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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 179

Скачиваний: 0

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

По причине, которая будет пояснена несколько ниже, примем следующую нумерацию декад: 21—31/ѴІІ — і, 1 —10/ѴШ — (і + 1),

11—20/VIII— (i + 2),

21—31/VIII— (i + 3)

II 11—20/VII— (i — 1),

1 —10/VII— (i— 2) и

T. Д.

 

Дождевой сток с площади fo,i (для этой площади время добе-

ганпя т = 0), проходящий замыкающий

створ в течение августа,

обусловлен теми осадками, которые вызвали приток дождевой воды

в русловую сеть на этой площади

на протяжении (і+1),

(і + 2) и

(і+3)-й декады — см. табл.

11. Говоря о площади fin, этими дека­

дами будут і,

(і+1)

и

(і + 2)-я, а говоря о площади Д з— декады

Уін

 

 

 

 

 

 

 

(і— 1), і и (і+ 1 )-я. Сами величины

 

 

 

 

 

 

 

этих осадков на площадях f0,i,

f 1,2 и

8fT~

 

 

 

 

 

 

 

/ 2,3

записаны

соответственно в тре­

 

 

 

 

 

 

 

 

тьей графе. Сложив их, получим ин­

 

 

 

 

 

 

 

 

тересующее нас количество осадков,

L

 

 

 

 

 

 

 

т. е. все количество осадков,

сток

\

 

 

 

 

 

 

 

которых достиг замыкающего ство­

 

 

 

 

 

 

 

ра в августе. Как видим, в это ко­

\

 

/

 

о

 

1

 

личество частично входят осадки за

 

/

 

0

о

 

 

целые восемь декад, начиная со

\

О

0

о

 

 

 

второй декады июня н кончая

тре­

V ° V

 

 

 

 

 

тьей декадой августа. Роль осадков

 

 

 

 

і

каждой

декады зависит

от вели­

/ > о £ >

 

 

 

 

чины коэффициентов <рі, ф2, ...

fo,u

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

----- 1

f 1,2 ,

. . .

Ниже

увидим, что

коэффи­

 

 

 

 

 

 

__

 

 

 

 

 

 

 

]

циент фі значительно больше после­

2

 

4

Б

8

10

12 у1 ми

дующих. Отметим, что весь рассмот­

I____ I_______ 1_____ I_____ I______1____I

I

ренный расчет осадков является ли­

О 1

 

2

3

Ь

5декады, і

нейным

преобразованием

времен­

Рис. 52. График уш*=(р(уі)

ной

функции

осадков,

значения

которой заданы в виде данных на­

кривая

1 — и

построенная

по

нему

 

кривая

истощения

у =

блюдений станций за этими осадка­

 

 

=f{t)

— кривая 2.

 

 

ми

по расчетным интервалам

вре­

На

практике срі,

ф2,

 

 

мени, в нашем случае по декадам.

... определяются обычно с помощью

так

называемых кривых истощения стока следующим образом.

Если расчетный интервал времени равен одной декаде, то вы­ бирается ряд длительных практически бездождных периодов, каж­ дый из которых продолжается несколько декад. По величинам

стока за смежные декады — Уі

и у и і — на график наносятся точки

ІУі+и Уі ) и по нижнему краю

поля точек проводится кривая

(рис. 52, кривая 1). С помощью этой кривой строится кривая ис­ тощения стока. Для этого задаемся начальным значением г/, и по нему, используя кривую 1, находим сток за первую декаду после начальной уш - Затем, уже считая за начальную величину стока г/г+і, находим, опять пользуясь кривой 1, величину стока за вторую декаду у ш и т. д. Откладывая по оси абсцисс время — в нашем случае только что перечислявшиеся декады, а по оси ординат опре­ деленные описанным путем величины стока за эти декады (на

156


Вычисление количества осадков, влияющих на величину месячного стока

ои

О

а

о

и

а. a

3

о

а

о

н

са .

о

S

о3

ез

а

оа

CJ

О

О

3

=(

к g

а

сз

еЭ

3

«3

см

- I

 

 

1

 

 

 

О-

V•з*

 

і !

