Для визначення стоку річки залежно площі басейну, висота шару опадів тощо. в гідрології застосовуються такі величини: стік річки, модуль стоку та коефіцієнт стоку.

Стоком річкиназивають витрату води за тривалий період часу, наприклад, за добу, декаду, місяць, рік.

Модулем стокуназивають виражену в літрах (у) кількість води, що стікає в середньому в 1 секунду з площі басейну річки в 1 км2:

Коефіцієнт стокуназивають відношення стоку води в річці (Qr) до кількості опадів (М), що випали, на площу басейну річки за один і той же час, виражене у відсотках:

а - коефіцієнт стоку у відсотках, Qr - величина річного стокуу кубічних метрах; М - річна кількість опадів, що випали, в міліметрах.

Для визначення модуля стоку потрібно знати витрату води і площу басейну вище створа, яким визначався витрата води даної річки. Площу басейну річки можна виміряти по карті. Для цього застосовують такі способи:

• 1) планування
• 2) розбивку на елементарні фігури та обчислення їх площ;
• 3) вимірювання площі за допомогою палетки;
• 4) обчислення площ за геодезичними таблицями

Студентам найлегше використовувати третій спосіб проводити вимірювання площі у вигляді палетки, тобто. прозорого паперу (кальки) із нанесеними на нього квадратиками. Маючи карту досліджуваного району карти у певному масштабі, можна виготовити палетку квадратами, що відповідають масштабу карти. Попередньо слід оконтурити басейн даної річки вище за певний створ, а потім накласти карту на палетку, на яку перенести контур басейну. Для визначення площі потрібно порахувати спочатку число повних квадратиків, розташованих усередині контуру, а потім скласти дані квадратики, що частково покривають басейн цієї річки. Склавши квадратики і помноживши отримане число на площу одного квадратика, дізнаємося про площу басейну річки вище даного створу.

Q – витрата води, л. Для перекладу кубічних метріву літри множимо витрату на 1000, S площа басейну, км 2 .

Для визначення коефіцієнта стоку річки потрібно знати річний стік річки та обсяг води, що випала площі даного басейну річки. Об'єм води, що випала на площі даного басейну, легко визначити. Для цього потрібно площа басейну, виражену в квадратних кілометрах, помножити на товщину шару опадів, що випали (теж в кілометрах). Наприклад, товщина дорівнюватиме р якщо опадів на даній площі випало за рік 600 мм, то 0" 0006 км і коефіцієнт стоку дорівнюватиме:

Qr - річний стік річки, а М-площа басейну; множимо дріб на 100 визначення коефіцієнта стоку у відсотках.

Визначення режиму стоку річки. Для характеристики режиму стоку річки необхідно встановити:

a) яким змінам за сезонами піддається рівень води (річка з постійним рівнем, що сильно меліє влітку пересихає, втрачає воду в понорах і зникає з поверхні);

b) час повені, якщо він буває;

c) висоту води під час повені (якщо немає самостійних спостережень, то за опитувальними відомостями);

d) тривалість замерзання річки, якщо це буває (за своїми особистими спостереженнями або за відомостями, отриманими шляхом опитування).

Визначення якості води. Для визначення якості води потрібно дізнатися, каламутна вона чи прозора, придатна для пиття чи ні. Прозорість води визначається білим диском (диск Секкі) діаметром приблизно 30 см, підведеним на розміченому ліні або приробленим до розміченого жердини. Якщо диск опускається на лині, то внизу, під диском, кріпиться вантаж, щоб диск не зносило течією. Глибина, на якій цей диск стає невидимим, є показником прозорості води. Можна зробити диск з фанери і пофарбувати його в білий колірале тоді вантаж потрібно підвісити досить важкий, щоб він вертикально опускався у воду, а сам диск зберігав горизонтальне положення; або фанерний лист можна замінити на тарілку.

Визначення температури води у річці. Температуру води в річці визначають джерельним термометром як на поверхні води, так і на різних глибинах. Тримати термометр у воді слід протягом 5 хвилин. Джерельний термометр можна замінити звичайним ванним термометром у дерев'яній оправі, але, щоб він опускався у воду на різні глибини, слід прив'язати до нього вантаж.

Можна визначити температуру води в річці за допомогою батометрів: батометра-тахіметра та пляшкового батометра. Батометр-тахіметр складається з гнучкого гумового балона обсягом близько 900 см 3; до нього вставлена ​​трубочка діаметром б мм. Батометр-тахіметр закріплюють на штанзі та опускають на різні глибини для взяття води.

Отриману воду виливають у склянку та визначають її температуру.

