Файл: Переходы через водотоки..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 181

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

того водосбора. Чем больше разность в площадях и Сѵ, тем грубее будет перенос.

При обработке данных систематических наблюдений следует обращать внимание на качество исходных данных. Нередки случаи, когда на реке замеряются лишь русловые расходы, а расходы пойм при этом не учитываются. Вследствие этого расчетные рас­ ходы могут быть значительно преуменьшены. Так, по исследова­ ниям М. М. Журавлева (43], оказалось, что на ряде рек западных областей УССР Гидрометеослужбой замерялись расходы лишь в русле, без расходов пойм. Занижение расходов составляло от 1,6 до 2 раз.

Восполнение недостающих данных рассмотрим на примере. На изысканиях перехода р. Катуни (верховье Оби) возникло подозрение, что на водлосту у Сростки выше устья р. Бии не учтен или учтен не полностью расход поймы. Река на створе имеет два рукава при длине поймы 3 км. В табл. ѴІ-9 показаны основ­ ные параметры на исследуемых створах Оби.

Т а б л и ц а ѴІ-9

 

Река и пункт

F , тыс.

Рп

^ср’

Лср

 

 

 

к м г

 

м*1сек

 

 

 

 

 

 

 

.

 

Катунь, Тюнгур

13,5

1 570

1 760

1,13

0,32

»

Сростка

58

4220

(3 020)

(0,72)

(0,32)

»

»

58

4 220

4 200

1,01

0,30

Бия, Бийск

37

3 130

2810

0,76

0,29

Обь, Фоминское

96

5 840

5 650

0,97

0,27

»

Новосибирск

252

10 200

9510

0,93

0,36

Определение расхода у Сростки показано на рис. V I-13. По абсциссе графика отложены значения F n (приложение 3), по которым можно произвести интерпо­ ляцию по прямой или кривой линии.

Из рис. ѴІ-13 видно, что у Сростки средний расход равен не 3020 м3/сек, а 4200 м3/сек, что на 39% больше. Значение С» оказалось равным 0,30, в то время как у Новосибирска С„ = 0,36. Расхождение значений С„ объясняется разным генезисом паводков, формирующихся на рассмотренных створах.

Перенос коэффициента изменчивости Сѵ. Коэффициент измен­ чивости (вариации) максимальных расходов зависит от генезиса стока, формы бассейна и его физических характеристик, а также от местных стокоформирующих факторов.

Перенос значения Сѵ с реки-аналога можно производить по интерполяционным формулам М. М. Журавлева:

при снеговом стоке

Сѵ

 

(ѴІ-12)

при дождевом стоке

 

 

( U

\°2-I/ Н' + 2

 

сѵ= с ;

/ г H + Ï 2’

(ѴІ-13)


в которых

L — длина во­

 

досбора,

км\

Н — высота

 

геометрического

центра

 

бассейна над уровнем мо­

 

ря, м, определяемая как

 

полусумма

 

абсолютных

 

отметок

истока

реки

и

^

уровня межени в замы-

^

кающем створе.

штриха-

^

Величины

со

f

ми (СУ;

L

Н')

относятся

Jfc?

к реке-аналогу, без штри­

 

хов — к неизученной ре­

 

ке.

 

 

 

 

 

 

 

При необходимости по­

 

лучения

значений

Сѵ но

 

группе

водосборов

реко-

Рис ѵмз Схема определения параметров Q

мендуется

составлять

ре-

и Сѵ по F n

гиональные карты изолиний географических параметров С и Д, по­ лучаемых по рекам-аналогам из следующих соотношений:

р сн

с

(ѴІ-14)

С" = - — - ------.

(ѴІ-15)

О и

£0,2’

 

 

/>о.2 у я + 2

 

Рис. ѴІ-14. Карта изолиний параметра Д для Украины


 

 

Т а б л и ц а

ѴІ-10

Таким

образом

построе­

 

 

 

с

 

ны изолинии

параметра Д

Площадь водо­

 

 

 

для

территории

Украины

Дальний

 

 

(рис. ѴІ-14).

