Меню

Гидрограф реки с весенним половодьем

Гидрограф реки с весенним половодьем

5. РАСЧЕТНЫЕ ГИДРОГРАФЫ СТОКА

ВОДЫ РЕК ВЕСЕННЕГО ПОЛОВОДЬЯ

И ДОЖДЕВЫХ ПАВОДКОВ

5.1. Расчетные гидрографы стока воды рек весеннего половодья и дождевых паводков необходимо рассчитывать при проектировании водохранилищ , отводе вод от сооружений в период их строительства , расчете затопления пойм и лиманов , пропуске высоких вод через дорожные и другие искусственные сооружения.

5.2. Форма расчетных гидрографов принимается по моделям наблю­денных высоких весенних половодий или дождевых паводков с наиболее неблагоприятной их формой , для которых основные элементы гидро­графов и их соотношения должны быть близки к расчетным.

Для расчета отверстий дорожных и других искусственных сооружений допускается принимать схематизацию гидрографов стока воды рек весеннего половодья и дождевых паводков по геометрическим формам.

5.3. Гидрографы речного стока следует рассчитывать по равно­обеспеченным значениям максимального расхода воды , объема стока воды основной волны и объема всего весеннего половодья (дождевого паводка) расчетной ежегодной вероятности превышения.

5.4. Расчетные гидрографы стока воды рек определяются :

а) для весеннего половодья — по среднесуточным расходам воды ; гидрографы внутрисуточного хода стока воды рассчитываются , если величина максимального мгновенного расхода воды в 1 , 5 раза больше соответствующего ему среднесуточного расхода воды ;

б) для дождевых паводков — по мгновенным расходам воды.

При наличии данных

гидрометрических наблюдений

5.5. При проектировании гидрометрических сооружений натурная модель гидрографа стока воды реки принимаются :

а) одновершинная с наибольшим максимальным расходом воды — при небольшой регулирующей емкости , величина которой значительно меньше объема стока воды весеннего половодья (дождевого паводка) ;

б) общая с наибольшим объемом стока воды весеннего половодья (дождевого паводка) и наибольшей сосредоточенностью стока в цент­ральной части гидрографа — при больших регулирующих емкостях , величины которых соизмеримы с полным объемом стока воды весенних половодий (дождевых паводков) ;

в) многовершинная — для рек с многовершинными гидрографами стока воды ;

г) общая для всего каскада водохранилищ по расчетному гидрографу притока к верхнему гидроузлу и гидрографам боковой приточности между гидроузлами.

5.6. Основные элементы расчетных гидрографов стока воды рек : максимальный расход воды , объем весеннего половодья (дождевого паводка) , объем основной волны расчетной ежегодной вероятности превышения , а также боковая приточность определяются по данных гидрометрических наблюдений согласно требованиям пп.2.1-2.12.

5.7. Общая продолжительность весеннего половодья больших и средних рек , включая дождевые паводки на спаде половодья , принимается одинаковой для всех лет и створов как на основной реке , так и на притоках при условии включения в ее пределы продолжительности всех половодий.

Назначение периода общей продолжительности весеннего половодья допускается принимать переменным для разных лет , но одинаковым по длине реки.

Продолжительность основной волны , включающей максимальную ординату , следует принимать постоянной в подвижных границах для всех лет исходя из условия наибольшего объема стока (притока) за принятый период.

5.8. Расчет гидрографов весеннего половодья (дождевого паводка) выполняется следующими методами :

а) переходом от гидрографа-модели к расчетному гидрографу путем умножения ординат гидрографа-модели на коэффициенты , определяе­мые по формулам :

где Q м и Q р% — соответственно для гидрографа-модели и расчетного гидрографа максимальный среднесуточный расход воды весеннего половодья или мгновенный для дождевого паводка , м 3 / с ;

V м и V р% — соответственно для гидрографа-модели и расчетного гидрографа объем основной волны , м 3 ;

V / м и V / р% — соответственно для гидрографа-модели и расчетного гидрографа полный объем весеннего половодья (дождевого паводка) , м 3 ;

б) переходом от гидрографа-модели к расчетному гидрографу с применением коэффициента k 1 , определяемого по формуле (57) , и коэффициента k t , определяемого по формуле

где q м , q p% — соответственно для гидрографа-модели и расчетного гид­рографа модуль максимального среднесуточного расхода воды , м 3 / (с ? км 2 ) ;

h м , h p% — соответственно для гидрографа-модели и расчетного гид­рографа слой стока весеннего половодья (дождевого паводка) , мм.

Переход от гидрографа-модели к к расчетному гидрографу по методу , указанному в подпункте «б» , возможен только при соблюдении условий :

g р% = g м ; k s,p % = k s, м ,

где g р% и g м — соответственно для гидрографа-модели и расчетного гидрографа коэффициент полноты g , определяемый по формуле

k s,p % и k s, м — соответственно для гидрографа-модели расчетного гид­ рографа коэффициент несимметричности , определяемый по формуле

Координаты расчетного гидрографа определяются в зависимости от коэффициентов k 1 b k t по формулам :

Q i и Q i, м — соответственно для гидрографа-модели и расчетного гид­ рографа расходы воды в i -тую единицу расчетного времени ;

t i и t i , м — соответственно для гидрографа-модели и расчетного гид­рографа ордината времени.

За начало отсчета времени t i , м принимается начало подъема весеннего половодья (дождевого паводка).

5.9. Определение гидрографов внутрисуточного хода стока следует производить по методу , указанному в п. 5.8 ; обозначения в формулах (60) , (61) , (62) принимаются следующие :

q м , q p% — соответственно для гидрографа-модели и расчетного гидрографа модули максимального мгновенного расхода воды , м 3 / (с ? км 2 ) ; h м , h p% — соответственно для гидрографа-модели и расчетного гидрографа максимальный суточный слой стока весеннего половодья h , мм ; h п — слой стока за период подъема максимальный суточный волны весеннего половодья , мм ; t — продолжительность максимальной суточной волны весеннего половодья , сутки и менее.

