استهلاك المياه والتدفق السنوي للأنهار. البحيرات: التصنيف والتوازن المائي والبيئة والتنمية

دعونا نحدد متوسط ​​القيمة طويلة المدى (القاعدة) للجريان السطحي السنوي لنهر كولب ، نقطة دفور العليا وفقًا للبيانات من عام 1969 إلى عام 1978. (10 سنوات).

يجب التعبير عن المعيار الناتج في شكل متوسط ​​تدفق المياه على المدى الطويل من حيث خصائص الجريان السطحي الأخرى: المعامل والطبقة والحجم ومعامل الجريان السطحي.

احسب متوسط ​​وحدة الجريان متعدد السنوات حسب النسبة:

لتر / ثانية كم 2

أين F - منطقة مستجمعات المياه ، km2.

حجم الجريان السطحي - حجم المياه المتدفقة من مستجمعات المياه في أي فترة زمنية.

دعونا نحسب متوسط ​​حجم الجريان السطحي طويل الأجل سنويًا:

W 0 \ u003d Q 0 xT \ u003d 22.14. 31.54. 10 6 \ u003d 698.3 10 6 م 3

حيث T هو عدد الثواني في السنة ، يساوي 31.54. 10 6

يتم حساب متوسط ​​طبقة الجريان السطحي على المدى الطويل من الاعتماد:

220.98 ملم / سنة

متوسط ​​معامل الجريان على المدى الطويل

حيث x 0 هو متوسط ​​هطول الأمطار على المدى الطويل في السنة

يتم تحديد تقييم التمثيلية (الكفاية) لسلسلة من الملاحظات من خلال قيمة خطأ الجذر التربيعي النسبي لمتوسط ​​القيمة طويلة الأجل (القاعدة) للجريان السطحي السنوي ، محسوبة بالصيغة:

حيث C V هو معامل التغير (التغير) للجريان السطحي السنوي ؛ يعتبر طول السلسلة كافياً لتحديد Q o إذا كانت Q ≤10٪. تسمى قيمة متوسط ​​الجريان السطحي على المدى الطويل معدل الجريان السطحي.

1. تحديد معامل التباين Cv للجريان السطحي السنوي

يميز معامل التباين C V انحرافات الجريان السطحي للسنوات الفردية من معيار الجريان السطحي ؛ يساوي:

حيث σ Q هو انحراف الجذر التربيعي للتصريفات السنوية عن معيار الجريان السطحي

إذا تم التعبير عن الجريان السطحي للسنوات الفردية في شكل معاملات معيارية
يتم تحديد معامل الاختلاف بواسطة الصيغة

تجميع جدول لحساب الجريان السطحي السنوي لنهر كولب ، نقطة فيركني دفور (الجدول 1)

الجدول 1

بيانات الحساب من الخامس

دعونا نحدد معامل التباين C v للجريان السطحي السنوي:

الخطأ المعياري النسبي لمتوسط ​​القيمة طويلة الأجل للجريان السطحي السنوي لنهر كولب ، نقطة فيركني دفور للفترة من 1969 إلى 1978 (10 سنوات) يساوي:

الخطأ المعياري النسبي لمعامل التباين من الخامسعندما يتم تحديدها بطريقة اللحظات ، فهي تساوي:

1. تحديد معدل الجريان السطحي في حالة عدم كفاية بيانات الرصد بطريقة القياس الهيدرولوجي

الشكل 1 رسم بياني لتوصيل متوسط ​​وحدات الجريان السطحي السنوية

من الحوض المدروس نهر كولب ونقطة فيركني دفور وحوض النظير للنهر. أبنورة ، ص. شارنا.

وفقًا للرسم البياني لتوصيل متوسط ​​وحدات الجريان السطحي السنوية ، نهر كولب ، ونقطة فيركني دفور وحوض التناظرية للنهر. أبنورة ، ص. Sharna.M 0 \ u003d 5.9 لتر / ثانية كم 2 (تمت إزالته من الرسم البياني بقيمة M 0a \ u003d 7.9 لتر / ثانية كم 2)

احسب معامل التغير السنوي للجريان السطحي باستخدام الصيغة

C v هو معامل تغير الجريان السطحي في قسم التصميم ؛

من V أ - في محاذاة النهر المماثل ؛

هو متوسط ​​الجريان السطحي السنوي للنهر التناظري ؛

لكنهو ظل منحدر الرسم البياني للاتصالات.

أخيرًا ، لرسم المنحنيات ، نقبل Q o = 18.64 m 3 / s ، C V = 0.336.

1. بناء منحنى الوقف التحليلي والتحقق من دقته باستخدام منحنى الوقف التجريبي

يميز معامل عدم التناسق C s عدم تناسق السلسلة الهيدرولوجية ويتم تحديده بالاختيار ، بناءً على حالة أفضل تطابق للمنحنى التحليلي مع نقاط الملاحظات الفعلية ؛ بالنسبة للأنهار الواقعة في ظروف مسطحة ، عند حساب الجريان السطحي السنوي ، يتم الحصول على أفضل النتائج من خلال النسبة C s = 2C الخامس. لذلك ، نقبل لنهر Kolp ، النقطة Upper Yard C s \ u003d 2С الخامس= 0.336 متبوعًا بالتحقق.

يتم تحديد إحداثيات المنحنى اعتمادًا على المعامل C v وفقًا للجداول التي جمعتها SN Kritsky و M.F. Menkel لـ C S \ u003d 2C V.

أنظمة المنحنى التحليلي لتوفير متوسط ​​سنوي

تصريف المياه في نهر كولب ، نقطة فيركني دفور

أمان الكمية الهيدرولوجية هو احتمال تجاوز القيمة المدروسة لكمية هيدرولوجية من بين مجمل جميع قيمها الممكنة.

نقوم بترتيب المعاملات المعيارية للتكاليف السنوية بترتيب تنازلي (الجدول 3) ولكل منها حساب العرض التجريبي الفعلي باستخدام الصيغة:

حيث m هو الرقم التسلسلي لعضو في السلسلة ؛

n هو عدد أعضاء السلسلة.

P م 1 \ u003d 1 / (10 + 1) 100 \ u003d 9.1 ف م 2 \ u003d 2 / (10 + 1) 100 \ u003d 18.2 ، إلخ.

الشكل - منحنى الوقف التحليلي

رسم النقاط مع الإحداثيات على الرسم البياني (مساءً س م ) وباحتساب متوسطها بالعين ، نحصل على منحنى توفر الخاصية الهيدرولوجية المدروسة.

كما يمكن رؤيته ، فإن النقاط المرسومة قريبة جدًا من المنحنى التحليلي ؛ الذي يتبع منه أن المنحنى تم بناؤه بشكل صحيح والعلاقة ج س = 2 ج الخامس يتوافق مع الواقع.

الجدول 3

بيانات لبناء منحنى هبة تجريبي

نهر كولب ، نقطة فيرخني دفور

	المعاملات المعيارية (K i) تنازلية	الأمان الفعلي	السنوات المقابلة لـ K i

الشكل - الأمن التجريبي

متوسط ​​طبقات التساقط السنوية في الفترات الدافئة والباردة من العام / أين وتؤخذ لنقطة معينة وفقًا لتوصيات محطات الطقس أو وفقًا لمراجع المناخ. [...]

يبلغ متوسط ​​جريان النهر السنوي حاليًا 4.740 كيلومتر مكعب. يبلغ الحجم الإجمالي للمياه في البحيرات 106.4 ألف كيلومتر مكعب ، منها 79.2 ألف كيلومتر مكعب في بحر آرال وبحر قزوين. يبلغ احتياطي المياه في البحيرات العذبة 25.2 ألف كيلومتر مكعب ، يقع 91٪ منها في منطقة بايكال. [...]

4.10

ملاحظة ، p هو متوسط ​​هطول الأمطار السنوي بالملليمتر: P هو معامل يساوي واحد مطروحًا منه معامل الجريان السطحي ؛ هـ - استهلاك الرطوبة السنوي (الإجمالي) بالملليمتر. [...]

إن حساب الجريان السنوي لـ Cs في نهر توبول ، بافتراض أن تركيزه المقاس عند مصب نهر طرة قريب من المتوسط ​​السنوي ، يعطي قيمة 3.4-1010 بيكريل / سنة (0.93 Ci / سنة). [. ..]

يانا هو رابع أكبر نهر في ياقوتيا ، والذي يمكنه الوصول إلى رف المحيط المتجمد الشمالي. لديها أكبر منحدر مقارنة بالأنهار الأخرى في ياقوتيا (15 سم لكل 1 كيلومتر) ، ويبلغ متوسط ​​تدفقها السنوي 32 كيلومتر مكعب. تتشكل عند التقاء دولغالاخ وسارتانغ ، ويبلغ طول النهر 906 كم. تقع القناة في المنطقة الجبلية في Eastern Verkhoyansk. يانا لديها 89 رافدا ، أكبرها أديتشا ، بايتانتاي ، العجوز. يتدفق إلى خليج يانسكي الضحل ، وهو الجزء الجنوبي الشرقي من بحر لابتيف. [...]

