ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 184
Скачиваний: 1
Рис. V I-16. Определение уровня при Q на прижимном берегу реки
Период, в течение которого наблюдался единичный максималь ный расход, может быть определен по возрасту старожилов, пока завших метки выдающегося паводка. При этом единичный расход рассматривается как наибольший или один из наибольших в ста тистической выборке, состоящей из пв членов. Период, в течение которого единичный расход не был превышен, определяется по формуле H. Н. Чегодаева
яв -j- 0,4
|
N - 0 , 3 ’ |
(ѴІ-21) |
|
|
|
где «в — общее |
число членов выборки; |
N — порядковый номер |
члена (N = 1 |
для наибольшего по величине члена выборки). |
|
Расчеты будут более достоверны, если |
период Т определяют |
по нескольким независимым расходам или по непрерывному, хотя
и короткому ряду расходов. В последнем случае может быть про изведено удлинение коротких рядов по косвенным данным, напри мер по наблюденным на метеостанциях осадкам. Для этого строят графики связи расходов с осадками. Для бассейнов площадью до 300—500 км2 используют суточные максимумы осадков. При больших площадях в зависимости от уклонов водосборов можно брать сумму осадков за двое — пять суток.
Пример 1. На р. Лопань вблизи Харькова |
старожил в возрасте 68 лет |
в |
1950 г. показал, что на его памяти наибольший |
расход на реке наблюдался |
в |
1897 г. Определенный по меткам расход 1897 г. составил QH= 270 мгДек. Площадь бассейна реки F = 760 км2\ L = 90 км. ГМВ = 102,4 м\ отметка водораздела бассей
на—■ 138,4 м. Требуется |
ориентировочная оценка |
ВП расхода 1'897 г. |
|
|||||||
Считая сознательный возраст |
старожила с |
10 лет, |
получим |
ив= 68— 10= |
||||||
= 58 лет. Определим период Т: |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Г= |
58 + 0,4 |
= 83 года, что соответствует ВП = 1,2%. |
|
|
||||||
|
|
1—0,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
По карте |
изолиний |
параметра |
Д |
(см. рис. ѴІ-14) определим |
для |
геометри |
||||
ческого центра бассейна Д = 30. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Коэффициент изменчивости С* |
найдем |
по формуле |
(VI-15), |
при |
L =90 км |
|||||
и //= 0 ,5 (138,4+102,4) =120,4 м: |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
90°’2 |
| / 120,4 + 2 |
|
|
|
|
||
Параметр С„ принимаем по СН 435-72: CS = 3C„ = 3,3, тогда по таблице Фос |
||||||||||
тера — Рыбкина имеем: |
К12о, = 3 , 5 1 |
•1,1 + |
1 = 4 ,8 6 ; |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
К 1% = 4 , 0 5 |
•1,1 + |
1 = 5 , 4 5 ; |
|
|
|
||
|
|
|
К03% = 5 , 6 2 |
•1,1 + |
1 = 7 , 2 0 . |
|
|
|
||
Расчетные расходы: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
5 |
45 |
|
|
|
7 |
20 |
|
|
|
|
Q i% = 270 ^ |
|
= 302 мЦсек\ |
Qo,3% = 270 ^ |
= 400 мЦсек. |
|
|
||||
Пример 2. В районе Южной Сибири по |
показаниям |
старожилов |
в 1972 г. |
|||||||
для бассейна |
|
F = 540 км2 определены |
расходы, отнесенные к годам; |
1908 г.— |
200 м3/сек; 1941 г. — 120 м2/сек и 1959 г. — 130 м^/сек. Период, за который опре
делены расходы, составляет 1972—1908= 64 года. Считая за опорный 1941 г. с 64 + 0,4
наименьшим расходом (третий член ряда), определим период Г; Г = —г—~г~ =
6—ÜO
=24 года, что соответствует ВП 4,2%.
-При Сѵ 2,0 (табл. ѴІ-12) по КрВП-65 (приложение 4) определим:
Расчетный расход |
9,4 |
= 120 — ■ = 217 м31сек, т. е. близок к расходу |
|
° |
5,2 |
1908 г.