Батометр-тахіметр неважко зробити самому студенту. Для цього потрібно купити невелику гумову камеру, на неї надіти і прив'язати гумову трубочку діаметром б мм. Штангу можна замінити дерев'яною жердиною, розділивши її на сантиметри. Штангу з батометром-тахіметром потрібно опускати вертикально у воду до певної глибини, так щоб отвір батометра-тахіметра було направлено за течією. Опустивши на певну глибину, штангу необхідно повернути на 180 і тримати приблизно 100 секунд для того, щоб набрати води після чого знову повернути штангу на 180 °. стік вода режим річка

Виймати її слід так, щоб із батометра вода не вилилася. Перелив воду в склянку, визначають термометром температуру води на даній глибині.

Корисно одночасно виміряти термометром-пращом температуру повітря і порівняти її з температурою річкової води, обов'язково записавши час спостереження. Іноді різниця температури сягає кількох градусів. Наприклад, о 13 годині температура повітря 20, температура води в річці 18°.

Дослідження на певних ділянках на певному характері русла річки. При дослідженні ділянках характеру русла річки необхідно:

a) відзначити найголовніші плеси та перекати, визначити їх глибини;

b) при виявленні порогів та водоспадів визначити висоту падіння;

c) замалювати та по можливості виміряти острови, мілини, осередки, побічні протоки;

d) зібрати відомості, в яких місцях річка розмиває і на місцях, що особливо сильно розмиваються, визначити характер порід, що розмиваються;

e) вивчити характер дельти, якщо досліджується приустьову ділянку річки, та нанести її на окомірний план; подивитися, чи відповідають окремі рукави зображеним на карті.

Загальна характеристика річки та її використання. При загальної характеристикирічки потрібно з'ясувати:

a) в якій частині річка є головним чином еродуючої та в якій акумулюючій;

b) ступінь меандрування.

Для визначення ступеня меандрування необхідно дізнатися коефіцієнт звивистості, тобто. відношення довжини річки на ділянці, що вивчається, до найкоротшої відстані між певними пунктами досліджуваної частини річки; наприклад, річка А має довжину 502 км, а найкоротша відстаньміж витоком і гирлом всього 233 км, отже, коефіцієнт звивистості:

К - коефіцієнт звивистості, L - довжина річки, 1 - найкоротша відстань між витоком та гирлом

Вивчення меандрів має велике значеннядля лісосплаву та судноплавства;

c) Не віджимання річки конуси виносу, що утворюються в гирлах приток річки або виробляють тимчасові потоки.

Дізнатися, як використовується річка для судноплавства та сплаву лісу; якщо рука несудноплавна, то з'ясувати чому, служить перешкодою (дрібноводна, порожиста, чи є водоспади), чи є на річці греблі та інші штучні споруди; чи не використовується річка для поливу; які перетворення необхідно зробити для використання річки у народному господарстві.

Визначення живлення річки. Потрібно з'ясувати види живлення річки: ґрунтове, дощове, від танення снігу озерне чи болотяне. Наприклад, нар. Клязьма має харчування, ґрунтове, снігове та дощове, з них ґрунтове харчування становить 19 %, снігове - 55 % та дощове. - 26 %.

Річку зображено малюнку 2.

м 3

Висновок:У ході цього практичного заняття, в результаті розрахунків було отримано наступні значення, що характеризують стік річки:

Модуль стоку? = 177 239 л / с * км 2

Коефіцієнт стоку б = 34,5%.

Внутрішньорічний розподіл стоку

Систематичні ( щоденні) спостереження за рівнями води були розпочаті в нашій країні навколо 100 роківназад. Спочатку вони велися в невеликій кількості пунктів. В даний час ми маємо дані про стоку річок по 4000 гідрологічним постам. Ці матеріали мають унікальний характер, дозволяючи простежити зміни стоку за багаторічний період, широко використовуються при розрахунках водних ресурсів, а також при проектуванні та будівництві гідротехнічних та інших. промислових об'єктівна річках, озерах та водосховищах. Для вирішення практичних питаньнеобхідно мати дані спостережень за гідрологічними явищами за періоди часу від 10 до 50 роківі більше.

Гідрологічні станції та пости, розташовані на території нашої країни, утворюють так звану державну гідрометеорологічну мережу.Вона знаходиться у віданні Роскомгідромета і покликана задовольняти запити всіх галузей народного господарстваза даними про режим водних об'єктів. З метою систематизації матеріали спостережень на постах оприлюднюються в офіційних довідкових виданнях.

