Построение расчетного гидрографа половодья

Гидрографы максимального стока формируются под влиянием многих природных факторов (климатических, физико-географических и др.) и характеризуются расчетными максимальными расходами воды, продолжительностью половодья, полным объемом максимального стока и ассиметрией очертания паводка.

Гидрографы половодья, отвечающие взятым расчетным максимальным расходам, называют расчетными гидрографами.

Половодье схематизируем под треугольник. Для этого необходимо иметь данные о продолжительности подъема (t_п ) и спада половодья (t_с), а так же значение максимально расхода Q_1%.

Продолжительность половодья Т_о для рек Алтайского края можно определить по уравнению, предложенному Чураковым Д.С.

Т_о = k_р%С ּ Fⁿ , (35)

где F – площадь водосбора;

С и n - зональные параметры, зависящие от физико-географических параметров речного бассейна.

k_р% - модульный коэффициент обеспеченностью Р%.

Таблица 16

Значение зональных параметров и модульных коэффициентов.

	С	n	Обеспеченность, Р%
Равнинные реки и реки Обь-Чумышской возвышенности		0,15	1,54	1,42	1,35
р. Алей и бассейн рек междуречья Катунь-Обь-Алей		0,10	1,45	1,36	1,3
для зарегулированных рек (Барнаулка, Суетка, Кучук Б. Речка и др.)	3,9	0,21	1,8	1,61	1,54

В нашем примере, для реки Алей:

Т_о = 1,45 ∙ 25 ∙ 2070^0,1 = 1,45 ∙ 25 ∙ 1,489 =54 сут.

Продолжительность подъема и спада имеет тесную корреляционную связь с продолжительностью всего половодья и определяется по формулам:

t_п = 0,35 Т_о; t_с = 0,65 Т_о;

t_п = 0,35 ∙54 = 19 сут. t_с = 0,65 ∙ 54 = 35 сут.

Приближенный способ расчета трансформации половодий

По способу Д.И. Кочерина

Гидрограф половодья принимаем треуголь­ной формы, конструкция сбросных сооружении - водослив без затворов, к нача­лу половодья водохранилище наполнено до НПУ; потери на фильтрацию, испарение не учитываем.

При треугольной форме гидрографа половодья расчетные формулы имеют вид:

Объем форсировки (объем водохранилища выше НПУ):

V_ф = W_п(1-q_сб./Q_max); (36)

Максимальный сбросной расход:

, (37)

где W_п объем половодья,

W_п = 0,5Т₀ Q_max, (38)

где Т_о – продолжительность паводка, сек.

Порядок выполнения расчета:

Q_max = Q_1% = 541 м³/с ,

тогда W_п = = = 1262044800 м³ = 1262 млн. м³ .

Расчет ведется графоаналитическим способом. Все расчеты сводятся в табл. 17.

· Находится ФПУ, задавая различные слои форсировки h_ф (0,5, 1,0, 1,5, 2,0м).

ФПУ = НПУ + h_ф. (39)

Значение форсированного объема V_фпу – снимается с кривой объемов (батиграфические кривые V=f(H)).

· Объем форсировки находится как разность:

V_ф = V_фпу-V_нпу. (40)

Определение сбросных расходов Таблица 17

hф	ФПУ	Vфпу	Vф	qсб	q = mB√2g hф 3/2
В=100	В=150	В=200	В=250
0,5	146,7		41,5	563,3	66,2
	147,2		72,5	534,3
1,5	147,7		112,5	500,6
	148,2		142,5

· Определяются расходы, пропускаемые водосливом с ши­роким порогом, задаваясь различной шириной водослива (В).

. (41)

· Определяют ориентировочную ширину водослива, предположив h_ф = 2м; m = 0,42 – коэффициент расхода водослива.

В = = 541/5,31 = 103 м. (42)

· Находят значения сбросных расходов при различной ширине водослива.

· По данным расчетов (табл. 17) строят кривые зависимости q_сб = f (h_ф) и q_сб = f (h_ф,b) (рис.8).

Пересечение кривой q_сб = f (h_ф) с кривыми q_сб = f (h_ф,b) дает искомые слои форсировки h_ф и сбросной расход q_сб.

Рис.8. Кривые сбросных расходов