Р а с с м о т р е н н ы й |
с л у ч а й п о с р а в н е н и ю с п р и м е р о м |
№ 1 |
д а е т б о л е е д о с т о в е р н ы е |
|
результаты, т |
а к к а к |
н а л и ч и е т р е х р а с х о д о в п о з в о л я е т |
н а и |
м е н ь ш и й и з н и х с ч и т а т ь |
за третий ч л е н |
р я д а . |
|
|
|
Пример 3. На р. Бадам (предгорная часть бассейна Сырдарьи) 29 апреля І967 г. прошел редчайший паводок, который в течение часа полностью разрушил
ІЗО
мост 4X15 м на железнодорожной ветке, построенной в 1957 г. Отверстие моста было рассчитано на расход 200 м3/сек, в то время как наивысший паводок 1953 г. до постройки моста имел расход 180 м3/сек. Расход паводка 1967 г. был определен
в 1090 м3/сек. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
на |
Площадь бассейна 600 км2, длина реки 30 км, средний уклон бассейна 60 м |
||||||||
1 км. Наибольший максимум осадков до 1967 г. был |
зарегистрирован 57 мм, |
||||||||
а 28 апреля 1967 г. на увлажненные почвы |
бассейнов выпало в среднем 120 мм |
||||||||
за |
6 ч. |
|
|
паводка 1967 г. по реке-аналогу Ангрен, протекающей в том |
|||||
|
Определяем ВП |
||||||||
же районе. По данным приложения 3, на |
р. Ангрен QCP = 306 м3/сек; |
С„ = 0,68, |
|||||||
Е=3900 км2; |
F n = 245; для р. Бадам F n = |
85 (приложение 3). Переносим |
QCp |
||||||
с. |
р. Ангрен |
на |
р. |
Бадам — Qcp =306 — |
= 106 |
м3/сек. |
Коэффициент |
С„ |
для |
р. |
Бадам по табл. |
V I-11 равен 1,0—1,5. Площади |
бассейнов этих двух |
рек раз |
нятся почти в 7 раз. Пользуясь приложением 3, выписываем значения модульных
коэффициентов К, |
произведения |
которых с |
Qcp дадут |
расходы разной ВП |
||
(табл. ѴІ-11). |
|
|
|
Т а б л и ц а |
ѴІ-11 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
сг,= 1.6 |
|
ВП, % |
К |
Q, мг1сек |
в |
к |
Q, м91сек |
В |
|
||||||
20 |
1,61 |
170 |
2,0 |
1,63 |
175 |
2,1 |
10 |
2,30 |
240 |
2,8 |
1,80 |
300 |
3,5 |
3 |
3,51 |
370 |
4,4 |
4,8 |
510 |
6,0 |
1 |
4,61 |
490 |
5,8 |
7,1 |
750 |
8,8 |
0,1 |
6,10 |
650 |
7,8 |
9,7 |
1030 |
12 |
0,01 |
7,30 |
810 |
8,5 |
12,0 |
1260 |
15 |
0 |
10,0 |
1060 |
12 |
15,5 |
1650 |
19 |
Из табл. ѴІ-11 вытекает, что в 1967 г. на р. Бадам прошел паводок, ВП ко торого в зависимости от принятого С„ по Кр-65 колеблется от 0 до 0,1%. Выпав шие осадки 120 мм превышают наблюденные до 1967 г. в 2,1 раза. Известно, что при увеличении слоя стока пик паводка увеличивается в степени 3/г- В данном
случае |
расход увеличится в 2,1-4-3,0 |
раза. Исходя |
из этого' при принятом |
|
Сѵ= 1 прошедший расход 1090 м3/сек больше расхода |
ВП = 3% |
в 3 раза. Таким |
||
образом, наблюденные осадки до 1967 г. |
(57 мм) имеют ВП от 3 до 10%. Считая |
|||
их близкими к ВП 3%, можно заключить, что значение С„ = 1,0 |
более вероятно, |
|||
чем С„ = |
1,5. |
|
|
|
Как видно из табл. ѴІ-11, отверстие разрушенного моста и заложение опор были рассчитаны на ВП 15%, т. е. на паводок 1 раз в 7 лет. До более подробного обследования можно считать прошедший паводок 1967 г. чрезвычайно редким, по Кр-65 порядка 1 : 10 000.
