Гидрологические расчеты. Часть 1. Лекция 1

Июль 23, 2022

Главная
География
Гидрологические расчеты. Часть 1. Лекция 1

Содержание

2. Основная задача гидрологических расчетов – получить количественные характеристики, описывающие гидрологические явления и процессы в ближайшем и
3. Датой рождения инженерной гидрологии принято считать 1674 год, когда француз Пьер Перро измерил водный баланс реки
4. Основные разделы курса «Гидрологические расчеты» I часть (VI семестр) Расчет среднегодовых расходов воды. Расчет внутригодового распределения
5. Краткий обзор учебной и учебно-методической литературы по гидрологическим расчетам
6. Первая вышедшая в СССР книга, где систематически изложены принципиальные основы и практические методы расчета основных характеристик
7. Горошков И.Ф. Гидрологические расчеты. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. – 431 с. Владимиров А.М. Гидрологические расчёты. Л.: Гидрометеоиздат,
8. В. М. Евстигнеев, Д. В. Магрицкий Речной сток. Методические основы современной практики гидрологических расчетов 2016. –
9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ РАСЧЕТНЫХ ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СП 33-101-2003 Одобрен для применения в качестве нормативного документа постановлением Госстроя
10. Система нормативных документов СНиП 2.01.14-83 Не действует Частично используется
12. Методические рекомендации по определению расчетных гидрологических характеристик при наличии данных гидрометрических наблюдений. – Нижний Новгород: Вектор-ТиС.
13. Методические рекомендации по определению расчетных гидрологических характеристик при недостаточности данных гидрометрических наблюдений. – СПб, 2007. –
15. Учебники и учебные пособия Владимиров А.М. Гидрологические расчеты. – Л.: Гидрометеоиздат, 1990. – 365 с. Владимиров
16. 4.1 Свод правил (СП) содержит основные методы и схемы расчета… При применении других методов расчетов следует
17. 1. Норма годового стока
18. Значение нормы годового стока может быть выражено в виде любой из четырех характеристик, представленных в таблице
19. Хронологические графики среднегодовых расходов воды; р. Утроя – д. Большая Губа
20. Норма годового стока является основной и устойчивой характеристикой, определяющей общую водоносность рек и потенциальные водные ресурсы
21. Карта изолиний нормы годового стока, л/с км2 Норма стока увеличивается с увеличением общей увлажненности территории. Как
22. Воейков говорил: «При прочих равных условиях страна будет тем богаче текучими водами, чем обильнее осадки и
23. 1.1 Расчет нормы годового стока при наличии длинного ряда гидрометрических наблюдений где Cv – коэффициент вариации;
24. Коэффициенты автокорреляции для различных районов СССР
26. (1) (2) (3) (4) Оценка значимости линейного тренда для зависимости 1-й вариант 2-й вариант Тренд незначим
27. 1.2.1. Расчет нормы годового стока при наличии короткого ряда гидрометрических наблюдений продолжительностью 6 и более лет
28. При выборе рек-аналогов необходимо учитывать следующие условия: географическую близость расположения водосборов; сходство климатических условий; однотипность почв
29. Для проверки синхронности колебаний стока на расчетной реке и реке-аналоге строятся совмещенные хронологические графики Река-аналог Расчетная
30. В рядах годового стока рек, как правило, наблюдается чередование групп маловодных и многоводных лет, что приводит
31. Расчет координат разностной интегральной кривой
32. Разностные интегральные кривые среднегодовых расходов воды. 1 – р. Утроя – д. Большая Губа (река-аналог); 2
33. Разностная интегральная кривая среднегодовых расходов реки Невы – д. Новосаратовка Водность за любые m лет можно
34. График связи среднегодовых расходов расчетной реки и реки-аналога за совместный период наблюдений.
35. Параметры уравнения линейной регрессии Уравнение регрессии является надежным, если выполняются условия: n ≥ 6; | R
36. Норма стока расчетной реки, приведенная к длинному ряду реки-аналога определяется по формуле (1) или по формуле
37. 1.2.2. Расчет нормы годового стока при наличии короткого ряда гидрометрических наблюдений продолжительностью менее 6 лет Метод
38. 1.3 Расчет нормы годового стока при отсутствии данных гидрометрических наблюдений При отсутствии данных наблюдений норма годового
39. Фрагмент карты среднего многолетнего стока рек, л/с км2 из СНиП 2.01.14-83
40. При использовании карты в случае пересечения водосбора несколькими изолиниями средневзвешенное значение стока вычисляют по формуле: где
41. Поправки к карте нормы годового стока для малых рек В значения нормы годового стока, определенные по
42. Определение нормы годового стока по уравнению водного баланса (1) (2)
44. Скачать презентацию

Слайд 2

Основная задача гидрологических расчетов – получить количественные характеристики, описывающие гидрологические явления

и процессы в ближайшем и отдаленном будущем на основе анализа состояния водных объектов в прошлом и настоящем.