السبب الثاني الذي يجعل الجريان السطحي لا يزال مكونًا غير مدروس جيدًا لتوازن الماء والملح في البحار والمحيطات هو سبب شخصي. لسنوات عديدة وحتى عقود ، انطلق علماء الهيدرولوجيا المشاركين في دراسة توازن المياه من حقيقة أن جريان المياه الجوفية هو عنصر صغير في توازن الماء (مقارنة بمكوناته الأخرى) وبالتالي يمكن تحديده باستخدام معادلة المتوسط ​​السنوي. توازن الماء. بمعنى آخر ، في رأيهم ، يمكن تعريف الجريان السطحي تحت الأرض على أنه الفرق بين متوسط ​​هطول الأمطار السنوي والتبخر وجريان النهر. تعتمد كمية تدفق المياه الجوفية المحسوبة بهذه الطريقة كليًا على دقة تقدير متوسط ​​قيم هطول الأمطار والتبخر وجريان النهر وتتضمن جميع الأخطاء في تحديدها ، والتي غالبًا ما تتجاوز قيمة جريان المياه الجوفية مباشرة في البحار. [...]

المعلمات الهيدروكيميائية العالمية هي متوسط ​​القيم السنوية وطويلة الأجل لمحتوى العناصر الفردية ومركباتها ومتوسط ​​الجريان السنوي للمواد الكيميائية. وهي ثابتة نسبيًا لفترات زمنية معينة وتتيح إمكانية مقارنة المؤشرات الهيدروكيميائية لسنوات مختلفة ، مع مراعاة التغيرات الطبيعية قصيرة المدى في المواد الكيميائية. وهي ثابتة نسبيًا لفترات زمنية معينة وتتيح إمكانية مقارنة المؤشرات الهيدروكيميائية لسنوات مختلفة ، مع مراعاة التغيرات الطبيعية قصيرة المدى في التركيب الكيميائي للماء. [...]

يتم تحديد زيادات SCM بشكل أساسي من خلال الفرق بين كميتين كبيرتين: جريان النهر والتبخر الظاهر (فرق التبخر الهطول) من سطح البحر. يتضح الدور المحدد لجريان النهر للتغيرات بين السنوات في CSL من خلال معامل الارتباط العالي بين هذه القيم ، وهو 0.82 للفترة 1900-1992. العلاقة بين التبخر الظاهر و SCM خلال نفس الفترة هي أيضًا ذات دلالة إحصائية وتساوي -0.46. من الضروري ملاحظة التأثير البشري على جريان النهر ، سواء على متوسط ​​قيمته السنوية أو على الدورة السنوية. على وجه الخصوص ، منذ نهاية الأربعينيات وحتى منتصف الستينيات ، امتلأت الخزانات في حوض الفولجا بحجم إجمالي يبلغ حوالي 200 كيلومتر مربع. في هذا البحث ، نستخدم البيانات طويلة المدى لجريان نهر الفولجا وهطول الأمطار فوق منطقة مستجمعات الفولجا بمتوسط ​​دقة شهرية تم الحصول عليها من بيانات الرصد. يبلغ تدفق نهر الفولغا 82٪ من إجمالي تدفق النهر ، ويبلغ معامل الارتباط بين متوسط ​​السلسلة السنوية لهذه القيم 0.96 (1900-1992). [...]

التغييرات في نظام المستوى في المسطحات المائية الناتجة عن إعادة بناء الجريان السطحي في جميع أجزاء نظام النهر ، والفيضانات المنخفضة والمتأخرة ، والتقلبات في مستوى المياه أثناء تكاثر الأسماك مع فترات التكاثر الربيعي والصيف تؤدي إلى توقف التبويض ، ارتشاف الخلايا الجرثومية ، وتفريخ كمية أقل من البيض ، والموت الجماعي في بعض الأحيان ، تطوير البيض واليرقات والأسماك الصغيرة والبيض في أماكن التفريخ. يؤدي هذا في بعض الأحيان إلى تقويض مخزون الأسماك في الخزان ويؤثر سلبًا على حجم وقيمة المصيد التجاري. من الطبيعي تمامًا أنه في الخزانات ، جنبًا إلى جنب مع تطوير منطقة درجة حرارة خاصة بالأنواع ، حيث يبدأ التفريخ ، تتكيف الأسماك مع نظام مستوى معين (متوسط ​​سنوي ، متوسط ​​طويل الأجل) لخزان ، مثل متى أقسام شاسعة من الأنهار والبحيرات مع نباتات المروج في العام الماضي ، والتي كانت بمثابة ركيزة جيدة لتطوير البيض المفروم. يجب أن يكون الفيضان ، كقاعدة عامة ، طويل الأجل مع انخفاض بطيء في المستوى ، مما يجعل من الممكن للأحداث الفقس استخدام الموارد الغذائية بشكل كامل في المنطقة الضحلة المغمورة بالمياه الجوفاء ، مما يضمن نموها السريع والهجرة في الوقت المناسب الأحداث من مناطق التفريخ. [...]

تتوافق قيم التوازن السالبة مع زيادة الجريان السطحي الناتج من النويدات المشعة على المدخلات نتيجة للتصريف الطبيعي من نظام السهول الفيضية الشامل. ستتم إزالة القيمة المقابلة ، التي تساوي الفرق بين التدفقات السنوية للمدخلات والمخرجات ، خلال العام من الأقسام المعتبرة لسهول النهر الفيضية ، على وجه الخصوص ، 847 GBq 908g و 94 GBq 137C8 من السهول الفيضية بين الحدود مع منطقة تومسك وخانتي مانسيسك ، و 1145 GBq 908g من السهول الفيضية لإرتيش بين n.p. ديميانسكي وخانتي مانسيسك. ترتبط القيم الموجبة للأرصدة في أقسام الأنهار المدروسة بالزيادة في الجريان السطحي لمدخلات النويدات المشعة خلال الجريان السطحي الناتج. سيتم إيداع قيمة مساوية للفرق في التدفقات في القسم المقابل من السهول الفيضية ، على وجه الخصوص ، 92 GBq 137Cs في قسم إرتيش. بطبيعة الحال ، تظل جميع التقديرات المذكورة أعلاه صالحة بشرط الحفاظ على ديناميكيات الجريان السطحي السنوية المدروسة. يمكن الحصول على تقديرات أكثر دقة وموضوعية على أساس دراسات بيئية إشعاعية أكثر تفصيلاً. [...]

مقارنة الخصائص الهيدرولوجية للنهر. توم في محاذاة Krapivino الذي مجمع الطاقة الكهرومائية والنهر. عوب في محاذاة نوفوسيبيرسك ، يمكنك أن ترى أن تدفق النهر. تبلغ مساحة توم (29.6 كيلومتر مكعب) نصف مساحة النهر تقريبًا. أوب (50.2 كم 3). الحجم المفيد لـ Kra-Pivinsky هو 2 ، والحجم الكامل 1.3 مرة أكثر من Novosibirsk. الزيادات في مناطق مستجمعات الخزانات 16 ألف كم 2 و 13 ألف كم 2 قريبة من بعضها البعض. في سنوات المحتوى المائي المختلف ، نسبة الحجم المفيد لخزان نوفوسيبيرسك والجريان السطحي للنهر. يتنوع نهر أوب من 12 إلى 6٪ مع تقلبات في الجريان السطحي من 36.7 إلى 73.2 كيلومتر مكعب. بالنسبة لخزان Krapivinskoe ، فإن نسبة هذه القيم أعلى بكثير. يبلغ الحجم الإجمالي 39.5٪ ، والحجم النافع 32.8٪ من متوسط ​​التدفق السنوي للنهر في محاذاة مجمع الطاقة الكهرومائية و 55.1 و 45.8٪ من حجم التدفق سنويًا 95٪ إمدادات المياه. [.. .]

تبلغ الموارد الطبيعية للمياه الجوفية العذبة في طبقات المياه الجوفية الرئيسية للرواسب الكربونية ، والتي تميز متوسط ​​القيمة طويلة الأجل لتجديدها ، حوالي 100 متر مكعب / ثانية بمتوسط ​​معامل جريان للمياه الجوفية سنويًا يبلغ حوالي 2 لتر / ثانية كم 2. يبلغ متوسط ​​السحب المحسوب للمياه الجوفية حوالي 50 متر مكعب / ثانية. [...]

تم إجراء الملاحظات طويلة المدى فقط على أحد مستجمعات المياه ؛ لذلك ، لم يتمكن المؤلف من التحقق من نموذج الانحدار المشيد على مستجمعات المياه الأخرى. من ناحية أخرى ، فإن نتائج نمذجة التغيرات الموسمية في جريان النترات مثيرة للاهتمام للغاية ، حيث كانت البيانات متاحة لجميع مستجمعات المياه الثلاثة وخضعت لتحليل الانحدار. تأثرت قيمة متوسط ​​التركيز الشهري لأيونات النترات في الجريان السطحي في النماذج التجريبية المبنية بالمعلمات المتعلقة بـ "عصور ما قبل التاريخ" لمستجمع المياه: إجمالي كمية الهطول التي سقطت على أراضيها خلال فترة الدراسة وفي الفترة السابقة. ثلاثة أشهر ، الحجم الإجمالي لجريان النترات لمدة ثمانية أشهر (الحالي زائد سبعة سابقة) ، متوسط ​​درجة الحرارة الشهرية لمدة ثلاثة أشهر (وليس في أبسط مجموعة ، ولكن من الخامس إلى الثالث ، مع احتساب الشهر قيد الدراسة على أنه صفر) ، إجمالي طبقة الجريان السطحي الشهرية ، معامل الجريان السطحي. ولكن بالنسبة لكل من مستجمعات المياه التي تمت دراستها ، والتي اختلفت بشكل كبير ليس فقط في الحجم ، ولكن أيضًا في متوسط ​​هطول الأمطار السنوي ، كان علينا بناء معادلات الانحدار الخاصة بنا. والأهم من ذلك: في المعادلات الناتجة ، تبين أن الاعتماد على نفس المعلمات إما لوغاريتمي ، أو زائدي ، أو تربيعي ، أو خطي. [...]