 

+

0 -

 

+ і

 

 

 

 

_7

+

 

J

= ~

|

 

~ н

Н

1

ч

 

СО

со

I

со

 

Э-

9 -

;

9 -

 

+

+

 

+ 1

 

1

- 1

 

+1

 

В+І

 

=^ t

 

% \

 

CM I

1,1

 

я- 1

 

 

и

 

+ 1

 

 

 

+ і

.+1

 

в +[

 

4 1

 

V )

 

Ч

 

 

° -|

°-|

•-

 

 

 

 

a*

 

 

 

 

га

 

 

 

 

g

 

 

 

 

О

 

 

 

 

=;

 

 

 

 

а

--------- --------

га

X

 

 

 

 

 

1—•

СО

 

4-

+

 

4~

о1

>

>

о1

1

 

СЧ

,—<

 

СО

1

I

1

1—*

т- <

сч

 

 

со

см

т

 

1

1

ч г

о •—

CJ --І

 

TJ*

■з*

Fb

 

+

9 -

9 -

+

+

оч- -

 

с і

 

со

 

I

7

9 -

CJ

+

 

и •—

чсо

чСО

7

9 -

9 -

+

+

у •-

см

 

7

V

9 -

 

 

Vсм

см

 

 

 

9-

 

V

+

+

9-

CJ

—1

СІ -«4

 

7

*1

К

 

®-|

*

 

см

S е=(

га g

О

ч

п;

га

X -----------------

СЧ

4~ +

>

>

>

Z r

о

1

 

о

СО

1

О!

 

>—

1

!

I

О)

 

<

I

 

 

1

7

a 7

a •**

 

 

ev f

Ч ,

ѳ -

+

Sb

+

+

со

1

см

7

о ^ *

1

со

а

о —

чСО

U$

9 -

со

+

9 -

Eb

+

+

см

о 1

1

а- -

см

а •«-

Sb

9-

чсм

+

+

Sb

7

+

я +

a

а --

ч

ч_

Sb 1

Sb

9-

 

 

со

«С

g

О

с

T“

>

>

>

о

-1

о

СЧ

с о

1—1

1

1

1

1

1

1

сч

157


графике они обозначены через у ) , получаем искомую кривую

(рис. 52, кривая 2). Она принимается за

характеристику истоще­

ния запаса воды в бассейне (истощения

стока), почему ее и на­

зывают кривой истощения этого запаса

воды (пли истощения

стока). Можно считать, что расход воды, выраженный на рис. 52 отрезком прямой между осью абсцисс и горизонтальной штриховой линией, обусловлен устойчивым, мало меняющимся во времени подземным питанием.

Дальше берем гидрографы, относящиеся к тому же створу на реке (для которого была построена кривая истощения), но теперь уже за периоды с дождевым стоком. На эти гидрографы перено­ сим кривые истощения стока для ряда смежных декад, принимая

расходы

воды, даваемые гидрографом, за

начальные

(рис.

53).

у мм

 

Считается,

что

разности

ординат

 

двух рядом проходящих

 

кривых

 

 

 

 

 

истощения уи Уь Уз и (д (рис. 53)

 

 

выражают

величины

дождевого

 

 

стока по декадам от осадков, вы­

 

 

павших на

протяжении исходной

 

 

декады. Разделив величину этого

 

 

стока за каждую декаду на его

 

 

общую величину за

все

 

декады

 

 

(в нашем случае за четыре дека­

 

 

ды), получаем значения коэффи­

 

 

циентов срі, фо, фз и ф4. Напомним,

 

 

что фі относится к декаде выпа­

Рис. 53.

Гидрограф (1) и кривые

дения осадков.

 

 

 

 

 

Из самого способа

получения

истощения стока для смежных декад

(2); устойчивое подземное питание

коэффициентов

следует,

что

 

 

реки (3).

2

 

Числовые

 

значе­

 

 

ния каждого из этих коэффициен­

тов получаются несколько разные, когда сделаем описанный

расчет

 

фі>

для ряда пар смежных декад. В

частности, они зависят от началь­

>ф >’фз>...

