Общие положения

7.1 При отсутствии данных гидрометрических наблюдений в расчетном створе применяют региональные методы расчета гидрологических характеристик, основанные на результатах обобщения данных гидрометеорологических наблюдений в районе проектирования в соответствии с 4.3.

Оценку точности определения расчетных гидрологических характеристик осуществляют в соответствии с 4.15 и 5.14. Среднюю квадратическую погрешность расчета по региональным зависимостям определяют с учетом отклонений эмпирических точек от этих зависимостей.

Наряду с предлагаемыми в настоящем разделе формулами допускается применять другие региональные формулы при их обосновании (см. 4.15).

7.2 При отсутствии гидрометрических наблюдений в расчетном створе параметры распределения и расчетные значения определяют с помощью следующих основных методов:

- водного баланса;

- гидрологической аналогии;

- осреднения в однородном районе;

- построения карт изолиний;

- построения региональных зависимостей стоковых характеристик от основных физико-географических факторов водосборов;

- построения зависимостей между погодичными стоковыми характеристиками и стокоформирующими факторами.

7.3 Общие условия по выбору рек-аналогов приведены в 4.11. Для каждой гидрологической характеристики должны учитываться дополнительные условия, которые приведены в данном разделе. В качестве одного из основных требований является наличие достаточно продолжительного ряда на реке-аналоге (см. 5.1), который при недостаточности наблюдений приводят к многолетнему периоду в соответствии с разделом 6.

7.4 При статистической однородности параметров распределения в гидрологическом районе расчетное значение параметров в исследуемом створе следует определять как среднеарифметическое значение для рек-аналогов, имеющих наиболее продолжительные ряды наблюдений, или по приведенным к многолетнему периоду данным. Однородность параметров распределения устанавливают по статистическим критериям однородности согласно 4.7.

7.5 При статистической неоднородности значения гидрологических характеристик следует определять по районным картам, которые строят на основе использования всей имеющейся к моменту проектирования гидрологической информации согласно 4.3. Районные карты строят для погодичных гидрологических характеристик (за исключением максимального стока), параметров распределения, расчетных гидрологических характеристик, различных параметров и коэффициентов региональных зависимостей и других уравнений с общей для территории структурой. Наведение изолиний следует осуществлять (сглаживать) с учетом случайных погрешностей исходных данных и случайных погрешностей, обусловленных ограниченностью принятых в расчет выборок. Построение карт изолиний рассматриваемой гидрологической характеристики или параметра осуществляют методами линейной интерполяции, оптимальной интерполяции, основанной на пространственной корреляционной функции, и другими. При этом использование пространственной корреляционной функции включает оценку ее однородности. В случае определяющего влияния других региональных факторов (например, высоты водосборов в горных районах) интерполяцию осуществляют с учетом этих факторов.

7.6 Построение региональных зависимостей для параметров распределения и расчетных гидрологических характеристик включает в себя следующие основные этапы:

- выбор предполагаемых основных физико-географических факторов для исследуемого однородного района (площадь водосбора, средняя высота, уклон водосбора и реки, озерность, заболоченность, залесенность, параметры рядов метеорологических факторов и другие);

- построение и анализ однофакторных зависимостей гидрологических характеристик от региональных факторов с целью выбора основных факторов для исследуемого региона, априорной оценки вида зависимостей и необходимости функциональных преобразований рассматриваемых факторов;

- предварительное формирование общей структуры региональной зависимости на основе генетического анализа и условий формирования стока, результатов анализа однофакторных зависимостей и т.д.;

- построение региональных зависимостей с учетом условий (6.1) и формирование окончательного вида расчетных формул:

- оценку эффективности построенных региональных зависимостей и формул в соответствии с4.15.

В связи с ограниченностью данных и преобладающим влиянием характеристик физико-географических факторов в однородном районе региональные зависимости, как правило, включают несколько (не более 4 - 5) основных переменных. В приведенных в настоящем разделе пунктах, касающихся конкретных гидрологических характеристик (годовой, максимальный, минимальный стоки, наивысшие уровни воды), даны наиболее распространенные структуры региональных зависимостей и формул, применяющихся в гидрологических расчетах. Параметры этих зависимостей для каждого однородного региона должны определяться на основе всей имеющейся информации, а оценку эффективности получаемых параметров и рассчитываемых по этой зависимости значений осуществляют в соответствии с формулой (6.1) и пунктом 4.15.

7.7 Основными гидрографическими и физико-географическими факторами для построения региональных зависимостей являются следующие:

1) площадь водосбора F, км²;

2) гидрографическая длина водотока L, км;

3) средневзвешенный уклон водотока I, ‰, представляющий собой условный выровненный уклон ломаного профиля, эквивалентный сумме частных средних уклонов профиля водотока, вычисляемый по формуле

, (7.1)

где I_i - частный средний уклон отдельных участков продольного профиля водотока, ‰;

l_i - длина частных участков продольного профиля между точками перегиба, км;

L - гидрографическая длина водотока до пункта наблюдений, км.

