Файл: Переходы через водотоки..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 170

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
км2 сомножитель (Z70’05 — 0,08) принимает­

 

С евер н ы й у ч а с т о к

(13^ с . ш .)

Ю ж ны й у ч а с т о к

(1 0 ° с . ш .)

П р одолж и тель­

 

 

 

 

 

н о сть о с а д к о в ,

р = і %

р - = w %

р

= і ° .

. / 7 « 10%

м и н

 

 

 

 

 

 

 

Слои о са д к о в

Н п « ,,

м м

 

 

 

 

Р 70

 

 

5

28

12

 

48

21

10

35

17

 

56

28

30

51

27

 

74

47

60

67

37

 

90

58

100

82

46

 

103

68

300

120

75

 

137

96

600

150

102

 

160

115

стока с малых водосборов Л. Л. Лиштваном рекомендована фор­ мула (XV-16) в несколько измененном виде:

QP

17,4Hp%aaF

(XV-19)

ta (T70,05—0,08)

 

где 17,4=il6,7f; tu— в мин, a размерность остальных параметров прежняя.

Для бассейнов JF < 5 ся равным единице.

Пример применения изложенной методики приведен ниже. Бас­ сейн находится примерно в середине обследованного района, пло­ щадь его F ='24 км2, длина лога L = l l , 8 км. Поверхность сложена ноздреватым латеритом и маломощными красными почвами. Лог на протяжении 1,6 км перед створом перехода является транзит­ ным руслом с уклоном 0,002. Морфометрией водотока определена скорость течения в русле при высоком паводочном уровне ѵ — = 2,2 м/сек. Расчетная продолжительность осадков, равная времени добегания,

16,7L

 

16,7-11,8

90 мин.

tn =

 

2

~ ~ v

:

Требуется определить расход вероятности превышения р = 1 %!. Интерполируя значения табл. ХѴ-3 для середины района и времени 90 мин, находим расчетный слой осадков Я 1%=89 мм.

По графику ал=/(р % ) на рис. ХѴ-11 для среднецроницаемых почво-грунтов ал,іо/о = 0,55. По формуле (ХѴ-19) находим

17,4-89-0,55-24

= 2 0 9 м3/сек.

Qі% — 90 (240,05- 0,08)

 

По формуле (ХѴ-14) определяем расход в створе перехода с уче­ том трансформации гидрографа паводка в транзитном русле


42,5-90

Qi = 209

167 м3/сек.

42,5 -90+

1600-0,6

Описанный подход к расчету стока в необычных условиях с ис­ пользованием местных данных наблюдений может применяться и в других районах мира. В зависимости от наличия и характера этих данных по формуле (ХѴ-19) можно определить слой осадков, вызвавший редкий расход Qmax, и вероятность превышения этого

расхода, если нет рядов наблюдений уровней и

расходов воды.

Такой расчет пришлось выполнить для одного горного

бассейна

А = 439 км2, образованного слиянием двух малых

речек

— Тираны

и Турхузес в Албании. На этих речках в 1946 г. прошел необычай­ ный паводок, затопивший населенные пункты и оставивший досто­ верные метки УВВ.

Опросом населения установлено, что такого паводка не на­ блюдалось по крайней мере с первой половины XIX в. Паводок был вызван ливнем, прошедшим 23 октября, зарегистрированным несколькими метеостанциями. В пределах бассейна в г. Тиране отмечен центр ливня — 252 мм осадков, из которых 237 мм выпало за 50 мин.

Ввиду коротких рядов наблюдений на метеостанциях района представилось возможным обработать лишь объединенный ряд из 154 годовых суточных максимумов осадков для независимых дож­ дей. Получены следующие координаты кривой # Сут = f(p%):

Вероятность превышения, р % . . .

0,1

0,5

1

2

10

Суточный максимум Я сут, мм . . . .

370

270

240

210

150

Проведенные на плане бассейна изогиеты осадков 23/Х—46 г. позволили определить их объем И700= 83,4-10® м3 при среднем слое 190 мм. Редукция наибольших осадков в центре ливня по площади

бассейна, равная

=

=

оказалась близкой к подсчитанной

по формуле (ХѴ-17)Д =

----------і--------= 0,78, что говорит о при-

 

 

439°,os — о,08

менимости ее в иных условиях и для больших водосборов.

Расход на пике паводка 1946 г. определен морфометрически по нескольким створам и равен Q1946~2420 м3/сек. Объем стока опре­ делен построением гидрографа исходя из расчетного времени до-

бегания t u 6,3

ч и продолжительности паводка, равной по опро­

сам Т ~ 20—22 ч; ІѴСТ = 50,2- 10б м3.

 

ѵ

И+т

50,2-10е

Коэффициент стока а = ------- =

------------- = 0,60.

