Расчеты ГИДРОФИЗИЧЕСКИХ, ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ И МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДЛЯ

№1. РАСЧЕТЫ СТОКА С СЕЛИТЕБНЫХ ТЕРРИТОРИЙ
к.г.н., доц. Клименко Дмитрий Евгеньевич

покрова Zmid

покрова Zmid

(ВАРИАНТ 1)
Важно!
1 мм дождя на 1 га равен 10 000

л на 1 га

мм дождя на 1 га равен 10 000 л на

1 га

степени γ
Важно!
1 мм дождя на 1 га равен 10 000

л на 1 га

(ВАРИАНТ 2)

Plim

бассейнового добегания (мин)

бассейнового добегания (мин)

бассейнового добегания (мин) ВАЖНО. ВВЕДЕНИЕ ПОПРАВОК В ИСХОДНУЮ ФОРМУЛУ!
В отдельных

случаях время бассейнового добегания устанавливают
в соотв. с СП 33-101-2003, что методически является неверным

рекламы, а «делай как мы»)
Между интенсивностью дождей за интервалы времени

и их продолжительностью существует обратная зависимость, предложенная Н.Е. Долговым-Г.А. Алексеевым, в виде:

,
где SP,% – предельная (мгновенная) интенсивность дождя при продолжительности , зависящая от вероятности превышения один раз в N лет (величина N связана с обеспеченностью P соотношением N=100/P); n – показатель степени редукции интенсивности дождя от его продолжительности.
Высота слоя дождя (h), наоборот, возрастает с увеличением его продолжительности, что выражается зависимостью:

Кривые связи интенсивности ливня вероятностью 1% i(t)1% с размером интервала t в логарифмическом виде

Кривые связи суммы осадков за ливень вероятностью 1% h(t)1% с размером интервала t

ливня
Картосхема распределения предельной интенсивности ливня S1% вероятностью
Картосхема распределения

коэффициента вариации Cv
и отношения коэффициентов асимметрии и вариации Cs/Cv суммы осадков за ливень

На основании анализа данных по 25 тыс. единичных ливней выполнено картографирование основных статистических параметров «профиля дождя»

Уральского УГМС за период с 1936 по 2015 гг.
Статистические параметры

распределения количества ливней по месяцам года по метеостанциям Уральского УГМС за период с 1936 по 2015 гг.

Статистические параметры распределения суммы осадков за единичные ливни

Статистические параметры распределения продолжительности ливней

году
Картосхема распределения средней продолжительности ливней (мин.)
Картосхема распределения суммы осадков за

ливень h1% вероятностью превышения 1%, мм

26 июня 2017 г. (за 10-минутные временные интервалы). Данные экспериментальных

наблюдений по двум парным плювиографам, расположенным на расстоянии 16 км друг от друга (сумма осадков по Кунгуру 50 мм, по Предуралью 58 мм).

начал планомерную системную работу по созданию первой в России Автоматизированной

информационной системы учета атмосферных осадков (АИС «Осадки»). АИС «Осадки» состоит из 34 автоматизированных постов наблюдений в разных районах города. Сеть такой плотности – первая в России. Автоматизированные посты состоят из осадкомера и метеорологического комплекса. Каждые 5 минут с каждого поста наблюдений в ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» и в ФГБУ «Северо-Западное УГМС» поступает собранная информация. При этом АИС «Осадки» собирает метеорологические данные по Санкт-Петербургу и пригородным территориям с интервалом в 6 секунд. В связи с неравномерностью выпадения атмосферных осадков АИС «Осадки» позволяет оперативно регулировать наполняемость канализационных сетей во время дождей, проводить точный расчет объемов поверхностного стока для конкретных территорий города Санкт-Петербурга и его пригородов, что в свою очередь помогает предотвращать подтопление районов города с наибольшей интенсивностью выпадения атмосферных осадков.

часов hс

часов hс
Для внимательных:
Обеспеченность соответствует характеристикам, наблюдаемым в течение года
Однократно. На

самом деле случаев снеговых и дождевых волн в течение
Календарного года может быть несколько. Именно поэтому в строгом понима-
нии «обеспеченность» не тождественно обратной величине «однократного
превышения».

vср=f(H).
Поскольку кривая расходов характеризуется определенным разбросом точек, выполняется ее увязка.