 

 

сбора, к н %

Южная

Сибирь

Ориентировочные значе­

 

Восток

 

 

 

 

 

 

ния коэффициента

изменчи­

5000

0,7

 

1,0—1,5

вости снегового стока для ев­

2000

0,8

 

1,1—2,0

ропейской

территории Сою­

1000

0,9

 

1,2—2,5

за ССР могут быть опреде­

500

1,0

 

1,5—3,0

лены

по

карте

изолиний

 

 

 

 

 

Л. Т. Федорова [145], а для

 

 

 

 

 

Дальнего Востока и Южной

Сибири — по табл. V I-10, составленной Е. В. Болдаковым.

второго

При наличии наблюдений в данном районе

значение

параметра

кривой

распределения — коэффициента

асимметрии

Cs — может быть определено построением зависимости

=

Пример построения такой зависимости показан на рис. ѴІ-15; со­ отношение параметров, полученное по ней, определено в виде

 

=

 

(VI-16)

 

у с д

 

 

При отсутствии данных наблюдений параметр Cs принимают

по рекомендациям СН 435-72:

для расходов,

талых вод

равнин­

ных рек— Cs— (2-^2,5) Сѵ; для

смешанных и

дождевых

расходов

воды равнинных рек и горных рек с муссонным климатом — Cs = = (3—4)СѴ; для расходов воды горных рек — Са = 4Сѵ. Большие значения Cs из приведенных принимают для водосборов со> срав­ нительно небольшой площадью и для водосборов, расположенных в засушливых районах.

Определение расчетного уровня. На многих реках имеются наблюдения только за уровнями. В этих случаях ряд уровней ис­

пользуется

для

определения по

 

нему уровня расчетной ВП.

 

Способы

непосредственного

 

определения

расчетного

уровня

 

без построения

кривой

расходов

 

ограничиваются

двумя

условия­

 

ми: когда створ перехода совпа­

 

дает со створом наблюдений за

 

уровнями и когда между створом

 

наблюдений с многолетним рядом

 

уровней и переходом может быть

 

построен надежный график связи

 

(коэффициент корреляции ^ 0 ,8 ).

 

За пределами этих условий уро­

 

вень расчетной

ВП

используется

 

для оценки границ

и продолжи­

 

тельности подтопления

террито-

бассейн Днестра; 2 - бассейн Тиссы


рий и проектирования защитных сооружений, для оценки превали­ рующего вида стока и коэффициента стока.

Обработка рядов наблюдений уровней производится теми же приемами математической статистики, которые применяются и для обработки расходов. Следует учитывать, что уровни зависят от физических характеристик бассейна (в том числе от морфологиче­ ских характеристик русла реки) в большей степени, чем расходы. Это обстоятельство отражается на значении основного параметра кривой распределения •— коэффициенте вариации (изменчивости), который будет меняться в зависимости от отметки нуля отсчета и емкости паводочного русла. Коэффициенты вариации для глу­ боких беспойменных русел по сравнению с коэффициентами ва­ риации для раскидистых пойменных русел будут всегда мень­ шими.

Что касается второго параметра кривой распределения — ко­ эффициента асимметрии, то для раскидистых русел с поймами он, как правило, будет иметь отрицательное значение или значение, близкое к нулю. Это объясняется снижением роста уровней при выходе реки на пойму, что при статистической обработке дает ма­ лую сумму положительных отклонений от нормы по сравнению с суммой отрицательных.

Ориентировочно можно считать, что значения коэффициентов вариации уровней в 1,5—2 раза меньше значений коэффициентов вариации расходов.

По абсолютному значению коэффициенты вариации уровней для большинства рек лежат в пределах 0,12—0,40, в то время как коэф­ фициенты вариации расходов 0,20—0,80.

