Гидрологические расчеты. Методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине Гидрология, гидрометрия, динамика русловых процессов
 Скачать 6.96 Mb.
|
|
Взаимоувязка элементарных кривых. Взаимоувязка элементарных кривых состоит в том, что при однозначной связи каждому значению уровня должно соответствовать только одно значение расхода Q, равное произведению ω . Расхождение между расходом, вычисленным по произведению ω и снятым с кривой 1 Q f H , должно быть не более 1,5 %, а если оно оказывается большим, тов соответствующем интервале производят исправление кривых, имея при этом ввиду, что кривая площадей является наиболее точной из всех кривых. Значит, исправлять надо кривые 48 1 Q f H и 3 f H . Для выполнения данной проверки и увязки кривых амплитуду уровней разбивают на интервалы примерно через см и при каждом значении уровня указанные расходы сравнивают в табличном виде, см. табл. 3.1. Таблица 3.1 Сравнение параметров кривых H, см Значения параметров, снятые с кривых Q , мс Расхождение, % Q, мс ω, мм с 100 100 155 0,65 100,8 0,80 120 123 175 0,71 124 0,81 Данные табл. 3.1 свидетельствуют о правильности построения кривых. Построение кривой расходов заканчивают проверкой найденной зависимости, заключающейся в определении отклонений в процентах измеренных расходов от расходов, полученных по кривой 1 Q f H при одних и тех же уровнях воды. Вычисление отклонений производится согласно табл. 3.2. Таблица 3.2 Отклонения между расходами, измеренными и полученными по кривой расходов № расхода Измерение по кривой расходов, мс 1 2 Q Q Q , мс 1 100 Q Q , % 2 H, см Q 1 , мс Полученную зависимость 1 Q f H считают хорошей, если средняя вероятная ошибка, вычисленная по формуле 49 2 0,674 n , (3.1) где n – число измеренных расходов ∑(Δσ) 2 – сумма квадратов отклонений в процентах, находится в пределах 2–4 %. Такая кривая расходов используется для подсчета ежедневных расходов воды по наблюденным уровням. В этих целях составляют расчетную таблицу связи расходов с уровнями. Однозначную кривую расходов 1 Q f можно выразить аналитически. Например, по В.Г. Глушкову, уравнение кривой расходов имеет вид 0 m Q a H H , (3.2) где a, m – параметры уравнения – уровень воды при расходе Q = 0; может быть положительными отрицательным в зависимости от отметки нуля графика. Чтобы пользоваться уравнением (3.2), надо определить значения входящих в формулу параметров a, m, H 0 . Эти значения можно определить различными способами, опираясь наряд данных измерений расходов и уровней. Наиболее простым из них является использование линейной анаморфозы функции (3.2), те. обращения кривой (3.2) впрямую линию. Для этого необходимо прологарифмировать выражение (3.2), записав его в виде 0 lg lg lg Q a m H H . (3.3) Тогда на логарифмической клетчатке функция (3.3) будет прямой линией, рис. 3.2, по которой очень легко определяются значения параметров a и m. 50 Рис. 3.2. Линейная анаморфоза кривой 0 m Q a H Значение ctg m . Значение a Q при 0 1 H H . Но предварительно надо найти значение H 0 , что можно сделать графически или аналитически. При графическом определении искомое значение H 0 численно равно отрезку на вертикальной оси H (см. рис. 3.1) при ее экстраполяции вниз до значения Q = 0. Аналитическое решение выполняется по формуле 2 3 1 2 0 1 2 3 2 H H H H H H H , где H 1 , H 2 – уровни в нижней и верхней частях кривой расходов 1 Q f H , обе точки, соответствующие расходами, лежат на кривой H 3 – уровень, соответствующий расходу Q 3 на кривой расходов, см. рис. 3.1. 51 Значение расхода Q 3 вычисляют по формуле 3 1 2 Q Q Более точно значения параметров a и m можно получить решив систему уравнений, но потребуется посчитать суммы логарифмов Q и 0 H по всему массиву имеющихся измерений 0 2 0 0 0 lg lg lg ; lg lg lg lg lg n n n n n Q n a m H H Q H H a H H m H H (3.4) Записанное в числах уравнение (3.2) можно использовать в расчетах, если средняя вероятностная ошибка, вычисленная по (3.1) при подстановке установленных значений расходов по (3.2), по- прежнему будет находиться в пределах 2–4 %. Экстраполяция кривой расходов. Экстраполяцию кривой 1 Q f H выполняют в расчетах максимальных расходов при высоких проектных уровнях. Имеется много методик по экстраполяции кривой расходов. Выбор наиболее подходящей из них зависит от полноты исходных данных измерений и наблюдений. Из-за сложности движения воды в реках универсального способа экстраполяции не существует. В данной курсовой работе при наличии данных наблюдений рекомендуется решать задачу по экстраполяции кривой расходов с использованием уравнения (3.2). Значения параметров уравнения (3.2) следует определять одним из вышеописанных способов – графическим, обращая кривую (3.2) впрямую линию (3.3), или аналитическим, решая систему уравнений (3.4). Способы экстраполяции кривой расходов широко представлены в Пособии по экстраполяции кривых расходов воды до наивысших уровней [10]. 52 4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ В результате выполненной курсовой работы изучены современные методики определения гидрологических характеристики получены значения основных из них – среднегодовой расход воды Q мс – расходы половодья обеспеченностью p = 1 %; а) по методике [1] 1% Q мс б) по методике [3] 1% Q мс – расходы дождевого паводка обеспеченностью p = 1 %; а) по методике [1] 1% Q мс б) по методике [3] 1% Q мс – расходы минимального