Файл: Быков В.Д. Гидрометрия учебник.pdf

наивысшего уровня; направление этой части кривой может быть определено путем экстраполяции.

Чем больше интенсивность изменения уровня во времени, тем больше отклонение по абсциссе кривых подъема и спада от основ­ ной кривой установившегося движения. Наибольшее изменение

Рис. 22.2. Петли кривых расходов воды при подъеме и спаде уровня.

блюдалось несколько подъемов и спадов, то кривая расходов при­ нимает более сложный вид. Для правильного построения кривой расходов при таком неоднотактном паводке требуется осветить ее достаточным количеством измеренных расходов. На рис. 22.2 6 показана кривая расходов паводка с более сложным ходом уровня; каждому пику соответствует своя петля, состоящая из кривой

274

подъема, отвечающей периоду подъема уровня, и кривой спада, отвечающей периоду спада уровня.

Рассмотренная закономерность в очертании паводочных петель бывает хорошо выражена при недеформируемом русле. В размы­ ваемых руслах вид кривых расходов существенно меняется, о чем говорится ниже.

Подсчет стока воды за период паводка производят по кривым подъема и спада. Расходы определяют по средним суточным уров­ ням по той ветви петлеобразной кривой, которая соответствует данному периоду.

Паводочные петли нередко бывают не обоснованы измерениями расходов до наивысшего уровня. В этих случаях выполняют их экстраполяцию; при этом необходимо предварительно провести кривую расходов установившегося движения и на ней наметить точку при наивысшем уровне, в которой происходит смыкание ветвей паводочной петли. Предварительная экстраполяция кривой установившегося движения может быть выполнена по элементам

ствии переменного подпора и деформации русла. При наличии указанных явлений ветви паводочной петли экстраполируют при­

Заторы и зажоры вызывают переменный подпор.'Полыньи способ­

стока. Для вычисления стока воды наибольшее применение в этих случаях находит способ интерполяции между измеренными расхо­ дами воды и способ зимних переходных коэффициентов K3im.

Интерполяция между измеренными расходами. Применение этого способа возможно при наличии частых измерений расхо­ дов— не менее пяти-шести в месяц. По данным измерений рас­

точек от общего направления кривой следует проанализировать причины этого, используя комплексный график гидрометеорологи­ ческих наблюдений (рис. 22.3); при этом бывает возможно уста­ новить причины отклонений. В частности, при повышении темпе­ ратуры воздуха до оттепели может происходить увеличение стока и отклонение точек вверх, то же возможно при попусках. Еже­ дневные расходы воды определяют по полученному гидрографу.

праЬильно

1

Рис. 22.3. Интерполяция между измеренными расходами.

Построение хронологического графика зимних переходных коэф­ фициентов. Вычисление ежедневных расходов воды с использова­ нием зимних переходных коэффициентов Кзам основано на эмпи­ рически установленном факте несколько меньшей изменчивости

во времени отношения /(зим = v?"" по сравнению с изменением

VCB

величин расходов воды. Коэффициент /С а ц м характеризует умень­ шение пропускной способности русла под ледяным покровом. Ве­ личину зимнего переходного коэффициента определяют для каж­ дого измеренного при ледяном покрове расхода. Для каждого данного расхода QaBM определяют при том же уровне величину расхода QC B по кривой (рис. 22.4) или по расчетной таблице кри-

276

вой расходов и вычисляют /(зимЗа уровень, соответствующий зим­ нему расходу, принимается уровень воды в лунке.

Определив значения /С3 „м для каждого измеренного при ледя­ ном покрове расхода, строят хронологический график зимних переходных коэффициентов. Обычно его строят в составе комплекс­ ного графика, пример которого показан на рис. 22.5. На этом графике, помимо Кэт\ = ! ( Т ) , наносят кривые хода температуры воздуха, уровня воды и толщины льда. Это представляет удобство

для анализа изменений коэффициента K3im- При недостаточном количестве измеренных расходов в периоды осеннего и весеннего ледоходов кривую K3aa=f(T) экстраполируют на концах, приэтом принимается, что в последний день редкого осеннего и первый день редкого весеннего ледоходов /С3 пм=1-

Ежедневные расходы воды определяются по летней кривой рас­

На практике расходы для зимнего периода определяют умно­ жением летнего расхода при данном уровне, взятого из расчетной таблицы, на коэффициент /С3 1 М для данного дня, снятый с хроноло­ гического графика /Сзим-

277

Применять описанный способ можно в случаях, когда колеба­ ния уровня связаны с изменениями расхода воды и последние происходят плавно. Если же связь между расходом и уровнем нарушена, как, например, при явлениях переменного подпора от заторов и зажоров, то применять этот способ не целесообразно — результаты могут быть неверными.

Уточнить значения зимних переходных коэффициентов /Сэим в периоды между измерениями расходов можно посредством по­ строения графика /Сзпм=/(а)1 . Величина а отражает степень

Способ предложен Л. М. Ковалевым.

278

При вычислении величин указанных площадей площади мертвых пространств исключают.

Лучшие результаты при применении этого способа получаются для рек с небольшими глубинами и однообразной толщиной льда.

Зимние кривые расходов. Если для зимнего периода удается установить зависимость С?зпм = / ( Я ) , то она используется для вы­ числения стока (рис. 22.7). Такие случаи встречаются редко, главным образом для больших рек с устойчивым ледоставом, где толщина льда незначительна по сравнению с глубиной реки.

279

Срезка подпорных уровней. Во всех случаях, когда для под­ счета стока в зимний период используются сведения об уровнях воды (способ переходных коэффициентов Кзим, кривая зависимости Q = f ( # ) и др.), необходимо подвергнуть тщательному анализу ход уровней за этот период и срезать те пики, которые не являются

ствием заторов или зажоров. Для установления причин резких подъемов уровня в зимний период следует проанализировать гра­ фики метеорологических наблюдений. Если ход температуры и осадков показывает, что подъем уровня не мог произойти от уве­ личения расхода, то повышение уровня не принимается в расчет, а производится графическая интерполяция, ориентируясь на вели­

Можно также воспользоваться данными близко расположен­

связи, а по ним и расходы. В этом случае необходимо убедиться, что на соседнем посту подпор отсутствует.

22.3. Зарастание русла

Водная растительность уменьшает площадь живого сечения и увеличивает сопротивление движению воды, вследствие чего про­

растительностью, при одинаковых уровнях проходят меньшие рас­ ходы. Наибольшее стеснение русла наблюдается в период полного

исходит только с момента начала ледовых явлений.

Основным способом вычисления стока в данном случае явля­ ется применение хронологического графика переходных коэффи­ циентов, выражающих отношение расходов в зарастающем русле к расходам в свободном русле при тех же уровнях. Коэффициент /Сзар характеризует уменьшение пропускной способности русла при зарастании.

Другим способом является вычисление стока по кривым расхо­ дов при зарастании русла. Кроме того, в отдельных случаях при­ меняют интерполяцию между измеренными расходами.

Вычисление стока по хронологическому графику переходных коэффициентов. Этот способ применяют при малых колебаниях расхода воды. Для каждого расхода, измеренного при заросшем русле, вычисляют переходный коэффициент

280