Источник

Реки с весенним половодьем

Предмет общей гидрологии как науки – природные воды Земли и наиболее общие закономерности происходящих в них процессов и явлений. Роль воды в природе определяется широким кругом факторов:

— формирование облика ландшафтов;

— носитель механической энергии;

— носитель тепловой энергии;

— обмен веществ между компонентами ландшафта;

Все изучаемые гидрологией водные объекты (табл. 2.1) разделяются на:

— водотоки — водные объекты на поверхности земли с поступательным движением воды в руслах в направлении уклонов (реки, ручьи, каналы);

— водоемы — водные объекты в понижениях земной поверхности с замедленным движением воды (океаны, моря, озера, водохранилища, болота);

— особые водные объекты — ледники, и подземные воды.

Таблица 2.1 — Запасы воды в четырех геосферах Земли

Геосфера и формы содержания воды Количество, км 3
Гидросфера
соленые воды
океан
озера
пресные воды
ледники и постоянно залегающий снежный покров
озера
водохранилища
реки
болота
Земная кора
общее количество воды: 905000000 (млрд.т)
химически связанной 415000000 (млрд.т)
гигроскопической поровой и пластовой 480000000 (млрд.т)
запасы воды в двухкилометровой зоне (гравитационной и капиллярной)
преимущественно пресные воды в зоне 0-600 м от земной поверхности
почвенная влага
подземные льды криолитозоны
Атмосферная вода
Биологическая вода

Часть земной поверхности, откуда вода поступает к данному объекту называется водосбором,а границы между водосборами – водоразделами. Выделяют поверхностные водоразделы (возвышенности, хребты) и подземные. Совокупность водосборов и водоразделов в пределах территории называются гидрографической сетью. Все природные воды Земли образуют ее гидросферу.

Гидросфера —это прерывистая водная оболочка земного шара, расположенная на поверхности земной коры и в ее толще, представляющая собой совокупность океанов, морей и водных объектов суши включая снежный покров и ледники.

Основная часть пресных вод суши (29×10 6 км 3 ) сконцентрирована в ледниковых покровах Антарктиды и Гренландии (табл. 2.2). В среднем на каждого человека приходится куб воды (во всех ее проявлениях) со стороной 45 м.

Таблица 2.2 – Распределение запасов пресной воды у поверхности Земли *)

Местоположение Запасы воды
% n×10 6 км 3
Полярные льды и горные ледники
Грунтовые воды на глубинах: до 750 м 4,2
750-4000 м 11,6 5,3
Озера 0,3 0,12
Реки 0,03 0,12
Почвы 0,06 0,24
Атмосфера 0,035 0,13
Всего

*) без учета в горных породах

Свойства природных вод

Вода на поверхности Земли появилась около 4,4 млрд лет назад. Основными источниками воды являлись кометы, метеориты на 20% состоящие из воды и дегазация мантии. Через 500 млн лет практически вся Земля была покрыта водой, зеленоватого, из-за обилия растворенного железа, цвета. После появления около 3,5 млрд лет назад первых фотосинтезирующих организмов – строматолитов ее химический состав стал меняться. Железо и другие химические элементы окислялись кислородом, выделяемом строматолитами, и выводились из раствора в осадки, формируя древнейшие залежи железа — джеспиллиты. Этот фактор существенно задержал трансформацию химического состава атмосферы, поэтому ее насыщение кислородом началось на 1 млрд лет позже.

Значение воды в эволюции Земли, развитии живых организмов и абиотической составляющей, определяется несколькими специфическими свойствами. Во-первых, температура замерзания и кипения воды значительно выше, нежели у других аналогичных химических соединений. Это обусловливает существование воды во всех агрегатных состояниях и ее всепроникающую способность в условиях Земли. Во-вторых, вода обладает аномально высокой теплоемкостью в сравнении с другими жидкостями и твердыми веществами, что усиливает ее роль в переносе тепла. В третьих, в диапазоне температур от 0 до +4 о С плотность воды с повышением температуры увеличивается, а не уменьшается. В четвертых, плотность воды в твердом состоянии меньше, чем в жидком, так как при замерзании она увеличивается в объеме на 10%. Эти особенности воды имеют огромное гидрологическое значение. Благодаря им, даже при температурах близких к точке замерзания в водоемах не прекращаются конвективные процессы и они не промерзают до дна, а лед плавает на поверхности. В пресных и солоноватых водах зимой температура на дне выше, чем на поверхности, так как с повышением солености температура замерзания уменьшается.

К числу главных ионов солей, находящихся в природных водах, относят положительно заряженные (катионы) Ca 2+ , Mg + , Na + , K + и отрицательно заряженные (анионы) HCo 3 — , SO 4 2- , Cl — . По анионам воды делят на три класса — гидрокарбонатный, сульфатный, хлоридный. По катионам — на три группы: кальциевые, магниевые, натриевые. Содержание солей в воде измеряется в г/л и мг/л ( минерализация) или в г/кг воды – промилле, ‰ ( соленость). При невысоком содержании солей эти цифры практически не отличаются. В гидрологии природные воды по общей минерализации разделяют на 4-е группы:

1. пресные 50 г/л (рассолы);

При величине солености 24,7‰ температура наибольшей плотности и температура замерзания совпадают.

Все водные объекты Земли являются предметом изучения специальных наук. Например, подземные воды изучает гидрогеология, ледники – гляциология, озера – лимнология, океаны и моря – океанология и так далее. Основой общей гидрологии или гидрологии суши является гидрология рек.