Пример 4. Рассмотрим случай сближения редких расходов на периодическом
водотоке Аджи-Дере (Копет-Даг) |
с площадью водосбора 2790 км2, длиной |
132 км, при среднем уклоне 7 ж на |
1 км. |
На изысканиях 1948 г. Л. Л. Лиштваном получена отметка высокого паводка, прошедшего в середине XIX в. с расходом 1250 м3/сек, и отметки паводков с рас ходами по 430 м3/сек, прошедших в 1943, 1939 и 1918 гг.
По данным инж. Б. М. Цепелевича, 1 августа 1963 г. на этом водотоке прошел паводок с расходом 1270 м31сек, и второй паводок прошел в ноябре того же года
с расходом 1240 м31сек. |
т. е. |
за |
30 лет, |
повторился |
||
Расход |
430 |
м3/сек за период 1918— 1948 гг., |
||||
3 раза. Его |
ВП, |
следовательно, можно принять 1 : 10. |
Обработаем |
имеющиеся |
||
материалы для получения расчетных расходов. |
|
|
|
|
||
Задача состоит в определении СѴ За основу |
принимаем |
Q ю% =430 м3[сек. |
Исследуем возможные колебания Сѵ в диапазоне от 1 до 3 Примем Сѵ= 3. Тогда
при ВП 10% имеем /(=3,9. Определим |
Qcp из соотношения |
430 : Qcp= /(= 3 ,9 . |
||
Откуда Qcp= 110 м3/сек. Такой же расчет для Qcp сделан для |
других значений |
|||
С ѵ (табл. ѴІ-12). |
|
|
|
|
В 1948 г. при максимальном расходе |
1250 м3/сек |
косвенными |
методами был |
|
■ определен Qcp= 9 0 мг/сек, а ВП редкого |
паводка XIX |
в. 1 : 200. |
Однако данные |
|
табл. ѴІ-12 показывают, что этот паводок имел более |
частую ВП, равную 1 : 70. |
Поэтому для дальнейших расчетов следует принять Сѵ= 2 и Qcp= 134 м3/сек. Сближение двух паводков с ВП 1 : 70 до трех месяцев в одном году является
исключительным явлением.
В некоторых случаях на изысканиях для датировки ВП выдаю щихся паводков могут применяться инженерно-геологические и геофизические методы исследования.
Так, после прохода селя 1921 г. на р. Малой Алмаатинке возник вопрос о повторяемости такого явления. Инженеры Н. С. Дюрнбаум и Г. Д. Рождественский сделали шурфы на конусе выноса реки (рис. ѴІ-17), по которым стало видно, что сели на этой реке проходили неоднократно. В разрезе шурфа до глубины 9,5 м можно выделить два-три слоя крупных камней.
Из исторических источников известно, что в 1841 г. на реке про шел сель, аналогичный селю 1921 г. Возможно, след его соответ ствует глубине шурфа 4,0 м.
В 1949 г. под Москвой (Барвиха) на площади бассейна 5— 6 км2 зарегистрировано выпадение 100 мм осадков за 2 ч. Вероят ность выпадения такого количества осадков порядка 1 : 2000— 1 : 5000. В результате стока за этот дождь в низовой части бассей на площадью 1,5 км2 образовался плоский супесчаный конус выноса, который через три — пять лет зарос травой. На этой основе Е. В. Болдаковым сделано следующее исследование. Был за ложен шурф до морены, чтобы увидеть прослойки гумуса, образо вавшиеся после прохода ливней. Глубина шурфа до морены ока залась всего 0,63 м, (рис. ѴІ-18). В 800 м от шурфа имеется сква жина водоснабжения, устье которой на 20 м выше отметки шурфа. В скважине оказался слой супеси примерно на ту же глубину без всяких прослоек гумуса. Далее шли суглинки и глины еще на 50 м — до известняка.
