Анализ условий формирования и расчет основных статистических характеристик стока реки Кегети

ДЕПАРТАМЕНТ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ  ЗАВЕДЕНИЙ

Волгоградская государственная  сельскохозяйственная академия

 

 

Кафедра: _____________________

 

 

 

 

Дисциплина: Гидрология

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

 

 

 

 

 

Выполнила: студент третьего курса,

заочного отделения, группы __ ЭМЗ, _____

________________________________

 

 

 

 

 

 

Волгоград 2006г.

 

ВАРИАНТ 0 Река Сура, с. Кадышево, площадь водосбора F=27 900 км², залесенность 30%, болот нет, среднее многолетнее количество осадков 682 мм.

 

Среднемесячные и среднегодовые  расходы воды и модули стока

Годы	Январь	Февраль	Март	Апрель	Май	Июнь	Июль	Август	Сентябрь	Октябрь	Ноябрь	Декабрь	Год	М л/с*км2	Ма л/с*км2
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
1964	47,6	42,6	44,9	699	259	94,7	66,8	60,8	51,0	49,7	44,3	42,5	125	4,48	4,23
1965	37,9	41,2	56,1	574	148	71,4	53,3	50,1	46,8	48,4	45,1	55,2	102	3,66	3,54
1966	46,4	42,9	141	380	85,5	55,6	47,6	42,2	42,3	43,1	43,9	37,2	83,9	3,01	2,66
1967	27,6	33,2	36,3	332	94,6	53,9	44,4	46,1	38,4	40,4	36,9	31,4	67,9	2,43	2,47
1968	32,8	27,2	48,9	767	113	72,1	79,0	45,3	42,2	45,2	51,8	15,4	112	4,01	3,72
1969	27,4	23,0	20,0	636	104	68,1	67,4	52,4	45,5	64,9	76,8	73,7	105	3,76	2,42
1970	54,5	55,1	48,8	1120	137	77,5	54,7	48,1	48,9	52,3	66,2	44,7	151	5,41	4,24
1971	43,8	40,3	95,6	565	104	58,6	51,8	42,0	36,7	48,4	60,1	63,4	101	3,62	2,88
1972	32,7	26,4	48,6	333	67,4	51,2	44,6	26,2	27,4	37,2	48,1	60,6	67,0	2,40	1,71
1973	34,3	32,0	37,3	308	86,4	56,6	56,1	66,2	57,8	66,9	94,4	67,9	79,5	2,85	2,40

 

Бассейн – аналог –  р. Сура, г. Пенза.

Средняя многолетняя  величина годового стока (норма) М_оа=3,5 л/с*км², С_v=0,27.

Таблица для определения  параметров при  подсчете максимального  расхода талых вод

Вариант	Река-пункт	F1	ko	n1	h	Cv		n2
0	Сура-Кадышево	2	0,020	0,25	80	0,40	1,30	0,20	0,8

 

 

 

1. Определить среднюю  многолетнюю величину (норму) годового стока при наличии данных наблюдений.

Исходные данные: среднегодовые расходы воды, рассчитываемый период 10 лет (с 1964 – 1973 гг.).

 

Q_о= ,

где Q_i – средний годовой стока за i-й год;

n – число лет наблюдений.

Q_i=994,3

Q_{о= =}99,43 м³/с (величина среднего многолетнего стока).

Полученную норму в  виде среднего многолетнего расхода  воды требуется выразить через другие характеристики стока: модуль, слой, объем и коэффициент стока.

Модуль стока М_о= = =3,56 л/с*км², где F – площадь водосбора, км².

Средний многолетний  объем стока за год:

W_o=Q_o*T=99,43*31,54*10⁶=3 136,022 м³,

где Т – число секунд в году, равное приблизительно 31,54*10⁶ с.

Средний многолетний  слой стока h_o= = =112,4мм/год

Коэффициент стока α= = =0,165,

где х_о – средняя многолетняя величина осадков в год, мм.

 

 

2. Определить коэффициент  изменчивости (вариации) С_v годового стока.

 

С_{v= ,} где _– среднеквадратическое отклонение годовых расходов от нормы стока.

_{= .}

  Если n<30, то _{= .}

Если сток за отдельные  годы выразить в виде модульных коэффициентов к= , то С_v= , а при n<30 С_v=

Составим таблицу для подсчета С_v годового стока реки.

