Взаємозв’язок між розрахунковими характеристиками максимального стоку весняної повені і будовою річкових систем на прикладі річок Подільської височини
Дослідження будови, формування та функціонування річкової мережі Подільської височини. Встановлення взаємозв’язку між розрахунковими характеристиками максимального стоку і будовою річкової мережі. Розрахунок максимального стоку весняної повені для річок.
| Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
| Вид | статья |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 04.03.2018 |
| Размер файла | 380,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
ВЗАЄМОЗВ'ЯЗОК МІЖ РОЗРАХУНКОВИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ МАКСИМАЛЬНОГО СТОКУ ВЕСНЯНОЇ ПОВЕНІ І БУДОВОЮ РІЧКОВИХ СИСТЕМ НА ПРИКЛАДІ РІЧОК ПОДІЛЬСЬКОЇ ВИСОЧИНИ
Бірюков О.В.
Харківський гідрометеорологічний технікум ОДЕКУ
Стаття присвячена вирішенню важливої наукової проблеми дослідження будови, формування та функціонування річкової мережі Подільської височини. Вперше для річок Подільської височини отримані залежності коефіцієнта структури з морфометричними показниками. Виконаний розрахунок максимального стоку весняної повені для річок Подільської височини на базі формул, редукційної та операторної структур, запропоновані варіанти заміни площі водозбору річок в редукційних формулах на коефіцієнт структури.
Ключові слова: річкові системи; гідрографічні мережі; максимальний стік
річковий стік повень подільський
Вступ. Особливістю водного режиму Подільських річок є, те, що основна маса води, до 65% річного стоку, формується в період весняної повені. Виходячи з цього, цілком обґрунтовано можна припустити про існування певних співвідношень, що складаються між характеристиками річкових структур і показниками водності річок у період формування максимального стоку. При цьому необхідно врахувати, що різні елементи руслових структур по-різному беруть участь у формуванні стоку повені. Так, елементи нижчого порядку (до 3-го), беруть участь майже виключно в концентрації вод і скидають їх в руслові системи вищих порядків без істотної трансформації. Руслова мережа приток, порядок яких вище 3-го, ймовірно, не стільки бере участь в концентрації притоки води з схилів, скільки в трансформації хвиль, паводків і повеней, сприяючи зниженню пікових витрат.
Іншими словами, можна вважати, що максимальна витрата води Qm весняних повеней в замикаючому створі річкових систем повинна зростати із збільшенням абсолютного числа водотоків 1-го порядку, що належать до неї, проте така залежність не може бути прямолінійною. Останнє пов'язане з тим, що через певні закони біфуркації із зростанням абсолютного числа водотоків 1 -го порядку повинна зростати і протяжність руслової мережі вищих порядків, що визначають, як наголошувалося вище, зниження пікових витрат.
Отже, аналіз взаємозв'язку між розрахунковими характеристиками максимального стоку і будовою річкових структур може надати неоціниму допомогу в розкритті специфіки формування стоку повені.
Мета дослідження встановити взаємозв'язок між розрахунковими характеристиками максимального стоку і будовою річкової мережі.
Матеріали та методи дослідження. У досліджені використані матеріали спостережень за стоком води по 41 опорному пункту, що мають різні періоди спостережень за гідрологічними та морфометричними характеристиками. Наявні пункти спостережень за стоком достатньо рівномірно охоплюють річкову систему регіону [6].
Першим етапом дослідження стало встановлення взаємозв'язку між морфометричних параметрів та структурою річкової мережі.
Згідно сучасних наукових уявлень, до числа основних морфометричних характеристик річкової системи відносяться: площа басейну F, довжина річок L и сумарна довжина всієї річкової мережіL [3].
Як показник будови руслової мережі вибрана величина коефіцієнта структури річкової мережі К [7]. Використання цієї характеристики пов'язане з тією обставиною, що показник К розраховується залежно від числа приток першого порядку SI:
K=1+loq2SI (1)
Величина SI є характеристикою ступеня складності структури річкової мережі [7].
Для визначення чисельних значень коефіцієнта К, по кожному з 41 пункту спостережень виконані розрахунки кількості приток першого порядку SI. [6].
Використовуючи топографічні карти масштабу 1 : 100000 і довідкові матеріали [8], розраховані гідрографічні характеристики річкових систем Подільської височини. Результати обробки цієї інформації представлені на (рис. 1) у вигляді графіків залежності F=f(K), L=f(K), L=f(K).