стока за летне-осенний и зимний сезоны обеспеченностью p = 95 % по методике [1] 95% лом с 95% з мс. Полученные значения расходов сопоставляются со значениями, содержащимися в Государственном водном кадастре, для суждения о достоверности полученных результатов гидрологических расчетов. Кадастровые данные принимаются за достоверные. Также приводятся полученные значения – расчетной скорости ветра (повторяемостью один разв лет) U = мс – высоты ветровой волны обеспеченностью p = 1 % h = м – длины средней ветровой волны = м. 53 Литература 1. Определение расчетных гидрологических характеристик. СНиП 2.01.14–83. – Мс. Пособие по определению расчетных гидрологических характеристик Л, 1984. – 448 с. 3. Определение расчетных гидрологических характеристик П к СНиП 2.01.14–83. – Минск, 2000. – 174 с. 4. Ресурсы поверхностных вод СССР : в 20 т. – Л. : Гидрометео- издат, 1966. – Т. 5 ; Ч : Основные гидрологические характеристики с. 5. Ресурсы поверхностных вод СССР : в 20 т. – Л. : Гидрометео- издат, 1974. – Т. 5 : Белоруссия и Верхнее Поднепровье. – 432 с. 6. Руководство по определению нагрузок и воздействий на гидротехнические сооружения : ПЛ ВНИИГ, 1977. – 316 с. 7. Рождественский, А. В. Оценка точности кривых распределения гидрологических характеристик / А. В. Рождественский. – Л. : Гидрометеоиздат, 1977. – 270 с. 8. Ресурсы поверхностных вод СССР : в 20 т. – Л. : Гидрометео- издат, – Т. 5 ; Ч 1966. – 721 с. 9. Большаков, В. В. Сборник задач по гидрометрии, инженерной гидрологии и регулированию стока / В. В. Большаков, АН. Иванов. – М. : Высш. школа, 1975. – 184 с. 10. Пособие по экстраполяции кривых расходов воды до наивысших уровней. – Л. : Гидрометеоиздат, 1966. – 198 с. 11. Гидротехнические сооружения. Правила определения нагрузок и воздействий (волновых, ледовых и от судов) : ТКП 45-3.01- 170–2009. – Введ. 30.12.2009. – Минск : М-во архитектуры и строительства Респ. Беларусь, 2010. – 77 с. 15 П Р ИЛ ОЖЕН ИЯ ПРИ Л О Ж Е НИЕ 1 Схема расположения пунктов гидрологических наблюдений с кадастровыми номерами ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Карта рек Республики Белару сь 55 56 ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Значение параметра С Е из [7] r´ С 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 Распределение Пирсона III типа 0 0 0,71 0,75 0,80 0,84 0,91 0,98 1,06 1,14 1,24 1,34 1 0,71 0,71 0,73 0,75 0,77 0,79 0,81 0,84 0,87 0,91 2 0,71 0,71 0,72 0,73 0,75 0,77 0,79 0,81 0,83 0,86 3 0,71 0,72 0,75 0,78 0,82 0,87 0,92 0,98 1,04 1,11 4 0,71 0,75 0,81 0,88 0,96 1,06 1,26 1,36 1,46 0,3 0 0,79 0,84 0,91 0,99 1,08 1,18 1,28 1,42 1,55 1,70 1 0,76 0,77 0,80 0,83 0,87 0,91 0,96 1,01 1,07 1,13 1,20 1,29 1,38 