Расчет годового стока при наличии ряда наблюдений и при недостатке гидрометрических данных

При наличии данных гидрометрических наблюдений

Для определения расчет­ных значений годового стока, т. е. годового стока с заданной ве­роятностью превышения (например, при р=80%), необходимо оп­ределить колебания годового стока. Эта задача решается построе­нием кривой обеспеченности.Следует определить параметры C_v и C_s.

Величина Q,- представляет собой средний го­довой сток в ряду, расположенном в порядке убывания. При на­личии гидрометрических данных вычисляют С. Вычисление C_s требует очень большого числа членов гидрологического ряда. Поэтому со­отношение между C_s и С определяют с учетом совмещения теоре­тической и эмпирической кривых обеспеченности и нормативных рекомендаций. При недостаточности гидрометриче­ских данных коэффициент вариации годового стока в расчетном створе C_v вычисляют по формуле

где А—угловой коэффициент прямой, выражающей связь годово­го стока в расчетном створе и в створе реки-аналога; Q_0a—норма годового стока реки-аналога; Q₀ — норма годового стока, реки в расчетном растворе; — коэффициент вариации в створе реки-аналога.

Отношение С_Я/С„ определяется в результате анализа подобных отношений по группе рек-аналогов. Соответствие наблюденных и подсчитанных годовых расходов воды в расчетном створе прове­ряется при обеспеченности р>70%.

При недостатке гидрометрических дан­ных в практике расчетов гидрологических характеристик различ­ной обеспеченности приходится иметь дело с короткими рядами наблюдений, продолжительность которых не обеспечивает получе­ния результата с требуемой точностью (ошибка 10%). В этом слу­чае производят приведение параметров кривых обеспеченности гидрологических характеристик (Q, Н, h) к расчетному многолет­нему периоду по рекам-аналогам, которые имеют длинный ряд наблюдений, обеспечивающий необходимую точность, и колебания расчетных характеристик, соответствующие колебаниям их в рас­четном створе изучаемой реки. При этом значение коэффициента корреляции искомой гидрологической характеристики и объекта-аналога за период совместных наблюдений не должно быть мень­ше 0,70.При выборе рек-аналогов необходимо выполнение следующих условий: наибольшая географическая близость расположения водо­сборов; площади водосборов не должны различаться более 10 раз, а их средние высотные положения (для горных менее, чем на 300 м; сходство климатических условий; однородность условий формирования стока; однородность почв (грунтов) и гидро­геологических условий; по возможности близкие степени озерности залесенности; заболоченности и распаханности; отсутствие факто­ров, существенно изменяющих естественный речной сток (регули­рование стока, сбросы, изъятия на орошение, водоснабжение и другие нужды).

Приведение параметров кривых обеспеченности рассматривае­мой гидрологической характеристики стока к многолетнему пе­риоду осуществляется аналитическим, графическим и графоанали­тическим способами.

Аналитический способ приведения гидрологических характери­стик, например среднего годового стока, к многолетнему периоду наблюдений заключается в установлении корреляционной связи между средним годовым стоком в неизученном бассейне и изучен­ном бассейне-аналоге.

Среднее многолетнее значение Q определяют по выражению

где — средние многолетние величины годового стока за N лет наблюдений, соответственно для исследуемой реки и реки-ана­лога; Qn>, —средние арифметические величины стока за пе­риод совместных наблюдений за п лет, соответственно для иссле­дуемой реки и реки-аналога; —средние квадратические отклонения годового стока за совместный период п' лет, соответ­ственно для исследуемой реки и реки-аналога; R — коэффициент корреляции между величинами среднего годового стока исследуе­мой реки и реки-аналога.

Коэффициент вариации при R.>0,8

где — среднее квадратическое отклонение годового стока за -летний период для реки-аналога.

Аналогичные формулы используют и для определения других гидрологических характеристик.

Графический способ приведения короткого ряда к многолетнему периоду наблюдений применяют при наличии прямолинейной за­висимости = k_a .Коэффициент вариации для исследуемой реки при этом находят по формуле

где — угловой коэффициент прямой связи; — норма стока и коэффициент вариации для реки-аналога, определяемые по многолетнему ряду наблюдений; — норма стока в неизучен­ном бассейне, определяемая по графику связи.

При отсутствии данных гидрометрических наблюдений характеристики стока определяют по картам изоли­ний рассматриваемой характеристики, если таковые имеются, или по эмпирическим формулам, которые в явной или неявной форме учитывают зависимость искомых характеристик от основных физи­ко-географических факторов стока.