Аналізуючи ці залежності можна зробити вивід, що всі перераховані показники мають степеневий зв'язок із структурним коефіцієнтом. Значення кореляційного відношення змінюються від 0,93 до 0.98, що показує на наявність стійкого зв'язку. Розкид точок можливо пояснити різними довжинами приток першого порядку nL Умови формування протяжності елементарних водотоків П1 залежать від водності і геологічної структури басейну, в більшості випадків вони мають не значний ерозійний вріз а вплив підземних вод можна практично повністю виключити.
Отримані дані для досліджуваних річкових систем підтверджуються аналогічними залежностями, встановленими І.Н. Гарцманом [1,2], М.С. Карасем і Г.І. Худяковим [5] для річок Далекого сходу Російської Федерації, а також Б.В. Киндюком [7] для річок Українських Карпат, що свідчить про достовірність отриманих залежностей.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Всі розглянуті вище характеристики взаємно зв'язані між собою і складають єдиний комплекс, що визначає особливості тієї або іншої річки, будь-якої її структури. Користуючись цими характеристиками, можна встановлювати розмір кожного водотоку і навпаки, для кожної з річок може бути встановлений певний комплекс взаємозв'язаних характеристик, що визначають даний водотоків. Це дозволяє нам заміняти морфометричні показники структурним коефіцієнтом у розрахункових формулах.
Наступнім кроком роботи стало розгляд методів розрахунку характеристик весняного водопілля та встановлення взаємозв'язку між ними та структурою річкової системи. Для об'єктивної оцінки точності розрахованих максимальних витрат води 1%-ої вірогідності перевищення булі обчислені середньоквадратичні відхилення, які для досліджуваних річок в середньому складають ± 19,8 %.З розглянутих схем вибрані найбільш поширені з погляду автора, редукційного та операторного типу формули визначення максимального стоку.
Визначення характеристик максимального стоку в рамках редукційних формул виконується за рівнянням:
де q'm - максимальний модуль схилового стоку; F - площа водозбору;
Співвідношення (2) збігається з формулою яку рекомендується нормативним документів СНіП 2.01.14-83 для розрахунку максимальних модулів стоку. Параметру q'm дорівнює:
де Ym - шар весняної повені; k0 - коефіцієнт трансформації стоку схилу
де Т0 - тривалість припливу води зі схилів у руслову мережу.
У роботі Е.Д. Гопченко [4] показане, що формули вигляду (5) є наслідком усереднювання по території Т0.
Звичайна практика визначення k0 і n полягає в перетворенні (5) до вигляду:
Потім в логарифмічних координатах будується залежність lg (qm/Ym)= f(lg(F +1)), яка показана на рис. 2
Виходячи з рис. 2 степеневий показник п=0.35, а коефіцієнт трансформації ko=0.016. Перевірочні розрахунки по (5) показали, що середнє відхилення розрахункових максимальних модулів (qirJp від початкових даних (qm)ril складає ± 36.9 %.
Автором пропонується замінити полощу водозбору, коефіцієнтом структури, виходячи з зв'язку між К та F (рис. 1) та достатню тісного взаємозв'язку між середньорічними витратами води та К [7]. Для цього нами було побудовано рівняння qJYm=f(K) (рис. 3).
Виходячи з цього запропоновано нову формулу. Другим етапом роботи стала Перевірочні розрахунки по (7) показали, що середнє відхилення розрахункових максимальних модулів (qirJp від початкових даних - (qm)ril складає ± 33.6 %.
Нормування характеристик максимального стоку за допомогою схеми операторної структури яке запропоноване Є.Д. Гопченко, має вигляд [4]: де r - коэффициент зарегулирования максимального стока озерами, водохранилищами, прудами; y(t/T0) - трансформаційна функція; eF - коефіцієнт русло-заплавного регулювання.
Розраховані характеристики схилового стоку за методикою Є.Д. Гопченка [4], параметри часової нерівномірності схилового припливу та його тривалість Т0. Просторове узагальнення Т0 здійснено у вигляді усереднювання по території Поділля зі значенням 131 годин, а n=0,10.
Взаємозв'язок редукційних коефіцієнтів із структурою річкової системи приводяться на сумісному графіку (рис. 4).
Як можливе побачити з (рис. 4) в умовах Подільської височини, обидва оператори трансформації - взаємозв'язані із структурою річкових систем, найбільший вплив для річок вищих за 4-й порядок.