Вперше дані гідрологічних спостереженьбули узагальнені у Державному водному кадастрі СРСР (ГВК). Він включав довідники з водних ресурсів СРСР (порайонні, 18 томів), відомості про рівні води на річках та озерах СРСР(1881-1935 рр., 26 томів), матеріали за режимом річок ( 1875-1935 рр., 7 томів). З 1936 р.матеріали гідрологічних спостережень почали публікуватися в Гідрологічні щорічники.В даний час діє єдина загальнодержавна система обліку всіх видів природних водта їх використання на території Російської Федерації.

Первинна обробкаданих про щоденні рівні води, що наводяться в Гідрологічних щорічниках, полягає у виконанні аналізу внутрішньорічного розподілу стоку та побудові графіка коливання рівнів води за рік.

Характер зміни стоку протягом року та обумовлений цими змінами режим рівнів води переважно залежать від умов живлення річки водою. За класифікацією Б.Д. Зайкова річки поділяються на три групи:

З весняною повінью, що утворюється в результаті танення снігу на рівнинах та невисоких горах;

З повінь у найбільш теплу частину року, що виникає за рахунок танення сезонних та вічних гірських снігів та льодовиків;

З дощовими паводками.

Найбільш поширеними є річки з весняною повінью. Для цієї групи характерними є наступні фази водного режиму: весняна повінь, літня межень, період осіннього підйому води, зимова межень.

В період весняної повеніу річках першої групи за рахунок танення снігу суттєво збільшується витрата води, і рівень її підвищується. Амплітуда коливання рівнів води та тривалість повені на річках цієї групи різниться залежно від факторів підстилаючої поверхні та факторів зонального характеру. Так, наприклад, східноєвропейський тип внутрішньорічного розподілу стоку має дуже високу і різку весняну повінь і малі витрати води в решту пори року. Це незначною кількістю літніх опадів і сильним випаром з поверхні степових басейнів Південного Заволжя.

Західноєвропейський тип розподілу характеризується невисокою та розтягнутою весняною повінью, що є наслідком плоского рельєфу та сильної заболоченості Західно- Сибірської низовини. Наявність озер, боліт та рослинності у межах водозбірного басейну призводить до вирівнювання стоку протягом року. До цієї групи відноситься також східносибірський тип розподілу стоку. Він характеризується відносно високою весняною повінью, дощовими паводками в літньо- осінній періоді вкрай низькою зимовою межею. Зумовлено це впливом вічної мерзлотихарактер харчування річки.

Амплітуда коливання рівнів води у середніх та великих річокРосія досить значна. Вона досягає 18 мна верхній Оці та 20 мна Єнісеї. За таких наповненнях русла затоплюються великі площі річкових долин.

Період стояння низьких рівнів, що мало змінюються в часі протягом літа, називають періодом літньої меженіколи основним джерелом живлення річок є підземні води.

В осінній період поверхневий стік збільшується за рахунок осінніх дощів, що призводить до підйому водита освіти літньо-осінньої дощової повені.Зростанню стоку восени сприяє також зменшення випаровування у період.

Фаза зимової межіу річці починається з моменту появи льоду і закінчується початком підйому рівнів води від весняного сніготанення. Протягом зимової межі у річках спостерігається дуже малий стік, оскільки з настання стійких негативних температур харчування річки здійснюється лише з допомогою підземних вод.

Біля рік другої групи виділяються далекосхіднийі тяньшанськийтипи внутрішньорічного розподілу стоку. Перший з них має невисоку, сильно розтягнуту, гребінчастого виду повінь у літньо-осінній період і низький стік у холодну частину року. Тяньшанський тип відрізняється меншою амплітудою хвилі повені та забезпеченим стоком у холодну частину року.

У річок третьої групи ( причорноморський тип) дощові паводки розподілені рівномірно протягом року. Амплітуда коливання рівнів води сильно згладжується біля річок, які з озер. У цих річок межа між повінь і межею мало помітна і обсяг стоку в повінь можна порівняти з обсягом стоку в межень. У решти річок під час повені проходить основна частина річного стоку.

Результати спостережень над рівнями за календарний рік подають у вигляді графіка коливання рівнів(Рис. 3.5). Крім ходу рівнів, на графіках особливими позначеннями показуються фази льодового режиму: осінній льодохід, льодостав, весняний льодохід, а також показуються значення максимального та мінімального навігаційних рівнів води.

Зазвичай графіки коливання рівнів води на гідрологічному посту поєднуються за 3-5 роківна одному кресленні. Це дозволяє виконати аналіз режиму річки за маловодні та багатоводні роки та простежити динаміку настання відповідних фаз гідрологічного циклу за даний періодчасу.

