Построение расчетного гидрографа половодья

Гидрографы максимального стока формируются под влиянием многих природных факторов (климатических, физико-географических и др.) и характеризуются расчетными максимальными расходами воды, продолжительностью половодья, полным объемом максимального стока и ассиметрией очертания паводка.

Гидрографы половодья, отвечающие взятым расчетным максимальным расходам, называют расчетными гидрографами.

Половодье схематизируем под треугольник. Для этого необходимо иметь данные о продолжительности подъема (tп ) и спада половодья (tс), а так же значение максимально расхода Q1%.

Продолжительность половодья То для рек Алтайского края можно определить по уравнению, предложенному Чураковым Д.С.

То = kр%С ּ Fn , (35)

где F – площадь водосбора;

С и n - зональные параметры, зависящие от физико-географических параметров речного бассейна.

kр% - модульный коэффициент обеспеченностью Р%.

Таблица 16

Значение зональных параметров и модульных коэффициентов.

  С n Обеспеченность, Р%
     
Равнинные реки и реки Обь-Чумышской возвышенности 0,15 1,54 1,42 1,35
р. Алей и бассейн рек междуречья Катунь-Обь-Алей 0,10 1,45 1,36 1,3
для зарегулированных рек (Барнаулка, Суетка, Кучук Б. Речка и др.) 3,9 0,21 1,8 1,61 1,54

 

В нашем примере, для реки Алей:

То = 1,45 ∙ 25 ∙ 20700,1 = 1,45 ∙ 25 ∙ 1,489 =54 сут.

Продолжительность подъема и спада имеет тесную корреляционную связь с продолжительностью всего половодья и определяется по формулам:

tп = 0,35 То; tс = 0,65 То;

tп = 0,35 ∙54 = 19 сут. tс = 0,65 ∙ 54 = 35 сут.

Приближенный способ расчета трансформации половодий

По способу Д.И. Кочерина

Гидрограф половодья принимаем треуголь­ной формы, конструкция сбросных сооружении - водослив без затворов, к нача­лу половодья водохранилище наполнено до НПУ; потери на фильтрацию, испарение не учитываем.

При треугольной форме гидрографа половодья расчетные формулы имеют вид:

Объем форсировки (объем водохранилища выше НПУ):

Vф = Wп(1-qсб./Qmax); (36)

Максимальный сбросной расход:

, (37)

где Wп объем половодья,

Wп = 0,5Т0 Qmax, (38)

где То – продолжительность паводка, сек.

Порядок выполнения расчета:

Qmax = Q1% = 541 м3/с ,

тогда Wп = = = 1262044800 м3 = 1262 млн. м3 .

Расчет ведется графоаналитическим способом. Все расчеты сводятся в табл. 17.

· Находится ФПУ, задавая различные слои форсировки hф (0,5, 1,0, 1,5, 2,0м).

ФПУ = НПУ + hф. (39)

Значение форсированного объема Vфпу – снимается с кривой объемов (батиграфические кривые V=f(H)).

· Объем форсировки находится как разность:

Vф = Vфпу-Vнпу. (40)

Определение сбросных расходов Таблица 17

hф ФПУ Vфпу Vф qсб q = mB√2g hф 3/2
В=100 В=150 В=200 В=250
0,5 146,7 41,5 563,3 66,2
147,2 72,5 534,3
1,5 147,7 112,5 500,6
148,2 142,5

 

· Определяются расходы, пропускаемые водосливом с ши­роким порогом, задаваясь различной шириной водослива (В).

. (41)

· Определяют ориентировочную ширину водослива, предположив hф = 2м; m = 0,42 – коэффициент расхода водослива.

В = = 541/5,31 = 103 м. (42)

· Находят значения сбросных расходов при различной ширине водослива.

· По данным расчетов (табл. 17) строят кривые зависимости qсб = f (hф) и qсб = f (hф,b) (рис.8).

Пересечение кривой qсб = f (hф) с кривыми qсб = f (hф,b) дает искомые слои форсировки hф и сбросной расход qсб.

Рис.8. Кривые сбросных расходов