Таблица 1

Данные для подсчета С_v

№ п/п	Годы	Годовые расходы м3/с	Qo	к=	К-1	(к-1)2
1	2	3	4	5	6	7
1	1964	125,00	99,43	1,26	0,26	0,066
2	1965	102,00	99,43	1,03	0,03	0,001
3	1966	83,90	99,43	0,84	-0,16	0,024
4	1967	67,90	99,43	0,68	-0,32	0,101
5	1968	112,00	99,43	1,13	0,13	0,016
6	1969	105,00	99,43	1,06	0,06	0,003
7	1970	151,00	99,43	1,52	0,52	0,269
8	1971	101,00	99,43	1,02	0,02	0,000
9	1972	67,00	99,43	0,67	-0,33	0,106
10	1973	79,50	99,43	0,80	-0,20	0,040
Всего:		994,30		10,00	0,00	0,627

 

С_v= = = = 0.2638783=0.264.

Относительная средняя  квадратическая ошибка средней многолетней  величины годового стока реки за период с 1964 по 1973 гг. (10 лет) равна:

= = = 8,3%

Относительная средняя  квадратическая ошибка коэффициента изменчивости С_v при его определении методом моментов равна:

=23,24%.

Длина ряда считается  достаточной для определения Q_o  и C_v, если 5-10%, а 10-15%. Величина среднего годового стока при этом условии называется нормой стока. В нашем случае находится в пределах допустимого, а  больше допустимой ошибки. Значит, ряд наблюдений недостаточный необходимо удлинить его.

 

3. Определить  норму стока при недостатке  данных методом гидрологической аналогии.

 

Река-аналог выбирается по:

– сходству климатических характеристик;

– синхронности колебаний  стока во времени;

– однородности рельефа, почвогрунтов, гидрогеологических условий, близкой степени покрытости водосбора  лесами и болотами;

– соотношению площадей водосборов, которые не должны отличаться более чем в 10 раз;

– отсутствию факторов, искажающих сток (строительство плотин, изъятие и сброс воды).

Река-аналог должна иметь  многолетний период гидрометрических наблюдений для точного определения нормы стока и не менее 6 лет параллельных наблюдений с изучаемой рекой.

По графику связи  М_о равно 7,9 л/с.км²

 

Q_O= = =106,02

Коэффициент изменчивости годового стока:

С_v=A C_va,

где С_v – коэффициент изменчивости стока в расчетном створе;

C_va – в створе реки-аналога;

М_оа – среднемноголетняя величина годового стока реки-аналога;

А – тангенс угла наклона  графика связи.

В нашем случае:

С_v=1*3,5/3,8*0,27=0,25

Окончательно принимаем М_о=3,8 л/с*км², Q_O=106,02 м³/с, С_v=0,25.

 

4. Построить и проверить  кривую обеспеченности годового  стока.

 

В работе требуется построить кривую обеспеченности годового стока, воспользовавшись кривой трехпараметрического гамма-распределения. Для этого необходимо рассчитать три параметра: Q_o – среднюю многолетнюю величину (норму) годового стока, C_v и C_s годового стока.

Используя результаты расчетов первой части работы для р. Сура, имеем Q_O=106,02 м³/с, С_v=0,25.

Для р. Сура принимаем C_s=2С_v=0,50 с последующей проверкой.

Ординаты кривой определяем в зависимости  от коэффициента С_v по таблицам, составленным С.Н. Крицким и М.Ф. Менкелем для C_s=2С_v. Для повышения точности кривой необходимо учитывать сотые доли С_v и провести интерполяцию между соседними столбцами цифр.

Ординаты теоретической  кривой обеспеченности среднегодовых  расходов воды реки Сура с. Кадышево.

Таблица 2

Обеспеченность, Р%	0,01	0,1	1	5	10	25	50	75	90	95	99	99,9
Ординаты кривой	2,22	1,96	1,67	1,45	1,33	1,16	0,98	0,82	0,69	0,59	0,51	–

 

ГРАФИК

Построить кривую обеспеченности на клетчатке вероятностей и проверить ее данные фактических наблюдений.

 

Таблица 3

Данные для проверки теоретической кривой

№ п/п	Модульные коэффициенты по убыванию К	Фактическая обеспеченность Р =	Годы, соответствующие К
1	1,52	9,09	1970
2	1,26	18,18	1964
3	1,13	27,27	1968
4	1,06	36,36	1969
5	1,03	45,45	1965
6	1,02	54,55	1971
7	0,84	63,64	1966
8	0,80	72,73	1973
9	0,68	81,82	1967
10	0,67	90,91	1972