Средневзвешенный уклон определяют только для незарегулированных водотоков, а также для участков рек, расположенных в нижних бьефах водохранилищ;

4) средняя высота водосбора , м, над уровнем моря; определяют по гипсографической кривой водосбора или по формуле

, (7.2)

где H _{в, i} - высота поверхности горизонтального сечения (горизонтального), м;

D A_i - площадь между двумя соседними горизонталями, км²;

А - общая площадь водосбора, км²;

5) относительная лесистость водосбора f _л, % общей площади водосбора (лес и кустарники на проходимых болотах в лесные угодья не включают);

6) относительная заболоченность водосбора f _б, % общей площади водосбора; вычисляют с разделением болот на верховые и низинные;

7) относительная озерность водосбора f _оз, %, представляющая собой отношение суммы площадей всех озер, расположенных на водосборе, к общей площади водосбора;

8) средневзвешенная озерность для непроточных озер f′ _оз, %общей площади водосбора; вычисляют с учетом расположения озер на водосборе по формуле

, (7.3)

где S_i - площади озер;

f_i - площади водосборов этих озер;

А - площадь водосбора реки до замыкающего створа;

9) закарстованность водосбора f _к, % общей площади водосбора; определяют отношением закарстованной площади водосбора ко всей его площади;

10) относительная распаханность водосбора f _р % общей площади водосбора; определяют отношением площади распаханных земель под сельскохозяйственные культуры на водосборе ко всей его площади;

11) характеристика типа почвогрунтов, слагающих поверхность водосбора; определяют по почвенным картам, а также выделяют пять групп почвогрунтов по механическому составу: глинистые, суглинистые, песчаные, супесчаные и каменистые;

12) средняя глубина залегания уровня грунтовых вод (первого водоносного горизонта); определяют по гидрогеологическим картам;

13) характеристики зарегулированности речной системы искусственными водоемами (количество, расположение и регулирующие емкости);

14) характеристика рельефа (равнинный - относительное колебание высот в пределах водосбора менее 200 м, горный - относительное колебание высот на водосборе более 200 м).

7.8 Для водотоков малых рек (F < 200 км²) дополнительно определяют следующие характеристики:

1) средний уклон склонов водосбора I _cк, ‰; определяют по картам и планам в горизонталях по формуле

, (7.4)

где h - высота сечения рельефа, м;

- сумма длин измеренных горизонталей в пределах водосбора, км;

2) густоту речной сети водосбора ρ_р, км/км²; определяют как отношение суммарной длины всех водотоков (реки, каналы, канавы) на водосборе к общей площади водосбора

,(7.5)

3) густоту русловой сети водосбора ρ₀, км/км²; определяют как отношение суммарной длины речных долин, сухих русел, оврагов, балок и логов к общей площади водосбора.

Гидрографические характеристики реки и ее водосбора определяют по новейшим топографическим картам, масштабы которых выбирают в зависимости от размера реки и рельефа водосбора по следующим рекомендациям:

а) для определения площадей водосборов, длин рек и уклонов - по таблице 7.1;

б) для определения гидрографических характеристик водоемов - по таблице 7.2;

4) характер почвогрунтов, степень закарстованности, глубину залегания уровня грунтовых вод определяют по специальным картам (почвенно-грунтовым и гидрогеологическим).

Таблица 7.1 - Масштабы карт, используемые для определения площадей водосборов, длин рек и уклонов

Характер местности	Масштабы карт при площади водосбора, км2
< 10	10 - 50	50 - 200	>200
Равнинные, пустынные и заболоченные слаборасчлененные районы	1: 10000	1: 25000	1: 50000	1: 100000
Горные и холмистые Сильнорасчлененные районы	1: 25000	1: 50000	1: 100000	1: 100000

Таблица 7.2- Масштабы карт для определения гидрографических характеристик водоемов

Водоемы	Площадь изображения водоема на карте, см2	Масштабы карт
Крупнейшие и большие	> 1000	1: 100000 - 1: 500000
Средние	500 - 1000	1: 50000 - 1: 100000
Малые	100 - 500	1: 25 000 - 1: 50000
Самые малые	10 - 100	1: 10000 - 1: 25000

Категории рек (большие, средние, малые) в зависимости от площади водосбора приняты в соответствии с ГОСТ 19179.

7.9 При определении гидрографических характеристик водотока и водосбора выбор масштаба топографических карт, установление местоположения водораздельных линий, истоков, устьев водотоков и картометрические измерения производят в соответствии с таблицами 7.1 и 7.2.

7.10 Для восстановления многолетних рядов гидрологических характеристик при отсутствии данных гидрометрических наблюдений применяют зависимости стока от стокоформирующих факторов, которые строят для продолжительных рядов на реках-аналогах в однородном районе. Основная особенность при построении эмпирических зависимостей - их общая для территории структура, позволяющая интерполировать параметры, коэффициенты и стокоформирующие факторы на неизученный водосбор. Построение и анализ зависимостей осуществляют также в соответствии с требованиями пунктов 4.3, 4.15 и условия (6.1).