تحت الموارد الطبيعية للمياه الجوفية يعني تصريف المياه الجوفية المزودة بالغذاء ، أي ذلك الجزء منها الذي يتم تجديده باستمرار في عملية دورة المياه العامة على الأرض. تحدد الموارد الطبيعية كمية إعادة تغذية المياه الجوفية نتيجة تسلل هطول الأمطار في الغلاف الجوي ، وامتصاص جريان النهر والفيضان من طبقات المياه الجوفية الأخرى ، والتي يتم التعبير عنها بشكل تراكمي بقيمة معدل التدفق. وبالتالي فإن موارد المياه الجوفية الطبيعية هي مؤشر لتجديد المياه الجوفية ، مما يعكس ميزتها الرئيسية كمورد معدني متجدد ، وتميز الحد الأعلى للسحب المحتمل للمياه الجوفية على مدى فترة طويلة دون نضوب. في متوسط ​​القيمة طويلة الأجل ، فإن قيمة تغذية المياه الجوفية ، ناقص التبخر ، تساوي قيمة جريان المياه الجوفية. لذلك ، في ممارسة الدراسات الهيدروجيولوجية ، عادة ما يتم التعبير عن الموارد الطبيعية للمياه الجوفية من خلال متوسط ​​القيم السنوية أو الدنيا لوحدات جريان المياه الجوفية (لتر / ثانية كم 2) أو حجم طبقة المياه (ملم / سنة) التي تدخل طبقة المياه الجوفية في منطقة التغذية الخاصة بها.

قسم المؤسسات التعليمية العليا

أكاديمية فولغوغراد الزراعية الحكومية

قسم: _____________________

تأديب: الهيدرولوجيا

اختبار

إجراء: طالب في السنة الثالثة ،

قسم المراسلات ، المجموعة __ EMZ ، _____

________________________________

فولجوجراد 2006

الخيار 0نهر سورا ، ص. Kadyshevo ، مستجمعات المياه F = 27900 كم 2 ، غطاء حرجي 30٪ ، لا مستنقعات ، متوسط ​​هطول الأمطار طويل الأجل 682 مم.

المتوسط ​​الشهري والمتوسط ​​السنوي لتصريف المياه ووحدات الجريان السطحي

سبتمبر

ما لتر / ثانية * كم 2

تجمع - التناظرية - ص. سورة بينزا.

متوسط ​​القيمة طويلة الأجل للجريان السنوي (القاعدة) M oa \ u003d 3.5 لتر / ثانية * كم 2 ، C v \ u003d 0.27.

جدول لتحديد المعلمات عند حساب الحد الأقصى لتدفق الماء الذائب

	نقطة النهر
	سورة كاديشيفو

1. تحديد متوسط ​​القيمة طويلة الأجل (القاعدة) للجريان السطحي السنوي في وجود بيانات الرصد.

البيانات الأولية: متوسط ​​الاستهلاك السنوي للمياه ، محسوبة لمدة 10 سنوات (1964-1973).

حيث Q i هو متوسط ​​الجريان السطحي السنوي للسنة الأولى ؛

n هو عدد سنوات الملاحظات.

Q o \ u003d \ u003d 99.43 م 3 / ث (قيمة متوسط ​​الجريان السطحي على المدى الطويل).

يجب التعبير عن المعيار الناتج في شكل متوسط ​​تدفق المياه على المدى الطويل من حيث خصائص الجريان السطحي الأخرى: المعامل والطبقة والحجم ومعامل الجريان السطحي.

وحدة الجريان السطحي M o = = 3.56 l / s * km 2 ، حيث F هي منطقة مستجمعات المياه ، km 2.

متوسط ​​الجريان طويل الأجل في السنة:

W o \ u003d Q o * T \ u003d 99.43 * 31.54 * 10 6 \ u003d 3136.022 م 3 ،

حيث T هو عدد الثواني في السنة ، وهو ما يقرب من 31.54 * 10 6 ثوانٍ.

متوسط ​​طبقة الجريان السطحي على المدى الطويل h o = = = 112.4 مم / سنة

معامل الجريان السطحي α = = = 0.165 ،

حيث x o هو متوسط ​​هطول الأمطار على المدى الطويل في السنة ، مم.

2. تحديد معامل التباين (التباين) جالخامسالجريان السطحي السنوي.

С v = ، أين هو الانحراف المعياري للتصريفات السنوية عن معيار الجريان السطحي.

إذا ن<30, то = .

إذا تم التعبير عن الجريان السطحي للسنوات الفردية في شكل معاملات معيارية k = ، ثم С v = ، و n<30 С v =

لنضع جدولًا لحساب C v للتدفق السنوي للنهر.

الجدول 1

بيانات لحساب C v

		التكاليف السنوية م 3 / ث

مع v = = = = 0.2638783 = 0.264.

خطأ الجذر التربيعي النسبي لمتوسط ​​القيمة طويلة الأجل للجريان النهري السنوي للفترة من 1964 إلى 1973 (10 سنوات) تساوي:

الخطأ المعياري النسبي لمعامل التغير C v عندما يتم تحديده بطريقة اللحظات هو:

يعتبر طول السلسلة كافياً لتحديد Q o و C v إذا كان 5-10٪ و 10-15٪. تسمى قيمة متوسط ​​الجريان السطحي السنوي في ظل هذا الشرط معدل الجريان السطحي. وهو في حالتنا في حدود الجائز ، وأكثر من الخطأ الجائز. هذا يعني أن عدد الملاحظات غير كافٍ ؛ فمن الضروري إطالة ذلك.

3. تحديد معدل التدفق في حالة نقص البيانات باستخدام طريقة القياس الهيدرولوجي.

يتم اختيار النهر التناظري وفقًا لما يلي:

- تشابه الخصائص المناخية ؛

- تزامن تقلبات الجريان السطحي في الوقت المناسب ؛

- تجانس التضاريس والتربة والظروف الهيدروجيولوجية ودرجة تغطية مستجمعات المياه بالغابات والمستنقعات ؛

- نسبة مناطق مستجمعات المياه ، والتي يجب ألا تختلف بأكثر من 10 مرات ؛

- عدم وجود عوامل تشوه الجريان السطحي (بناء السدود وسحب وتصريف المياه).

يجب أن يكون للنهر التناظري فترة طويلة الأمد من الملاحظات الهيدرومترية لتحديد معدل التدفق بدقة وما لا يقل عن 6 سنوات من الملاحظات المتوازية مع النهر قيد الدراسة.

معامل تقلب الجريان السطحي السنوي:

حيث C v هو معامل تغير الجريان السطحي في قسم التصميم ؛

C va - في محاذاة النهر التناظري ؛

هو متوسط ​​الجريان السطحي السنوي للنهر المماثل ؛

A هو مماس منحدر مخطط الاتصال.

في حالتنا هذه:

C v \ u003d 1 * 3.5 / 3.8 * 0.27 = 0.25

أخيرًا ، نقبل M o \ u003d 3.8 l / s * km 2 ، Q O \ u003d 106.02 m 3 / s ، C v \ u003d 0.25.

4. بناء واختبار منحنى عرض الجريان السطحي السنوي.

في هذا العمل ، يلزم إنشاء منحنى احتمالية الجريان السطحي السنوي باستخدام منحنى توزيع جاما ثلاثي المعلمات. للقيام بذلك ، من الضروري حساب ثلاث معلمات: Q o - متوسط ​​القيمة طويلة الأجل (القاعدة) للجريان السنوي ، C v و C s للجريان السطحي السنوي.

باستخدام نتائج حسابات الجزء الأول من العمل لـ r. السورة لدينا Q O \ u003d 106.02 m 3 / s، C v \ u003d 0.25.

بالنسبة لـ r. تقبل السورة C s = 2С v = 0.50 مع التحقق اللاحق.

يتم تحديد إحداثيات المنحنى اعتمادًا على المعامل C v وفقًا للجداول التي جمعتها S.N. كريتسكي وم. منكل لـ C s = 2С v. لتحسين دقة المنحنى ، من الضروري مراعاة المئات من C v والاقحام بين أعمدة الأرقام المجاورة.

تعليمات المنحنى النظري لتوفير متوسط ​​تصريف المياه السنوي لنهر سورة ج. كاديشيفو.

الجدول 2

المخصص ، Р٪

ترتيب المنحنى

أنشئ منحنى أمان على خلية احتمالية وتحقق من بيانات المراقبة الفعلية الخاصة بها.

الجدول 3

بيانات لاختبار المنحنى النظري

	معاملات معيارية تنازلية K	الأمان الفعلي	السنوات المقابلة لـ K.

للقيام بذلك ، يجب ترتيب المعاملات المعيارية للتكاليف السنوية بترتيب تنازلي ولكل منها ، قم بحساب العرض الفعلي باستخدام الصيغة Р = ، حيث Р هي عرض أحد أعضاء السلسلة ، الموجود بترتيب تنازلي ؛

م هو الرقم التسلسلي لعضو في السلسلة ؛

n هو عدد أعضاء السلسلة.