Висновки:
1. Вперше для річок Подільської височини отримані залежності коефіцієнта структури з морфометричними показниками;
2. Виконаний розрахунок максимального стоку весняної повені для річок Подільської височини на базі формул: редукційної і операторної структури, запропонованої Е.Д. Гопченко.
3. Вперше для річок Подільської височини встановлений зв'язок параметрів розрахункових схем максимального стоку з будовою річкових систем, запропоновані варіанти заміни площі водозбору річок в редукційних формулах на коефіцієнт структури.
4. Встановлені зв'язки між характеристиками формули максимального стоку запропонованих Е.Д. Гопченко та структурою річкових систем.
Таким чином, на прикладі розрахункових схем показаний стійкий взаємозв'язок між будовою річкових систем і параметрами гідрологічного режиму, весняної повені річок, на території Подільської височини.
Література
1. Гарцман И.Н. Русловая сеть и характеристики поводочного стока рек юга Дальнего Востока / И.Н. Гарцман // Тр. ДВНИГМИ, 1970. - Вып. 31. - С.63-68.
2. Гарцман И.Н. Топология речных систем и гидрографические индикационные исследования / И.Н. Гарцман // Водные ресурсы, 1973. - №3. -С. 109-123.
3. Гопченко Е.Д. Гидрология суши с основами мелиорации / Е.Д. Гопченко, А.В. Гушля - Л.: Гидрометеоиздат. 1989. - 303 с.
4. Гопченко Е.Д. Нормирование характеристик максимального стока весеннего половодья на реках Причерноморской низменности / Е. Д. Гопченко, М.Е. Романчук - К.: Изд-во КНТ, 2005. - 148 с.
5. Карасев М.С. Речные системы на примере Дальнего Востока / М.С. Карасев ГИ. Худяков - М.: Изд-во Наука, 1984. - 142 с.
6. Кіндюк Б.В. Дослідження гідрологічної вивченості та показників водності річок Подільської височини / Б.В. Кіндюк, В.А.Овчарук, О.В. Бірюков // Вісник Дніпропетровського нац. ун-т. (Серія геол. геогр.) - №9, - Вип. 7 - 2005. - С. 22-29.
7. Киндюк Б.В. Гидрографическая сеть и ливне вой сток рек Украинских Карпат / Киндюк Б.В. - Одесса, «ТЭС», - 2003. - 221с.
8. Материалы по типизации рек Украинской ССР. - Т.2 / Под ред. Н.И. Дрозда. - К.: Изд-во АН УССР, - 1953. - 348 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Дослідження гідрографічної мережі Повчанської височини. Аналіз показників водності річкових систем. Ідентифікація гідрографічної мережі Повчанської височини, побудова картосхеми її водних басейнів. Морфометричні характеристики річок на території.
статья [208,4 K], добавлен 11.09.2017Особливості формування гідрологічного і гідрохімічного режимів малих річок Північного Приазов’я, стан річкових басейнів. Гідроенергетичне освоєння ресурсів малих річок, регулювання стоку. Гідромеліорація, осушення і зрошення. Погіршення стану малих річок.
дипломная работа [83,3 K], добавлен 12.01.2011Фізико-географічна характеристика Північно-Західного Причорномор’я. Основні тенденції змін клімату у межиріччі. Визначення змін кліматичних чинників формування стоку та характеристик стоку річок. Попередній аналіз даних гідрохімічного складу вод.
курсовая работа [682,9 K], добавлен 22.12.2014Необхідність регулювання водних ресурсів. Створення водосховищ для перерозподілу природного річкового стоку між окремими періодами року. Принципи раціонального регулювання річок. Добові, тижневі та річні водосховища. Спеціальні види регулювання стоку.
реферат [20,4 K], добавлен 19.12.2010Класифікація річок, гідрографічний опис водного об'єкту. Характеристика водотоку, долини та русла річки. Внутрішній розподіл стоку, льодовий і термічний режими, твердий стік. Характеристика басейну річки та гідрографічної мережі на прикладі річки Уж.
практическая работа [239,0 K], добавлен 25.10.2010Характеристика водозборів основних річок та гідрографічна мережа Закарпаття. Стан багаторічного водного балансу України. Особливості формування річкового стоку за рахунок різноманітних опадів. Динаміка і структура використання прісних вод в Закарпатті.