При определении значений уровней заданных ВП многолетний ряд наблюдений должен обязательно включать и высокие уровни (ВП 5—2% ), при которых происходит затопление пойм. Кроме того, в расчет вводятся только бытовые значения уровней, не ис­ каженные факторами местного порядка, например подпором от плотин или существующих мостов, заторами поверхностного и дон­ ного льда и т. п.

Статистическую обработку уровней производят по СН 435-72 [142] раздельно для снеговых и дождевых паводков. Вероятность события р, когда наивысший уровень воды превысит его заданное

значение Нр, вычисляют по формуле

 

P = Pi + Р2 + РіРі,

(ѴІ-17)

где pi и Р2 — ВП (в долях от единицы) наивысшего уровня поло­ водья и дождевого паводка.

По значениям р\ и р2 кривых ВП наивысших уровней половодья и паводка определяется величина р для разных значений Н и строится расчетная кривая ВП.

С. М. Бликштейном [17] разработан следующий способ определения расчет­ ного уровня. Вначале уровни ряда приводятся к одному роду — к уровням, пре­ вышающим бровку русла. С этой целью для уровней, которые ниже отметки бровки русла, вычисляют значения Я пр по формуле


R3/s

( Я б р - Я і )

ß 6p

 

(VI-18)

t f np — 7 / бр

 

7?бр +

/П„\3/

Al

где Яар и Ні — соответственно отметки бровки русла и уровня до приведения, м\

 

В бр и В п — ширина русла между бровок и ширина пойм, м; т„ и тр — коэф­

 

фициенты

сопротивления

потока

поймы и русла,

равные соответственно

 

та =

1

1

где

пп и пР — коэффициенты

шероховатости по таб-

 

— и тѵ = — ,

 

 

«II

яр

 

 

 

 

 

лице М. Ф. Срибного.

 

 

 

 

и

Далее из ранжированного ряда однородных уровней получают значения Я ср

(№ )Ср,

по

которым

определяют

среднеквадратичное отклонение 0ц =

=

Ѵ/ я с2р-(Я 2 )ср. Искомый уровень заданной ВП определяется по формуле

 

 

 

 

 

н ѵ% =

я + ф°н>

(ѴІ-19)

 

 

 

 

 

 

в которой коэффициент Ф принимают по первой строке таблицы Фостера — Рыб­ кина, т. е. при С8= 0 .

§ 25. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕРОЯТНОСТИ ПАВОДКА, ОБНАРУЖЕННОГО

ПРИ ИЗЫСКАНИЯХ

При морфометрических изысканиях и определении расхода по меткам уровней в зависимости от сведений, которые удалось со­ брать, могут применяться несколько приемов для оценки среднего расхода или периода, в течение которого наблюдался единичный расход. Зная эти данные и определив косвенными методами ста­ тистические параметры Сѵ и Cs, можно перейти от определенного изысканиями расхода к расходу заданной ВП.

Средний расход, по предложению Е. В. Болдакова, можно опре­ делить по конфигурации прижимного берега реки, наносы на кото­ ром обычно отлагаются с откосом около 1 : 10 (рис. VI-16, а ) . Затем идет более крутой земляной берег с откосом 1 : 2. Перелом обоих откосов соответствует уровню среднего расхода.

Урезную черту среднего расхода можно обнаружить на ска­ листых берегах реки, на быках мостов, старых зданиях, находя­ щихся около реки, набережных, где происходит так называемый смыв загара. Верхняя граница смыва соответствует уровню сред­ него расхода. Средний расход можно оценить также по расходу в

пределах бровок русла реки и

частоте затопления

пойм (рис.

VI-16, б), пользуясь зависимостью Е. В. Болдакова,

 

Qcp =

KQi,

(VI-20)

где Qi — расход русла в пределах бровок русла; Я— коэффициент, определяемый по приведенным ниже данным.

Частота затопления пойм

К а ж д ы й г о д .....................................................................................................

1 , 4

Р а з в 2 — 3 г о д а ......................................................................................

1 , 1

»

» 4—6 лет.........................................

0,9

»

» 8—10 » ........................................

0,7

»

» 25—100 лет..................................

0,6 и 0,4