Анализ условий формирования и расчет основных статистических характеристик стока реки Куршаб - с. Гульча

 

      В работе необходимо вычислить значения расхода с вероятностью Р = 0,05%, 0,2%, 1%, 50%, 75% и 90%.

        3.4. Расчет внутригодового распределения стока

 

      Внутригодовое распределение стока рек занимает важное место в вопросе изучения и расчетов стока, как в практическом, так и в научном отношении, являясь в то же время наиболее сложной задачей гидрологических  исследований.

      Основные  факторы, определяющие внутригодовое  распределение стока и его  общую величину, - климатические. Они  определяют общий характер (фон) распределения  стока в году того или иного  географического района; территориальные  изменения распределения стока  следуют за изменением климата.

      К факторам, влияющим на распределение  стока в течение года, относятся  озерность, лесистость, заболоченность, размеры водосборов, характер почв и грунтов, глубина залегания грунтовых вод, и т.д., которые в определенной мере должны учитываться в расчетах, как при отсутствии, так и при наличии материалов наблюдений.

      Внутригодовое распределение стока обычно рассчитывается не по календарным годам, а по водохозяйственным, начиная с многоводного сезона. Границы  сезонов назначаются едиными для всех лет с округлением до месяца.

      Расчетная вероятность превышения стока за год, лимитирующие период и сезон  назначается в соответствии с  задачами водохозяйственного использования  стока реки.

      В зависимости от задач, поставленных проектированием, из ряда наблюдений выбирается модель из одного реального года, характерного по своей водности и распределению  стока, с эмпирической обеспеченностью  годового, сезонного и месячного  стока, близкому к заданному.

    По  выбранному году выписываются в отдельную  таблицу средние месячные и годовые  расходы воды, которые в следующей  строке выражаются в долях или  процентах от среднего годового расхода  соответствующего года. Относительное  внутригодовое распределение служит расчетной моделью.

      Умножая расчетный годовой расход на процентную долю каждого месяца, вычисляют расчетный  расход каждого месяца, т.е. расчетный  гидрограф. Результаты расчетов удобнее  привести в виде таблиц 2 и 3.

Таблица 2

Расчет  внутригодового распределения стока  методом реального года

№	вх. Год	год	лим.период	лим.год	лим.сезон	год	месяц	год	Р %
1	31,41	1998	46,66	1998	29,1	1954	25,4	1954	1,07
2	30,08	1999	42,79	1999	28,8	1999	25	1999	2,60
3	26,89	1987	37,73	1987	26,93	1998	22,5	1998	4,13
4	25,94	1988	36,6	1988	26,5	1987	22	1987	5,66
5	25	2002	35,76	2002	23,13	1970	21,4	1995	7,19
6	23,97	2001	32,9	2001	23,07	1955	20,6	1996	8,72
7	23,48	1969	32,83	1969	22,2	1988	19,9	1970	10,24
8	23,16	1953	32,11	1953	21,03	1996	19,8	1952	11,77
9	22,76	1954	32,01	1954	20,97	1969	19,8	1988	13,30
10	22,38	1952	31,16	1958	20,9	1992	19,5	1981	14,83
…….	…..	…..	……	……	…..	……	……	……	…….
47	15,35	1972	20,39	1973	13,73	1973	13	1962	71,41
48	15,33	1989	20,32	1957	13,6	1960	12,8	1948	72,94
49	15,15	1960	19,85	1963	13,47	1984	12,7	1975	74,46
50	14,92	1973	19,81	1976	13,44	1979	12,5	1986	75,99
51	14,9	1976	19,59	1972	13,13	1977	11,9	1977	77,52
52	14,63	1963	19,17	1989	12,62	1938	11,7	1985	79,05
53	14,08	1985	19	1943	12,54	1980	11,5	1939	80,58
54	13,93	1938	18,48	1938	12,5	1985	11,5	1980	82,11

 

Таблица 3

месяцы	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	I	II
ср мес.	7,58	11,7	27,5	44,6	25,7	17,1	11,9	10,4	9,33	8,46	8,34	8,15
К	0,48	0,74	1,73	2,81	1,62	1,08	0,75	0,65	0,59	0,53	0,52	0,51
Qрасч.	7,11	10,98	25,81	41,86	24,12	16,05	11,17	9,76	8,76	7,94	7,83	7,65

 

   

   Рис. 9 График внутригодового распределения 

         3.5. Анализ водного режима  

        Количество воды, поступающей в  реки в различные периоды года, весьма различно, то есть распределение  стока за год неравномерно. На  распределение стока в первую  очередь влияют климатические  факторы—осадки и температура  воздуха. Несмотря на значительные  колебания, этих факторов в  различные годы, они характеризуют  общий тип годового распределения  или форму гидрографа стока.