 

 

 

 

 

ных величин самого стока. За расчетные значения коэффициентов принимают их средние величины; для них мы сохраним прежние обозначения фь фз, фз и фд. Их распространяют на весь бассейн, на все межизохронные площади fo.i, /о,2, ... Если бассейн большой и неоднородный по условиям формирования притока воды в русло­

вую сеть, то коэффициенты . . . устанавливаются для отдель­

ных частных бассейнов; при этом используются,

конечно, данные

о расходах по створам, замыкающим эти

частные бассейны. При

единице времени, равной

одной декаде,

число

коэффициентов

фі, фз,

 

 

обычно равно трем-четырем, включая декаду выпадения осадков. Это означает, что приток воды в речную сеть, вызванный декад­ ными осадками, продолжается по окончании дождя 20—30 дней. Это много и может быть объяснено только тем, что стенание воды осуществляется и под поверхностью, в частности в виде так назы­ ваемого внутрипочвенного стока. Весьма вероятно, что рассматри­ ваемые осадки вызывают увеличение притока грунтовых вод, осо­

158


бенно в районах неглубокого нх залегания. Такое увеличение, ес­ тественно, явится составной частью искомых величин дождевого стока у\, уг, . . . (см. рис. 53). Отметим, что величина первого коэффициента срі значительно больше последующих и равна в сред­ нем 0,6—0,8, т. е. основной приток продолжается не больше декады.

Несмотря на то что разобранный способ расчета количества осадков, с которым генетически связан сток в замыкающем створе за определенный интервал времени, является более пли менее де­ тальным, он все же остается приближенным. Отметим в связи с этим одно из допущений, принимаемых в расчете.

Как мы видели, коэффициенты срі, ср2, .. . вычисляются по дан­ ным о рассчитанном с помощью кривой истощения распределении во времени притока воды в речную сеть, вызванного осадками, вы­ павшими за единицу времени. Однако затем коэффициенты пере­ носятся на расчет осадков. Это не вносит погрешностей в расчет только при условии, что осадки, дающие приток воды в речную сеть в первую, вторую и другие декады, имеют одинаковый коэф­ фициент стока. В действительности это условие, несомненно, на­ рушается в большей или меньшей степени.

Отметим, что величины срі, ср2, . .. можно получить и другими путями. Например, если выберем такие случаи выпадения значи­ тельных осадков за декаду, когда до и после этого дождей прак­ тически не было, то эти коэффициенты можно определить на осно­ вании данных о стоке малых рек или о притоке воды в русловую сеть за несколько декад, начиная с декады выпадения осадков. Приток воды в русловую сеть вычисляется способами, изложен­ ными в г л .IV.

Теперь обратим внимание на то, что сток, вызванный отдель­ ными частями этих осадков, проходит замыкающий створ в то са­ мое время, к которому относится величина Qn• Принимается, что влияние на Qn+зо осадков, выпавших на определенную межизохрон­ ную площадь в определенный интервал времени, учтено величиной Qn, если последняя включает в себя часть дождевого стока от этих осадков. Другие, тоже уже выпавшие осадки, но не подошедшие к замыкающему створу к сроку, к которому относится величина Qn, наоборот, не могут быть ею учтены. Эти осадки составляют как бы первую часть величины У^х в прогностической зависимости Qn+зо = f(Qn, 2Х ). Вторую часть величины составляют осадки, которые выпадают от момента составления прогноза до начала ме­ сяца (этот промежуток времени будем считать заблаговременно­ стью прогноза), на который дается прогноз стока, и в течение са­ мого этого месяца. Поскольку при составлении прогноза стока осадки второй части могут быть учтены только на основании прог­ ноза погоды или приравнены к их среднему многолетнему зна­ чению, то рассматривать их целесообразно отдельно от других осадков.

Итак, при установлении зависимости Qn+3o = f(Qn, £ х ) надо различать: осадки, выпавшие до обусловленного срока составле­ ния прогноза и дающие часть стока Qn+зо, но тем не менее не

159