 

Woс

83,4-ІО6

Из формулы

(ХѴ-19), принимая

1, получим расчетный слой

 

 

О Л О Й . Q 7 Q

осадков за 6,3-60 = 378 мин,

-------- -------------------- —278 мм.

 

16,7-0,60-0,75-439


Имея интенсивности ливня равной вероятности превышения за

50 и 378 мин

а50 =

237

4,75 мм/мин и

=

278

0,74 мм/мин,

—— =

-----=

 

 

50

 

 

378

 

учитывая, что при времени осадков 50<^< 144 мин

зависимость

lg a = f(lgO

имеет

вид

прямой, получим

 

а1440= 0 ,2 2 M M J M U H .

Суточный слой осадков

той же вероятности

.'Превышения #сут =

=Û 1 4 4 0 •1440 = 317 мм.

По приведенным выше данньш находим для # сут= 317 мм ве­ роятность превышения осадков и паводка 23/Х 1946 г. р ~ 0,2%.

При достаточных данных наблюдений для малоизученных райо­ нов за рубежом можно разработать региональные нормы стока, как это рекомендует Б. Ф. Перевозников [86].

§ 69. МЕТОДЫ РАСЧЕТА СТОКА ЗА РУБЕЖОМ

За рубежом, как правило, не существует общегосударственных норм стока.

Для расчета стока с малых водосборов используется большое количество региональных эмпирических и полуэмпирических фор­ мул, а также метод единичного гидрографа (см. § 28). Наиболее грубыми эмпирическими формулами являются формулы, в кото­ рых необходимая площадь сечения водопропускного сооружения зависит от площади водосбора и его геоморфологических характе­ ристик. Например, в формуле Рамзера (1935 г.) для бассейнов пло­ щадью не более 800 а [163]

со

77 000

 

(ХѴ-20)

С 130

)•

 

F + 600

 

где со — необходимая площадь живого сечения в кв. футах; С — геоморфологический параметр, принимаемый от С =1,4 для холмистой местности, покрытой культурными землями, до С= 0,3 для волнистой, залесенной поверхности водосбора; F — площадь бассейна, км2.

Еще более элементарна группа формул типа формулы Инглиса 1957 г., выведенной для штата Бомбей в Индии:

7000F

 

У Ё + 4

 

(ХѴ-21)

 

 

 

или формулы Ф. В. Гроу (1943 г.):

 

 

Q =

3,77F1’75.

 

(ХѴ-22)

В двух последних формулах площадь

бассейна F

выражена

в квадратных милях.

 

 

 

Подобного же вида и следующая группа формул,

в которых

расход имеет вероятностное

значение.

Например,

формула



В. Д. Поттера (1950 г.), выведенная на основании анализа дождей по 51 бассейну Кумберленского плоскогорья, площадью от 100 до 350 000 а:

Qio — f (С, ß, Дд, F),

(XV-23)

где Qio — расход ВП 10%; С — географический параметр, опреде­ ляемый по карте изолиний; ß — морфологический параметр; Дд — параметр, зависящий от уклона и длины водосбора; F — площадь бассейна. Для перехода к расходу ВП 2% расход умножают на коэффициент 1,40.

Широкое распространение за рубежом получила так называе­ мая рациональная формула стока, впервые предложенная Э. Кюхлингом в 1889 г. [157]. Формула имеет вид

 

 

Q = aaF,

(ХѴ-24)

где а — коэффициент стока;

а —-интенсивность

осадков за

время

концентрации паводка,

определяемая как

К

или

а — — ,

к

 

 

ім

 

а — ------—-

(см. § 28); F — площадь бассейна. В последних ре-

t + Ai

 

 

 

 

дакциях рациональной формулы учитывается фактор повторяе­ мости дождя.

Наряду с эмпирическими формулами в 30—50-х годах п США и Англии возникают методы, частично основанные на генетичес­ ком анализе стока. Прежде всего сюда следует отнести метод единичного гидрографа Л. К. Шермана, применяемый для малых и больших водосборов (см. § 28), и метод Б. Д. Ричардса.

Б. Д. Ричардс рассматривает модуль и объем максимального

стока как:

Kaa;

(ХѴ-25)

qmzx =

W = Kiqmxxt,

(XV-26)

где <7max — модуль максимального

ливневого

стока; а — коэффи­

циент стока; а — расчетная интенсивность дождя; t — расчетная продолжительность дождя, принимаемая равной времени скло­ нового добегания; W — объем стока; К; К і — постоянные числа.

Интенсивность дождя определяется по формуле

а = Т^ Г 1Н П ,

. .(ХѴ-27)

где 5 — ливневый параметр или слой дождя при t Ч); f(F) — функция, учитывающая редукцию слоя дождя по площади и определяемая графически — построением кривой H = f ( F ) .

Б. Д. Ричардсом предложен также метод построения гидрогра­ фа паводка.