كما يتضح من الرسم البياني الأخير ، فإن النقاط المرسومة متوسط ​​المنحنى النظري ، مما يعني أن المنحنى مبني بشكل صحيح وأن النسبة C s = 2 С v تتوافق مع الواقع.

الحساب ينقسم إلى قسمين:

أ) التوزيع في غير موسمها ، وهو ذو أهمية قصوى ؛

ب) التوزيع الموسمي (حسب الأشهر والعقود) ، مع بعض التخطيط.

يتم الحساب وفقًا للسنوات الهيدرولوجية ، أي لسنوات تبدأ بموسم غزيرة المياه. تبدأ تواريخ الفصول بنفس الطريقة لجميع سنوات الملاحظات ، وتقريبًا إلى شهر كامل. يتم تحديد مدة موسم ارتفاع المياه بحيث يتم وضع ارتفاع المياه داخل حدود الموسم في كل من السنوات التي يكون فيها أول بداية لها وفي آخر تاريخ انتهاء.

في المهمة ، يمكن أن تؤخذ مدة الموسم على النحو التالي: الربيع-أبريل ، مايو ، يونيو ؛ الصيف والخريف - يوليو وأغسطس وسبتمبر وأكتوبر ونوفمبر ؛ الشتاء - ديسمبر ويناير وفبراير ومارس من العام المقبل.

يتم تحديد مقدار الجريان السطحي للمواسم والفترات الفردية من خلال مجموع متوسط ​​التدفقات الشهرية. في العام الماضي ، تمت إضافة نفقات 3 أشهر (الأول والثاني والثالث) من السنة الأولى إلى نفقات ديسمبر.

حساب التوزيع السنوي للجريان السطحي بطريقة التخطيط (التوزيع في غير موسمها). تم العثور على R. سورة 1964 - 1973

∑ الأسهم الصيف الخريف

متوسط ​​الجريان السطحي في الصيف والخريف

قضاء فصل الربيع

∑ مخزون الربيع

الجدول 4

تابع الجدول 4

حساب التوزيع السنوي للجريان السطحي بطريقة التخطيط (التوزيع في غير موسمها)

تكاليف الحد من موسم الصيف - الخريف

∑ مخزون الشتاء

∑ الجريان السطحي للمياه المنخفضة المياه. فترة الشتاء + الصيف + الخريف

متوسط ​​قيمة الماء المنخفض. فترة كمية التدفق

المصاريف التنازلية حسنا

صيف خريف

1 818,40

4 456,70

Q ل = = 263.83 م 3 / ث

Cs = 2Cv = 0.322

س بين \ u003d \ u003d 445.67 م 3 / ث

Cs = 2Cv = 0.363

Q سباقات السنة \ u003d K · p * 12 * Q o \ u003d 0.78 * 12 * 106.02 \ u003d 992.347 م 3 / ثانية

سباقات Q بين = K * Q بين = 0.85 * 445.67 \ u003d 378.82 م 3 / ث

Q ras lo \ u003d K p * Q lo \ u003d 0.87 * 263.83 = 229.53 م 3 / ث

Q races weight \ u003d Q races year - Q races بين \ u003d 992.347-378.82 \ u003d 613.53 م 3 / ث

Q races sinters \ u003d Q races between - Q races lo \ u003d 378.82-229.53 \ u003d 149.29 m 3 / s

حدد التكاليف المقدرة باستخدام الصيغ:

الجريان السطحي السنوي للسباقات Q سنة \ u003d K ، * 12 Q o ،

الفترة المحددة Q سباقات بين \ u003d K p ، * Q lo ،

الحد من سباقات الموسم Q lo \ u003d K p ، * Q races year Q lo ،

حيث K p ، K p ، K p ، هي إحداثيات منحنيات توزيع جاما ثلاثي المعلمات المأخوذة من الجدول ، على التوالي ، للجريان السطحي C v السنوي ، C v الجريان السطحي للمياه المنخفضة و C v للصيف والخريف.

ملاحظة: نظرًا لأن الحسابات تستند إلى متوسط ​​المصروفات الشهرية ، فيجب ضرب المصروفات المقدرة للسنة في 12.

أحد الشروط الرئيسية لطريقة التخطيط هو مساواة Q races year = ∑ Q races. ومع ذلك ، يتم انتهاك هذه المساواة إذا تم أيضًا تحديد الجريان السطحي المحسوب للمواسم غير المحددة من منحنيات العرض (بسبب الاختلاف في معلمات المنحنيات). لذلك ، يتم تحديد الجريان السطحي المقدر لفترة غير محدودة (في المهمة - لفصل الربيع) من خلال الفرق Q dis weight \ u003d Q races year - Q races بين ، ولموسم غير محدود (في مهمة الشتاء )

Q races winters \ u003d Q races بين - Q races lo.

التوزيع الموسمي - يؤخذ بمتوسط ​​كل مجموعة من مجموعات المحتوى المائي الثلاث (مجموعة عالية المياه ، بما في ذلك سنوات الجريان السطحي لكل موسم Р<33%, средняя по водности 33<Р<66%, маловодная Р>66%).

لتحديد السنوات المضمنة في مجموعات المحتوى المائي المنفصلة ، من الضروري ترتيب التكاليف الإجمالية للموسم بترتيب تنازلي وحساب العرض الفعلي (مثال هو الجدول 4). نظرًا لأن الإمداد المحسوب (Р = 80٪) يتوافق مع مجموعة المياه المنخفضة ، يمكن إجراء المزيد من الحسابات للسنوات المدرجة في مجموعة المياه المنخفضة (الجدول 5).

للقيام بذلك ، في العمود "إجمالي التدفق" اكتب النفقات حسب الموسم ، بما يتوافق مع المخصص P> 66٪ ، وفي العمود "السنوات" - اكتب السنوات المقابلة لهذه النفقات.

رتب متوسط ​​النفقات الشهرية خلال الموسم بترتيب تنازلي ، مع الإشارة إلى الأشهر التقويمية التي تتعلق بها (الجدول 5). وبالتالي ، سيكون الأول هو التفريغ للشهر الأكثر رطوبة ، والأخير - لشهر انخفاض المياه.

بالنسبة لجميع السنوات ، لخص التكاليف بشكل منفصل للموسم ولكل شهر. بأخذ مبلغ نفقات الموسم على أنه 100٪ ، حدد النسبة المئوية لكل شهر A٪ المدرجة في الموسم ، وفي عمود "الشهر" اكتب اسم الشهر الذي يتكرر كثيرًا. إذا لم تكن هناك عمليات تكرار ، أدخل أيًا من التكرارات ، ولكن بحيث يكون لكل شهر مدرج في الموسم نسبة مئوية خاصة به من الموسم.

بعد ذلك ، بضرب التصريف المقدر للموسم ، المحدد من حيث التوزيع الموسمي للجريان السطحي (الجدول 4) ، بالنسبة المئوية لكل شهر A٪ (الجدول 5) ، احسب التفريغ المقدر لكل شهر.

سباقات Q IV = = 613.53 * 9.09 / 100٪ = 55.77 م 3 / ث.

حسب الجدول. 5 أعمدة "التكاليف المقدرة بالأشهر" على ورق الرسم البياني لبناء مخطط هيدروغرافي تقديري R-80٪ من النهر المدروس (الشكل 3).

6. تحديد معدل التدفق الأقصى المقدر ، ذوبان الماء P = 1٪ في حالة عدم وجود بيانات المراقبة الهيدرومترية باستخدام الصيغة:

Q p \ u003d M p F \ u003d ، م 3 / ث ،

حيث Q p هو معدل التدفق الأقصى اللحظي المحسوب للمياه الذائبة لتوافر معين P، m 3 / s ؛

M p هي وحدة الحد الأقصى لمعدل تدفق التصميم لاحتمال معين P، m 3 / s * km 2 ؛

h p هي طبقة الفيضان المحسوبة ، سم ؛

و - منطقة مستجمعات المياه ، كم 2 ؛

n هو مؤشر درجة تقليل الاعتماد = f (F) ؛

ك س - معلمة الود للفيضان ؛

و - المعاملات التي تأخذ في الاعتبار الانخفاض في الحد الأقصى لتصريف الأنهار التي تنظمها البحيرات (الخزانات) وفي أحواض الغابات والمستنقعات ؛

- معامل مع مراعاة عدم المساواة في المعلمات الإحصائية لطبقة الجريان السطحي والحد الأقصى للتصريفات عند Р = 1٪ ؛ = 1 ؛

و 1 - منطقة مستجمعات المياه الإضافية ، مع مراعاة الانخفاض في التخفيض ، كم 2 ، المأخوذة وفقًا للملحق 3.

الهيدروجراف

الجدول 5

حساب توزيع التدفق داخل الفصول

إجمالي الجريان السطحي

متوسط ​​المصاريف الشهرية تنازلياً

1. لموسم الربيع

المجموع:

2. لموسم الصيف والخريف

المجموع:

3. لموسم الشتاء

المجموع:

المصاريف الشهرية المقدرة

الأحجام المقدرة (مليون م 3) بالأشهر

ملحوظة: للحصول على أحجام التدفق بالمليون متر مكعب ، يجب مضاعفة التكاليف: أ) لشهر مدته 31 يومًا بمعامل 2.68 ، ب) لمدة 30 يومًا - 2.59 شهر. ج) لمدة 28 يومًا في الشهر -2.42.