Река — это водоток значительных размеров, питающийся атмосферными осадками со своего водосбора, и имеющий четко сформированное самим потоком русло. К рекам относятся постоянные и относительно крупные водотоки с площадью бассейна не менее 50 км 2 . Водотоки меньшего размера называют ручьями. Исходя из данного определения к рекам не могут быть отнесены даже крупные, но временные водотоки (например, сухие долины в пустынях — вади); водотоки, не имеющие водосбора (например, сформированные приливными или сгонно-нагонными течениями водотоки в приморских районах или на островах); водотоки с искусственным руслом, т.е. каналы.

Читайте также:  Реки по которым сплавляют плоты

По размеру реки подразделяют на: большие — площадь бассейна составляет около 50 тыс.км 2 ; средние — от 2 до 50 тыс.км 2 ; малые — менее 2 тыс.км 2 . Большая река имеет бассейн расположенный в разных климатических зонах, ее гидрологический режим более азонален. Средняя река обычно имеет бассейн в пределах одной географической зоны. Малая река имеет бассейн расположенный в пределах одной географической зоны, но ее гидрологический режим может существенно отличаться от режима свойственного большинству рек данной географической зоны и стать, таким образом азональной.

Режим и баланс воды в реке зависит от физико-географических и геологических характеристик бассейна реки:

— географического положения бассейна на континенте, которое может быть выражено через удаленность (в км) от океана, широту и долготу центра и крайних точек бассейна;

— географической зоны (подзоны) или высотного пояса;

— геологического строения, тектоники, физических и водных свойств подстилающих грунтов, гидрогеологических условий;

— рельефа, который может быть охарактеризован количественно через среднюю высоту и средний уклон бассейна;

— климата, т.е. характера циркуляции атмосферы, режима температуры и влажности воздуха, количества и режима атмосферных осадков, испарения;

— почвенно-растительный покрова, который можно охарактеризовать данными о доли площади (в %), занятой лесами и почвами того или иного типа;

— характера речной сети;

— наличие и особенности других водных объектов, озер, болот, ледников;

— степень преобразования речного бассейна хозяйственной деятельностью. При этом различают искусственное преобразование поверхности бассейна и искусственное преобразование гидрографической сети бассейна и режима самих рек.

Речной сток формируется за счет вод атмосферного происхождения, однако, пути поступления вод в реки могут быть различными. Поэтому выделяют четыре основных вида питания рек.

Дождевое питание является главным для рек теплого климата и в глобальном масштабе является важнейшим.

Снеговое питаниеявляется вторым по важности, его роль весьма велика для рек умеренного климата.

Подземное занимает третье место по объему вод, поступающих в реки, и составляет почти 1/3 речного стока. Именно этот вид питания обусловливает постоянство и большую продолжительность стока реки в течение года, что и создает в конечном итоге реку.

Ледниковое питание занимает последнее место (около 1% стока всех рек), хотя в отдельных реках может составлять до 70%.

У каждой реки доля отдельных видов питания может быть различной. Определение вклада различных видов питания в речной сток — задача исключительно сложная. Наиболее простой, но приближенный способ выделения различных видов питания реки — это графическое расчленение гидрографа. В России наиболее распространена классификация рек по источникам, или видам питания, М. И. Львовича.

Если один из видов питания дает более 80% годового стока реки, следует говорить об исключительном значении данного вида питания реки (другие виды питания реки не учитываются).

Если на долю данного вида питания реки приходится от 50 до 80% стока, то этому виду питания придается преимущественное значение (другие виды питания учитываются лишь, если на их долю приходится больше 10% годового стока).

Если же ни один из видов питания не дает более 50% годового стока, то такое питание называют смешанным.

Указанные диапазоны градаций (80 и 50%) относятся ко всем видам питания, кроме ледникового. Для ледникового питания соответствующие диапазоны градаций уменьшены до 50 и 25%.

Под водным режимом рек понимают закономерные изменения стока, скорости течения, уровней воды и уклонов водной поверхности, прежде всего во времени, но также и вдоль реки. В водном режиме выделяют прежде всего вековые, многолетние, внутригодовые (сезонные) и кратковременные колебания.

Вековые колебания водности рек отражают вековые изменения климатических условий и увлажнения материков с периодом в сотни и тысячи лет. В течение года реки, находящиеся в разных географических поясах, испытывают различные чередования многоводных и маловодных периодов.

Многолетние колебания водности рек также имеют, в основном, метеорологическую природу. Периодичность таких колебаний — десятки лет.

Внутригодовые (сезонные) колебания водности рек обусловлены сезонными изменениями составляющих водного баланса речного бассейна. В течение года реки, находящиеся в разных географических поясах, испытывают различные чередования многоводных и маловодных периодов.

Кратковременные колебания водности рек могут быть, прежде всего, естественными и обусловленными как метеорологическими факторами, так и геологическими процессами. Кратковременные колебания могут быть обусловлены и антропогенным фактором.

График изменения расхода воды (м 3 /с) в данном створе реки в течение года называется гидрографом реки. Типовой гидрографотражает наиболее общие черты внутригодового стока реки на основе гидрографов за ряд лет. Графическое построение и расчленение гидрографа позволяет определить характеристики годового стока и его распределение по месяцам. Во внутригодовом (сезонном) режиме рек выделяют ряд периодов (фаз) в зависимости от изменения условий питания и особенностей водного режима (рис. 5.1.). Для большинства рек мира различают следующие фазы водного режима: половодье, паводки, межень.

Половодье — это фаза водного режима реки, ежегодно повторяющаяся в данных климатических условиях в один и тот же сезон и характеризующаяся наибольшей водностью, высоким и продолжительным подъемом уровня воды. Оно часто сопровождается выходом воды на пойму и формируется как талыми снеговыми, так и дождевыми водами. Различают весеннее половодье и половодье в теплую часть года (весенне-летнее или летнее).