Для этого составляется специальная таблица (табл. 1.2), в которую для определенных значений уровня, кратных 10 см и выбираемых через 10 или 20 см, записываются снятые с кривых F=f(H), vср=f(H) соответствующие значения F и vср. Произведение площади водного сечения F на среднюю скорость vср для выбранных значений уровня воды Н дает в итоге вычисленный расход воды Qвыч. Эти данные заносятся в таблицу. Затем для тех же значений уровня воды Н с кривой Q=f(H) снимаются значения «расходов с кривой» Qкр и заносятся в таблицу. Сравнивая величины Qвыч и Qкр вычисляется расхождения между ними в процентах:
Эти расхождения заносятся в таблицу. По абсолютной величине расхождения не должны превышать 2%, а сумма должна быть близка к 0 (не более 1,5%).
Для контроля положительной выпуклости кривой Q=f(H) вычисляются приращения расходов в выбранных интервалах уровня воды (10 или 20 см). Вначале вычисляются величины ∆Q (как разница значений расходов воды, снятых с кривой при двух смежных уровнях воды), затем – величины ∆∆Q (определяются путем деления величины ∆ на разницу смежных значений уровня воды – т.е. на величину приращения уровня_).
Для обычных (непетлеобразных) кривых расходов величины ∆∆Q должны быть либо постоянными во определенных диапазонах уровня воды (прямолинейные участки), либо постепенно возрастающими от минимальных значений уровня воды к максимальным. С ростом уровня величина ∆∆Q убывать не может.

расходов воды Qизм от кривой Q=f(H) (Qкр).

Завершающим этапом анализа кривой

Q=f(H) является оценка степени рассеивания точек, соответствующих измеренным при открытом русле расходам воды. Результаты заносятся в таблицу отклонений изеренных расходов от расходов, вычисленных по кривой (табл. 1.3). Графы 1-4 таблицы заполняются на основании таблицы ИРВ (используются расходы открытого русла). Величина Qкр (графа 5) снимается для соответствующего уровня Н. Далее вычисляются абсолютные (графа 6) и относительные (графа 7) отклонения Qизм от Qкр.
Наибольшие величины отклонений в верхней части кривой не должны превышать 6% по абсолютной величине, а в нижней – 12%. Сумма отклонений не должны превышать 4% (т.е. суммы положительных и отрицательных отклонений должны быть равновелики).

координат кривой (табл. 1.4) составляется для удобства вычисления ежедневных расходов

воды. В первую графу вносятся значения уровней с интервалом 10 см. Во вторую – соответствующие им расходы воды. После заполнения всех таблиц расходы воды при одних и тех же уровнях должны быть идентичными по всем таблицам практической работы.

стока за период ледостава производится с использованием кривой расходов воды

и переходных коэффициентов Кзим и Кзар, которые представляют собой отношение измеренного расхода воды (Qизм) и расходу воды, снятому с кривой (Qкр), при одном и том же уровне воды. Коэффициент Кзим вводится при формировании первых ледовых явлений осенью до окончания ледовых явлений весной (в даты начала и окончания ледовых явлений коэффициент принимается равным 1). Для вычисления величин Кзим в начале и в конце года необходимо привлекать измеренные расходы смежных с расчетным годом лет. Коэффициент Кзар вводится с появлением растительности в русле до момента понижения температуры воды ниже 10 градусов, соответствующего отмиранию водной растительности (в даты появления и начала отмирания водной растительности величина Кзар принимается равной 1). Результаты вычислений заносятся в таблицу 1.5.

наблюдений

Прежде всего на график наносятся сведения о ежедневных уровнях воды

(по данным таблицы ЕУВ), на котором «флажками» отмечаются даты измерения расходов воды, и графически отображается ледовая обстановка (с использованием условных знаков, приведенных в п. 1). Затем наносятся хронологические графики изменения коэффициентов Кзим и Кзар (по данным табл. 1.5). Начало и окончание графиков Кзим корректируется по значениям Кзим декабря предыдущего и января последующего годов. Значение Кзим=1,0 принимается для первого дня очищения реки ото льда весной (или дня начала редкого ледохода) и первого дня устойчивых ледовых явлений осенью. С использованием данных хронологического графика Кзим и Кзар вычисляются ежедневные расходы за период ледостава и зарастания русла. По данным составленной таблицы ЕРВ строится график изменения ежедневных расходов воды (гидрограф), на который условными знаками наносятся величины фактически измеренных расходов. Эти точки могут отклоняться от линии гидрографа, отображая факт отклонения эмпирических точек от линии Q=f(H). График оформляется в соответствии с примером (рис. 1.1).

и заполнение таблицы ЕРВ.

Ежедневные расходы воды вычисляются на основании таблицы

ЕУВ и таблицы координат кривой Q=f(H). Для ежедневных значений уровня за период открытого русла из таблицы координат выбираются соответствующие им значения расхода воды.
Для вычисления ежедневных расходов воды за период ледостава составляются специальные таблицы для каждого месяца расчетного периода (табл. 1.6). Значения уровней воды Н выписываются из таблицы ЕУВ; соответствующие им расходы воды определяются по таблице координат кривой расходов; значения Кзим и Кзар определяются по хронологическому графику; значения среднесуточных расходов воды Q определяют как Q=Qкр∙Кзим.
При вычислении экстремальных характеристик следует иметь ввиду, что они определяются по данным экстремальных значений уровня воды за период открытого русла, приведенных в подвале таблице ЕУВ, а не выбираются из колонки месячных значений как максимальные и минимальные.
В готовую таблицу ЕРВ вносятся сведения о ледовых явлениях и зарастании русла с использованием условных знаков, представленных в п. 1.

неба,
Дерево – от корня.
И далее:
Река – от родника.

Е. Исаев