2 0,76 0,76 0,78 0,80 0,82 0,84 0,86 0,89 0,92 0,95 0,97 1,01 1,04 3 0,76 0,78 0,81 0,84 0,88 0,93 0,98 1,04 1,10 1,16 1,23 1,30 1,37 4 0,76 0,81 0,87 0,95 1,04 1,14 1,25 1,37 1,49 1,62 1,73 1,84 1,96 0,5 0 0,91 0,96 1,03 1,13 1,23 1,37 1,52 1,69 1,89 2,10 1 0,87 0,88 0,91 0,94 0,99 1,04 1,11 1,19 1,27 1,37 1,49 1,61 1,74 2 0,87 0,87 0,88 0,89 0,91 0,93 0,96 0,99 1,02 1,05 1,08 1,12 1,15 3 0,87 0,89 0,91 0,94 0,98 1,02 1,07 1,13 1,18 1,25 1,32 1,40 1,47 4 0,89 0,93 0,99 1,07 1,17 1,28 1,41 1,55 1,68 1,83 1,98 2,12 2,25 Распределение Крицкого–Менкеля 0,3 3 0,77 0,80 0,83 0,86 0,91 0,96 1,02 1,08 1,14 1,19 1,23 1,28 1,31 4 0,79 0,85 0,92 1,00 1,09 1,18 1,27 1,33 1,38 1,44 1,49 1,53 1,56 0,5 3 0,87 0,89 0,92 0,97 1,02 1,07 1,12 1,17 1,21 1,25 1,28 1,32 1,34 4 0,91 0,96 1,03 1,12 1,20 1,27 1,33 1,37 1,42 1,46 1,50 1,55 1,58 57 ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Нормированные отклонения от среднего значения ординат распределения Пирсона III типа , 1 Ф p p С K C (биномиальная кривая распределения) C s p, % 0,1 1 3 5 10 20 25 30 40 50 60 –4,0 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,49 0,49 0,46 0,41 0,31 –3,8 0,53 0,53 0,53 0,53 0,53 0,52 0,52 0,51 0,48 0,42 0,30 –3,6 0,56 0,56 0,56 0,56 0,56 0,55 0,54 0,54 0,49 0,42 0,28 –3,4 0,59 0,59 0,59 0,59 0,59 0,58 0,57 0,55 0,50 0,41 0,27 –3,2 0,63 0,63 0,63 0,63 0,62 0,61 0,59 0,57 0,51 0,41 0,25 –3,0 0,67 0,67 0,67 0,67 0,66 0,64 0,62 0,59 0,51 0,40 0,22 –2,8 0,72 0,72 0,71 0,71 0,70 0,67 0,64 0,69 0,51 0,39 0,20 –2,6 0,77 0,77 0,77 0,76 0,75 0,70 0,66 0,61 0,51 0,37 0,17 –2,4 0,83 0,83 0,83 0,82 0,79 0,72 0,67 0,62 0,51 0,35 0,17 –2,2 0,91 0,91 0,90 0,88 0,84 0,75 0,69 0,64 0,50 0,33 0,12 –2,0 1,00 0,99 0,97 0,95 0,90 0,78 0,71 0,64 0,49 0,31 0,09 –1,8 1,11 1,09 1,06 1,02 0,94 0,80 0,72 0,64 0,48 0,28 0,05 –1,6 1,24 1,20 1,14 1,10 0,99 0,81 0,73 0,64 0,46 0,25 0,02 –1,4 1,39 1,32 1,23 1,17 1,04 0,83 0,73 0,64 0,44 0,22 –0,02 –1,2 1,58 1,45 1,33 1,24 1,08 0,84 0,74 0,63 0,42 0,19 –0,05 –1,0 1,79 1,59 1,42 1,32 1,13 0,85 0,73 0,62 0,39 0,16 –0,09 –0,8 2,02 1,74 1,52 1,38 1,17 0,86 0,73 0,60 0,37 0,13 –0,12 –0,6 2,27 1,88 1,61 1,45 1,20 0,85 0,72 0,59 0,34 0,10 –0,16 –0,4 2,54 2,03 1,70 1,52 1,23 0,85 0,71 0,57 0,31 0,07 –0,19 –0,2 2,81 2,18 1,79 1,58 1,26 0,85 0,69 0,55 0,28 0,03 –0,22 0 3,09 2,33 1,88 1,64 1,28 0,84 0,67 0,52 '0,25 0,00 –0,25 0,2 3,38 2,47 1,96 1,70 1,30 0,83 0,65 0,50 0,22 –0,03 –0,28 0,4 3,66 2,61 2,04 1,75 1,32 0,82 0,63 0,47 0,19 –0,07 –0,31 0,6 3,96 2,75 2,12 1,80 1,33 0,80 0,61 0,44 0,16 –0,10 –0,34 0,8 4,24 2,89 2,18 1,84 1,34 0,78 0,58 0,41 0,12 –0,13 –0,37 1,0 4,53 3,02 2,25 1,88 1,34 0,76 0,55 0,38 0,09 –0,16 –0,39 1,2 4,81 3,15 