Паводок — это фаза водного режима, которая может многократно повторяться в различные сезоны года и характеризуется интенсивным, обычно кратковременным увеличением расходов и уровней воды и вызывается дождями и снеготаянием во время оттепелей. Различают однопиковые и многопиковые паводки, одиночные паводки и паводочные периоды, когда на реке проходят серии паводков.

Рис. 2.1. Расчленение гидрографа реки по видам питания и фазам водного режима

Межень— это фаза водного режима, ежегодно повторяющаяся в один и тот же сезон, характеризующаяся малой водностью, длительным стоянием низкого уровня, и возникающая вследствие уменьшения питания реки. В межень реки обычно питаются только за счет подземных вод. На многих реках России выделяют два периода пониженного стока — летнюю и зимнюю межень.

Фазы водного режима лежат в основе классификации рек по водному режиму Б.Д. Зайкова. Эта классификация довольна проста и широко распространена. В ней все реки России разделены на три большие группы: с весенним половодьем, половодьем в теплую часть года и паводочным режимом.

Реки с весенним половодьем

КАЗАХСТАНСКИЙ ТИП. У рек этого типа наблюдается исключительно резкая и высокая волна половодья весной, а в остальную часть года сток бывает очень мал, вплоть до полного пересыхания рек.

ВОСТОЧНОЕВРОПЕЙСКИЙ ТИП. Эти реки характеризуются высоким весенним половодьем, низкой летней и зимней меженью, несколько повышенным стоком осенью.

ЗАПАДНОСИБИРСКИЙ ТИП. Реки этого типа имеют невысокое растянутое весеннее половодье и повышенный летне-осенний сток.

ВОСТОЧНОСИБИРСКИЙ ТИП. У рек этого типа наблюдается высокое половодье, летне-осенние паводки и низкая зимняя межень.

АЛТАЙСКИЙ ТИП. Эти реки имеют невысокое растянутое весеннее половодье, повышенный летний сток и низкую зимнюю межень.

Источник



Расчетные гидрографы стока воды рек весеннего половодья и дождевых паводков

date image2015-08-13
views image1886

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

5.32 Расчетные гидрографы стока воды весеннего половодья и дождевых паводков необходимо рассчитывать при проектировании водохранилищ, отводе вод от сооружений в период их строительства, расчете затопления пойм и лиманов, пропуске высоких вод через дорожные и другие искусственные сооружения.

5.33 Форму расчетных гидрографов принимают по моделям наблюденных высоких весенних половодий или дождевых паводков с наиболее неблагоприятной их формой, для которых основные элементы гидрографов и их соотношения должны быть близки к расчетным.

Для расчета отверстий дорожных и других искусственных сооружений допускается принимать схематизацию гидрографов стока воды рек весеннего половодья и дождевых паводков по геометрическим формам.

5.34 Гидрографы речного стока следует рассчитывать по равнообеспеченным значениям максимального расхода воды, объема стока воды основной волны и объема всего весеннего половодья (дождевого паводка) расчетной вероятности превышения.

5.35 Расчетные гидрографы стока воды рек определяют:

а) для весеннего половодья — по среднесуточным расходам воды; гидрографы внутрисуточного хода стока воды рассчитывают, если значение максимального мгновенного расхода воды в 1,5 раза больше соответствующего ему среднесуточного расхода воды;

б) для дождевых паводков — по мгновенным расходам воды.

5.36 Выбор метода построения расчетного гидрографа и натурной модели зависит от задач, для решения которых он используется:

а) при проектировании гидротехнических объектов с относительно небольшой регулирующей емкостью водохранилища используют модель одновершинного гидрографа с наибольшим максимальным расходом воды;

б) при больших регулирующих емкостях, сопоставимых с полным объемом половодий (паводков), используют модель с наибольшим объемом половодья (паводка) и наибольшей сосредоточенностью стока в центральной части гидрографа;

в) для рек с многовершинными гидрографами следует выбирать такую модель из числа многоводных лет, в которой наибольшая волна после короткого промежутка следует за меньшей волной;

г) при каскаде водохранилищ строят расчетный гидрограф притока к верхнему гидроузлу и гидрографы боковой приточности между гидроузлами. При этом выбирают модель, общую для всего каскада;

д) для развитых систем инженерной защиты, включающих наряду с водохранилищами обвалование, регулирование русла реки и другие мероприятия, строят расчетные гидрографы во входном створе на основной реке и гидрографы боковой приточности на всем протяжении инженерной защиты по общей для всей системы модели.

5.37 Основные элементы расчетного гидрографа стока воды рек: максимальный расход воды, объем весеннего половодья (дождевого паводка), объем основной волны расчетной вероятности превышения, а также боковую приточность определяют по данным гидрометрических наблюдений согласно требованиям 5.1 — 5.17.

5.38 Общую продолжительность весеннего половодья для больших и средних рек, включая дождевые паводки на спаде половодья, принимают одинаковой для всех лет и створов как на основной реке, так и на притоках при условии включения в ее пределы продолжительности всех половодий.

Назначение периода общей продолжительности весеннего половодья допускается принимать переменным для разных лет, но одинаковым по длине реки.

Читайте также:  Как доехать от черной речки до репино

Продолжительность основной волны, включающей максимальную ординату, следует принимать постоянной в подвижных границах для всех лет исходя из условия наибольшего объема стока (притока) за принятый период.