28.07.2015

Коливання річкового стокута критерії його оцінки.Річковим стоком називають переміщення води в процесі її кругообігу в природі, коли вона стікає річковим руслом. Річковий стік визначається кількістю води, що протікає річковим руслом за певний проміжок часу.
На режим стоку впливають численні чинники: кліматичні - опади, випаровування, вологість та температура повітря; топографічні - рельєф місцевості, форма та розміри річкових басейнів та ґрунтово-геологічні, включаючи рослинний покрив.
Для будь-яких басейнів чим більше опадів і менше випаровування, тим більше стік річки.
Встановлено, що зі зростанням площі водозбору тривалість весняної повені також збільшується, гідрограф має більш витягнуту і «спокійну» форму. У грунтах, що легко проникають, більша фільтрація і менше стік.
При виконанні різних гідрологічних розрахунків, пов'язаних із проектуванням гідротехнічних споруд, меліоративних систем, систем водопостачання, заходів щодо боротьби з повенями, доріг тощо, д. визначають наступні основні характеристики річкового стоку.
1. Витрати води- це обсяг води, що протікає через аналізований стулок в одиницю часу. Середня витрата води Qcp розраховують як середню арифметичну із витрат за даний проміжок часу Т:

2. Об'єм стоку V- це об'єм води, який протікає через заданий стулок за проміжок часу, що розглядається T

3. Модуль стоку M- це витрата води, що припадає на 1 км2 площі водозбору F (або стікає з одиниці площі водозбору):

На відміну від витрати води, модуль стоку не пов'язаний з конкретним створом річки і характеризує стік в цілому з басейну. Середній багаторічний модуль стоку M0 не залежить від водності окремих років, а визначається лише географічним розташуваннямбасейн річки. Це дозволило районувати нашу країну в гідрологічному відношенні та побудувати карту ізоліній середньомноголітніх модулів стоку. Ці карти наводяться у відповідній нормативній літературі. Знаючи площу водозбору будь-якої річки та визначивши для неї по карті ізоліній величину M0, можна встановити середню багаторічну витрату води Q0 цієї річки за формулою

Для близько розташованих створів річки модулі стоку можна прийняти постійними, тобто

Звідси за відомою витратою води в одному створі Q1 і відомим площамводозборів у цих створах F1 і F2, витрата води в іншому створі Q2 може бути встановлений за співвідношенням

4. Шар стоку h- це висота шару води, яка вийшла б при рівномірному розподілі по всій площі басейну F об'єму стоку V за певний проміжок часу:

Для середнього багаторічного шару стоку h0 весняної повені складено карти ізоліній.
5. Модульний коефіцієнт стоку- це відношення будь-якої з наведених вище характеристик стоку до її середньоарифметичного значення:

Ці коефіцієнти можуть бути встановлені для будь-яких гідрологічних характеристик (витрат, рівнів, опадів, випаровування тощо) та для будь-яких періодів стоку.
6. Коефіцієнт стоку η- це відношення шару стоку до шару опадів, що випали на водозбірну площу х:

Цей коефіцієнт може бути виражений через відношення обсягу стоку до обсягу опадів за один і той же проміжок часу.
7. Норма стоку- найімовірніша середня багаторічна величинастоку, виражена будь-якою з наведених вище характеристик стоку за багаторічний період. Для встановлення норми стоку ряд спостережень може бути щонайменше 40...60 років.
Норма річного стоку Q0 визначається за формулою

Так як на більшості водомірних постів кількість років спостережень зазвичай менше 40, то необхідно перевірити, чи достатньо цієї кількості років для отримання достовірних значень норми стоку Q0. Для цього обчислюють середньоквадратичну помилку норми стоку за залежністю

Тривалість періоду спостережень є достатньою, якщо величина середньоквадратичної помилки σQ не перевищує 5 %.
На зміну річного стоку переважно впливають кліматичні фактори: опади, випаровування, температура повітря тощо. Всі вони взаємопов'язані і, своєю чергою, залежить від низки причин, випадковий характер. Тому гідрологічні параметри, що характеризують стік, визначаються сукупністю випадкових величин. При проектуванні заходів лісосплаву необхідно знати значення цих параметрів з необхідною ймовірністю їх перевищення. Наприклад, при гідравлічному розрахунку лісосплавних гребель необхідно встановити максимальну витрату весняної повені, яка може бути перевищена п'ять разів за сто років. Це завдання вирішують, використовуючи методи математичної статистикита теорії ймовірності. Для характеристики величин гідрологічних параметрів - витрат, рівнів тощо використовують поняття: частота(повторюваність) та забезпеченість (тривалість).
Частота показує, у кількох випадках за період часу, що розглядається, величина гідрологічного параметра знаходилася в певному інтервалі. Наприклад, якщо середньорічна витрата води в заданому створі річки змінювався за ряд років спостережень від 150 до 350 м3/с, можна встановити, скільки разів значення цієї величини перебували в інтервалах 150...200, 200...250, 250. .300 м3/с і т.д.
Забезпеченістьпоказує, у кількох випадках величина гідрологічного елемента мала значення, рівні та більші за певну величину. У широкому розумінні забезпеченість - це можливість перевищення цієї величини. Забезпеченість будь-якого гідрологічного елемента дорівнює сумі частот вищерозташованих інтервалів.
Частота та забезпеченість можуть виражатися числом випадків, але в гідрологічних розрахунках їх найчастіше визначають у відсотках від загальної кількостічленів гідрологічного ряду. Наприклад, у гідрологічному ряду двадцять значень середньорічних витрат води, шість з них мали величину, що дорівнює або більшу за 200 м3/с, це означає, що ця витрата забезпечена на 30 %. Графічно зміни частоти та забезпеченості зображуються кривими частоти (рис. 8а) та забезпеченості (рис. 8б).