Слайд 3

Датой рождения инженерной гидрологии принято считать 1674 год, когда француз Пьер

Перро измерил водный баланс реки Сены и доказал, что количество осадков выпавших на поверхность ее бассейна превышает объем стока. Таким образом, инженерной гидрологии в этом году исполняется 343 года.

Слайд 4

Основные разделы курса «Гидрологические расчеты»
I часть (VI семестр)
Расчет среднегодовых расходов

воды.
Расчет внутригодового распределения стока.
Расчет минимального стока.
II часть (VII семестр)
Расчет максимальных расходов весеннего половодья.
Расчет максимальных расходов дождевых паводков.
Расчет максимальных уровней рек и озер.
Расчет гидрографов половодий и паводков.
Расчет твердого стока.

Слайд 5

Краткий обзор учебной и учебно-методической литературы по гидрологическим расчетам

Слайд 6

Первая вышедшая в СССР книга, где систематически изложены принципиальные основы и

практические методы расчета основных характеристик речного стока.
Третье издание 1968 г. Первые два вышли в 1952 и 1959 гг.

Даниил Львович Соколовский –
д. т. н., проф., заслуженный деятель науки и техники, лауреат Государственной премии,
В период с 1945 по 1972 г. - зав. Кафедрой инженерной гидрологии

Слайд 7

Горошков И.Ф. Гидрологические расчеты.
Л.: Гидрометеоиздат,
1979. – 431 с.
Владимиров А.М. Гидрологические

расчёты. Л.: Гидрометеоиздат,
1990. – 364с.

Евстигнеев В. М.
Речной сток и гидрологические расчеты.
М.: Изд-во МГУ,
1990. — 304 с.

Учебники по гидрологическим расчетам

Слайд 8

В. М. Евстигнеев, Д. В. Магрицкий Речной сток.
Методические основы современной практики

гидрологических расчетов
2016. – 224 с.

Излагаются закономерности формирования речного стока, его колебаний во времени и территориального распределения.
Рассматривается комплекс методик расчета характеристик водного режима рек, используемых в практике гидротехнического и водохозяйственного проектирования.

Слайд 9

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ РАСЧЕТНЫХ
ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
СП 33-101-2003
Одобрен для применения в качестве нормативного

документа постановлением Госстроя России № 218 от 26 декабря 2003 г.

Взамен СНиП 2.01.14-83

Слайд 10

Система нормативных документов СНиП 2.01.14-83
Не действует
Частично используется

Слайд 11

Слайд 12

Методические рекомендации по определению расчетных гидрологических характеристик при наличии данных гидрометрических

наблюдений. – Нижний Новгород: Вектор-ТиС. 2007. – 134 с.

Слайд 13

Методические рекомендации по определению расчетных гидрологических характеристик при недостаточности данных гидрометрических

наблюдений. – СПб, 2007. – 67 с. (Ротапринт ГНЦ РФ ААНИИ)

Методические рекомендации по определению расчетных гидрологических характеристик при отсутствии данных гидрометрических наблюдений. – СПб, изд. «Нестор-История», 2009. – 193 с.

Слайд 14

Слайд 15

Учебники и учебные пособия
Владимиров А.М. Гидрологические расчеты. – Л.: Гидрометеоиздат,

1990. – 365 с.
Владимиров А.М., Дружинин В.С. Сборник задач и упражнений по гидрологическим расчетам. – СПб.: Гидрометеоиздат, 1992. – 208 с.
Сикан А.В. Методы статистической обработки гидрометеорологической информации. – СПб.: изд. РГГМУ, 2007.–279 с.
Сикан А.В., Малышева Н.Г., Винокуров И.О. Статистические методы анализа гидрометеорологической информации. Лабораторный практикум. – СПб.: изд. РГГМУ, 2014.– 76 с.
Интернет-ресурсы
Руководство по гидрологической практике (ВМО-№ 168)
http://www.whycos.org/hwrp/guide/index_ru.php
Издания ГГИ
http://www.hydrology.ru/izdaniya-ggi-0

Слайд 16

4.1 Свод правил (СП) содержит основные методы и схемы расчета…
При применении

других методов расчетов следует провести анализ, включающий сравнительную оценку погрешностей расчетов с результатами расчетов по методам, изложенным в настоящем СП.
4.3 Определение расчетных гидрологических характеристик должно основываться на данных гидрометеорологических наблюдений, опубликованных в официальных документах Росгидромета, и неопубликованных данных последних лет наблюдений…
При отсутствии данных гидрометеорологических наблюдений в пункте проектирования необходимо проводить гидрометеорологические изыскания.
4.2 Региональные особенности гидрологического режима и соответствующие
методы определения расчетных характеристик учитываются и регламентируются территориальными строительными нормами (ТСН), имеющими статус нормативного документа субъекта Российской Федерации.

