Анализ гидрологического ряда наблюдений

Инженерная гидрология

(гидрологические и водохозяйственные расчеты)

Методические указания

для студентов

дневной формы обучения

Специальности:

«Мосты и транспортные тоннели»

«Водоснабжение и водоотведение»

Санкт- Петербург

Введение

При изучении курса «Инженерной гидрологии» студент должен решить основные практические задачи по гидрологическим и водохозяйственным расчетам. В зависимости от изучаемой специальности устанавливается перечень решаемых задач. Для специальности «Мосты и транспортные тоннели» они отмечены аббревиатурой «МТ», «Водоснабжение и водоотведение» - «ВиВ».

Номер варианта задач студент выбирает по последней цифре своей зачетной книжки.

При решении задач необходимо выполнять следующие требования:

1. Работа должна быть написана на одной стороне листа А4 или в отдельной тетради. Чертежи выполняются на миллиметровке и вкладываются в соответствующий раздел работы.

2. Решение задач должно вестись поэтапно с пояснением каждого действия.

3. При вычислении искомой величины формулы записываются в буквенном выражении, затем делается подстановка известных величин и только после этого приводится окончательный ответ с обязательной записью размерности.

После рецензирования работ преподавателем студент вносит исправления (если имеются ошибки), а при наличии грубых ошибок переписывает работу или её часть. К экзамену или зачету по теории студент допускается после защиты им всех решенных задач.

Методические указания разработали:

доцент, к.т.н. Ю.А. Канцибер, доцент, к.т.н. А.Б. Пономарев, профессор, д.т.н. В.И. Штыков.

Общие положения

Гидрологические и водохозяйственные расчеты проводятся с целью определения гидрологических характеристик водных объектов при проектировании в зоне их влияния новых, расширения, реконструкции и технического перевооружения действующих предприятий, зданий и сооружений для всех видов строительства и инженерной защиты территорий.

К основным гидрологическим характеристикам относят:

расход воды Q, м³/с;

объем стока воды W, м³;

модуль стока воды q, м³/с·км²;

слой стока воды h, мм;

уровень воды Н, см.

Расчетные гидрологические характеристики (средние, максимальные и минимальные расходы и уровни воды и др.) носят стохастический (т.е. случайный) характер и за многолетний период составляют статистические ряды данных гидрометрических (гидрологических) наблюдений на водных объектах. Поэтому для определения их вероятных значений применяют методы математической статистики.

Эти статистические ряды характеризуются также непрерывность ю, когда между двумя смежными величинами ряда в последующие годы может появиться ещё одно значение. Например, между максимальными расходами 352 и 359 м³/с в последующие годы может появиться значение максимального расхода, равное 355 м³/с.

Способы определения расчетных (вероятных) гидрологических характеристик зависят от наличия и продолжительности гидрометрических наблюдений.

При наличии наблюдений проводится анализ гидрологических рядов (задача 1), определение их статистических параметров и построение кривых обеспеченности (задача 2 ). При недостаточности наблюденийпараметры кривой обеспеченности необходимо привести к многолетнему периоду используя данные реки-аналога (рек-аналогов) и методы парной или множественной регрессии(задача 3). При отсутствии наблюдений расчетные гидрологические характеристики определяются по эмпирическим формулам с использованием данных рек-аналогов и картограмм (задача 4).

В «Методических указаниях» представлены в основном расчетные методы и формулы, приведенные в действующих нормативно-методических документах по гидрологическим расчетам, которые используются при проектировании различных гидротехнических сооружений.

Способы решения большинства задач упрощены (отсутствует оценка смещенности статистических параметров, не учитывается автокорреляция расходов воды и пр.). Поэтому для лучшего освоения курса студентам следует ознакомиться с рекомендуемой литературой.

Задача 1 (МТ)

Анализ гидрологического ряда наблюдений

1. Построить гистограмму распределения частоты появления (повторяемости) и кривую обеспеченности максимальных расходов воды.

2. Построить разностную интегральную кривую стока и определить репрезентативность ряда гидрометрических наблюдений.