Гидрологические расчеты
Гидрологические расчеты проводят для вычисления расчетных модулей стока, необходимых для определения размеров поперечных сечений водоприемников, каналов проводящей сети (магистральных и собирателей) и сооружений. При гидрологических расчетах устанавливают также модули стока для поверочных расчетов каналов на устойчивость против размыва и заиления и проверки сооружений на пропуск воды.
При осушении лесных земель гидрологические расчеты проводят для следующих фаз режима стока: весеннего половодья, летне-осенних паводков, меженного периода (Лекция 3). Каналы проводящей сети, а также водоприемники рассчитывают на пропуск летне-осенних паводков 25%-ной обеспеченности. По модулям стока 25%-ной обеспеченности производится проверка таких каналов на устойчивость размыву. При осушении в лесах зеленых зон проводящие каналы и водоприемники рассчитывают по модулям стока летне-осенних паводков 10%-ной обеспеченности. Устойчивость русел каналов на размыв проверяется по модулям стока весенних половодий 25%-ной обеспеченности. Проверку каналов на заиление при осушении лесных земель и высоту крепления откосов в неустойчивых грунтах проводят по модулям стока 50%-ной обеспеченности. Расчет мостов и труб на осушительных системах проводят по расчетным модулям 1-5%-ной обеспеченности. Трубы рассчитывают на безнапорный режим, не допуская полного затопления труб в расчетный период.
Определение расчетных модулей стока. Расчетные модули определяют по фактическим наблюдениям, по аналогам или рассчитывают по формулам. Для определения модулей стока по фактическим наблюдениям необходимо иметь длительный (50-70-летний) ряд наблюдений на гидрологических постах за расходами воды. Минимальный срок наблюдений, допустимый для гидрологических расчетов осушительных систем, принимается в 10-15 лет. Обработка наблюдений производится по методике, изложенной в Лекции 3 (табл. 8, 9). Расчетные модули стока определяются по теоретической кривой обеспеченности (рис. 21) и по табл. 9.
При отсутствии фактических наблюдений на гидрологических постах, выполненных в той же природной зоне, где производится проектирование осушительных систем, подбирают бассейн-аналог. Площадь водосбора бассейна-аналога может отличаться от площади неизученного бассейна, где ведется проектирование, не более чем в 5 раз при площади водосбора 1000 км2 и в 10 раз - менее 1000 км2.
Для перехода от модулей стока, определенных по аналогам, к модулям стока с другими водосборными площадями можно использовать редукционную формулу:
, или приближенно (91)
где qр и Fp - модуль стока и площадь водосбора для расчетного сечения; qH и FH - те же значения для аналога, где проводились наблюдения; С - добавка к площади водосбора (табл. 26).
Таблица 26 - Параметры величин формулы (92)
Район | Обес печен ность, % | Максимальная интенсивность снеготаяния ас, мм/ч | Коэф фици ент стока е | Элементарный модуль максимального стока Ас | Добавка к площади водосбора С | Коэффициент редукции п |
Северный | 10,0 | 1,0 | 2,80 | 0,17 | ||
8,8 | 1,0 | 2,46 | ||||
7,2 | 1,0 | 2,04 | ||||
Карель- | 6,8 | 1,0 | 1,90 | 0,20 | ||
ский | 5,3 | 0,9 | 1,34 | |||
4,6 | 0,8 | 1,03 | ||||
Централь- | 8,0 | 1,0 | 2,24 | 0,20 | ||
ный | 6,2 | 0,9 | 1,56 | |||
5,5 | 0,8 | 1,23 | ||||
Западные | 8,5 | 1,0 | 2,38 | 0,16 | ||
склоны | 7,2 | 0,9 | 1,81 | |||
Урала | 6,4 | 0,8 | 1,43 | |||
Восточные | 7,1 | 1,0 | 1,99 | 0,16 | ||
склоны | 5,9 | 0,9 | 1,49 | |||
Урала |
Максимальный модуль стока весеннего половодья с частично заболоченных водосборов можно определять по формуле Д.Я. Соколовского:
, (92)
где qmax - максимальный модуль стока весеннего половодья, м3/с·км2; Ас - элементарный модуль максимального стока; F - площадь водосбора, км2; ас - максимальная часовая интенсивность снеготаяния (табл. 26); 0,28 - коэффициент размерности при выражении ас; - коэффициент стока (табл. 27); n - коэффициент редукции; - коэффициент снижения пика половодья, находящийся в зависимости от озерности, заболоченности и лесистости водосбора, определяемый по формуле:
, (93)
где - площади озер, болот и лесов в % от площади водосбора; а - коэффициент, учитывающий влияние озерности, равный 1,0; 0,9; 0,8, и 0,7 для озерности соответственно 0,5; 5-10; 10-15 и 15 %; К - районный коэффициент, в среднем равный 0,72 для Карелии и Кольского полуострова, 0,82 - для района Балтийского, Белого и Баренцева морей, 0,95 - для районов Верхней Волги, Камы и восточных склонов Урала.
Максимальные модули стока дождевых паводков в летне-осенний период с частично заболоченных водосборов можно определить по формуле:
, (94)
Обозначения в формуле те же, что и в формуле (92). Значения недостающих величин, входящих в формулу, приведены в табл. 27.
Бытовой модуль стока по исследованиям Государственного гидрологического института рекомендуется принимать равным 50 % обеспеченности и определять по формуле:
, (95)
где qбыт- бытовой модуль стока, л/с·км2; q - норма стока л/с км2; F - площадь водосбора, км2; mк - параметр, учитывающий влияние климатических факторов и гидрологических условий, mк при 25 %- ной обеспеченности колеблется от 0,90 до 1,60; максимальные значения mк применяются для условий северо-западной части Кольского полуострова и склонам Уральского хребта, а наименьшие для Ильменско-Ладожской низины; - коэффициент, определяемый по формуле:
(96)
Таблица 27 - Параметры величин формулы (94)
Республика, область | Обеспеченность, % | Добавка к площади водосбора | Элементарный максимальный сток Ас, м/с | Районный коэффициент К |
Мурманская | М | 0,7 | ||
Карелия | 0,65 | |||
0,46 | ||||
Архангельская | 1,48 | 0,8 | ||
Вологодская | 0,76 | |||
Коми | 0,54 | |||
Ленинградская | 1,62 | 0,8 | ||
Псковская | 0,78 | |||
Новгородская | 0,51 | |||
Кировская | 1,32 | 1,0 | ||
Пермская | 0,78 | |||
Удмуртия | 0,57 | |||
Свердловская | 1,62 | 1,0 | ||
0,84 | ||||
0,63 |
где - площадь озер и болот, % от площади водосбора. Бытовой модуль стока мало зависит от площади водосбора, при водосборе до 100 км2 F0,04 можно принять равным 1,15.
Средневысокий летний модуль стока (л/с·га) можно приближенно вычислить по формуле А.Д. Дубаха:
(97)
где F - площадь водосбора, га; i - средний уклон рассчитываемого канала; Кпр - коэффициент прихода-расхода влаги.
Коэффициент прихода-расхода влаги по областям принимается равным: Архангельская - 1,66, Вологодская - 1,5 1, Нижегородская - 1,10, Карелия -1,66, Тверская - 1,62, Кировская -1,10, Ленинградская - 1,67, Московская - 1,58, Новгородская - 2,00, Пермская - 1,20, Псковская - 1,77.
По расчетным модулям стока рассчитывают расход воды с водосбора:
(98)
где qp - расчетный модуль стока; F - площадь водосбора.
Дата добавления: 2021-05-28; просмотров: 447;