Файл: Аполлов, Б. А. Курс гидрологических прогнозов учебник.pdf

величина той части бассейна, сток с которой может быть учтен при той или иной заблаговременности прогноза. В отношении рацио­ нального с точки зрения прогнозов расположения водомерных пос­ тов и гидрометрических створов в бассейне надо сказать следующее:

1) лучше иметь водомерные посты (створы) в тех пунктах на главной реке п ее притоках, от которых время руслового добегания до замыкающего створа было бы одинаковым; тогда можно, в част­ ности, наиболее точно определить размер стока с площади, ограни­ ченной той или иной изохроной;

2) посты (створы) должны располагаться так, чтобы облегча­ лось установление зависимостей, необходимых для составления про-

Рис. 18. Схема изохрон руслового добегания стока в бассейне р. Немана.

Числа у линіи'! — время добегания в сутках.

гнозов; для этого посты нужно размещать на реке выше и ниже впа­ дения притока, а также на самом притоке.

При рациональном размещении постов переход от уровней (рас­ ходов) воды в верхних створах к уровням в нижнем не представ­ ляет затруднений. Действительно, для приведенных на рис. 19 по­ стов можем записать:

Наиболее просто прогноз уровня воды для нижележащего поста (Нн) по данным наблюдений на вышележащих постах— одного на главной реке (#і) и другого на притоке (Н2) — составляется на ос­

65

нове графической зависимости Ян = /(Я і, Я2) — рис. 20. Если же бу­ дем основываться на промежуточных графических зависимостях,

- ю

/

Рис. 19. Расположение постов, при котором легче вести разра­ ботку методики краткосрочного прогноза расходов (уровней)

воды.

t — изохроны руслового добегання стока (числа у линий — время добегания в сутках), 2 — водомерные посты.

позволяющих последовательно переходить от уровней воды в одном створе к уровням в другом, то прогнозы для нижнего створа можно составлять с различной заблаговременностью, вплоть до составле-

Hj см

Рис. 20. График зависимости уровня реки по посту, расположенному ниже впадения притока (числа у изолиний), от ее уровня по посту выше впадения притока (Ні) и уровня воды по посту на притоке № ).

ния прогнозов по данным самых верхних створов. Но тогда не­ обходимо уделять особенно большое внимание оценке погреш­ ностей прогнозов для нижнего створа, так как даже при наличии

достаточно тесных промежуточных зависимостей может произойти столь существенное накопление ошибок, что точность конечных ре­ зультатов окажется низкой.

Иногда рассматриваемая зависимость выявляется с помощью способа линейной корреляции, т. е. отыскивается зависимость Н а= = аН\ + ЬН2+ . . ., где а, Ь, ... — коэффициенты. Следует, однако, от­ метить, что графическое решение рассматриваемой задачи, кроме наглядности, имеет также то преимущество, что позволяет находить нелинейные зависимости.

Для учета влияния притока па уровень воды па нижнем створе иногда используется следующий прием.

Quin1*/0

10000

S000

Нанеся по данным наблюдений точки на график связи между уровнями воды на нижнем и верхнем постах, проводят линию связи «по сгущению» точек с наименьшими значениями уровней воды для нижнего поста (рис. 21). Затем устанавливается зависимость между величиной отклонения точек от этой линии и уровнем воды на притоке. При составлении прогнозов вводится с помощью этой зависимости поправка к ожидаемому уровню воды, вычисленному по графику, изображенному на рис. 21.

На практике приходится устанавливать зависимость между уровнями воды на нижнем и на верхних постах H n= f (Hi, Hz) и при неудачном в рассмотренном выше смысле расположении на реках Еодомерных постов или при недостаточном их количестве. Понятно, что эти зависимости являются менее точными при прочих равных условиях.

При наличии по верхним постам данных о расходах воды реше­ ние задачи упрощается. Если время добегания т от всех верхних по­

68

и ffH, i+T= f (2] Qb, и), где QB, и — расход воды в t-и день в і-м створе; 1

всего п створов. На рис. 22 представлена зависимость для прогноза расходов воды Днепра у г. Киева на 10 дней вперед по данным о сумме расходов рек Припяти, Березины, Днепра (верхнее тече­ ние), Сожа, Десны и Сейма в створах, от которых время добегания до Киева составляет 10 суток.

На сравнительно длинных участках рек нередко бывает значи­ тельным распластывание паводка. Под этим явлением понимается возрастание продолжительности и снижение высоты паводка по мере продвижения его вниз по течению. Распластывание — слож­ ное явление и обусловливается рядом еще недостаточно изученных процессов и факторов. Главные из них следующие:

—повышение скорости в период подъема паводка по сравнению

спериодом спада его, обусловленное добавочным уклоном;

—регулирование стока, выражающееся в том, что в период подъема паводка какая-то часть его вод поглощается грунтами поймы и берегов, а на спаде и в последующий период возвращается в реку;

—заполнение пойменных озер (стариц) на подъеме паводка и сток из них в реку на спаде паводка;

—уменьшение уклона в устьевых участках притоков и накопле­

ние здесь воды в период подъема паводка вследствие подпора со стороны главной реки и уход этой воды в главную реку на спаде ее паводка.

Теоретический расчет распластывания паводка с учетом всех этих явлений пока еще невозможен. Поэтому примем, что переме­ щающийся расход воды изменяется вследствие распластывания па­ водка на некоторую величину AQP.

Тогда, вместо (35.III), получим следующее выражение для рас­

Величина AQP зависит от расхода воды и степени заполнения русла на данном участке в тот момент, когда в верхнем створе имеем расход воды QB, t. Поэтому величина AQP может быть при­ ближенно учтена через значения расходов воды, характеризующих крутизну волны паводка. Например,

где Qb— средний расход воды в верхнем створе за некоторый пред­ шествующий период времени.

69

Рассматриваемая зависимость для уровней воды в общем виде запишется так:

АЯпром — изменение уровня воды за счет промежуточного притока; АЯр-—то же за счет распластывания паводка.

Аналогичные характеристики крутизны паводочной волны можно получать по уровням воды. На рис. 23 приведен график для прогноза уровня р. Камы у г. Березняки на три дня вперед Я*+3 по данным

по промежуточному притоку. В этих случаях следует определять его характеристики путем сопоставления графиков связи соответ­ ственных расходов (уровней) воды, относящихся к периоду паводка и к беспаводочному периоду. Величина разности ординат этих гра­

70