5.39 Расчет гидрографов весеннего половодья (дождевого паводка) выполняют следующими методами:

а) переходом от гидрографа-модели к расчетному гидрографу путем умножения ординат гидрографа-модели на коэффициенты, определяемые по формулам:

где Qm, Qp — максимальный среднесуточный расход воды весеннего половодья или мгновенный для дождевого паводка соответственно для гидрографа-модели и расчетного гидрографа, м 3 /с;

Vm и Vp объем основной волны соответственно для гидрографа-модели и расчетного гидрографа, м 3 ;

V′m и V′p — полный объем весеннего половодья (дождевого паводка) соответственно для гидрографа-модели и расчетного гидрографа, м 3 ;

б) переходом от гидрографа-модели к расчетному гидрографу с применением коэффициента k1, определяемого по формуле (5.45), и коэффициента kt определяемого по формуле

где qm, qp модуль максимального среднесуточного расхода воды соответственно для гидрографа-модели и расчетного гидрографа, м 3 /(с × км 2 );

hm, hp слой стока весеннего половодья (дождевого паводка) соответственно для гидрографа-модели и расчетного гидрографа, мм. Переход от гидрографа-модели к расчетному гидрографу по методу, указанному в пункте

б), возможен только при соблюдении условий:

где γт, γp — коэффициент полноты для гидрографа-модели и расчетного гидрографа γ соответственно, определяемый по формуле

γ = q t / 0,0116 h; (5.49)

ks,m, ks,p коэффициент несимметричности соответственно для гидрографа-модели и расчетного гидрографа, определяемый по формуле

q — модуль максимального среднего суточного расхода воды;

h — слой стока весеннего половодья (дождевого паводка), мм;

t — продолжительность весеннего половодья (дождевого стока), сут;

hп слой стока за период подъема весеннего половодья (дождевого паводка), мм.

Координаты расчетного гидрографа определяют в зависимости от коэффициентов k1 и kt по формулам:

где Qi,m, Qi — расходы воды в i-ю единицу расчетного времени соответственно для гидрографа-модели и расчетного гидрографа, м 3 ;

ti,m и tt — ордината времени соответственно для гидрографа-модели и расчетного гидрографа.

За начало отсчета времени ti,m принимают начало подъема весеннего половодья (дождевого паводка).

5.40 Определение гидрографов внутрисуточного хода стока следует производить по методу, указанному в 5.37; обозначения в формулах (5.48) — (5.50) принимают следующие:

qm, qр модуль максимального мгновенного расхода воды соответственно для гидрографа-модели и расчетного гидрографа, м 3 /(с × км 2 );

hm, hр — максимальный суточный слой стока весеннего половодья соответственно для гидрографа-модели и расчетного гидрографа, мм;

hn слой стока за период подъема максимальной суточной волны весеннего половодья, мм;

t — продолжительность максимальной суточной волны весеннего половодья, сут и менее.

Источник

Экология СПРАВОЧНИК

Информация

гидрограф

Гидрограф стока имеет две ветви: восходящую 1 и нисходящую 2. Восходящая ветвь завершается в тот момент, когда вода стекает к расчетному сечению со всей площади стока. Восхождение ветви обусловлено тем, что влияние на расход прироста площади стока сказывается в большей степени, чем влияние продолжительности дождя [см. формулу (7.15)]. В пределах нисходящей ветви площадь стока остается неизменной. Нисхождение ветви обусловлено уменьшением расхода вследствие влияния продолжительности дождя.[ . ]

Гидрограф т—график изменения во времени расхода воды в створе реки: Гидрографическая оетЬ — совокупность рек и других постоянно и временно действующих водотоков, а также водоемов иа какой-либо территории.[ . ]

Гидрографы паводкового стока обычно характеризуются наличием фаз подъема, стояния высоких вод и спада, но возможно и рассмотрение многоэкстремальных гидрографов. В процессе пропуска паводка происходит изменение приоритетов между двумя основными целями регулирования стока. Если на фазе подъема уровня воды в водохранилище основная стратегия управления нацелена на то, чтобы не превысить ФПУ, то на фазе понижения уровня на первый план выходит стремление обеспечить в конце паводка наполнение водохранилища до НПУ. В силу сказанного, для каждого водохранилища % = 1,7 существует такой момент £ , когда осуществляется смена стратегий. При расчетах по суткам в качестве можно принять первую дату, когда достигается максимальный уровень воды в сравнении со всеми предыдущими датами и одной-двумя последующими. При этом от начала паводка до момента продолжается фаза подъема уровня, а после — фаза спада.[ . ]

Гидрографы рек с половодьем в теплую часть года. а — р. Зея у Зейских ворог, б — р. Вахш у ст. Туткаульской. Гидрографы рек с половодьем в теплую часть года. а — р. Зея у Зейских ворог, б — р. Вахш у ст. Туткаульской.
Гидрографы рек с паводочным режимом. Гидрографы рек с паводочным режимом.
Гидрографы рек с весенним половодьем. Гидрографы рек с весенним половодьем.
Гидрографы дождевого стока Гидрографы дождевого стока
Гидрограф равнинной реки с весенним половодьем (восточно-европейский тип). Гидрограф равнинной реки с весенним половодьем (восточно-европейский тип).

При этом гидрограф приобретает форму, представленную на рис. 11.36, в. Этот гидрограф наиболее достоверно отражает закономерность притока воды в водоотводящей сети в процессе выпадения дождя. Очевидно, что именно его следует принять в основу расчетов. Канд. техн. наук М. В. Молоков считает, что теоретический гидрограф по времени должен быть ограничен реальной продолжительностью дождей, которая названа предельной tд. После окончания дождя сток в расчетном сечении практически прекращается через интервал, равный времени полной концентрации стока tr. Можно считать, что в указанном интервале расход стока снижается пропорционально времени. Расчетная площадь гидрографа отмечена на рис. 11.36, в штриховкой.[ . ]

Описывая гидрографию и гидрологию, перечисляют реки и ручьи, их приуроченность к территориям и дают краткую гидрологическую характеристику. Характеризуют замкнутые водоемы. Приводят глубину грунтовых вод и их минерализацию.[ . ]