      На  распределение стока влияют также  размер бассейна, его рельеф, геологическое  строение, водоносные горизонты, наличие  лесов, болот и озер, хозяйственная  деятельность человека.

      Климатические факторы, имеющие географическую зональность, определяют общий характер распределения  стока в том или другом географическом районе. Поэтому различные источники  питания средних рек в том  или ином районе имеют постоянное соотношение, а форма гидрографа является устойчивой для разных рек.

     Физико-географические факторы (факторы подстилающей поверхности) могут в значительной мере изменить внутригодовое распределение стока, свойственное данному району. Это особенно важно для малых горных рек, где влияние этих факторов может быть преобладающим.

      Влияние рельефа на сток проявляется, однако, не только в вертикальной поясности  гидрологических процессов—оно  более многогранно, так как его  особенности и, в частности, сочетание  направлений горных хребтов и  их конфигурация в той или иной степени определяют доступность  речных бассейнов влажным воздушным  массам. Воздействие рельефа проявляется  не только на абсолютных величинах  элементов водного (осадки, испарение, запасы влаги) и теплового баланса  горных речных бассейнов, но и в их режиме: во времени наступления положительных  температур воздуха весной и отрицательных  — осенью, в продолжительности  аккумуляции снега, в сроках начала, конца и продолжительности периода  снеготаяния и т. п.

      Из  этого следует, что обычно применяемые  для равнинных территорий методы гидрологического районирования для  горных территорий полностью не применимы.

      Поэтому для горной  территории Средней  Азии отошли от строго географического  принципа гидрологического районирования  и, ограничившись выделением в пределах указанных гидрографических систем областей формирования и рассеивания  стока, дополнили эту схему гидрологического районирования приводимой ниже классификацией рек в изученных створах по типам питания, тесно связанной  с вертикальной поясностью и гипсометрическими  характеристиками водосборов рек.

  В качестве критерия отнесения рек  к тому или иному типу питания  приняты показатели предложенной В. Л. Шульцем схемы классификации  рек Средней Азии по типам питания, а именно:

— соотношение между средним  объемом стока летнего (W_VII-IX) половодья, характеризующегося преобладанием талых вод высокогорных снегов и ледников, и средним объемом стока весеннего половодья (W_III-VI), в котором преобладают талые воды сезонных снегов;

 W_VII-IX%— средний относительный (в % от годового) объем стока летнего половодья.

  Третьим показателем для отнесения рек  к тому или иному типу питания  является месяц с максимальным стоком.

  На  основе дифференциации значений указанных  трех показателей В. Л. Шульцем дана шкала классификации рек Средней  Азии по типам питания (табл.4): 
 
 

Таблица 4

                   Схема классификации рек Средней Азии по типу их питания

Индекс  типа питания	Типы рек		WVII-IX (в % от годового)	Месяц с максимальным стоком
I	Реки ледниково-снегового  питания	>1.00	³38	VII,VIII
II	Реки снегово-ледникового  питания	0,99-0,27	40-17	V,VI
III	Реки снегового  питания	0,26-0,18	16-12	IV,V
IV	Реки снегово-дождевого  питания	0,17-0,00	13-0	III,IV,V

 

   В данной работе рассматривалась река Куршаб. По классификации В.Л.Шульца река относится ко II типу, т.е. относится к рекам снегово-ледникового питания. 
 

4.Максимальный  сток 

       4.1. Расчет максимальных расходов воды заданной обеспеченности. 

     Одна  из наиболее ответственных задач  при проектировании различных гидротехнических сооружений — установление расчетных  максимальных расходов воды, подлежащих пропуску через водопропускные и  водосбросные отверстия этих сооружений.

     Под максимальными расходами талых  и дождевых вод понимают наибольшие в каждом году значения мгновенных или срочных расходов во время  прохождения половодья или дождевых паводков на реках и временных  водотоках.

     Временные гидротехнические сооружения рассчитывают на пропуск максимального расхода  обеспеченностью 10%.

     Расчетные максимальные расходы годовых максимумов устанавливают раздельно для  талых и дождевых вод, учитывая их различное генетическое происхождение (фазовую неоднородность). Из двух полученных значений для проектных целей  выбирают наибольшее или то, которое  приводит к наиболее неблагоприятным  условиям работы сооружения.