Определение среднего многолетнего стока (нормы стока). Исследование колебаний годовых объемов стока. Определение характерных (максимальных и минимальных) расходов

                                              Гидрологические расчеты

Цель гидрологических расчетов - получить характеристики речного стока, необходимые для водохозяйственных расчетов и проектирования гидротехнических сооружений на период их работы, то есть прогноз о предстоящем стоке. При этом решаем следующие основные вопросы: 1) определение среднего многолетнего стока (нормы стока); 2) исследование колебаний годовых объемов стока; 3) внутригодовое распределение стока; 4) определение характерных (максимальных и минимальных) расходов .                                                       Норма стока

Норму  стока  находим  по карте  изолиний среднемноголетнего значений модуля стока M₀ , л / с, с квадратного километра . Для реки Днепр M₀ = 0,5 л / с  с 1 км². Зная площадь бассейна водосбора F = 400000 км² определяем среднемноголетние расход: Годовой объем стока:

  где T = 31,56 • 10⁶ - количество секунд в году

Колебания годового стока

Речной сток колеблется как в течение года, так и ряда лет. Эти колебания являются случайными и зависят от климатических, гидрогеологических и других умов . Расходы, принятые для расчетов гидротехнических сооружений определяем методами математической статистики - по кривым обеспеченности.   Обеспеченность расходы любой заданной величины - вероятность того, что в году будет наблюдаться среднегодовая расход, имеет величину, равную данной или больше. Для определения ординат теоретической кривой обеспеченности необходимо знать: C_v - коэффициент вариации (изменчивости годового стока реки), C_v = 0,8; C_s - коэффициент асимметрии.   Среднегодовой расход для года любого процента обеспеченности определяется по формуле: Q _{р %} = Q _о • (Ф _{р %} • C_v + 1) = Q_o • К_pi, К_pi = Ф_p% • C_v + 1 где Ф_p% - число Фостера-Рыбкина , находим по таблице в зависимости от P% и C_s;   К_pi - модульный коэффициент стока.

Строим таблицу № 1 для построения теоретической кривой обеспеченности. Таблица 1.1. Данные для построения кривой обеспеченности расхода воды в реке

Внутригодовое распределение стока реки. Кроме среднегодового стока заданной обеспеченности необходимо знать внутригодовое распределение речного стока, что выражается в процентах от годового. Изменение затрат реки в течение года описывается гидрографы. За 100% принимается месячный сток.

  м³/с где 365 - число дней в году, 30 - число дней в месяце. Средний расход ежемесячно определяем из соотношения:  

где К_п - среднемесячный модульный коэффициент, определяется по таблице в зависимости от зоны. Данная область - степная зона. Для лет обеспеченностью P = 50% и P = 25% примерно принимают те же коэффициенты. Для построения гидрографа составим табл. 2, на основании данных  которой  строим гидрограф для P = 95%. На гидрограф наносим "красную линию" (пунктир), что соответствует значению расхода водопотребления промышленного предприятия. Величина коэффициента водоотбора  K_в  должна быть не более 25%. Определяем величину коэффициента водоотбора  K_в:

где Q_сут - общий расход воды; Q_сут = 25440 м³/сутки;   X_p=95%-средний расход за месяц в год обеспеченности 95%,

Коэффициент водоотбора показывает, что экологические условия водоотбора удовлетворяются. Таблица 2. Среднемесячная расход для года Р – обеспеченности

Так как выполняются экологические требования к количеству воды, которое отбирается из реки, то водоснабжение комбината можно осуществлять без строительства  водохранилища.