يتم تحديد المعلمة k o وفقًا لبيانات الأنهار التناظرية ، في عمل التحكم ، يتم كتابة k o من الملحق 3. تعتمد المعلمة n 1 على المنطقة الطبيعية ، ويتم تحديدها من الملحق 3.

حيث K p هو إحداثيات المنحنى التحليلي لتوزيع جاما ثلاثي المعلمات لاحتمال التجاوز المحدد ، المحدد وفقًا للملحق 2 اعتمادًا على C v (الملحق 3) عند C s = 2 C v بدقة تبلغ مئات من الاستيفاءات بين الأعمدة المجاورة

ح - الطبقة الوسطى من الفيضان ، تم إنشاؤها على طول الأنهار - نظائرها أو الاستيفاء ، في أعمال التحكم - وفقًا للملحق 3.

يجب تحديد المعامل الذي يأخذ في الاعتبار الانخفاض في الحد الأقصى لتدفق الأنهار الذي تنظمه البحيرات المتدفقة من خلال الصيغة:

حيث C هو المعامل المأخوذ اعتمادًا على قيمة الطبقة المعمرة المتوسطة لجريان الربيع h ؛

فوز هو المتوسط ​​المرجح لمحتوى البحيرة.

نظرًا لعدم وجود بحيرات متدفقة في مستجمعات المياه المحسوبة ، والفوز الموجود خارج القناة الرئيسية<2%, принимаем =1. Коэффициент, учитывающий снижение максимальных расходов воды в залесенных водосборах, определяется по формуле:

\ u003d / (و ل +1) ن 2 \ u003d 0.654 ،

حيث n 2 - يتم أخذ معامل الاختزال وفقًا للملحق 3. يعتمد المعامل على المنطقة الطبيعية وموقع الغابة في منطقة مستجمعات المياه وإجمالي الغطاء الحرجي f l٪ ؛ الصادرة حسب الطلب 3.

يتم تحديد المعامل الذي يأخذ في الاعتبار الانخفاض في الحد الأقصى لتدفق المياه لأحواض الأراضي الرطبة بالصيغة:

1-إل جي (0،1f + 1) ،

حيث - المعامل اعتمادًا على نوع المستنقعات ، محددًا وفقًا للملحق 3 ؛

و هي المساحة النسبية للأهوار والغابات والمروج في الحوض ،٪.

وفقًا للملحق 3 ، نحدد F 1 \ u003d 2 كم 2 ، h \ u003d 80 مم ، C v \ u003d 0.40 ، n \ u003d 0.25 ، \ u003d 1 ، K o \ u003d 0.02 ؛

وفقًا للملحق 2 K p = 2.16 ؛

ح ع = ك ع ع = 2.16 * 80 = 172.8 مم ، = 1 ؛

\ u003d / (f l +1) n 2 \ u003d 1.30 (30 + 1) 0.2 \ u003d 0.654 ؛

1- Lg (0.1f +1) = 1-0.8Lg * (0.1 * 0 + 1) = 1.

28.07.2015

التقلبات في جريان النهر ومعايير تقييمه.جريان النهر هو حركة المياه في عملية دورانها في الطبيعة ، عندما تتدفق أسفل قناة النهر. يتم تحديد تدفق النهر بكمية المياه المتدفقة عبر قناة النهر لفترة زمنية معينة.
تؤثر العديد من العوامل على نظام التدفق: المناخ - هطول الأمطار والتبخر والرطوبة ودرجة حرارة الهواء ؛ طبوغرافية - تضاريس وشكل وحجم أحواض الأنهار والتربة الجيولوجية ، بما في ذلك الغطاء النباتي.
بالنسبة لأي حوض ، كلما زاد هطول الأمطار وقلة التبخر ، زاد تدفق النهر.
لقد ثبت أنه مع زيادة منطقة مستجمعات المياه ، تزداد مدة فيضان الربيع أيضًا ، في حين أن الهيدروغراف له شكل أكثر استطالة و "هدوءًا". في التربة سهلة النفاذية ، هناك المزيد من الترشيح والجريان السطحي أقل.
عند إجراء حسابات هيدرولوجية مختلفة تتعلق بتصميم الهياكل الهيدروليكية وأنظمة الاستصلاح وأنظمة إمدادات المياه وإجراءات التحكم في الفيضانات والطرق وما إلى ذلك ، يتم تحديد الخصائص الرئيسية التالية لتدفق النهر.
1. استهلاك الماءهو حجم المياه المتدفقة خلال القسم المدروس لكل وحدة زمنية. يتم حساب متوسط ​​استهلاك المياه Qcp على أنه المتوسط ​​الحسابي للتكاليف لفترة زمنية معينة T:

2. حجم التدفق الخامس- هذا هو حجم الماء الذي يتدفق خلال هدف معين خلال الفترة الزمنية المعتبرة T

3. وحدة الصرف Mهو تدفق المياه لكل كيلومتر مربع من منطقة مستجمعات المياه F (أو يتدفق من منطقة تجمع وحدة):

على عكس تصريف المياه ، فإن معامل الجريان السطحي لا يرتبط بقسم معين من النهر ويميز الجريان السطحي من الحوض ككل. لا يعتمد متوسط ​​وحدة الجريان السطحي متعدد السنوات M0 على المحتوى المائي للسنوات الفردية ، ولكن يتم تحديده فقط من خلال الموقع الجغرافي لحوض النهر. وقد جعل ذلك من الممكن تقسيم بلدنا من الناحية الهيدرولوجية وبناء خريطة لعزل متوسط ​​وحدات الجريان السطحي على المدى الطويل. ترد هذه الخرائط في الأدبيات التنظيمية ذات الصلة. معرفة منطقة مستجمعات النهر وتحديد القيمة M0 لها باستخدام خريطة العزل ، يمكننا تحديد متوسط ​​تدفق المياه على المدى الطويل Q0 لهذا النهر باستخدام الصيغة

بالنسبة لأقسام الأنهار المتقاربة ، يمكن اعتبار معامل الجريان ثابتًا ، أي

من هنا ، وفقًا لتصريف المياه المعروف في قسم واحد Q1 ومناطق مستجمعات المياه المعروفة في هذين القسمين F1 و F2 ، يمكن تحديد تصريف المياه في القسم الآخر Q2 من خلال النسبة

4. طبقة الصرف ح- هذا هو ارتفاع طبقة الماء ، والذي يمكن الحصول عليه بتوزيع منتظم على منطقة الحوض بأكملها F لحجم الجريان السطحي V لفترة زمنية معينة:

بالنسبة لمتوسط ​​طبقة الجريان السطحي متعدد السنوات h0 لفيضان الربيع ، تم تجميع الخرائط الكنتورية.
5. معامل الصرف المعياري Kهي نسبة أي من خصائص الجريان السطحي المذكورة أعلاه إلى متوسطها الحسابي:

يمكن تعيين هذه المعاملات لأي خصائص هيدرولوجية (التصريفات ، المستويات ، الترسيب ، التبخر ، إلخ) ولأي فترات تدفق.
6. معامل الجريان السطحي ηهي نسبة طبقة الجريان السطحي إلى طبقة هطول الأمطار التي سقطت على منطقة مستجمعات المياه x:

يمكن أيضًا التعبير عن هذا المعامل من حيث نسبة حجم الجريان السطحي إلى حجم هطول الأمطار لنفس الفترة الزمنية.
7. معدل المد و الجزر- متوسط ​​قيمة الجريان السطحي طويلة الأجل الأكثر احتمالًا ، معبرًا عنها بأي من خصائص الجريان السطحي المذكورة أعلاه على مدى فترة متعددة السنوات. لتحديد معيار الجريان السطحي ، يجب أن تكون سلسلة الملاحظات 40 ... 60 عامًا على الأقل.
يتم تحديد معدل التدفق السنوي Q0 بواسطة الصيغة

نظرًا لأن عدد سنوات المراقبة في معظم مقاييس المياه عادة ما يكون أقل من 40 ، فمن الضروري التحقق مما إذا كان هذا العدد من السنوات كافياً للحصول على قيم موثوقة لمعيار الجريان السطحي Q0. للقيام بذلك ، احسب الجذر التربيعي للخطأ التربيعي لمعدل التدفق وفقًا للاعتماد