У гідрологічних розрахунках найчастіше використовують криву забезпеченості. З цієї кривої видно, що чим більша величина гідрологічного параметра, тим менший відсоток забезпеченості, і навпаки. Тому прийнято вважати, що роки, котрим забезпеченість стоку, тобто середньорічний витрата води Qг, менше 50 % є багатоводними, а роки із забезпеченістю Qг більше 50 % - маловодними. Рік із забезпеченістю стоку 50% вважають роком середньої водності.
Забезпеченість водності року іноді характеризують її середньою повторюваністю. Для багатоводних років повторюваність показує, як часто зустрічаються в середньому роки даної чи більшої водності, для маловодних – даної чи меншої водності. Наприклад, середньорічна витрата багатоводного року 10% забезпеченості має середню повторюваність 10 разів на 100 років або 1 раз на 10 років; середня повторюваність маловодного року 90%-ной забезпеченості також має повторюваність 10 разів на 100 років, оскільки у 10 % випадків середньорічні витрати матимуть менші значення.
Роки певної водності мають відповідне найменування. У табл. 1 для них наведено забезпеченість та повторюваність.

Зв'язок між повторюваністю у та забезпеченістю р може бути записана в такому вигляді:
для багатоводних років

для маловодних років

всі гідротехнічні спорудидля регулювання русла або стоку рік розраховуються за водністю року певної забезпеченості, що гарантує надійність та безаварійність роботи споруд.
Розрахунковий відсоток забезпеченості гідрологічних показників регламентується Інструкцією з проектування лісосплавних підприємств.
Криві забезпеченості та способи їх розрахунку.У практиці гідрологічних розрахунків застосовуються два способи побудови кривих забезпеченості: емпіричний та теоретичний.
Обґрунтований розрахунок емпіричної кривої забезпеченостіможна здійснити лише за числі спостережень за стоком річки понад 30...40 років.
При розрахунку забезпеченості членів гідрологічного ряду для річного, сезонного та мінімального стоків можна використовувати формулу Н.М. Чегодаєва:

Для визначення забезпеченості максимальних витрат води застосовують залежність С.М. Крицького та М.Ф. Менкеля:

Порядок побудови емпіричної кривої забезпеченості:
1) всі члени гідрологічного ряду записуються у спадному по абсолютної величинипорядку;
2) кожному члену ряду надається порядковий номер, Починаючи з одиниці;
3) визначається забезпеченість кожного члена спадного ряду за формулами (23) або (24).
За результатами розрахунку будують криву забезпеченості, подібну до тієї, яка представлена ​​на рис. 8б.
Але емпіричні криві забезпеченості мають ряд недоліків. Навіть при досить тривалому періоді спостережень не можна гарантувати, що цей інтервал охоплює всі можливі максимальні та мінімальні значеннястікання річки. Розрахункові значення забезпеченості стоку 1...2 % не надійні, оскільки досить обгрунтовані результати можна отримати лише за кількості спостережень за 50...80 років. У зв'язку з цим, при обмеженому періоді спостережень за гідрологічним режимом річки, коли число років менше тридцяти, або за повної їх відсутності, будують теоретичні криві забезпеченості.
Дослідження показали, що розподіл випадкових гідрологічних величин найбільше добре підпорядковується рівнянню кривої Пірсона III типу, Інтегральний вираз якої є кривою забезпеченості. Пірсон отримані таблиці для побудови цієї кривої. Крива забезпеченості може бути побудована з достатньою для практики точністю за трьома параметрами: середньоарифметичного значення членів ряду, коефіцієнтів варіації та асиметрії.
Середньоарифметичне значення членів низки обчислюється за такою формулою (19).
Якщо кількість років спостережень менше десяти чи спостереження взагалі проводилися, то середньорічний витрата води Qгcp приймають рівним середньому багаторічному Q0, тобто Qгcp = Q0. Величина Q0 може бути встановлена ​​за допомогою модульного коефіцієнта K0 або модуля стоку M0, визначеного картами ізоліній, так як Q0 = M0*F.
Коефіцієнт варіації Cv характеризує мінливість стоку чи ступінь коливання його щодо середнього значення у цьому ряду, він чисельно дорівнює відношенню середньоквадратичної помилки до середньоарифметичного значення членів ряду. На величину коефіцієнта Cv істотно впливають кліматичні умови, тип живлення річки та гідрографічні особливості її басейну.
За наявності даних спостережень не менш як за десять років коефіцієнт варіації річного стоку обчислюють за формулою

