Материал: 3773

21

Решение. Определяем модуль стока:

q = Q / F = 0,85 / 1500 = 0,00056 м3/с с 1 га = 0,56 л/с с 1 га.

Задача № 4

Определить коэффициент стока, если средний годовой модуль стока q = 0,1 л/с с 1 га, годовое количество осадков Н = 650 мм.

Решение. Находим объём стока с 1 га за год:

Wст= 0,1 * 60 * 60 *24 * 365 / 1000 = 3153,6 м3/га;

Слой стока: hст = 0.1 * 3153,6 = 315 мм; Коэффициент стока σ = 315 / 650 = 0,48.

3.2. Построение графиков частоты и обеспеченности

Проектирование гидротехнических сооружений. Проведение лесокультурных работ на затапливаемых землях требует знания повторяемости и продолжительности стояния горизонтов воды за определённый период (год, вегетационный период, весенний период и т.д.). Поэтому строят графики повторяемости (частоты) и продолжительности (обеспеченности).

Таблица 3 Повторяемость и продолжительность стояния горизонтов воды

22

Амплитуду колебаний уровней воды за данный период разбивают на интервалы величиной 10-50 см. Из гидрологических ежегодников (таблиц ежегодных уровней) определяем число дней стояния горизонтов в каждом интервале и составляем таблицу 3.

Полученные данные служат для построения графика частоты. Он показывает количество дней, в течение которых уровни воды находились в пределах того или иного интервала. Наиболее часто повторяющийся в течение вегетационного периода горизонт воды называется бытовым горизонтом (ГБВ).

Обеспеченности (продолжительность стояния горизонтов воды) получают последовательным суммированием числа дней для различных интервалов графика частоты (от верхнего интервала).

Пример построения графика частоты и обеспеченности.

Используя данные таблицы, построим графики частоты и обеспеченности уровней волы в реке за май – сентябрь.

23

Рис. 1. График частоты и обеспеченности летних расходов воды: 1 – повторяемость стояния горизонтов; 2 – продолжительность

3.3 Твёрдый сток и заиление водохранилищ

Движение воды в руслах рек сопровождается изменением берегов (абразионные процессы), что приводит к насыщению водного потока продуктами размыва и смыва.

Для расчёта среднего многолетнего расхода наносов рек лесостепи и степи (между Днепром и Волгой) может быть использована следующая формула:

R = Д * Q * Н,

где: R – средний многолетний расход рек, кг/с;

Д – эрозионный коэффициент районирования территории; Н – средневзвешенная высота бассейна, м;

Q – средний многолетний расход воды, м3/с.

24

Эта формула может быть рекомендована для рек с площадями бассейнов от 200 до 35000 км2. Для рек с площадью бассейнов меньше 200 км2 в расчетную формулу следует вводить поправочный коэффициент Кп. Значение Кп приводится в таблице 4.

Таблица 4

Кп для рек с площадью бассейна менее 200 км2

коэффициент Кп

При этом следует различать сток как взвешенных наносов, так и донных. Если взвешенные наносы не являются руслоформирующими, то тогда следует раздельно учитывать сток взвешенных наносов, представленных руслоформирующими фракциями, расчет следует вести только на взвешенные наносы.

Иногда в практике необходимо сделать комплексную их оценку. Тогда вычисляют суммарный сток взвешенных и донных наносов по следующей формуле:

Кобщ = R (1 + β),

где β – величина расхода донных наносов в долях от расхода взвешенных наносов.

Для равнинных рек β = 0,05-0,10, а для горных рек β = 0,10-0,30. Причем чем меньше мутность воды и крупность наносов, тем больше β.

Поступающая вода с бассейна водосборной площади водохранилища, а также впадающие в него водотоки приносят массу взвешенных породных частиц. Происходит процесс заиления водохранилищ. При оценке этого процесса в зависимости от хозяйственных задач решаются следующие вопросы:

1)оценка общего стока заиления водохранилища;

2)оценка потери полезной емкости водохранилища вследствие заиления его верхней части;

3)установление границ зоны затопления в результате изменения кривой свободной поверхности;

4)оценка заиления судоходных глубин в ходе заиления;

25

5)установление границ зоны активизации поперечных перемещений

русла;

6)оценка поступления наносов к плотине;

Суммарная приближенная оценка продолжительности периода заполнения водохранилища наносами может быть произведена по формуле

Т = Wв /Wн( 1 – β ),

где: Т – средняя продолжительность периода заиления, лет; Wв – мёртвый объём водохранилища, м3;

Wн – средний годовой объём наносов, м3;

β – транзитная часть наносов мелких фракций, сбрасываемых из водохранилища при паводках, в долях от общего объёма наносов, для равнинных водотоков в среднем 0,3-0,4.

Средний годовой объём наносов определяется по формуле

Wн = Rо * 31,5 * 1000 / β,

где Rо– средний годовой расход наносов, кг/с;

β – объёмный вес наносов (т/м3), равный от 0,5-0,7 для илистых наносов, в первые годы уплотненных наносов до 1,0-1,5 для песчаных или илистых уплотненных грунтов.

Задача № 1

Средний многолетний расход воды в реке

Q = 150 м3/с, средневзвешенная высота бассейна над замыкающим створом составляет 50 м, эрозионный коэффициент Д = 0,95, река равнинного типа. Определить суммарный сток наносов Rо при площади водосбора 850 км2.

Решение. Для данной реки, где площадь водосбора более 200 км2, поправочный коэффициент в формулу не вводим, и тогда в рабочем варианте суммарный сток взвешенных и донных наносов определим:

Rо = Д * Q * Н ( 1 + β ) = 0.95 * 150 * 50 (1 + 0,05) = 7481 кг/с.

Задача № 2

Определить среднюю продолжительность периода затопления водохранилища наносами, если общий средний расход наносов Ко = 6 * 103 кг/с, мертвый запас воды Wо =

= 34 * 108м3, δ = 3,3.