2,31 1,92 1,34 0,73 0,52 0,35 0,05 –0,19 –0,42 1,4 5,09 3,27 2,37 1,95 1,34 0,71 0,49 0,31 0,02 –0,22 –0,44 1,6 5,37 3,39 2,42 1,97 1,33 0,68 0,46 0,28 –0,02 –0,25 –0,46 1,8 5,64 3,50 2,46 1,99 1,32 0,64 0,42 0,24 –0,05 –0,28 –0,48 2,0 5,91 3,60 2,51 2,00 1,30 0,61 0,39 0,20 –0,08 –0,31 –0,49 2,2 6,14 3,68 2,54 2,02 1,27 0,57 0,35 0,16 –0,12 –0,33 –0,50 2,4 6,37 3,78 2,60 2,00 1,25 0,52 0,29 0,12 –0,14 –0,35 –0,51 2,6 6,54 3,86 2,63 2,00 1,21 0,48 0,25 0,085 –0,17 –0,37 –0,51 2,8 6,86 3,96 2,65 2,00 1,18 0,44 0,22 0,057 –0,20 –0,39 –0,51 3,0 7,10 4,05 2,66 1,97 1,13 0,39 0,19 0,027 –0,22 –0,40 –0,51 58 C s p, % 0,1 1 3 5 10 20 25 30 40 50 60 3,2 7,35 4,11 2,66 1,96 1,09 0,35 0,15 –0,006 –0,25 –0,41 –0,51 3,4 7,54 4,18 2,66 1,94 1,06 0,31 0,11 –0,036 –0,27 –0,41 –0,50 3,6 7,72 4,24 2,66 1,93 1,03 0,28 0,064 –0,072 –0,28 –0,42 –0,49 3,8 7,97 4,29 2,65 1,90 1,00 0,24 0,032 –0,095 –0,30 –0,42 –0,48 4,0 8,17 4,34 2,65 1,90 0,96 0,21 0,010 –0,120 –0,31 –0,41 –0,46 4,2 8,38 4,39 2,64 1,88 0,93 0,19 –0,010 –0,13 –0,31 –0,41 –0,45 4,4 8,60 4,42 2,63 1,86 0,91 0,15 –0,032 –0,15 –0,32 –0,40 –0,44 4,6 8,79 4,46 2,62 1,84 0,87 0,13 –0,052 –0,17 –0,32 –0,40 –0,42 4,8 8,96 4,50 2,60 1,81 0,82 0,10 –0,075 –0,19 –0,32 –0,39 –0,41 5,0 9,12 4,54 2,60 1,78 0,78 0,068 –0,099 –0,20 –0,33 –0,38 –0,40 5,2 9,27 4,59 2,60 1,74 0,73 0,035 –0,120 –0,21 –0,33 –0,37 –0,38 5,4 9,42 4,62 2,60 1,70 0,67 0,02 –0,100 –0,21 –0,33 –0,37 –0,37 5,6 9,59 4,65 2,60 1,67 0,62 0,00 –0,120 –0,21 –0,30 –0,36 –0,36 5,8 9,70 4,70 2,60 1,61 0,57 –0,02 –0,140 –0,21 –0,30 –0,35 –0,35 6,0 9,84 4,70 2,60 1,60 0,51 –0,05 –0,150 –0,21 –0,30 –0,34 –0,34 6,2 9,95 4,71 2,60 1,56 0,47 –0,05 –0,150 –0,21 –0,30 –0,34 –0,34 6,4 10,05 4,71 2,60 1,52 0,42 –0,05 –0,150 –0,21 –0,30 –0,33 –0,39 C s p, % Ф %- Ф % 5% 95% 50% 5% 95% X X X X X S 70 75 80 90 95 97 99 99,9 –4,0 –0,120 –0,010 –0,21 –0,96 –1,90 –2,65 –4,34 –8,17 2,40 –0,93 –3,8 –0,095 –0,032 –0,24 –1,00 –1,90 –2,65 –4,29 –7,97 2,426 –0,91 –3,6 –0,072 –0,064 –0,28 –1,03 –1,93 –2,66 –4,24 –7,72 2,486 –0,89 –3,4 –0,036 –0,11 –0,31 –1,06 –1,94 –2,66 –4,18 –7,54 2,527 –0,86 –3,2 –0,006 –0,15 –0,35 –1,09 –1,96 –2,66 –4,11 –7,35 2,58 –0,83 –3,0 –0,027 –0,19 –0,39 –1,13 –1,97 –2,66 –4,05 –7,10 2,64 –0,80 –2,8 –0,057 –0,22 –0,44 –1,18 –2,00 –2,65 –3,86 –6,86 2,71 –0,76 –2,6 –0,085 –0,25 –0,48 –1,21 –2,00 –2,63 –3,86 –6,54 2,76 –0,71 –2,4 –0,12 –0,29 –0,52 –1,25 –2,00 –2,60 –3,78 –6,37 2,82 –0,67 –2,2 –0,16 –0,35 –0,57 –1,27 –2,02 –2,54 –3,68 –6,14 2,90 –0,62 –2,0 –0,20 –0,39 –0,61 –1,30 –2,00 –2,51 –3,60 –5,91 2,95 –0,57 –1,8 –0,24 –0,42 –0,64 –1,32 –1,99 –2,46 –3,50 –5,64 3,01 –0,51 –1,6 –0,28 –0,46 –0,68 –1,33 –1,97 –2,42 –3,39 –5,37 