Розмір Cv змінюється у межах: від 0,05 до 1,50; для лісосплавних рік Cv = 0,15 ... 0,40.
При короткому періоді спостережень за стоком річки або за їх повної відсутності коефіцієнт варіаціїможна встановити за формулою Д.Л. Соколовського:

У гідрологічних розрахунках для басейнів із F > 1000 км2 також використовують карту ізоліній коефіцієнта Cv, якщо сумарна площа озер трохи більше 3 % площі водозбору.
У нормативному документі СНиП 2.01.14-83 визначення коефіцієнта варіації невивчених рік рекомендується узагальнена формула К.П. Воскресенського:

Коефіцієнт асиметрії Csхарактеризує несиметричність ряду аналізованої випадкової величинищодо її середнього значення. Чим менша частина членів ряду перевищує величину норми стоку, тим більша величина коефіцієнта асиметрії.
Коефіцієнт асиметрії може бути розрахований за формулою

Проте ця залежність дає задовільні результати лише за кількості років спостережень n > 100.
p align="justify"> Коефіцієнт асиметрії невивчених річок встановлюється за співвідношенням Cs/Cv для річок-аналогів, а за відсутності досить хороших аналогів приймаються середні відносини Cs/Cv по річках даного району.
Якщо неможливо встановити відношення Cs/Cv за групою річок-аналогів, то значення коефіцієнта Cs для невивчених річок приймаються з нормативних міркувань: для басейнів річок з коефіцієнтом озерності понад 40 %

для зон надлишкового та змінного зволоження - арктичної, тундрової, лісової, лісостепової, степової

Для побудови теоретичної кривої забезпеченості за наведеними вище трьома її параметрами - Q0, Cv і Cs - користуються методом, запропонованим Фостер - Рибкіним.
З наведеного вище співвідношення для модульного коефіцієнта (17) випливає, що середня багаторічна величина стоку заданої забезпеченості - Qp%, Мр%, Vp%, hp% - може бути розрахована за формулою

Модульний коефіцієнт стоку року заданої забезпеченості визначається за залежністю

Визначивши низку будь-яких характеристик стоку за багаторічний період різної забезпеченості, можна за цими даними побудувати і криву забезпеченості. При цьому всі розрахунки доцільно вести у табличній формі (табл. 3 та 4).

Методи розрахунку модульних коефіцієнтів.Для вирішення багатьох водогосподарських завдань необхідно знати розподіл стоку за сезонами чи місяцями року. Внутрішньорічний розподіл стоку виражають у вигляді модульних коефіцієнтів місячного стоку, що становлять відношення середньомісячних витрат Qм.ср до середньорічного Qг.ср:

Внутрішньорічний розподіл стоку різний для років різної водності, тому в практичних розрахунках визначають модульні коефіцієнти місячного стоку для трьох характерних років: багатоводного року 10% забезпеченості, середнього по водності - 50% забезпеченості і маловодного - 90% забезпеченості.
Модульні коефіцієнти місячного стоку можна встановити за фактичними знаннями середньомісячних витрат води за наявності даних спостережень не менше ніж за 30 років, за річкою-аналогом або за типовими таблицями розподілу місячного стоку, складеними для різних басейнів рік.
Середньомісячні витрати води визначають, виходячи з формули

(33): Qм.cp = KмQг.