Выдержки из СП 33-101-2003

Слайд 17

1. Норма годового стока

Слайд 18

Значение нормы годового стока может быть выражено в виде любой из

четырех характеристик, представленных в таблице

Слайд 19

Хронологические графики среднегодовых расходов воды;
р. Утроя – д. Большая Губа

Слайд 20

Норма годового стока является основной и устойчивой характеристикой, определяющей общую водоносность

рек и потенциальные водные ресурсы данного бассейна или района.
Она служит своего рода гидрологическим «эталоном» или «репером», от которого исходят при определении других характеристик стока.

Слайд 21

Карта изолиний нормы годового стока, л/с км2
Норма стока увеличивается с

увеличением общей увлажненности территории.

Как следствие: норма стока подчиняется широтной и высотной зональности.

Наблюдается увеличение нормы стока по направлению с юга на север (на европейской территории), а в горных районах - с увеличением высоты местности.

Слайд 22

Воейков говорил: «При прочих равных условиях страна будет тем богаче текучими

водами, чем обильнее осадки и чем менее испарение как с поверхности почвы и вод, так и растений. Таким образом, реки суть продукт климата их бассейнов».

Александр Иванович Воейков (1842-1916)

Воейков дал классификацию рек в зависимости от характера их водного питания.

вошел в историю отечественной и мировой науки как создатель крупных сочинений по климатологии и физической географии.

Слайд 23

1.1 Расчет нормы годового стока при наличии длинного ряда гидрометрических наблюдений
где

Cv – коэффициент вариации; r – районный коэффициент автокорреляции:

Средний многолетний расход воды определяется по формуле:

где Qi – среднегодовые расходы воды; n – длина ряда.

Относительная погрешность среднего многолетнего расхода воды определяется по формуле:

В соответствии с СП 33-101-2003:
допустимая погрешность среднего многолетнего расхода воды 10%

(1)

(2)

(3)

Слайд 24

Коэффициенты автокорреляции для различных районов СССР

Слайд 25

Слайд 26

(1)
(2)
(3)
(4)
Оценка значимости линейного тренда для зависимости
1-й вариант
2-й вариант
Тренд незначим если
где
Тренд

незначим если

где

Слайд 27

1.2.1. Расчет нормы годового стока при наличии короткого ряда гидрометрических наблюдений

продолжительностью 6 и более лет

Ряд считается коротким, если погрешность среднего значения и коэффициента вариации больше допустимого значения.
При расчетах годового стока допустимая погрешность 10%.

В этом случае для расчета нормы годового стока применяется метод гидрологической аналогии.

Слайд 28

При выборе рек-аналогов необходимо учитывать следующие условия:
географическую близость расположения водосборов;

сходство климатических условий;
однотипность почв (грунтов) и гидрогеологических условий;
сходство гидрографических характеристик;
средние высоты водосборов не должны существенно отличаться;
отсутствие факторов, существенно искажающих естественный речной сток (регулирование стока, сбросы воды, изъятие стока на орошение и др.).

Слайд 29

Для проверки синхронности колебаний стока на расчетной реке и реке-аналоге строятся

совмещенные хронологические графики

Река-аналог

Расчетная река

Слайд 30

В рядах годового стока рек, как правило, наблюдается чередование групп маловодных

и многоводных лет, что приводит к образованию так называемых «циклов водности».
Один цикл водности включает в себя маловодную и многоводную фазы.
Наиболее наглядное представление о циклах колебаний годового стока дает разностная интегральная кривая, которая представляет собой график зависимости

Слайд 31

Расчет координат разностной интегральной кривой

Слайд 32

Разностные интегральные кривые среднегодовых расходов воды.
1 – р. Утроя – д.

Большая Губа (река-аналог);
2 – р. Лжа – д. Фелицианово (расчетная река).

Слайд 33

Разностная интегральная кривая среднегодовых расходов
реки Невы – д. Новосаратовка
Водность за

любые m лет можно оценить по формуле

Слайд 34

График связи среднегодовых расходов расчетной реки и реки-аналога за совместный период

наблюдений.

