36	1,070	25,925
8	5,40	1,049	29,629
9	4,85	1,040	33,330
10	5,31	0,960	37,037
11	5,56	0,947	40,740
12	3,77	0,930	44,440
13	3,11	0,907	48,148
14	5,62	0,907	51,850
15	2,75	0,890	55,535
16	4,71	0,873	59,259
17	2,01	0,846	62,960
18	4,65	0,839	66,666
19	6,21	0,826	70,370
20	4,86	0,826	74,070
21	4,78	0,805	77,777
22	3,10	0,770	81,480
23	4,13	0,760	85,185
24	11,7	0,757	88,888
25	8,75	0,757	92,593
26	11,2	0,680	96,300

 
         Для построения теоретической кривой распределения по данным таблицы 2.1 по значениям К и Р строим эмпирическую кривую на клетчатке вероятностей (на клетчатке вероятностей точки данной кривой обозначены •).

После того, как нашли  эмпирическую обеспеченность Р, на основе метода наибольшего правдоподобия  определяем C_v и C_s, по специальным номограммам определяются две статистики λ₂ и λ₃:

;

 

;

 

Затем по полученным значениям  λ₂ и λ₃ входят в специальные номограммы [1,прил.4], с которых снимают искомые значения коэффициента вариации С_υ=0,26 и отношения коэффициента асимметрии кривой С_s к коэффициенту вариации С_υ, т.е. С_s/С_υ=6.

По методу моментов коэффициенты вариации С_υ и асимметрии С_s вычисляются по формулам:

                                   

                                    

 

и корректируются с учетом внутрирядной связи, оцениваемой значением  коэффициента r′:

 

где ;

;

 

где =-0,02, , , , ,

56383;

где =0,03, , , , , ;

Значения параметров [1,табл 2,стр. 8],b [1,табл 3,стр.9] принимаются в зависимости от C_s/C_v  и r'.

Определяются среднеквадратические ошибки параметров кривой распределения:

ε_Q=;

ε_Cv=;

ε_Cv=.

По методу квантилей параметры  биномальной кривой распределения  Пирсона III типа определяются с использованием выражений:

●коэффициент скошенности  кривой

С эмпирической  кривой на клетчатке снимаем расходы обеспеченностью 5%, 50%, 95% .

●коэффициент ассиметрии

С_s=f(S)=1,6;

Зная S, по [1,прил. 2] выбирают значение коэффициента асимметрии С_s, т.е. один из искомых параметров теоретической кривой распределения. Затем вычисляют среднеквадратическое отклонение статистического ряда σ

●среднеквадратическое отклонение σ

 м³/с;

Значения Ф_i снимаются по[1,прил.2].

●cреднее арифметическое значение

 м³/с;

●Коэффициент вариации

_{Координаты  Кр теоретической кривой трехпараметрического гамма-распределения выписываются из специальных таблиц в зависимости от P, Cv, Cs/Cv  [1,прил.3] и по ним определяем расходы воды Qp. Результаты заносим в таблицу 2.2.}