Файл: Учебные пособия по гидрологии, мультимедиапроектор. Основные понятия.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.02.2024
Просмотров: 11
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ТЕМА: УРАВНЕНИЕ ВОДНОГО БАЛАНСА
ЦЕЛЬ: Разобрать основные составляющие водного баланса территории за какой-либо промежуток времени (год, месяц, декаду и т. д.) прихода, расхода и аккумуляции (изменение запаса) воды для речного бассейна или участка территории, для озера, болота или другого исследуемого объекта.
В общем случае учёту подлежат атмосферные осадки, конденсация влаги, горизонтальный перенос и отложение снега, поверхностный и подземный приток, испарение, поверхностный и подземный сток, изменение запаса влаги в почво-грунтах и др.
ОБОРУДОВАНИЕ: учебные пособия по гидрологии, мультимедиа-проектор.
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ: вода, водный баланс, гидрология, водные ресурсы, гидрологический режим водных объектов, атмосферные осадки, отложение снега, испарение, поверхностный и подземный сток.
Контрольные вопросы:
1. Понятие структуры водного баланса территории.
2. Определение коэффициента стока.
3. Единицами измерения составляющих уравнения водного баланса речного бассейна.
4. Что включает в себя приходная часть уравнения водного баланса?
5. Что включает в себя расходная часть уравнения водного баланса?
6. Атмосферные осадки.
7. Испарение и его роль в уравнении вводного баланса.
Задания:
Задание 1. Опишите структуру водного баланса бассейна реки. Раскройте сущность каждого из членов уравнения водного баланса.
Структурой водного баланса бассейна реки -это соотношение между различными приходными и расходными составляющими уравнения водного баланса.
О - И = С + dU,
где О – атмосферные осадки
И – испарение, затраты на транспирацию растений
С – сумарный сток реки
С = Сподземный + Споверхностный = (Пподземный – Оподземный) + (Пповерхностный – Оповерхностный),
где П – приток, О -отток
dU – изменение запасов воды в бассейне (с плюсом —при увеличении запасов воды, с минусом—при их уменьшении).
Задание 2. Постройте столбчатую диаграмму структуры водного баланса реки, если известно, что ее годовой подземный сток составляет 100 мм, поверхностный сток – 350 мм, испарение – 530 мм, а атмосферные осадки – 980 мм.
Задание 3. Выполните анализ уравнения водного баланса бассейна реки (рис.1).
Рис. 1. Структура водного баланса бассейна реки.
Уровень осадков 800 мм/год, испарение – 600 мм/год. Разница между осадками и испарением 800-600 = 200 мм. Таким образом, 25% или 200 мм водного баланса составляет сток, состоящий преймущественно из поверхностного (180 мм) и подземного (20 мм).
Задание 4. Определите количественные характеристики стока воды в реке (Таблица).
Норму осадков принимаем для Саратовской области одинаковой: х=450 мм.
Таблица 1– Характеристики стока воды в реке
№ | Река | Площадь водосбора, F, км2 | Средний годовой сток, Q, м3/с | Объем стока, W, м3 | Модуль стока, М, л/(с∙км2) | Слой стока, у, мм | Коэффициент стока,α |
1 | Аряш | 181 | 2,5 | 78750000 | 13,81 | 43,51 | 0,1 |
2 | Большой Аркадак | 1790 | 17,8 | 560700000 | 9,94 | 31,32 | 0,1 |
3 | Большой Караман | 4260 | 35,6 | 1121400000 | 8,36 | 26,32 | 0,1 |
4 | Большой Узень | 14300 | 50,0 | 1575000000 | 3,50 | 11,01 | 0,0 |
5 | Грачевка | 116 | 1,5 | 47250000 | 12,93 | 40,73 | 0,1 |
6 | Грязнуха (приток Арчады) | 74,1 | 1.0 | 31500000 | 13,50 | 42,51 | 0,1 |
7 | Еланка | 445 | 4,6 | 144900000 | 10,34 | 32,56 | 0,1 |
8 | Еруслан | 5570 | 46,2 | 1455300000 | 8,29 | 26,13 | 0,1 |
9 | Карай (Мокрый Карай) | 2680 | 11,0 | 346500000 | 4,10 | 12,93 | 0,0 |
10 | Малый Аркадак | 278 | 2,5 | 78750000 | 8,99 | 28,33 | 0,1 |
11 | Малый Иргиз | 3900 | 6,5 | 204750000 | 1,67 | 5,25 | 0,0 |
12 | Медведица | 34700 | 66,0 | 2079000000 | 1,90 | 5,99 | 0,0 |
13 | Нахой | 1360 | 15,7 | 494550000 | 11,54 | 36,36 | 0,1 |
14 | Ольшанка | 400 | 4,8 | 151200000 | 12,00 | 37,80 | 0,1 |
15 | Сердоба | 4040 | 48,0 | 1512000000 | 11,88 | 37,43 | 0,1 |
16 | Солянка (приток Еруслана) | 105 | 1,2 | 37800000 | 11,43 | 36,00 | 0,1 |
17 | Сухой Камелик | 427 | 4,2 | 132300000 | 9,84 | 30,98 | 0,1 |
18 | Тавалжанка | 182 | 2,5 | 78750000 | 13,74 | 43,27 | 0,1 |
19 | Хопер | 61100 | 150,0 | 4725000000 | 2,45 | 7,73 | 0,0 |
20 | Чардым (Сокурка) | 1460 | 18,5 | 582750000 | 12,67 | 39,91 | 0,1 |
ТЕМА: ГИДРОЛОГИЯ РЕК
ЦЕЛЬ: Изучить состав воды и его свойства. Научиться определять физические и химические характеристики воды.