Из рассмотрения разреза шурфа видно, что после образования современного рельефа прошло пять сильных ливней, нанесших слой песка от 2 до 12 см.
По А. В. Шнитникову, климат на земном шаре обратимо ме няется каждые 1500—2000 лет, но резкое изменение его произошло
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
ѴІ-12 |
||
|
|
|
|
|
|
Q, |
м г ісек |
|
В |
|
|
K w% |
^ср |
* - |
Q xlX |
ВП <ЭХІХ |
|
|
|
|
|
|
лет |
|
0 % |
|
|
|
||||
|
|
^ср |
1% |
1% |
0% |
|||||
|
|
|
|
|||||||
3 |
3 , 9 0 |
п о |
|
1 1 , 4 |
1 : 5 0 |
1500 |
3 8 0 0 |
7 , 5 |
19 |
|
2 |
3 , 2 0 |
1 3 4 |
|
8 , 9 |
1 : 7 4 |
1250 |
2 8 0 0 |
6 , 3 |
14 |
|
1 , 5 |
2 , 8 0 |
153 |
|
7 , 9 |
1 : 2 5 0 |
1100 |
2 4 0 0 |
5 , 5 |
12 |
|
1 |
2 , 3 0 |
187 |
|
6 , 7 |
1 : 3 0 0 0 |
9 6 0 |
1 9 0 0 |
4 , 8 |
9 |
, 5 |
Рис. ѴІ-17. Разрез шурфа: а) 6/ а — на р. Малой Алмаатинке; б —
вБарвихе (цифрами 1—5 слева обозначены наносы от 5 сильных дождей, прошедших за 10000лет);
в— положение пяти дождей в Барвихе в хронологическом изме
нении |
влажности |
климата |
по |
|||
|
А. В. Шнитникову |
|
||||
около |
10 000 лет назад |
пос |
||||
ле последнего |
оледенения. |
|||||
По отложению песка можно |
||||||
судить |
о мощности |
ливней. |
||||
На рис. ѴІ-17, в показано |
||||||
расположение пяти ливней в |
||||||
хронологическом |
|
|
порядке, |
|||
пропорционально |
|
накопле |
||||
нию слоев гумуса. Из этого |
||||||
рисунка |
видно, |
|
что |
если |
||
климат |
в среднем |
считать |
||||
стабильным, то за |
10 000 лет |
прошли два очень больших дождя, в том числе один в
1949 г. |
Средняя их |
ВП |
1 : 5000, |
один дождь |
в ВП — 1 : 3000 и два дождя с ВП 1 ; 2000. |
Дожди № 1 и 2 прошли в засушливой климатической зоне, что при континентальном климате возможно.
Подобные исследования проводились и за рубежом Л. Вулли и П. Г. Дженсом, что описано в § 28.
§ 26. РАСЧЕТ РАСХОДОВ ПО ОБОБЩЕННЫМ ФОРМУЛАМ
Для определения максимальных расходов со средних и больших бассейнов в проектных организациях наиболее часто пользуются формулами Д. Л. Соколовского, Г. А. Алексеева, А. В. Огиевского, Л. Т. Федорова, а в последние годы — формулой СН 435-72. В за висимости от генезиса стока структура формул, за исключением формулы Г. А. Алексеева, разная. Формула Г. А. Алексеева имеет одинаковую структуру как для снегового, так и дождевого стока.
Как показано в работе (10], точность той или другой расчетной формулы — понятие условное. Критерием применимости формулы является продолжительность наблюдений, использованных для составления формулы, и соответствие ее тем природным усло виям, для которых формулу хотят применить. Например, формула Д. Л. Соколовского 1968 г. лучше его формулы 1932 г., так как в формуле 1968 г. использованы исходные данные за период наблю дений, увеличившийся на 35 лет. Для районов Украины, где имеется своя специфика формирования стока, лучший результат даст фор мула А. В. Огиевского — П. Ф. Вишневского, а не формула