Максимальные расходы дождевых паводков

Для площадей водосбора в тундровой или лесной зонах более 200 км2 расчеты ведутся по редукционной формуле 1 типа (СП):

Q_p% = q₂₀₀ * (200 / F)ⁿ * δ * δ₂ * δ₃ * λ_p% * F,

где q₂₀₀ - максимальный модуль 1% обеспеченности, приведенный к площади 200км2, м³/(с км²). Определяется по рекам-аналогам или по картограммам.

λр% - переходный коэффициент от 1% обеспеченности к расчетной. Изменяется в пределах от 1.4…1.5 для Р = =0,1%,

δ3 - параметр, учитывающий высоту местности.

Все эмпирические коэффициенты в этой формуле находятся согласно указаниям СП 33...

Наиболее сложной задачей является расчет дождевого или ливневого стока с малых площадей (менее 200 км2).

Известно, что малые водотоки отличаются большим многообразием факторов, влияющих на сток, учет которых крайне затруднен в связи с отсутствием необходимой информации по водосборам.

Разработано достаточно большое количество эмпирических и полуэмпирических формул. Однако, в действующих нормативных документах (СП 33-101-2003 и 2.04.03 – 85) приведены формулы предельной интенсивности стока. Считается, что они являются наиболее теоретически обоснованными и базируются на доступной информации по осадкам и характеристикам водосбора, с которого определяется максимальный сток.

В их основу положена классическая схему формирования дождевого стока с малого водосбора в виде хронологического графика (рис. 11):

Из него видно, явление поверхностного стока состоит из четырех фаз.

Рис. 11. Схема формирования речного стока

1-ая фаза называется фазой полного бассейнового задержания. Осадки задерживаются растительностью, неровностями и понижениями рельефа (до 5…20 мм). Стока нет. Происходит процесс впитывания воды в почву.

2-ая фаза наблюдается от начала первых струек ручейков по склонам водосбора, стока по лощинам, ложбинам вплоть до замыкающего створа на водотоке. Заканчивается поглощение осадков почвой и начинается их инфильтрация. К концу фазы в стоке задействован весь водосбор от самой дальней его точки. Сток возрастает до максимальных величин.

3-ая фаза – фаза полного стока. В стоке участвует весь водосбор. Интенсивность осадков превышает интенсивность их инфильтрации. При неизменной интенсивности осадков наблюдается предельная интенсивность стока, т.е. предельный максимальный сток. Это наиболее интересная для практики расчета максимального стока фаза.

4- ая фаза – фаза прекращения осадков и уменьшения стока до нуля.

Формулы предельной интенсивности стока основаны на следующих реальных допущениях:

- наличием 3-ей фазы,

- на начало максимального стока в год расчетной обеспеченности почва перед выпадением расчетных осадков увлажнена до полевой влагоемкости, т.е. осадки не расходуются на поглощение, а идут в основном на инфильтрацию в нижние горизонты почвы. Это допущение идет в «запас» расчетов.

- расчетная продолжительность дождя равна времени добегания воды по склону и руслу от дальней точки водосбора до замыкающего створа,

- имеет место степенная редукция интенсивности выпадения осадков за время. а также в зависимости от размера водосбора.

Для естественных водотоков расчетный расход воды в замыкающем створе определяется по формуле, приведенной в СП, в зависимости от максимального модуля1% обеспеченности и гидроморфолгической характеристики русла Фр, продолжительности склонового добегания (от 5 до 200 мин) и т.н. редукционного района, суточного слоя осадков 1% обеспеченности (принимается по данным ближайшей метеостанции или по картограмме, изменяется в среднем от 70 до120 мм/сут),коэффициента паводочного стока (изменяется от 0,3 до 0,6 в зависимости от типа почв, их мехсостава, уклона водосбора, а при наличии аналога – по реке-аналогу с учетом различий в площади, уклонах и осадков).

В СП 33… приведены все необходимые для расчета формулы, таблицы и картограммы, по которым легко определить промежуточные параметры и расчетный сток.

Расчетные расходы дождевых вод для ливневой канализации определяются согласно СНиП 2.04.03- 85 также по формуле предельной интенсивности стока. По существу это видоизмененная формула из СП, учитывающая особенности формирования стока в населенных пунктах, т.е. с урбанизированных территорий.

5. Оценка объемов стока за год, половодье и паводок.

Оценка этих РГХ необходима при проектировании объектов гидроэнергетики и водоснабжения, мелиорации с/х и лесных земель, разработки мероприятий по борьбе с затоплением и подтоплением (регулирование стока водохранилищами).

При наличии данных наблюдений используются ведомости ежедневных расходов воды за все годы наблюдений, которые опубликованы в гидрологических Ежегодниках.

Оценивается достаточность, точность и однородность этих данных. Определяются объемы стока за год, половодье и паводок. Полученные многолетние ряды наблюдений «обрабатываются», строятся эмпирические КО, подбирается тип аналитической КО и вычисляются величины ее параметров. Наконец, по ним определяем объемы и слои стока за год, половодье и паводок.

При недостаточности или отсутствии наблюдений эти РГХ следует определять в полном соответствии с указаниями по применению 2-ого или 3-его способов определения РГХ.

Дата добавления: 2014-01-07