Пример выбора расчетных гидрографов маловодного и средневодного года при заданной обеспеченности стока

В соответствии с методикой выбора расчетных гидрографов (метод реального года) целесообразно разделить год на два основных периода: многоводный (половодье) и маловодный (межень). Считаем, что к периоду половодья относятся месяцы, в которые расходы больше или равны среднегодовому расходу (Q_пi³Q_rt). Тогда остальные месяцы составят маловодный период (Q_мi<Q_rt) (табл.1). Для всех лет заданного ряда принимаем одинаковые месяцы, относящиеся к периоду межени и половодья (к периоду половодья относятся V, VI, VII, VIII, IX месяцы; к периоду межени относятся X, XI, XII,I, II, III, IV месяцы). Начало года считаем с первого месяца после половодья.

Определив границы сезонов, для всех лет ряда вычисляем средние расходы за год, лимитирующий сезон и период половодья. Ранжируем каждую последовательность в порядке убывания и по формуле (2.1) вычисляем обеспеченности. Результаты приводятся в табл.3.

Эмпирические кривые обеспеченности для средних расходов за год, половодье и межень представлены на рис. 4.

Расчетные значения обеспеченности для выбора маловодного и средневодного года в проекте принимаются равными 90 и 50% соответственно.

Таблица 3

Данные для построения кривых обеспеченности среднегодовых,

среднеполоводных и среднемеженных расходов

m	P,%	Qrt, м3/с	Годы	Qпi, м3/с	Годы	Qмi, м3/с	Годы
	4,8		1971-72		1971-72		1982-83
	9,5		1981-82		1981-82		1975-76
	14,3		1982-83		1982-83		1983-84
	19,0		1984-85		1984-85		1984-85
	23,8		1969-70		1976-77		1977-78
	28,6		1983-84		1969-70		1970-71
	33,3		1976-77		1983-84		1978-79
	38,1		1978-79		1968-69		1979-80
	42,9		1968-69		1978-79		1981-82
	47,6		1970-71		1966-67		1974-75
	52,4		1975-76		1970-71		1972-73
	57,1		1972-73		1972-73		1969-70
	61,9		1966-67		1974-75		1971-72
	66,7		1974-75		1975-76		1967-68
	71,4		1977-78		1979-80		1985-86
	76,2		1979-80		1977-78		1966-67
	81,0		1973-74		1973-74		1976-77
	85,7		1980-81		1980-81		1968-69
	90,5		1967-68		1967-68		1980-81
	95,2		1985-86		1985-86		1973-74

Эмпирические кривые обеспеченности для средних расходов за год, половодье и межень представлены на рис. 4.

Расчетные значения обеспеченности для выбора маловодного и средневодного года в проекте принимаются равными 90 и 50% соответственно.

При заданной расчетной обеспеченности по кривой среднегодовых расходов определяются соответствующий расчетный год и гидрограф. Далее необходимо проверить выполнение критерия одинаковой обеспеченности выбранного расчетного года по трем кривым (т.е. на трех кривых должен фигурировать один и тот же год).

Полученный расчетный год является окончательным результатом расчета, и его реальный гидрограф далее может использоваться в дальнейших расчетах. Если на трех кривых при заданной обеспеченности оказываются разные годы, то в этом случае необходимо выполнить приведение расчетного года к заданной обеспеченности.

Выбор расчетного средневодного года (Р=50%)

Для заданной расчетной обеспеченности на кривых обеспеченности отсутствует конкретный год. По кривой обеспеченности годовых расходов определяем ближайшие годы справа и слева от расчетной обеспеченности 50%: 1970-71 и 1975-76 годы. Вычисляем коэффициенты приведения по межени и половодью. В итоге принимаем тот год, который будет иметь коэффициент приведения ближе к единице, т.е. тот год, который требует меньшую корректировку расходов.

1970-71

1975-76

В качестве расчетного средневодного года принимаем 1970-71гг.

Выбор расчетного маловодного года (Р=90%)

Для заданной расчетной обеспеченности 90% на кривых обеспеченности отсутствует конкретный год. Определяем ближайшие годы справа и слева от расчетной обеспеченности: 1967-68 и 1980-81 годы. Вычисляем коэффициенты приведения по межени и половодью. В итоге принимаем тот год, который будет иметь коэффициент приведения ближе к единице, т.е. тот год, который требует меньшую корректировку расходов.

1967-68

1980-81

В качестве расчетного маловодного года принимаем 1980-81гг. Выбрав окончательно расчетные гидрографы средневодного и маловодного годов, необходимо уточнить годовой сток умножив среднемесячные расходы на вычисленные выше коэффициенты (табл. 4, табл. 5).

В средневодном году имеем расходы меньшие, чем в маловодном году (I, VI, VI и IX месяцы). Требуется дополнительная корректировка при выполнении следующего условия: объем сезонного и годового стока должен остаться неизменным до корректировки и после нее. Это значит, что месяцы, где расход средневодного года меньше, чем маловодного необходимо скорректировать в сторону увеличения за счет снижения расходов в другие месяцы, но обязательно относящиеся к одному и тому же периоду (сезону).

Для I и IV месяцев требуется дополнительно 4,8 и 16,6 м³/с соответственно, из X и XI месяцев берем по 10,7 м³/с. Для VI и IX месяцев требуется дополнительно 102,3 и 29,1 м³/с соответственно, из остальных месяцев половодья берем по 43,8 м³/с (табл.6).

Следует отметить, что полученные расчетные гидрографы календарного или водохозяйственного года в значительной степени схематические, поскольку использование их для водно-энергетических расчетов приводит к погрешности. Так, на­пример, начиная сработку водохранилища в конце расчетного года, ее необходимо закончить в следующем по порядку го­ду и провести наполнение водохранилища. Фактически же, выполняя расчеты только по одному году, мы не переходим к следующему, а возвращаемся в начало расчетного года, что, несомненно, вносит погрешность в расчет. Эта погреш­ность заложена в самом методе, т.е. его допускается ис­пользовать только для оценочных расчетов.

Чтобы уменьшить методическую погрешность, расчеты необходимо выполнять не для одного или двух расчетных гидрографов, а для всего заданного гидрологического ряда и, как правило, с применением ЭВМ.

Таблица 4

Расчетный маловодный год (Р=90%) без приведения и с приведением

месяцы	X	XI	XII	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX
Qi90%, м3/с		62,5	43,9	23,4	11,3	8,38
Qiпр90%, м3/с	244,3	67,6	47,5	25,3	12,2	9,1	125,4

Таблица 5

Расчетный средневодный год (Р=50%) без приведения и с приведением

месяцы	X	XI	XII	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX
Qi50%, м3/с			56,1	22,8	15,2	12,7
Qiпр50%, м3/с	522,5	101,6	50,5	20,5	13,7	11,4	108,8	1306,8	556,7	1724,3	1510,4	830,9

Таблица 6

Расчетный средневодный год (Р=50%) без корректировки и с корректировкой

месяцы	X	XI	XII	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX
Qiпр50%, м3/с	522,5	101,6	50,5	20,5	13,7	11,4	108,8	1306,8	556,7	1724,3	1510,4	830,9
Qiкор50%, м3/с	511,8	90,9	50,5	25,3	13,7	11,4	125,4	1263,0	659,0	1680,5	1466,6	860,0