доклад [417,8 K], добавлен 08.12.2009Гідрографічна характеристика річки, визначення норми стоку, коефіцієнтів варіації та асиметрії, забезпеченості. Побудова аналітичної кривих забезпеченості та повторюваності. Регулювання стоку, визначення місця розташування і притоку води до водосховища.
курсовая работа [68,1 K], добавлен 20.09.2010Методи вивчення поверхневих вод. Етапи розвитку гідрології як науки. Вплив господарської діяльності людини на гідрологічний режим річок та поверхневий стік. Визначення річного стоку розрахункової забезпеченості. Забезпеченість значень гідрологічного ряду.
курсовая работа [391,4 K], добавлен 25.10.2010Дослідження понять тектоніки та тектонічної будови. Особливості формування тектонічних структур на території України. Тектонічні структури Східноєвропейської платформи. Зв'язок поширення корисних копалин України з тектонічною будовою її території.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 02.03.2013Характеристика водного режиму річок: повінь, паводок, межень. Гідрограф. Класифікація Б.Д. Зайкова, М.І. Львовича, П.С. Кузіна. Аналіз антропогенного впливу на водний режим річки на прикладі р. Дніпро. Гідрологічний режим Дніпровського каскаду водосховищ.
курсовая работа [8,2 M], добавлен 22.12.2013Грунтово-географічне районування. Особливості формування ґрунтового покриву Карпат. Буроземний та дерновий тип грунтотворення. Формування водного режиму ґрунтів та підґрунтового стоку в гірських умовах. Заходи для захисту ґрунтів у досліджуваному районі.
контрольная работа [21,0 K], добавлен 14.04.2016Аналіз геологічної діяльності річок як одного із найважливіших факторів створення сучасного рельєфу Землі. Фактори, що визначають інтенсивність ерозії. Будова річного алювію. Основні причини утворення терас. Потужність дельтових відкладень, їх види.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 12.03.2019Характеристика трубопровідних мереж з насосною подачею рідини. Одержання рівняння напору насосу для мережі. Гідравлічний розрахунок трубопровідної мережі. Уточнення швидкостей течії рідини у трубопроводах. Вибір типу насосу та визначення його напору.
курсовая работа [780,5 K], добавлен 28.07.2011Ресурси та використання поверхневих вод Рівненщини. Характеристика річкового стоку, природних та штучних водойм області. Гідрогеологічна характеристика артезіанських басейнів р. Іква. Активізація сучасних екзогенних процесів. Управління водним басейном.
курсовая работа [296,7 K], добавлен 06.05.2015Определение времени наступления стационарного режима фильтрации в скважине и величины ущерба родниковому стоку в конце первого года работы водозабора. Исследование развития подпора уровня грунтовых вод и определение потерь воды из водохранилища.
контрольная работа [1,0 M], добавлен 29.06.2010Вивчення геологічної та гідрогеологічної будови досліджуваної території. Аналіз зсувних процесів ерозійних долин Південно-Молдавської височини. Визначення техногенних та природних чинників зсувних процесів. Огляд фізико-механічних властивостей ґрунтів.
отчет по практике [711,1 K], добавлен 30.05.2013Визначення нормального й максимального припливів. Необхідний орієнтовний напір насоса. Розрахунок потрібного діаметра трубопроводу і його вибір. Визначення потужності електродвигуна й вибір його типу. Захист апаратури й насосів від гідравлічних ударів.
курсовая работа [298,4 K], добавлен 23.12.2010Архітектурно конструкторські характеристики. Створення планово-висотної мережі. Побудова та розрахунок точності просторової геодезичної мережі. Детальні розмічувальні роботи при будівництві підвальних поверхів. Виконавче знімання фундаменту та стін.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 24.04.2015Визначення добових, годинних і розрахункових витрат води, режиму роботи насосних станцій, об’єму резервуарів чистої води і обсягу баку водонапірної башти. Трасування магістральної водогінної мережі. Гідравлічний розрахунок магістральної водогінної мережі.
курсовая работа [171,2 K], добавлен 27.01.2011Вода - прозора рідина без запаху, смаку і кольору; оксид водню. Склад водної молекули, модифікація, фізичні властивості. Вода у сонячній системі і на Землі. Роль води в природі і житті; шкідлива дія: повені, заболочення, ерозія ґрунтів, утворення солей.
презентация [58,2 K], добавлен 15.11.2011