3,07 –0,45 –1,4 –0,31 –0,49 –0,71 –1,34 –1,95 –2,37 –3,27 –5,09 3,12 –0,39 –1,2 –0,35 –0,52 –0,73 1,34 –1,92 –2,31 –3,15 –4,81 3,16 –0,34 –1,0 –0,38 –0,55 –0,76 –1,34 –1,88 –2,25 –3,02 –4,53 3,20 –0,27 –0,8 –0,41 –0,58 –0,79 –1,34 –1,84 –2,18 –2,89 –4,24 3,22 –0,22 –0,6 –0,44 –0,61 –0,80 –1,33 –1,80 –2,12 –2,75 –3,96 3,25 –0,17 –0,4 –0,47 –0,63 –0,82 –1,32 –1,75 –2,04 –2,61 –3,66 3,27 –0,11 –0,2 –0,50 –0,65 –0,83 –1,30 –1,70 –1,96 –2,47 –3,38 3,28 –0,05 0 –0,52 –0,67 –0,84 –1,28 –1,64 –1,88 –2,33 –3,09 3,28 0,00 0,2 –0,55 –0,69 –0,85 –1,26 –1,58 –1,79 –2,81 –2,81 3,28 0,06 0,4 –0,57 –0,71 –0,85 –1,23 –1,52 –1,70 –2,03 –2,54 3,27 0,11 0,6 –0,59 –0,72 –0,85 –1,20 –1,45 –1,61 –1,88 –2,27 3,25 0,17 59 C s p, % Ф %- Ф % 5% 95% 50% 5% 95% X X X X X S 70 75 80 90 95 97 99 99,9 0,8 –0,60 –0,73 –0,86 –1,17 –1,38 –1,52 –1,74 –2,02 3,22 0,22 1,0 –0,62 –0,73 –0,85 –1,13 –1,32 –1,42 –1,59 –1,79 3,20 0,28 1,2 –0,63 –0,74 –0,84 –1,08 –1,24 –1,33 –1,45 –1,58 3,16 0,34 1,4 –0,64 –0,73 –0,83 –1,04 –1,17 –1,23 –1,32 –1,39 3,12 0,39 1,6 –0,64 –0,73 –0,81 –0,99 –1,10 –1,14 –1,20 –1,24 3,07 0,45 1,8 –0,64 –0,72 –0,80 –0,94 –1,02 –1,06 –1,09 –1,11 3,01 0,51 2,0 –0,64 –0,71 –0,78 –0,90 –0,95 –0,97 –0,99 –1,00 2,95 0,57 2,2 –0,64 –0,69 –0,75 –0,842 –0,882 –0,895 –0,905 –0,910 2,89 0,62 2,4 –0,62 –0,67 –0,72 –0,792 –0,820 –0,826 –0,830 –0,833 2,82 0,67 2,6 –0,61 –0,66 –0,70 –0,746 –0,764 –0,766 –0,770 –0,770 2,76 0,72 2,8 –0,60 –0,64 –0,67 –0,703 –0,711 –0,714 –0,715 –0,715 2,71 0,76 3,0 –0,59 –0,62 –0,64 –0,661 –0,665 –0,666 0,666 –0,667 2,64 0,80 3,2 –0,57 –0,59 –0,61 –0,621 0,625 0,625 0,625 –0,625 2,59 0,83 3,4 –0,55 –0,57 –0,58 –0,586 –0,587 –0,588 –0,588 –0,588 2,53 0,86 3,6 –0,54 –0,54 –0,55 -0,555 –0,556 –0,556 –0,556 –0,556 2,48 0,89 3,8 –0,51 –0,52 –0,52 –0,526 –0,526 –0,526 0,526 –0,527 2,43 0,91 4,0 –0,49 –0,49 –0,50 –0,500 –0,500 0,500 –0,500 –0,500 2,40 0,92 4,2 –0,47 –0,473 –0,475 –0,476 –0,476 –0,476 –0,477 –0,477 2,36 0,94 4,4 –0,451 –0,454 –0,455 –0,455 –0,455 –0,455 –0,455 –0,455 2,32 0,95 4,6 –0,432 –0,454 –0,435 –0,435 –0,435 –0,435 –0,435 –0,435 2,28 0,97 4,8 –0,416 –0,416 –0,416 –0,416 –0,416 –0,416 –0,417 –0,417 2,23 0,98 5,0 –0,399 –0,400 –0,400 –0,400 –0,400 –0,400 –0,400 –0,400 2,18 0,98 5,2 –0,384 –0,385 –0,385 –0,385 –0,385 –0,385 –0,385 –0,385 2,12 0,98 5,4 –0,37 –0,37 –0,37 –0,37 –0,37 –0,37 –0,37 –0,37 2,07 1,00 5,6 –0,36 –0,36 –0,36 –0,36 –0,36 –0,36 –0,36 –0,36 2,03 1,00 5,8 –0,35 –0,35 –0,35 –0,35 –0,35 –0,35 –0,35 –0,35 1,99 1,00 6,0 –0,34 –0,34 –0,34 –0,34 –0,34 –0,34 –0,34 –0,34 1,94 1,00 6,2 –0,34 –0,34 –0,34 –0,34 –0,34 –0,34 –0,34 –0,34 1,90 1,00 6,4 –0,33 –0,33 –0,33 –0,33 –0,33 –0,33 –0,33 –0,33 1,85 1,00 |