ОБОРУДОВАНИЕ: учебные пособия по гидрологии и СНИП.
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ: гидрология, сток воды, расход воды, вероятность превышения паводка, талые воды, половодье, слой стока.
Контрольные вопросы:
1. Что называется речным стоком? Единицы измерения речного стока.
2. Понятие площади водосбора.
3. Что такое вероятность превышения паводка?
4. Что называется истоком реки?
5. Понятие стока реки.
Задания:
Задание 1. Определить гидрологические характеристики в створе устья для одной из рек Саратовской области ( вариант 6 Грязнуха). Для этого сначала нужно определить длину и средневзвешенный уклон каждой из рек. Установить площадь речного бассейна.
Река | Грязнуха |
Высота устья,м н.у.м | 154,7 |
Длина,км | 15 |
Площадь речного бассейна,км кв | 74,1 |
Задание 2. Определение максимального расхода воды от ливневого стока.
Максимальный расход воды от стока ливневых вод определяют по формуле, разработанной в МАДИ [1]:
, (1)
где: - средняя интенсивность ливня продолжительностью в 1 час, мм/мин, (табл. 2, рис. 2): ВП, % - вероятность превышения паводка (ВП=3%, т.е. такой ливень возможен 1 раз в 33 года [2]);
Река относится к 6-му ливневому району на Карте ливневого стока.
При ВП=3% = 0,81 мм/мин
- коэффициент перехода от интенсивности ливня продолжительностью в 1 час к расчетной интенсивности (табл. 3),
При L = 4,72 км, = 0,1 км = 1,61
- уклон лога (определяется как отношение разности максимальной минимальной отметок лога к его длине);
= (4,72)/15,00 = 0.31
F = 74,1 – площадь водосбора, ;
- коэффициент потери стока (табл. 4);
Для черноземов, каштановые почвы, лесов, карбонатных почв и F = 74,1
= 0,35…0,65 = 0,5
- коэффициент редукции, учитывающий неполноту стока (табл. 5).
Для F = 74,1 = 0,193
Получим:
Задание 3. Определение максимального расхода воды от стока талых вод
Расчет максимального расхода от стока талых вод проводим по формуле, предложенной ГГИ /1/:
, (2)
где – коэффициент дружности половодья (для Среднего Поволжья );
n – степенной коэффициент (для холмистой зоны n=0,1);
– расчетный слой суммарного стока , где
– поправочный коэффициент (табл. 6);
= 1,1 для холмистого рельефа
– средний многолетний слой стока талых вод, мм (рис. 3);
– модульный коэффициент, зависящий от трех параметров:
ВП – вероятности превышения паводка, % (ВП=3 %);
– коэффициент вариации слоя стока половодья (рис. 4);
= 0,6
– коэффициент асимметрии, для районов с холмистым рельефом местности принимают (Рис. 5);
= 1,8
= 42,51*1,1*1,8 = 84 (мм)
Рис.5. Кривые модульных коэффициентов слоев стока
– коэффициент, учитывающий снижение расхода воды при наличии на площади бассейна озер (табл. 7);
Т.к данных по площади озер, принимает = 1
– коэффициент, учитывающий залесенность и заболоченность,
– для Среднего Поволжья.
Получим:
Полученные значения максимального расходов от стока талых вод и от стока ливневых вод значительно превышают фактический расход 1% обеспеченности. Максимальным из сравниваемых расходов является расход от стока талых вод (147,11 м3/с), который и принимаем в качестве расчетного.
Задание 3. Сравните полученные значения ливневого стока и стока талых вод реки. Сформулируйте для чего и какой из полученных расходов воды можно использовать в хозяйственных целях.
Полученные значения максимального расхода от стока талых вод почти одинаковы с максимальным расходом воды от стока ливневых вод.
В хозяйственных целях эти расчетные показатели можно использовать для пргнозирования экстремально высоких расходов и уровней реки, возникающих из-за таяния снега или из-за сильных дождевых осадков. Эти значения можно использовать для проектирования защитных сооружений, определения возможной зоны затопления.
Заключение
В результате выполненной работы по обеим темам дисциплины «Гидрология» я ознакомился со структурой водного баланса реки и гидрологическими характеристиками рек. Научился составлять уравнение водного баланса речного бассейна, рассчитывать