Лабораторная работа: Вычисление стока воды и стока наносов
1.11 Гидрологический анализ сведений о стоке воды
Для того чтобы убедится в отсутствии ошибок, допущенных при измерении расходов и подсчете стока, необходимо проанализировать полученные сведения о стоке воды.
Анализ следует начинать с рассмотрения комплексного графика результатов гидрометеорологических наблюдений. В процессе анализа прослеживается характер колебаний расходов воды с учетом данных гидрометеорологической обстановки (осадки, ледовые явления), и других факторов, влияющих на режим стока.
Дальнейший анализ проводится по совмещенным гидрографам, построенным для постов, расположенных на одной реке. Графики колебаний расходов воды для всех постов вычерчиваются на одной общей оси времени и в одном масштабе расходов. Анализ по совмещенным гидрографам заключается в сопоставлении хода изменения расхода воды по смежным постам.
Наиболее надежные результаты анализа получаются путем увязки средних годовых значений расхода по длине реки в гидрографических узлах. Гидрографический узел представляет собой часть бассейна реки, включающего посты, расположенные на главной реке ниже впадения притока. Анализ основан на том, что расход воды увеличивается вниз по течению и расход в створе ниже слияния двух рек равен сумме расходов этих рек.
Анализ заключается в следующем. Сумма средних годовых значений расходов главной реки и притока сравнивается с расходом главной реки в замыкающем створе. Если боковая приточность на рассматриваемом участке учтена в достаточной мере, то значения этих расходов должны мало отличаться. При неполном учете боковой приточности для увязки стока вычисляется приращение расхода на участке, равное разности между суммарным расходом главной реки и притока и расходом замыкающего створа. Полученная разность сравнивается с расходом воды, вычисляемым для неучтенной измерениями площади по модулю стока. Для определения этого расхода вычисляется приращение площади на участке, сток с которого не учтен измерениями, и для этой площади с карты с карты снимается значение среднего годового модуля стока. Расход воды после этого вычисляется как произведение приращения площади на модуль стока. Расхождение между расходом, вычисленным как приращение, и расходом, определенным по модулю стока, не должен превышать 15-20% суммарного расхода главной реки и притока.
После проведенного анализа средних годовых расходов воды следует сопоставить для смежных постов значения месячных модульных коэффициентов М , которые вычисляются как отношение среднего расхода за каждый месяц к среднему годовому. По вычисленным значениям модульных коэффициентов строятся хронологические графики М= f (Т) , совмещенные по ряду водомерных постов.
2. Вычисление стока наносов
2.1 Вычисление стока взвешенных наносов
Исходными данными для вычисления стока взвешенных наносов служат:
· Мутности контрольных единичных проб воды ρед.контр , взятых во время измерения расхода взвешенных наносов;
· Мутности ежедневных единичных проб воды ρед. ;
· Средние мутности реки ρср. , полученные в результате измерения расхода наносов;
Расходы воды, взятые из таблицы ЕРВ (средние за сутки, пентаду и декаду).
1. По мутностям единичных проб: значения мутности единичных проб приводятся к средней мутности живого сечения и расход взвешенных наносов после этого вычисляется как произведение расхода воды на среднюю мутность реки. Строится график связи ρср. =f(ρед.контр ). затем определяется К= ρср / ρед.контр . Вычисленные значения декадных расходов взвешенных наносов заносятся в таблицу «Средние расходы взвешенных наносов», помещаемую в гидрологический ежегодник.
2. вычисление стока по графику зависимости между расходами воды и взвешенных наносов: этот способ применяется преимущественно для больших и средних рек с ярко выраженными весенним половодьем при частом измерении расходов взвешенных наносов, достаточно подробно освещающих все фазы режима стока воды и наносов. Строится график зависимости между расходом воды и расходом взвешенных наносов R=f(Q). Имея этот график, устанавливают период действия каждой ветви этой кривой и величину расхода взвешенных наносов за каждый день снимают непосредственно с кривой R=f(Q) по значениям ежедневных расходов воды.
3. вычисление стока взвешенных наносов для периода межени при малой мутности: если в периоды устойчивой летней и зимней межени средняя мутность реки не превышает 50г/м3 , а сток взвешенных наносов за эти периоды составляет не более 5 % годового стока наносов, то расходы взвешенных наносов в межень после трех – пяти лет наблюдений можно не измерять. Подсчет годового стока наносов в этом случае производится следующим образом. По данным не менее чем за три – пять лет полных наблюдений устанавливается, какая часть годового стока наносов приходится на периоды межени. Зная долю меженного стока наносов и значение суммарного стока за остальной период, можно вычислить сток за все месяцы, когда измерения не производились.
2.2 Гидрологический анализ сведений о стоке наносов
Для того чтобы установить отсутствие ошибок в вычисленных значениях стока наносов и определить характерные черты режима наносов, необходимо произвести анализ полученных данных. Анализ состоит в сопоставлении характеристик стока взвешенных наносов по длине реки и по всему бассейну. Для проведения анализа строятся следующие графики:
1. график зависимости между средними годовыми значениями расхода взвешенных наносов и расходом воды Rср.год. =f(Q ср.год. ) за весь период наблюдений.
2. график связи между средними годовыми значениями расхода взвешенных наносов данного поста и соседних постов, расположенных в однородных условиях формирования стока наносов.
3. хронологический график хода средних мутностей ρср.мес =f(Т) для смежных постов, расположенных на главной реке и притоках. Значение средней месячной мутности вычисляется по формуле:
ρср.мес = R ср.мес 1000/ Q ср.мес .
4. график изменения характерных значений мутности по длине главной реке и ее притоков ρ =f(L).