Слайд 35

Параметры уравнения линейной регрессии
Уравнение регрессии является надежным, если выполняются условия:
n

≥ 6; | R | ≥ 0,7;

Слайд 36

Норма стока расчетной реки, приведенная к длинному ряду реки-аналога
определяется по формуле

(1) или по формуле (2)

Относительная ошибка приведенного среднего многолетнего значения
определяется по формуле (3)

(1)

(2)

(3)

Слайд 37

1.2.2. Расчет нормы годового стока при наличии короткого ряда гидрометрических наблюдений

продолжительностью менее 6 лет

Метод отношений

Метод основан на приблизительном равенстве модульных коэффициентов в пункте с кратковременными наблюдениями и в пунктах-аналогах:

Метод отношений используют при выполнении условия R ≥ Rкp
где R определяют по пространственной корреляционной функции.

При наличии нескольких пунктов-аналогов расчеты осуществляют последовательно по всем аналогам и результаты осредняют (не более трех аналогов).

Слайд 38

1.3 Расчет нормы годового стока при отсутствии данных гидрометрических наблюдений
При отсутствии

данных наблюдений норма годового стока определяется следующими методами:
Осреднение по ближайшим пунктам-аналогам.
Пространственная интерполяция.
Использование карт изолиний нормы годового стока.
Методом водного баланса.
По региональным зависимостям нормы годового стока от стоко-формирующих факторов и факторов подстилающей поверхности (для малых рек)
норма годового стока должна быть выражена в виде
слоя (мм) или модуля стока (л/с км2).

Слайд 39

Фрагмент карты
среднего
многолетнего
стока рек, л/с км2
из СНиП 2.01.14-83

Слайд 40

При использовании карты в случае пересечения водосбора несколькими изолиниями средневзвешенное значение

стока вычисляют по формуле:

где q1, q2, ... qn - средние значения стока между соседними изолиниями;
f1, f2, ..., fп - площади между изолиниями;
F - общая площадь водосбора до расчетного створа.

Слайд 41

Поправки к карте нормы годового стока для малых рек
В значения

нормы годового стока, определенные по районной карте, следует вводить поправки на влияние местных азональных факторов, которые учитывают:
неполное дренирование реками подземных вод,
наличие карста,
выходов подземных вод,
особенности геологического строения бассейна,
характер почв (грунтов),
промерзание и пересыхание рек,
различие средних высот водосборов
и другие особенности.

Слайд 42

Гидрологические расчеты. Часть 1. Лекция 1

Содержание

Основная задача гидрологических расчетов – получить количественные характеристики, описывающие гидрологические явления

Датой рождения инженерной гидрологии принято считать 1674 год, когда француз Пьер

Основные разделы курса «Гидрологические расчеты»I часть (VI семестр) Расчет среднегодовых расходов

Краткий обзор учебной и учебно-методической литературы по гидрологическим расчетам

Первая вышедшая в СССР книга, где систематически изложены принципиальные основы и

Горошков И.Ф. Гидрологические расчеты. Л.: Гидрометеоиздат,1979. – 431 с.Владимиров А.М. Гидрологические

В. М. Евстигнеев, Д. В. Магрицкий Речной сток. Методические основы современной практики

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ РАСЧЕТНЫХ ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИКСП 33-101-2003Одобрен для применения в качестве нормативного

Система нормативных документов СНиП 2.01.14-83 Не действуетЧастично используется

Методические рекомендации по определению расчетных гидрологических характеристик при наличии данных гидрометрических

Методические рекомендации по определению расчетных гидрологических характеристик при недостаточности данных гидрометрических

Учебники и учебные пособия Владимиров А.М. Гидрологические расчеты. – Л.: Гидрометеоиздат,

4.1 Свод правил (СП) содержит основные методы и схемы расчета…При применении

1. Норма годового стока

Значение нормы годового стока может быть выражено в виде любой из

Хронологические графики среднегодовых расходов воды; р. Утроя – д. Большая Губа

Норма годового стока является основной и устойчивой характеристикой, определяющей общую водоносность

Карта изолиний нормы годового стока, л/с км2 Норма стока увеличивается с

Воейков говорил: «При прочих равных условиях страна будет тем богаче текучими

1.1 Расчет нормы годового стока при наличии длинного ряда гидрометрических наблюденийгде

Коэффициенты автокорреляции для различных районов СССР

(1)(2)(3)(4)Оценка значимости линейного тренда для зависимости 1-й вариант2-й вариантТренд незначим еслигдеТренд