Гидрология и гидрография суши подразделяются на гидрологию и гидрографию рек, озер, ледников и болот. Изучение всех видов водных объектов связано с различными методами наблюдений и измерений. Разработкой этих методов занимается гидрометрия— прикладной раздел гидрологии.[ . ]

Откладывая на гидрографе 1 (Эср.год, получают зарегулированный гидрограф 2 с постоянным в течение года расходом потребления (Зер.год- Площадь естественного гидрографа, расположенная выше линии среднегодового расхода, численно равна объему воды, накопленному в водохранилище, а площадь провалов ниже этой линии — объему сработки; эти площади равны по величине и соответствуют V.[ . ]

В кн.: Водные ресурсы Карелии и пути их использования. Петрозаводск, 1970, с. 220-234.[ . ]

Давыдов А. К. 1553. Гидрография СССР, ч. 1. Общая характеристика вод.[ . ]

Соколов А. А. 1964. Гидрография СССР.[ . ]

Типичный гидрограф р. Нил за период с 1956 по 1976 г. (а) и изменение среднего уровня вод в Нижнем Ниле в год нормального половодья (6) Типичный гидрограф р. Нил за период с 1956 по 1976 г. (а) и изменение среднего уровня вод в Нижнем Ниле в год нормального половодья (6)

Лэнои Б.П. Пекции по гидрографии СССР Ч. 1. Физическая гидрография. Л.. М-во высш. и сред. спец. образовании РСФСР. 1971. 188 с.[ . ]

Процесс формирования гидрографа поверхностного стока зависит от совместного влияния продолжительности и интенсивности дождя, от физико-географических факторов водосбора, определяющих его регулирующую способность. Время от начала стока до его пика зависит от интенсивности и продолжительности дождя, размера, уклона, формы и регулирующей способности водосбора. После прохождения максимального расхода, сформированного отдельным ливнем, сток вступает в фазу спада. В этот период источником поступления воды становятся в основном запасы, аккумулированные на поверхности водосбора. На интенсивность инфильтрации влияют многие характеристики почвенного покрова (свойства почвы, травяной покров, метеорологические условия и т. д.).[ . ]

При отсутствии реальных гидрографов паводков целесообразно использовать их схематизацию с частных водосборных площадей для выделенных участков. Обычно используется схематизация в виде неравнобочной или сложной трапеции (в сложной трапеции боковые стороны представляют собой ломаную линию из двух отрезков). Трапецеидальная аппроксимация предусматривает выделение фазы стояния высоких вод, когда пик паводка может продолжаться в течение нескольких расчетных интервалов. При формировании паводка в створе каждого водохранилища учитывается его трансформация вышележащими водохранилищами и на вышерасположенных участках.[ . ]

Основываясь на описанном гидрографе, разработали рекомендации для определения коэффициента / СР. Эти рекомендации учитывают, кроме того, особенности схем компоновки резервуаров (см. рис. 11.35) и несовершенство работы ливнеспусков, которые не всегда обеспечивают при сбросе воды постоянный расход в обход резервуара.[ . ]

С именем морского офицера, гидрографа и полярного исследователя Г. Я. Седова связана первая попытка русских достичь Северного полюса. В 1912 году на шхуне «Св. Фока» он вышел из Архангельска, но ледовая обстановка не позволила Седову пройти дальше Земли Франца-Иосифа. Тогда, уже совершенно больной, он сделал попытку добраться на собачьей упряжке до Северного полюса и в дороге умер.[ . ]

Колебания расходов воды (гидрографы) Колебания расходов воды (гидрографы)

Многих недосчитались полярные гидрографы в своих рядах после окончания Великой Отечественной войны. В холодных водах Ладоги погиб начальник Гидрографического управления Главсев-морпути К. С. Галанин. В партизанском отряде сложил голову гидролог Ю. К. Чернявский, в одном из балтийских десантов — топограф В. В. Андронов. Не спустил флага перед фашистской субмариной капитан гидрографического судна «Норд». На боевом тралении в Нарве ком заливе погиб штурман-гидрограф В. А. Радзеев-ский. Не вернулся в Гидрографическое управление и астроном-геодезист В. А. Яковкин. Не вернулся — значит, погиб, рассуждали гидрографы и назвали в его честь бухту на острове Старокадом-ского, которую Яковкин первым положил на карту.[ . ]

Колебания расходов воды (гидрограф) и кривая продолжительности расхода воды (маловодный год 95-процентной обеспеченности) Колебания расходов воды (гидрограф) и кривая продолжительности расхода воды (маловодный год 95-процентной обеспеченности)
Типовые схемы расчленения гидрографа реки (по Б. И. Куделину). Типовые схемы расчленения гидрографа реки (по Б. И. Куделину).

Каждому значению расхода на расчетном гидрографе соответствует определенный уровень воды с определенной площадью и временем затопления.[ . ]

Способ априорной схематизации выходных гидрографов восходит еще к работе [Кочерин, 1932]. Обзор различных алгебраических функций, применявшихся при подобной аппроксимации, приведен в книге [Железняк, 1965]. Наиболее полно для разных типов сбросных сооружений с учетом предпаводковой сработки водохранилищ способы кусочно-линейной аппроксимации кривых qj(t) были исследованы в работе [Цингер, 1960], а также уточнены в статье [Ярошевский, 1977], на основе результатов которой они были включены в состав нормативного документа [Рекомендации по проектированию. 1981].[ . ]

Суммарный речной сток путем расчленения гидрографа делят на две составляющие: на поверхностный (паводочный) и подземный сток. Последний является наиболее устойчивым.[ . ]