تكون مدة فترة المراقبة كافية إذا كانت قيمة خطأ جذر متوسط ​​التربيع σQ لا تتجاوز 5٪.
يتأثر التغيير في الجريان السطحي السنوي بشكل أساسي بالعوامل المناخية: هطول الأمطار ، والتبخر ، ودرجة حرارة الهواء ، وما إلى ذلك. جميعها مترابطة ، وتعتمد بدورها على عدد من الأسباب العشوائية بطبيعتها. لذلك ، يتم تحديد المعلمات الهيدرولوجية التي تميز الجريان السطحي من خلال مجموعة من المتغيرات العشوائية. عند تصميم تدابير التجديف بالأخشاب ، من الضروري معرفة قيم هذه المعلمات مع الاحتمال الضروري لتجاوزها. على سبيل المثال ، في الحساب الهيدروليكي لسدود التجديف بالأخشاب ، من الضروري ضبط الحد الأقصى لمعدل التدفق لفيضان الربيع ، والذي يمكن تجاوزه خمس مرات في مائة عام. يتم حل هذه المشكلة باستخدام طرق الإحصاء الرياضي ونظرية الاحتمالات. لتوصيف قيم المعلمات الهيدرولوجية - التكاليف ، المستويات ، إلخ ، يتم استخدام المفاهيم التالية: تكرر(التكرار) والأمان (المدة).
يوضح التكرار عدد الحالات خلال الفترة الزمنية المعتبرة التي كانت قيمة المعلمة الهيدرولوجية في فترة زمنية معينة. على سبيل المثال ، إذا تغير متوسط ​​تدفق المياه السنوي في قسم معين من النهر على مدى عدة سنوات من الملاحظات من 150 إلى 350 متر مكعب / ثانية ، فمن الممكن تحديد عدد مرات قيم هذه القيمة في الفترات 150 ... 200 ، 200 ... 250 ، 250 .. 300 متر مكعب / ثانية ، إلخ.
الأمانيوضح في عدد الحالات التي تحتوي فيها قيمة العنصر الهيدرولوجي على قيم تساوي أو تزيد عن قيمة معينة. بمعنى واسع ، الأمن هو احتمال تجاوز قيمة معينة. إن توفر أي عنصر هيدرولوجي يساوي مجموع ترددات فترات المنبع.
يمكن التعبير عن التكرار والتوافر من حيث عدد التكرارات ، ولكن في الحسابات الهيدرولوجية يتم تحديدها غالبًا كنسبة مئوية من إجمالي عدد أعضاء السلسلة الهيدرولوجية. على سبيل المثال ، في السلسلة الهيدرولوجية ، هناك عشرين قيمة لمتوسط ​​تصريف المياه السنوي ، ستة منها لها قيمة تساوي أو تزيد عن 200 م 3 / ثانية ، مما يعني أن هذا التصريف يتم توفيره بنسبة 30٪. بيانياً ، توضح منحنيات التردد والتوافر (الشكل 8 ب) التغيرات في التردد والتوافر.

في الحسابات الهيدرولوجية ، غالبًا ما يستخدم منحنى الاحتمال. يتضح من هذا المنحنى أنه كلما زادت قيمة المعلمة الهيدرولوجية ، انخفضت نسبة التوافر والعكس صحيح. لذلك ، من المقبول عمومًا أن السنوات التي يكون فيها الجريان السطحي ، أي متوسط ​​تصريف المياه السنوي بالكيلو جرام ، أقل من 50٪ هي ذات مياه عالية ، والسنوات التي يزيد فيها Qg عن 50٪ تكون منخفضة المياه. تعتبر السنة التي يكون فيها أمان الجريان السطحي بنسبة 50٪ عامًا متوسط ​​المحتوى المائي.
يتميز توافر المياه في السنة أحيانًا بمتوسط ​​تواترها. بالنسبة لسنوات المياه المرتفعة ، يُظهر تواتر حدوث عدد المرات التي تحدث فيها سنوات محتوى مائي معين أو أكبر في المتوسط ​​، في سنوات المياه المنخفضة - لمحتوى مائي معين أو أقل. على سبيل المثال ، متوسط ​​التفريغ السنوي لسنة المياه المرتفعة بنسبة أمان 10٪ يبلغ متوسط ​​التكرار 10 مرات في 100 عام أو مرة واحدة في 10 سنوات ؛ متوسط ​​التكرار للسنة الجافة بنسبة 90 ٪ للأمان له أيضًا تكرار 10 مرات في 100 عام ، لأنه في 10 ٪ من الحالات سيكون لمتوسط ​​التفريغ السنوي قيم أقل.
سنوات من محتوى مائي معين لها اسم مطابق. في الجدول. 1 بالنسبة لهم ، يتم توفير التوافر والتكرار.

يمكن كتابة العلاقة بين التكرار ص والتوافر ص على النحو التالي:
للسنوات الرطبة

لسنوات جافة

يتم حساب جميع الهياكل الهيدروليكية لتنظيم القناة أو تدفق الأنهار وفقًا للمحتوى المائي للعام لإمداد معين ، مما يضمن الموثوقية والتشغيل الخالي من المتاعب للهياكل.
يتم تنظيم النسبة المقدرة لتوفير المؤشرات الهيدرولوجية من خلال "تعليمات تصميم مؤسسات تجميع الأخشاب".
منحنيات التزويد وطرق حسابها.في ممارسة الحسابات الهيدرولوجية ، يتم استخدام طريقتين لإنشاء منحنيات العرض: التجريبية والنظرية.
حساب معقول منحنى الهبة التجريبيةلا يمكن إجراؤها إلا إذا كان عدد مشاهدات جريان النهر أكثر من 30 ... 40 عامًا.
عند حساب مدى توفر أعضاء السلسلة الهيدرولوجية للتدفقات السنوية والموسمية والحد الأدنى ، يمكنك استخدام صيغة N.N. Chegodaeva:

لتحديد مدى توفر الحد الأقصى لمعدلات تدفق المياه ، يتم استخدام الاعتماد S.N. كريتسكي وم. منكل:

الإجراء الخاص ببناء منحنى الوقف التجريبي:
1) يتم تسجيل جميع أعضاء السلسلة الهيدرولوجية بترتيب تنازلي بالقيمة المطلقة ؛
2) يتم تعيين رقم تسلسلي لكل عضو في السلسلة ، بدءًا من واحد ؛
3) يتم تحديد أمان كل عضو في السلسلة المتناقصة بالصيغتين (23) أو (24).
بناءً على نتائج الحساب ، يتم إنشاء منحنى أمان مشابه للمنحنى الموضح في الشكل. 8 ب.
ومع ذلك ، فإن منحنيات الهبات التجريبية لها عدد من العيوب. حتى مع وجود فترة مراقبة طويلة بما فيه الكفاية ، لا يمكن ضمان أن هذا الفاصل الزمني يغطي جميع القيم القصوى والدنيا الممكنة لتدفق النهر. القيم المقدرة لأمان الجريان السطحي 1 ... 2 ٪ غير موثوقة ، حيث لا يمكن الحصول على نتائج مثبتة بشكل كافٍ إلا بعدد الملاحظات لمدة 50 ... 80 عامًا. في هذا الصدد ، مع فترة محدودة من المراقبة للنظام الهيدرولوجي للنهر ، عندما يكون عدد السنوات أقل من ثلاثين ، أو في حالة غيابهم التام ، يقومون ببناء منحنيات الأمان النظرية.
أظهرت الدراسات أن توزيع المتغيرات الهيدرولوجية العشوائية يتوافق بشكل جيد مع معادلة منحنى بيرسون من النوع الثالث ، والتعبير المتكامل عنها هو منحنى العرض. حصل بيرسون على جداول لبناء هذا المنحنى. يمكن إنشاء منحنى الأمان بدقة كافية للممارسة في ثلاث معاملات: المتوسط ​​الحسابي لشروط السلسلة ، ومعاملات التباين وعدم التناسق.
يتم حساب المتوسط ​​الحسابي لشروط المتسلسلة بالصيغة (19).
إذا كان عدد سنوات الملاحظات أقل من عشرة أو لم يتم إجراء أي ملاحظات على الإطلاق ، فسيتم أخذ متوسط ​​تصريف المياه السنوي Qgcp مساويًا لمتوسط ​​Q0 طويل الأجل ، أي Qgcp = Q0. يمكن ضبط قيمة Q0 باستخدام عامل المعامل K0 أو معامل الحوض M0 المحدد من خرائط الكنتور ، حيث أن Q0 = M0 * F.
معامل الاختلافيميز Cv تباين الجريان السطحي أو درجة تذبذبها بالنسبة لمتوسط ​​القيمة في سلسلة معينة ؛ وهي تساوي عدديًا نسبة الخطأ القياسي إلى المتوسط ​​الحسابي لأعضاء السلسلة. تتأثر قيمة معامل Cv بشكل كبير بالظروف المناخية ونوع تغذية النهر والسمات الهيدروغرافية لحوضه.
إذا كانت هناك بيانات رصد لمدة عشر سنوات على الأقل ، يتم حساب معامل التغير السنوي للجريان السطحي بواسطة الصيغة

تختلف قيمة السيرة الذاتية بشكل كبير: من 0.05 إلى 1.50 ؛ لأنهار تجمع الأخشاب Cv = 0.15 ... 0.40.
مع فترة قصيرة من الملاحظات لجريان النهر أو في غيابه التام معامل الاختلافيمكن تأسيسها بواسطة الصيغة D.L. سوكولوفسكي:

في الحسابات الهيدرولوجية للأحواض ذات F> 1000 كيلومتر مربع ، تُستخدم أيضًا الخريطة المعزولة لمعامل Cv إذا كانت المساحة الإجمالية للبحيرات لا تتجاوز 3 ٪ من منطقة مستجمعات المياه.
في الوثيقة المعيارية SNiP 2.01.14-83 ، يوصى باستخدام صيغة عامة K.P. لتحديد معامل الاختلاف في الأنهار غير المدروسة. القيامة:

معامل الانحراف Csيميز عدم تناسق سلسلة المتغير العشوائي المدروس فيما يتعلق بمتوسط ​​قيمته. الجزء الأصغر من أعضاء السلسلة يتجاوز قيمة معيار الجريان السطحي ، وكلما زادت قيمة معامل عدم التناسق.
يمكن حساب معامل عدم التناسق بالصيغة

