Розрахунок річного стоку

МІНІСТЕРСТВО  ОСВІТИ І НАУКИ,МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ  УНІВЕРСИТЕТ ВОДНОГО ГОСПОДАРСТВА ТА ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ

КАФЕДРА ВОДОГОСПОДАРСЬКОЇ ЕКОЛОГІЇ, ГІДРОЛОГІЇ ТА ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Розрахунково  – графічна робота

на тему: “Розрахунок річного стоку”

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зміст
§1	Розрахунок норми річного стоку  при наявності даних спостережень	ст.3 - 7
§2	Розрахунок річного стоку заданої  забезпеченості	ст. 8 - 9
§3	Розрахунок внутрішнього розподілу  стоку методом реального року	ст. 11 - 14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§1 Розрахунок норми річного стоку при наявності  даних спостережень

Однією з найважливіших гідрологічних  характеристик, яку враховують при  водосховищ, водопостачання, осушувальних і зрошувальних систем, є норма  річного стоку, яку визначає потенційні водні ресурси даного району або  басейну.

Нормою  річного стоку називають середню величину річного стоку за багаторічний період, який включає в себе не менше двох повних циклів водності при відносно незмінних фізико – географічних умовах та рівневі господарської діяльності в басейні.

Аналіз ряду даних на циклічність  здійснюють за допомогою різницевих інтегральних кривих, які є послідовною сумою відхилень модульних коефіцієнтів від середнього значення, що дорівнює одиниці.

Якщо тривалість спостережень за стоком перевищує 50-60 років, то аналіз на циклічність  не проводять, а включають весь період спостережень.

При наявності матеріалів спостережень за стоком, норму річного стоку  визначають як середню арифметичну  величину річного стоку

   (1)

де Q₀ – середня багаторічна витрата води; Q_i – середньорічні витрати води за окремі роки; n - кількість років спостереження за стоком.

Розраховану величину Q₀ річного стоку приймають за норму тоді, коли відносна середня похибка її обчислення не перевищує 10%. Якщо відносна середня похибка більша 10% то розрахунок Q₀ ведемо як при короткому ряді спостережень.

Відносну середню похибку обчислюють за формулою

%  (2)

де C_V- коефіцієнт варіації стоку,

Коефіцієнт варіації C_Vта асиметріїC_Sрічного стоку визначають або методом моментів (при C_V< 0,5), або методом найбільшої правдоподібності (при C_V> 0,5).

Метод найбільшої правдоподібності

Розрахунковий коефіцієнт варіації C_V і коефіцієнт асиметрії C_S для трипараметричного гама-розподілу методом найбільшої правдоподібності визначається за номограмами в залежності від статистик l₂ і l₃ , котрі обчислюються за формулами

             (3)

    (4)

В наведених формулах К_і – модульний коефіцієнт, що визначається за співвідношенням

,   (5)

де Q_i – щорічні значення річних витрат води; Q₀ – середнє арифметичне значення річних витрат води за  n років.

Оцінка точності розрахунку коефіцієнта варіації методом  найбільшої правдоподібності здійснюється за формулою

 (6)

де  - відносна середньоквадратична похибка.

Тривалість ряду вважають достатньою, якщо не перевищує 10%.

Метод моментів

Статистичні параметри С_V і C_S – кожного значення в даному випадку розраховуються за формулами

          (7)

          (8)

де С_V і C_S – зміщені коефіцієнти варіації і асиметрії; a₁ ... a₆; b₁ ... b₆ – коефіцієнти, які визначають за обов’язковими додатками 2 і 3 “СНиП 2.01.14-83” і залежать від співвідношення між коефіцієнтами асиметрії та варіації і коефіцієнта автокореляції між суміжними членами ряду.

Для рядів із незначною мінливістю річного стоку, а також зміщені  коефіцієнти варіації і асиметрії  обчислюються за формулами

, при n< 30;  (9)

, при n> 30 (10)

,   (11)

Оцінка точності обчислення C_VіC_Sв цьому випадку здійснюється за формулами

  (12)

 (13)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Розрахунокнормирічного стоку р. Сейм, с.Мутіно, при наявності данихспостережень

Дано: Середні річні витрати води за період 1930 – 1960роки; площа водозбору А= 1155 км².

Необхідно: Визначити норму річного стоку та виразити її в інших одиницях стоку.

Обчислення статистичних параметрів річного стоку наведено в табл.1.

Середня багаторічна величина річного  стоку становить

м³/с.

Визначення коефіцієнта  варіації С_Vі асиметрії С_S

Метод найбільшої правдоподібності.