Гидротехнические мелиорации изменяют не только гидрографию территории (создают новые водные объекты), но и меняют гидрогеологические условия (подъем или понижение уровня грунтовых вод, их засоление) и микроклимат (изменение амплитуды колебаний температур воздуха, его относительной влажности и др.). При этом резко преобразуются эдафические экологические условия — вторичное засоление, слитизация и деградация черноземов при орошении; ослабление процессов торфообразования и возникновение опасности дефляции торфяников при осушении и др. Это приводит к нарушению климаксов фитоценозов и возобновлению сукцессий биоты (отмирают одни древесные и травянистые растения и появляются другие, обедняется видовой состав растительных сообществ), вымирают или вытесняются отдельные виды животных при орошении земель, строительстве каналов, осушении болот, нарушениях мест обитания, разрыве трофических цепей, перекрытии путей миграции копытных и др.[ . ]

Читайте также:  Как определить модуль стока реки

Изобретение и применение эхолота совершило переворот в гидрографии. Были получены батиметрические карты Мирового океана, открыты глубоководные впадины и хребты. Гидросейсмические методы позволили изучить геологическую структуру океанического дна. Гидроакустические методы используются для изучения течений, поверхностных и внутренних волн, морских льдов, структуры водных масс. Гидроакустика широко применяется для решения прикладных задач, таких как промысел рыбы, поиск полезных ископаемых, навигация и др. Огромна роль гидроакустики в подводном плавании. История подводного флота неразрывно связана с развитием гидроакустики. Можно вспомнить о многих драматических и героических страницах войны на море, связанных с акустикой. Это, например, история обезвреживания советскими минерами в 1942 г. фашистских акустических мин, снабженных прибором кратности, история создания первых акустических тралов сотрудниками Физического института АН СССР им. П. Н. Лебедева под руководством академика Н. Н. Андреева, или история разработки акустических мин и методов борьбы с ними в период Великой Отечественной войны. Не менее захватывающие события происходят и в наше время.[ . ]

Величины коэффициента К были получены в ЛНИИ АКХ на основе изучения гидрографов стока от дождей разных типов.[ . ]

Исходными данными для расчета графоаналитическим методом являются гидрограф расходов (естественных, или разностных, или зарегулированных вышележащими водохранилищами) в рассматриваемом створе с учетом потерь воды, заданные отметки НПУ и УМО, топографическая характеристика водохранилища и зависимость уровней от расходов в нижнем бьефе 2иб = =/(<2пб) (рис. 4.7).[ . ]

Сочетание климата с особенностями геологического строения, рельефа, гидрографии и гидрологии обусловило высокое переувлажнение пород, которое привело к интенсивному развитию процессов заболачивания центральной части Западной Сибири.[ . ]

Обязательными элементами местности, отображаемыми на этих кадастровых картах, являются гидрография и дорожная сеть.[ . ]

Данные о продолжительности затопления земель до и после строительства дороги определяют расчетом гидрографов пропуска расчетного паводка в бытовых условиях и трансформации водотока после постройки дороги с последующим построением водомерного графика Н = /(?). Расчет производят в следующей последовательности.[ . ]

В разделе «Природные условия» характеризуют климат, рельеф, почвообразующие и подстилающие породы, гидрографию и гидрологию, растительность.[ . ]

При определении (¿¡(Р) по участкам речных бассейнов учитывают несовпадение колебаний водности рек по территории по гидрографам календарного года, водность которого в основных створах близка к требуемой.[ . ]

Удельная отдача Бу зависит от типа почвогрунтов и имеет типичное значение 0,01-0,30. Постоянная времени потока грунтовых вод Сь может быть определена по спаду гидрографа в сухие периоды.[ . ]

Количественно к настоящему времени разгрузка подземных вод четвертичного водоносного комплекса в реки для территории АГКМ МГУ оценена путем расчленения гидрографа реки методами Б.И.Куде-лина и H.H.Веригина. Оценка показала, что доля подземного стока в формировании речного стока для р.Ахтубы значительна, около 25-30 , с годовой изменчивостью, достигаодей 10%.[ . ]

Возможны две постановки задачи. В первой постановке подлежит определению лучший режим пропуска ранее наблюдавшегося либо «расчетного» паводка, для которого известен гидрограф бокового притока по участкам ВХС, но не заданы и подлежат определению уровни предпаводковой сработки водохранилищ. Это — задача выбора диспетчерских правил пропуска паводка.[ . ]

Рассмотрим кратко наиболее распространенные методы региональной оценки естественных ресурсов подземных вод. Сущность его состоит в учете конкретных гидрогеологических условий речных бассейнов и закономерностей подземного стока в реку из всех водоносных горизонтов зоны дренирования. Режим и динамика подземного стока в реки из отдельных водоносных горизонтов, дренируемых речной сетью, определяются условиями залегания и питания грунтовых и артезианских вод в данном речном бассейне или его части и положением мест разгрузки по отношению к урезу реки. В тех случаях, когда дренируемые водоносные горизонты имеют гидравлическую связь с рекой и в период весеннего половодья происходит подпор грунтовых вод, что характерно для большинства равнинных рек, расчленение гидрографа речного стока на поверхностную и подземную составляющие производится с учетом процессов берегового регулирования подземного стока (Куделин, 1960).[ . ]

По данным ежедневных расходов воды можно вычислить средние расходы за декаду, месяц, год. Средние, наибольшие и наименьшие расходы за данный год или за ряд лет называются х а р а к -терными расходами. По данным ежедневных расходов строится календарный (хронологический) график колебаний расходов воды, называемый гидрографом (рис. 78).[ . ]

В Соединенных Штатах Америки Национальная служба погоды (NWS) осуществляет прогнозы речных потоков для рек Америки в 4 тыс. пунктах. Речная система прогноза (NWSRFS) — это эксплуатационная речная модель прогноза, которая содержит большой набор программ и алгоритмы, охватывающие весь процесс прогноза от модели ввода данных в реальном масштабе времени до прогноза речных гидрографов (Wood, O’Connell, 1985). Эта модель должна постоянно аккумулировать метеорологические и гидрологические данные, главным образом данные о состоянии уровня воды в реках и данные об осадках. Были развиты и другие, упрощенного типа модели, позволяющие оперативно, на короткий период времени предсказать внезапные наводнения для определенных водоемов и бассейнов рек. Эти модели основаны на развитии метода элементарных площадок внезапного наводнения и использовании априорных индексов осадков (API).[ . ]