ومع ذلك ، فإن هذا الاعتماد يعطي نتائج مرضية فقط لعدد سنوات المراقبة ن> 100.
يتم تعيين معامل عدم تناسق الأنهار غير المدروسة وفقًا لنسبة Cs / Cv للأنهار التناظرية ، وفي حالة عدم وجود نظائر جيدة بما فيه الكفاية ، يتم أخذ متوسط ​​نسب Cs / Cv للأنهار في منطقة معينة.
إذا كان من المستحيل تحديد نسبة Cs / Cv لمجموعة من الأنهار المماثلة ، عندئذٍ يتم قبول قيم معامل C للأنهار غير المدروسة لأسباب تنظيمية: لأحواض الأنهار مع معامل بحيرة يزيد عن 40٪

لمناطق الرطوبة الزائدة والمتغيرة - القطب الشمالي ، التندرا ، الغابات ، غابات السهوب ، السهوب

لبناء منحنى هبة نظري للمعلمات الثلاثة المذكورة أعلاه - Q0 و Cv و C - استخدم الطريقة التي اقترحها Foster - Rybkin.
من العلاقة المذكورة أعلاه للمعامل المعياري (17) يتبع ذلك أن متوسط ​​القيمة طويلة الأجل للجريان السطحي لتكرار معين - Qp ٪ ، Мр ٪ ، Vp ٪ ، hp ٪ - يمكن حسابها بواسطة الصيغة

يتم تحديد معامل الجريان السطحي لسنة الاحتمالية المعينة من خلال الاعتماد

بعد تحديد عدد من خصائص الجريان السطحي لفترة طويلة الأجل من التوافر المختلف ، من الممكن إنشاء منحنى عرض بناءً على هذه البيانات. في هذه الحالة ، يُنصح بإجراء جميع الحسابات في شكل جدول (الجدولان 3 و 4).

طرق حساب المعاملات المعيارية.لحل العديد من مشاكل إدارة المياه ، من الضروري معرفة توزيع الجريان السطحي حسب مواسم أو أشهر السنة. يتم التعبير عن التوزيع الداخلي للجريان السطحي في شكل معاملات معيارية للجريان الشهري ، والتي تمثل نسبة متوسط ​​التدفق الشهري Qm.av إلى متوسط ​​Qg.av السنوي:

يختلف التوزيع السنوي للجريان السطحي لسنوات ذات محتوى مائي مختلف ، لذلك ، في الحسابات العملية ، يتم تحديد المعاملات المعيارية للجريان السطحي الشهري لثلاث سنوات مميزة: سنة مياه عالية بنسبة 10 ٪ ، متوسط ​​محتوى مائي يبلغ 50٪ إمداد ، وسنة منخفضة المياه 90٪ إمداد.
يمكن تحديد معاملات معامل الجريان الشهري بناءً على المعرفة الفعلية لمتوسط ​​تصريف المياه الشهري في ظل وجود بيانات رصد لمدة 30 عامًا على الأقل ، على نهر تناظري أو على جداول قياسية لتوزيع الجريان السطحي الشهري ، والتي يتم تجميعها لأحواض الأنهار المختلفة.
يتم تحديد متوسط ​​استهلاك المياه الشهري بناءً على المعادلة

(33): Qm.cp = KmQg.sr

الحد الأقصى لاستهلاك المياه.عند تصميم السدود والجسور والبحيرات وتدابير تقوية الضفاف ، من الضروري معرفة الحد الأقصى لتدفق المياه. اعتمادًا على نوع تغذية النهر ، يمكن اعتبار الحد الأقصى لمعدل التدفق لفيضانات الربيع أو فيضانات الخريف الحد الأقصى للتصريف المحسوب. يتم تحديد الأمان المقدر لهذه التكاليف من خلال فئة حجم رأس مال الهياكل الهيدروليكية ويتم تنظيمه من خلال الوثائق التنظيمية ذات الصلة. على سبيل المثال ، يتم حساب سدود التجديف بالأخشاب من الفئة Ill of capitality لمرور أقصى تدفق للمياه بنسبة 2 ٪ أمان ، والفئة IV - أمان بنسبة 5 ٪ ، يجب ألا تنهار هياكل حماية البنوك بمعدلات تدفق تقابل الحد الأقصى لتدفق المياه 10٪ أمان.
تعتمد طريقة تحديد قيمة Qmax على درجة معرفة النهر وعلى الفرق بين الحد الأقصى لتصريفات فيضان الربيع والفيضان.
إذا كانت هناك بيانات رصد لمدة تزيد عن 30 ... 40 عامًا ، فسيتم بناء منحنى أمان تجريبي Qmax ، وبفترة أقصر - وهو منحنى نظري. تأخذ الحسابات: لفيضانات الربيع Cs = 2Сv ، وفيضانات الأمطار Cs = (3 ... 4) CV.
نظرًا لأن ملاحظات نظام الأنهار تتم في مراكز قياس المياه ، يتم عادةً رسم منحنى العرض لهذه المواقع ، ويتم حساب الحد الأقصى لتصريف المياه في مواقع موقع الهياكل حسب النسبة

لأنهار الأراضي المنخفضة أقصى تدفق لمياه فيضان الربيعنظرا للأمان p٪ يتم حسابها بواسطة الصيغة

يتم تحديد قيم المعلمات n و K0 اعتمادًا على المنطقة الطبيعية وفئة الإغاثة وفقًا للجدول. 5.

الفئة الأولى - الأنهار الواقعة داخل المرتفعات الجبلية والتي تشبه الهضبة - وسط روسيا ، وستروغو-كراسنينسكايا ، ومرتفعات سودوما ، وهضبة سيبيريا الوسطى ، وما إلى ذلك ؛
الفئة الثانية - الأنهار ، في الأحواض التي تتناوب فيها المرتفعات الجبلية مع المنخفضات فيما بينها ؛
الفئة الثالثة - الأنهار ، التي تقع معظم أحواضها داخل الأراضي المنخفضة المسطحة - Mologo-Sheksninskaya ، و Meshcherskaya ، والغابات البيلاروسية ، و Pridnestrovskaya ، و Vasyuganskaya ، وما إلى ذلك.
يتم تحديد قيمة المعامل μ اعتمادًا على المنطقة الطبيعية ونسبة الأمان وفقًا للجدول. 6.

يتم حساب معلمة hp٪ من التبعية

يتم حساب المعامل δ1 (لـ h0> 100 مم) بالصيغة

يتم تحديد المعامل δ2 من خلال العلاقة

يتم حساب الحد الأقصى لتصريف المياه أثناء فيضان الربيع في شكل جدول (الجدول 7).

يتم تحديد مستويات المياه المرتفعة (HWL) للإمداد المحسوب وفقًا لمنحنيات تصريف المياه للقيم المقابلة لـ Qmaxp٪ والأقسام المحسوبة.
مع الحسابات التقريبية ، يمكن ضبط الحد الأقصى لتدفق المياه لفيضان المطر وفقًا للاعتماد

في الحسابات المسؤولة ، يجب تحديد الحد الأقصى لتدفق المياه وفقًا لتعليمات المستندات التنظيمية.

الموارد المائية هي واحدة من أهم موارد الأرض. لكنها محدودة للغاية. في الواقع ، على الرغم من أن المياه تشغل مساحة من سطح الكوكب ، إلا أن معظمها يمثل المحيط العالمي المالح. يحتاج الإنسان إلى مياه عذبة.

كما يتعذر الوصول إلى مواردها في الغالب من قبل الناس ، حيث تتركز في الأنهار الجليدية في المناطق القطبية والجبلية ، في المستنقعات ، تحت الأرض. فقط جزء صغير من الماء مناسب للاستخدام البشري. هذه بحيرات وأنهار جديدة. وإذا استمر الماء في البداية لعقود ، فسيتم تحديثه في الثانية مرة كل أسبوعين تقريبًا.

تدفق النهر: ماذا يعني هذا المفهوم؟

هذا المصطلح له معنيان رئيسيان. أولاً ، يشير إلى الحجم الكامل للمياه المتدفقة إلى البحر أو المحيط خلال العام. هذا هو اختلافه عن المصطلح الآخر "تدفق النهر" ، عندما يتم الحساب لمدة يوم أو ساعات أو ثوانٍ.

القيمة الثانية هي كمية الماء ، الجسيمات المذابة والمعلقة التي تحملها جميع الأنهار المتدفقة في منطقة معينة: البر الرئيسي ، البلد ، المنطقة.

يتميز جريان الأنهار السطحية والجوفية. في الحالة الأولى ، نعني المياه التي تتدفق إلى النهر على طول الجوفية A - هذه هي الينابيع والينابيع التي تتدفق تحت القاع. كما أنها تعمل على تجديد إمدادات المياه في النهر ، وفي بعض الأحيان (خلال فصل الصيف ، انخفاض المياه أو عندما يكون السطح مغطى بالجليد) يكونون مصدر الغذاء الوحيد. يشكل هذان النوعان معًا إجمالي جريان النهر. عندما يتحدث الناس عن الموارد المائية ، فإنهم يقصدونها.

العوامل المؤثرة على تدفق النهر

تم بالفعل دراسة هذه المسألة بما فيه الكفاية. يمكن تسمية عاملين رئيسيين: التضاريس وظروفها المناخية. بالإضافة إلى ذلك ، تبرز العديد من العناصر الإضافية ، بما في ذلك النشاط البشري.