Максимальні витрати води.При проектуванні гребель, мостів, запанів, заходів щодо зміцнення берегів потрібно знати максимальні витрати води. Залежно від типу живлення річки за розрахункову максимальну витрату може бути прийнята максимальна витрата води весняної повені або осінньої повені. Розрахункова забезпеченість цих витрат визначається класом капітальності гідроспоруд та регламентується відповідними нормативними документами. Наприклад, лісосплавні греблі Ill класу капітальності розраховуються на пропуск максимальної витрати води 2% забезпеченості, а IV класу - 5% забезпеченості, берегоукрепительные споруди не повинні руйнуватися при швидкостях течії, що відповідають максимальній витраті води 10% забезпеченості.
Спосіб визначення величини Qmax залежить від ступеня вивченості річки та від різниці між максимальними витратами весняної повені та повені.
Якщо є дані спостережень у період понад 30...40 років, то будують емпіричну криву забезпеченості Qmax, а за меншому періоді - теоретичну криву. У розрахунках приймають: для весняної повені Cs = 2Сv, а дощових паводків Cs = (3...4)CV.
Оскільки спостереження за режимом річок ведуться на водомірних постах, то зазвичай криву забезпеченості будують для цих стулок, а максимальні витрати води у площинах розташування споруд розраховують за співвідношенням

Для рівнинних річок максимальна витрата води весняної повенізаданої забезпеченості р% обчислюють за формулою

Значення параметрів n та K0 визначаються залежно від природної зонита категорії рельєфу за табл. 5.

І категорія - річки, розташовані в межах горбистих і платоподібних височінь - Середньоруська, Струго-Красненська, Судомська височини, Середньосибірське плоскогір'я та ін;
II категорія - річки, в басейнах яких горбисті височини чергуються з пониженнями між ними;
ІІІ категорія - річки, більша частинабасейнів яких розташовується в межах плоских низовин - Молого-Шекснінська, Мещерська, Білоруське полісся, Придністровська, Васюганська та ін.
Значення коефіцієнта μ встановлюється залежно від природної зони та відсотка забезпеченості за табл. 6.

Параметр hp% обчислюють залежно від

Коефіцієнт δ1 розраховують (при h0> 100 мм) за формулою

Коефіцієнт δ2 визначають за співвідношенням

Розрахунок максимальних витрат води весняної повені ведеться у табличній формі (табл. 7).

рівні високих вод(УВВ) розрахункової забезпеченості встановлюються за кривими витрат води для відповідних значень Qmaxp% та розрахункових створів.
При наближених розрахунках максимальна витрата води дощового паводку може бути встановлена ​​за залежністю

У відповідальних розрахунках визначення максимальних витрат води слід проводити відповідно до вказівок нормативних документів.

У межах Африки виділено 4 гідрологічні райони з різним внутрішньорічним розподілом річкового стоку (рис. 6.1). При цьому значні території у Північній, Східній та Південно- Західної Африкизалишилися поза цими районами, хоча на карті № 28 «Внутрішньорічний розподіл стоку» в Атласі МВБ у їх межах показано ще більше 30 гістограм, що відповідають створам на річках з специфічними особливостямиводного режиму. До них, насамперед, належать Білий Ніл, стік якого зарегульований озерами Вікторія, Кьйога, Альберт, а також болотами області Седд та Замбезі, стік якої регулюється водосховищами Кариба та Кабора-Басса. Крім того, не використані створи на річках, що часто пересихають, напівпустельних і пустельних районів, в яких наявні гідрографи річок недостатньо репрезентативні через сильну мінливість внутрішньо- і міжрічного розподілу річкового стоку.

• 1. Західноафриканський район (водозбори річок Сенегалу, Нігеру, Шарі, Убанги (правого припливу Конго), Вольти та інших річок північного узбережжя Гвінейської затоки), де низька межа триває перше півріччя, а в багатоводне друге півріччя - максимум стоку буває зазвичай у вересні . Віднесені до цього району низов'я Блакитного Нілу та Нілу нижче цього його притоку в даний час є ділянками річкової мережі, перетворені на нижній б'єф каскаду іригаційно-енергетичних гідровузлів Судану та Асуанського гідровузла з одним з найбільших у світі водосховищем Насер. Режим стоку визначається лише водогосподарськими потребами. За класифікацією М. І.Львовича, водний режим річок цього району відноситься до типу RAy та відрізняється малою природною зарегульованістю (середнє значення
• 2. Південноафриканський район, що включає басейни річок Касаї (лівої притоки Конго), Лімпопо, Помаранчевої та південно-східного схилу Драконових гір на материку та острів Мадагаскар, де повінь триває з грудня до квітня з максимумом у січні

Рис. 6.1.