Объемы воды на заполнение прудов определяют соответствующими расчетами с учетом их площади и глубины. Расход воды в живорыбных садках определяют, исходя из норм содержания кислорода (не менее 3 мг/л на вытоке), а в зимовальных прудах принимают из расчета полной смены воды в течение 12. 20 сут. Заключительным этапом водохозяйственных расчетов является составление календарного графика водопотребления, совмещаемого с гидрографом источника водоснабжения и сводного водохозяйственного баланса.[ . ]

Водоохранный расход в реке может быть вычислен в каждом отдельном случае по глубине и уклону реки, по средней скорости, живому сечению и т. д. Полученный набор минимально необходимых расходов позволяет выбрать наибольший из них в качестве водоохранного. Необходимо также знать календарные сроки сохранения того или иного значения водоохранного расхода и по ним определить водоохранные объемы стока. Для меженного периода объемы стока в «подвале» гидрографа (за счет грунтового питания) должны быть не ниже требуемого по определяющим водоохранным критериям. Если этих запасов не хватает, то отбор воды из реки недопустим или требуется ее зарегулирование. Все излишки стока сверх водоохранного могут быть использованы для различных нужд народного хозяйства.[ . ]

Расходом воды называют количество (выраженное в кубических метрах) воды, протекающей через замыкающий створ реки в секунду. Изменение расхода воды является первопричиной колебаний уровня воды в реке. Измерение расхода воды — дорогостоящее дело, поэтому часто на ос новании серии замеров на данном створе реки устанавливается графическая зависимость между величиной расхода и уровнем воды (кривая расхода). График изменения расхода воды во времени называется гидрографом стока. Объем наводнения (половодья, паводка) измеряется в миллионах кубических метров и определяется посредством умножения суммы средних суточных расходов за половодье на 0,0864 (число миллионов секунд в сутках). Для определения ущерба от наводнения необходимо определить максимальный уровень и максимальный расход воды за время наводнения. Максимальный уровень воды служит критерием стихийных гидрологических явлений (паводков, заторов, ветровых нагонов), приводящих к затоплению населенных пунктов, посевов, коммуникаций. Этот же параметр наводнения позволяет определять площадь, слой и продолжительность затопления данной местности. Важно также знать скорость подъема уровня воды. При проектировании гидротехнических сооружений учитываются не только указанные выше параметры, но и их повторяемость.[ . ]

Нарушение динамического равновесия между потоком и руслом на значительных участках его протяженности может происходить лишь при расходах, приводящих к затоплению пойменных территорий. Таким образом, появляется возможность внести физическую ясность в определение руслоформирующего расхода, которое ранее принималось многими исследователями без достаточного обоснования [39]. Становится также более понятным, почему руслоформирующий эффект таких расходов эквивалентен эффекту всего гидрографа: при расходах, меньших руслоформирующего, несмотря на повышение мутности с увеличением расхода, имеет место динамическое равновесие между потоком и руслом и значительных русловых переформирований не происходит.[ . ]

Для разрешения возникающего противоречия в практике водохозяйственного планирования и проектирования используется принцип «максимальной осторожности». Классическими методами гидрологических расчетов определяется объем ¥р и максимальный расход С р паводка нормативно заданной обеспеченности р, однозначно связанной с упоминавшимся классом капитальности, а затем проводится расчет и сравнение вариантов мероприятий для паводка с параметрами ¥р и (Зр, имеющего «наиболее опасную» форму гидрографа. Такой подход может дать приемлемые решения, но не имеет строгой методической основы. Ниже будет показано, что удовлетворительные результаты получаются вполне закономерно, поскольку при фиксированных значениях объема ¥р и максимального расхода С р наиболее опасная форма входного гидрографа не зависит от параметров противопаводковых мероприятий. Тогда независимо друг от друга можно последовательно решить две задачи: выбор расчетного гидрографа паводка и выбор параметров гидроузлов (плотин и сбросных сооружений) по условиям пропуска такого паводка.[ . ]

Количественная оценка расхода разгрузки подземного потока в реки на межень осуществлена для территории АГКМ методом математического моделирования геомиграции в связи с изучением распространения загрязнителей в подземных водах. Доля подземного стока в речном по соотношению среднемноголетнего меженного расхода разгрузки подземных вод хвалынских и частично хазарских отложений и соответствующих расходов рек составляет доли процентов (0,007 %), в периоды малых расходов рек — до 10%; по данным замеров гидрографов — более 25-35 %.[ . ]

В ряде случаев применение рассматриваемых методов затруднено или невозможно ввиду специфических особенностей отдельных регионов — значительного развития искусственного орошения, искажающего естественные условия речного стока и питания подземных вод, зарегулированности речного стока, существенного несовпадения поверхностного и подземного водосборов вследствие особенностей гидрогеологических условий речных бассейнов и других причин. Особенно важно иметь в виду искусственное регулирование речного стока, практически исключающее возможность использовать гидролого-гид-рогеологический метод расчленения гидрографов рек для региональной оценки подземного стока и естественных ресурсов подземных вод. Поэтому метод расчленения гидрографов рек можно рекомендовать для небольших речных бассейнов, находящихся в естественных условиях. На зарегулированных реках при наличии длинных рядов наблюдений для расчленения гидрографов следует использовать данные измерения расходов рек до начала регулирования стока. В отдельных случаях на незаре-гулированных участках реки может быть применен метод расчета подземного стока по изменениям ее меженного расхода.[ . ]

Источник

Adblock
detector