Статистики l₂ і l₃ обчислюємо за формулами 3 і 4.

;

.

За номограмою (додаток 3.4.)C_V= 0,45; C_S=4C_V.

Точність розрахунку коефіцієнта  варіації обчислюємо за формулою (6):

 що більше 10%.

Метод моментів.

Розрахункові коефіцієнти C_Vі C_S визначаються за формулами (7, 8).

У відповідності із рекомендаціями “Международногоруковоодства по методам  расчетаосновныхгидрологических характеристик” для рядів із незначною мінливістю річного стоку коефіцієнти C_Vі C_S можна визначати за формулами (9-10, 11).

;

Точністьрозрахункукоефіцієнтаваріаціїобчислюємо за формулою (12)

В обох випадках значення коефіцієнта варіації однакові, а значення коефіцієнта асиметрії дещо відрізняються.Приймаємо C_V=0,45.

Точність обчислення середньої  багаторічної величини річного стокувизначаємо  за формулою (2)

Похибка обчислення перевищує 10%, тобто середньобагаторічну величину  Q₀=8,19м³/с можна прийняти за норму річного стоку р. Вовча - Васильківка

Таблиця 1.

Обчисленнястатистичнихпараметріврічного стоку

р.Сейм

№ з/п	Роки	Qi м3/с	Qi м3/с в пор. зм.	Ki=Qi/Q0	Ki-1	(Ki-1)2	(Ki-1)3	lgKi	KilgKi	Р=m*100% n+1
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	1946	2,42	8,33	2,40	1,40	1,99	2,80	0,38	0,91	4,0
2	1947	2,43	7,69	2,22	1,22	1,49	1,81	0,35	0,78	7,0
3	1948	8,33	6,54	1,89	0,89	0,79	0,70	0,28	0,53	11,0
4	1949	3,56	5,08	1,47	0,47	0,22	0,10	0,17	0,25	14,0
5	1950	1,81	5,00	1,46	0,46	0,20	0,09	0,16	0,23	17,0
6	1951	2,49	4,53	1,31	0,31	0,10	0,03	0,12	0,16	19,0
7	1952	1,79	4,20	1,22	0,22	0,04	0,01	0,09	0,11	22,0
8	1953	4,20	4,09	1,18	0,18	0,04	0,00	0,07	0,08	24,0
9	1954	1,16	3,82	1,10	0,10	0,01	0,73	0,04	0,04	27,0
10	1955	7,69	3,80	1,09	0,9	0,81	0,03	0,04	0,04	29,0
11	1956	5,00	3,56	1,03	0,3	0,09	-0,02	0,01	0,01	31,0
12	1957	2,41	2,57	0,74	-0,26	0,07	-0,02	-0,13	-0,09	32,0
13	1958	5,08	2,49	0,72	-0,28	0,08	-0,03	-0,14	-0,10	34,0
14	1959	2,26	2,43	0,72	-0,28	0,09	-0,03	-0,14	-0,10	36,0
15	1960	2,35	2,42	0,70	-0,30	0,09	-0,03	-0,15	-0,10	38,0
16	1961	1,90	2,41	0,69	-0,31	0,09	-0,03	-0,16	-0,11	39,0
17	1962	3,82	2,35	0,68	-0,32	0,10	-0,04	-0,16	-0,11	40,0
18	1963	1,82	2,26	0,66	-0,34	0,12	-0,04	-0,18	-0,12	42,0
19	1964	2,15	2,26	0,65	-0,35	0,12	-0,05	-0,18	-0,12	43,0
20	1965	4,09	2,15	0,62	-0,38	0,14	-0,09	-0,20	-0,12	44,0
21	1966	6,54	1,90	0,55	-0,45	0,20	-0,10	-0,26	-0,14	46,0
22	1967	4,53	1,82	0,53	-0,47	0,22	-0,11	-0,27	-0,14	47,0
23	1968	2,57	1,81	0,52	-0,48	0,23	-0,11	-0,28	-0,15	48,0
24	1969	2,26	1,79	0,52	-0,48	0,23	-0,3	-0,28	-0,15	49,0
25	1970	3,80	1,16	0,33	-0,67	0,44	-0,3	-0,47	-0,16	50,0
Сума		86,46	86,46	25	0	8,00	5,01	-1,30	1,43	793,00

 

Виразимо норму стоку в інших  одиницях стоку:

 л/с×км²;

 м³;

 мм.

Тут 31,56×10⁶ – кількість секунд у році.