السبب الرئيسي لتكوين تدفق النهر هو المناخ. إن نسبة درجة حرارة الهواء وهطول الأمطار هي التي تحدد معدل التبخر في منطقة معينة. تكوين الأنهار ممكن فقط مع الرطوبة الزائدة. إذا تجاوز التبخر كمية الأمطار ، فلن يكون هناك جريان سطحي.

تعتمد تغذية الأنهار ومياهها ونظام الجليد على المناخ. توفير تجديد الرطوبة. تقلل درجات الحرارة المنخفضة التبخر ، وعندما تتجمد التربة يقل تدفق المياه من المصادر الجوفية.

يؤثر التضاريس على حجم منطقة مستجمعات المياه النهرية. يعتمد ذلك على شكل سطح الأرض وفي أي اتجاه وبأي سرعة ستتدفق الرطوبة. إذا كانت هناك منخفضات مغلقة في التضاريس ، فلا تتشكل الأنهار ، ولكن البحيرات تتشكل. يؤثر منحدر التضاريس ونفاذية الصخور على النسبة بين أجزاء الترسيب التي تتدفق إلى المسطحات المائية وتتسرب إلى الأرض.

قيمة الأنهار للبشر

النيل ، نهر السند مع نهر الغانج ، دجلة والفرات ، النهر الأصفر ونهر اليانغتسي ، نهر التيبر ، نهر الدنيبر ... أصبحت هذه الأنهار مهدًا لمختلف الحضارات. منذ فجر البشرية ، خدموا له ليس فقط كمصدر للمياه ، ولكن أيضًا كقنوات للتغلغل في الأراضي الجديدة غير المستكشفة.

بفضل تدفق الأنهار ، أصبحت الزراعة المروية ممكنة ، والتي تغذي ما يقرب من نصف سكان العالم. الاستهلاك المرتفع للمياه يعني أيضًا إمكانات غنية بالطاقة الكهرومائية. تستخدم موارد النهر في الإنتاج الصناعي. وتستهلك المياه بشكل خاص إنتاج الألياف الاصطناعية وإنتاج اللب والورق.

النقل النهري ليس الأسرع ولكنه رخيص. إنها الأنسب لنقل البضائع السائبة: الأخشاب ، الخامات ، المنتجات النفطية ، إلخ.

يتم أخذ الكثير من المياه للاحتياجات المنزلية. أخيرًا ، تعتبر الأنهار ذات أهمية ترفيهية كبيرة. هذه أماكن للراحة ، واستعادة الصحة ، ومصدر للإلهام.

الأنهار الأكثر امتلاء في العالم

أكبر حجم لتدفق الأنهار في منطقة الأمازون. تبلغ مساحتها حوالي 7000 كم 3 في السنة. وهذا ليس مفاجئًا ، لأن الأمازون مليء بالمياه على مدار السنة بسبب حقيقة أن روافده اليمنى واليسرى تفيض في أوقات مختلفة. بالإضافة إلى ذلك ، تقوم بتجميع المياه من منطقة تقارب حجم البر الرئيسي بأكمله لأستراليا (أكثر من 7000 كم 2)!

يأتي في المرتبة الثانية نهر الكونغو الأفريقي الذي يبلغ تدفقه 1445 كم 3. يقع في الحزام الاستوائي مع الاستحمام اليومي ، ولا يصبح ضحلًا أبدًا.

من حيث إجمالي موارد تدفق الأنهار: نهر اليانغتسي هو الأطول في آسيا (1080 كم 3) ، أورينوكو (أمريكا الجنوبية ، 914 كم 3) ، ميسيسيبي (أمريكا الشمالية ، 599 كم 3). تتسرب الثلاثة بشكل كبير أثناء هطول الأمطار وتشكل تهديدًا كبيرًا للسكان.

المركزان السادس والثامن في هذه القائمة هما أنهار سيبيريا العظيمان - ينيسي ولينا (624 و 536 كم 3 ، على التوالي) ، وبينهما نهر بارانا في أمريكا الجنوبية (551 كم 3). أغلقت المراكز العشرة الأولى نهر توكانتينز آخر في أمريكا الجنوبية (513 كم 3) ونهر زامبيزي الأفريقي (504 كم 3).

الموارد المائية لدول العالم

الماء هو مصدر الحياة. لذلك ، من المهم جدًا أن يكون لديك احتياطياتها. لكنها موزعة في جميع أنحاء الكوكب بشكل غير متساوٍ للغاية.

فيما يلي تزويد البلدان بموارد الجريان السطحي للأنهار. الدول العشر الأكثر ثراءً بالمياه هي البرازيل (8233 كم 3) ، روسيا (4.5 ألف كم 3) ، الولايات المتحدة الأمريكية (أكثر من 3 آلاف كم 3) ، كندا ، إندونيسيا ، الصين ، كولومبيا ، بيرو ، الهند ، الكونغو.

المناطق الواقعة في المناخ الاستوائي الجاف غير متوفرة بشكل جيد في: شمال وجنوب إفريقيا ، وبلدان شبه الجزيرة العربية ، وأستراليا. يوجد عدد قليل من الأنهار في المناطق الداخلية من أوراسيا ، وبالتالي ، من بين البلدان منخفضة الدخل منغوليا وكازاخستان ودول آسيا الوسطى.

إذا تم أخذ عدد الأشخاص الذين يستخدمون هذه المياه في الاعتبار ، فإن المؤشرات تتغير إلى حد ما.

توافر موارد الجريان السطحي للأنهار

الاكبر		الأقل
بلدان	الأمان	بلدان	الأمان
غيانا الفرنسية	609 الف	الكويت	أقل من 7
أيسلندا	540 الف	الإمارات العربية المتحدة	33,5
غيانا	316 الف	دولة قطر	45,3
سورينام	237 الف	جزر البهاما	59,2
الكونغو	230 الف	سلطنة عمان	91,6
بابوا غينيا الجديدة	122 الفا	المملكة العربية السعودية	95,2
كندا	87 الف	ليبيا	95,3
روسيا	32 الفا	الجزائر	109,1

البلدان ذات الكثافة السكانية العالية في أوروبا ذات الأنهار المتدفقة بالكامل لم تعد غنية بالمياه العذبة: ألمانيا - 1326 ، فرنسا - 3106 ، إيطاليا - 3052 متر مكعب للفرد ، بمتوسط ​​قيمة للعالم كله - 25 ألف متر مكعب.

التدفق عبر الحدود والمشاكل المرتبطة به

العديد من الأنهار تعبر أراضي العديد من البلدان. في هذا الصدد ، هناك صعوبات في الاستخدام المشترك لموارد المياه. هذه المشكلة حادة بشكل خاص في المناطق التي يتم فيها نقل كل المياه تقريبًا إلى الحقول. وقد لا يحصل الجار في اتجاه مجرى النهر على أي شيء.

على سبيل المثال ، الانتماء في المناطق العليا إلى طاجيكستان وأفغانستان ، وفي الروافد الوسطى والسفلى إلى أوزبكستان وتركمانستان ، في العقود الأخيرة لم تنقل مياهها إلى بحر آرال. فقط مع علاقات حسن الجوار بين الدول المجاورة يمكن استخدام مواردها لصالح الجميع.

تتلقى مصر 100٪ من مياه نهرها من الخارج ، ويمكن أن يكون لانخفاض تدفق النيل بسبب تناول المياه في المنبع تأثير سلبي للغاية على حالة الزراعة في البلاد.

بالإضافة إلى ذلك ، إلى جانب المياه ، "تنتقل" العديد من الملوثات عبر حدود البلدان: القمامة وجريان المصانع والأسمدة والمبيدات الحشرية التي يتم غسلها من الحقول. هذه المشاكل ذات صلة بالبلدان الواقعة في حوض نهر الدانوب.

أنهار روسيا

بلادنا غنية بالأنهار الكبيرة. يوجد الكثير منهم بشكل خاص في سيبيريا والشرق الأقصى: Ob و Yenisei و Lena و Amur و Indigirka و Kolyma ، إلخ. ويعد تدفق النهر هو الأكبر في الجزء الشرقي من البلاد. لسوء الحظ ، لم يتم استخدام سوى جزء صغير منها حتى الآن. يذهب جزء منها للاحتياجات المحلية ، لتشغيل المؤسسات الصناعية.

تمتلك هذه الأنهار إمكانات طاقة هائلة. لذلك ، تم بناء أكبر محطات الطاقة الكهرومائية على أنهار سيبيريا. وهي لا غنى عنها كطرق نقل وللتجديف بالأخشاب.

الجزء الأوروبي من روسيا غني أيضًا بالأنهار. أكبرها نهر الفولغا ، تدفقه 243 كم 3. لكن 80٪ من سكان البلاد وإمكاناتها الاقتصادية تتركز هنا. لذلك ، فإن نقص الموارد المائية أمر حساس ، خاصة في الجزء الجنوبي. يتم تنظيم تدفق نهر الفولغا وبعض روافده بواسطة الخزانات ؛ وقد تم بناء سلسلة من محطات الطاقة الكهرومائية عليها. النهر مع روافده هو الجزء الرئيسي من نظام المياه العميقة الموحد لروسيا.

في ظل ظروف أزمة المياه المتزايدة في جميع أنحاء العالم ، تتمتع روسيا بظروف مواتية. الشيء الرئيسي هو منع تلوث أنهارنا. في الواقع ، وفقًا لخبراء الاقتصاد ، يمكن أن تصبح المياه النظيفة سلعة أكثر قيمة من النفط والمعادن الأخرى.