а- мережа врахованих 73 пунктів спостережень (показані точками) та межі районів; б-посередні гідрографи в межах районів {1-4). Місячні частки стоку (% річної його величини) показані стовпчиками з січня

по грудень чи лютому, рідше у березні. Зимова межень – з червня по вересень, що відповідає типу річкового режиму Rey. Природна зарегульованість у середньому річок цього району помірна (ф = 0,33). Модуль стоку наносів дещо вищий, ніж у районі 7, хоча так само мінливий від одного водозбору до іншого - від 50 до 500 т/(км 2 -рік) і більше на гірських степових схилах, освоєних під землеробство і пасовища, у яких нерідко перевипас худоби. У помаранчевому басейні, де є спостереження за стоком наносів за кілька десятків років, середній багаторічний модуль становить 890 т/(км 2 рік) на головній річці і до 1000 - 2000 т/(км 2 * рік) на малих її притоках. Різке збільшення витрати наносів відбувалося у перші роки господарського освоєннятериторією колоністами. З розвитком регулювання стоку водосховищами відбулося скорочення каламутності РВМ.

3. Східноафриканський район охоплює верхів'я басейну Конго-Луалаби, водозбори озер Танганьїка, Руква, Еясі та нар. Ру-фіджі - головної річки Танзанії. У ньому максимальна водність річок спостерігається восени (у березні -травні), а межень - з червня по грудень (тип водного режиму RAy, як і в районі 7, але розташований у Північній півкулі). Зарегульованість тут річкового стоку в середньому така сама, як у районі 2 (Ф = 0,33). Варіація каламутності рік настільки ж велика і строката, як і в районі 2, але в основному від 20 до 200 т/(км 2 - рік), а на масивах просапних зернових культур (кукурудза, пшениця) на плато Центральної Танзанії модуль ерозії досягає 1500т / (Км 2-рік) .

У горах Атласу внаслідок великої просторової мінливості умов формування річкового стоку річки мають різний тип внутрішньорічного розподілу, властивий річкам розглянутих вище трьох гідрологічних районів (див. рис. 6.1). Найбільш багатоводні річки північного та північно-західного схилів, а водоносність річок, що стікають до Сахара, в середньому у 100 разів менша. Вниз за течією вони поступово перетворюються на тимчасові водотоки. Цьому сприяє як випаровування, а й поширений тут карст. на окремих ділянкахрічки течуть під землею, перетворюючись на передгір'я на джерела з дебітом до 1-1,5 м 3 /с.

4. Центральноафриканський район займає плоску алювіальну поверхню улоговини стародавнього оз. Бусир, що існував до пізнього плейстоцену. Вона заповнена відкладеннями нар. Конго та її приток. До цього району віднесені також розташовані між нею і східним узбережжям Гвінейської затоки водозбори річок, що впадають у нього. Річки району відрізняються найбільш рівномірним стоком протягом року з тривалим, у середньому 8-місячним багатоводним літньо-осіннім періодом без чітко вираженого максимуму стоку та зі зниженим стоком у липні-жовтні (Ray). Через наявність озер та великих боліт під пологом густих екваторіальних лісівв центрі басейну Конго інтенсивність схилової та руслової ерозії вбирається у 10 т/(км 2 - рік). Тому на периферійних схилах цього басейну каламутні РВМ у верхніх ланках річкової мережі в центральній частині його освітлюються в міру седиментації завислих речовин. Оскільки у харчуванні цих річок головну роль відіграють дощові водимісцевого походження, мінералізація РВМ дуже мала. Так, судячи з значень питомої електропровідності води (3-4 мкСм/см) у деяких річках області Шаба (колишня Катанга) на південно-східній околиці басейну Конго у горах Мітумба, мінералізація води вдвічі менша, ніж у атмосферних опадах суто океанічного походження. Це - свідчення інтенсивного внутрішньорегіонального (у улоговині Конго) вологообігу, що не тільки обумовлює промивання та знесолення ґрунтів та ґрунтів у зоні їх аерації, а й дистиляцію атмосферної та річкової води, що бере участь у цьому кругообігу.

Внаслідок дуже короткого зимово-весняного періоду зниженої водності у Центральноафриканському гідрологічному районі коефіцієнт ср = 0,28 вказує на нібито малу природну зарегульованість річкового стоку, меншу, наприклад, ніж у Східноафриканському районі. У той же час, максимальний місячний стік у квітні в районі. 4 всього втричі перевищує мінімальний у вересні, тоді як у районі 3 Відмінність екстремальних місячних величин стоку у самі місяці 8-кратное, тобто. внутрішньорічний розподіл стоку там набагато нерівномірніший. Таким чином, коефіцієнт природної зарегульованості стоку (застосовується для характеристики стоку російських річок, де межень триваліший за повінь) недостатньо інформативний для судження про внутрішньорічну мінливість стоку екваторіальних річок.

• Ecology and Utilization of African inland Waters. - Nairobi: UNEP, 1981.