1. Физико-географическое описание района 6
1.1. Общая характеристика Ленинградской области 6
1.2. Рельеф 6
1.3. Климат 7
1.4. Воды 8
1.4.1. Описание водосбора реки Паша - ниже д. Дубово 17
1.4.2. Описание водосбора реки Сясь -Яхново 18
1.4.3. Описание водосбора реки Оять - д. Тимофеевское 19
2. Методы учёта стока 20
2.1. Методы учёта стока при наличии ледовых явлений 20
2.1.1. Интерполяция между измеренными расходами. 23
2.1.2. Вычисление зимних переходных коэффициентов с учётом 25 стеснения живого сечения потока ледовыми образованиями (методика Л.И. Ковалёва).
2.1.3. Зимние кривые расходов 27
2.1.4. Срезка подпорных уровней за подпорный период. 28
2.1 Методы учета стока при зарастании русла 28
2.2.1. Интерполяция измеренных расходов 31
2.2.2. Метод переходных коэффициентов 33
2.2.3. Временные кривые расходов воды 35
2.2 Методы учета стока при свободном русле 36
2.3.1. Использование временных кривых при вычислении стока. 36
3. Современные методы учёта стока 40
3.1 Метод, основанный на применении параметра Великанова 40
3.2 Регрессионно-гидравлические модели 41
4. Анализ результатов расчётов. 43
Заключение 53
Список использованных источников 54
Приложение 1 Ежедневные уровни р. Оять - д. Тимофеевское,1973 год 56
Приложение 2 Ежедневные расходы р. Оять -д. Тимофеевское,1973 год 57
Приложение 3 измеренные расходы р. Оять - д. Тимофеевское,1973 год 59
Приложение 4 Ежедневные уровни р. Паша - ниже д. Дубово,1973 год 62
Приложение 5 Ежедневные расходы р. Паша - ниже д. Дубово,1973 год 64
Приложение 6 Измеренные расходы р. Паша - ниже д. Дубово,1973 год 66
Приложение 7 Ежедневные уровни р. Сясь - Яхново,1973 год 68
Приложение 8 Ежедневные расходы р. Сясь - Яхново,1973 год 70
Приложение 9 Измеренные расходы р. Сясь - Яхново,1973 год 72
Сток - количество воды, проходящее по створу реки в единицу времени. Это понятие является основополагающим в гидрологии, в то же время, оно является достаточно обширным, так как структура потока жидкости (воды) сложна для изучения в полевых условиях. По своей сути, реки являются сутью продукта климата их бассейнов, русло реки изменяется под воздействием внешней среды, в зимний период на реках имеют место ледовые явления (шуга, ледостав), также, русло может быть подвержено зарастанию, что, в свою очередь, соответственно меняет пропускную способность русла в меньшую сторону за счёт увеличения коэффициента шероховатости дна. Даже без учёта этих факторов, любое русло подвержено непрерывным деформациям, немалую роль играет также перенос наносов.
По своей сути, представление о расходе воды вытекает непосредственно из принципа неразрывности жидкости. Впервые его сформулировал Леонардо да Винчи, предполагая что «в реках может протекать равный объем воды в равные промежутки времени, несмотря на различные длины, ширины, глубины и уклоны русла».
Кинематическая структура водного потока очень сложна. Она связана с взаимодействием потока и русла. В размываемых руслах происходят непрерывные деформации (размывы и намывы), вызывающие изменение структуры потока.
Гидрометрический учет речного стока предполагает получение его гидрографа как непрерывной функции времени по данным дискретных измерений расходов воды и практически непрерывных (ежедневных) наблюдений за уровнями.
В случае однозначного соответствия расходов Q и уровней H задача сводится к определению ежедневных расходов воды (ЕРВ) с использованием кривых расходов (КР) или её аналитической аппроксимации Q(H).
В случае, если связь между этими величинами расходится, чаще всего, из-за изменения пропускной способности в створе реки, причиной таких изменений являются как природные явления (ледовые явления, зарастание русла, деятельность живых существ, в частности, бобров), так и хозяйственная деятельность человека (загрязнение водоёмов), для определения показателей применяются различные методы, которые учитывают изменчивость системы, например, интерполяционные модели. Существует множество схем, применяющихся в речной гидрометрии, по уравнениям которых возможно рассчитать движение потока и зависимости, которые обуславливают пропускную способность русла.
...
Представленная методика реализована в виде вычислительных
процедур. Проведена серия численных экспериментов по оптимизации компьютерной технологии гидрометрического учета стока для постов на реках Ленининградской области.
После проведения выполненного анализа можно сделать выводы:
- с помощью параметра Великанова можно достаточно точно оценивать изменения гидравлических условий в русле;
- применение интерполяции параметра Великанова при учете стока дает возможность получать надежные и физически обоснованные результаты;
- при использовании методики для рек с малым водосбором, необходимо понимать, что погрешность будет выше чем на средних реках;
- методика, основанная на хронологическом представлении параметра Великанова (m), в полной мере отражает изменения пропускной способности русла и служит наиболее рациональной математической основой для компьютерной технологии вычисления стока рек ;
- Гидрографы, полученные благодаря использованию метода линейной интерполяции параметра Великанова практически полностью совпали с гидрографами, построенными по данным наблюдений на гидрологических постах.
1. Большаков В.А., Векшина Т.В. Гидравлические сопротивления и учет стока при зарастании русел рек водной растительностью//Перспективы развития науки и образования: сборник научных трудов 31 марта 2016 г. по материалам III международной научно -практической конференции/ Под общ. Ред. А.В. Туголукова - Москва: ИП Туголуков А.В., 2016 - С. 217-219
2. Векшина Т.В. Гидравлические сопротивления русел рек, зарастающих растительностью // Учёные записки Российского государственного гидрометеорологического университета № 15. Научно -теоретический журнал. - СПб.: изд. РГГМУ, 2010. - С. 19-26.
3. Векшина Т.В., Большаков В.А. Математическая модель влияния зарастания на гидравлические сопротивления речных русел // Информационные технологии и системы: управление, экономика, транспорт, право / Вып. 3 (21) / Под ред. д.т.н., проф. Истомина Е.П. - СПб.: ООО «Андреевский издательский дом» - 2017. - С. 145-147
4. Карасев И.Ф. Речная гидрометрия и учет водных ресурсов -Л.: Гидрометеоиздат, 1980.
5. Гидрологический ежегодник бассейна Балтийского моря за 1973 г. Том 1, выпуск 0-3
6. Ковалёв Л. М. Расчеты зимнего стока рек с ледяным покровом. - М. Л.: Гидроэнергоиздат, 1950.
7. Векшина Т.В., Большакова В.А., Коринец Е.М. Экологические проблемы русловых процессов: учебное пособие. - СПб, РГГМУ, 2019 - 144 стр.
8. Н.Б. Барышников Динамика русловых потоков. Учебник. Изд. 2-е, перераб. и доп. - СПб.:РГГМУ, 2016 - 342сю
9. Методы изучения гидрологического режима водных объектов. Часть II. Изучение уровенного режима и стока воды. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. - 173 с.
10. Водный кодекс Российской Федерации №74-ФЗ (с изм. и доп., вступ. в силу с 01.05.2022).
11. РД 52.08.915-2021. Обработка и обобщение данных наблюдений за стоком воды на реках и каналах при подготовке справочных изданий Водного Кадастра
12. Карасев И.Ф., Векшина Т.В. Режим гидравлических сопротивлений зарастающих русел. Труды Академии проблем водохозяйственных наук, вып.9
«Проблемы русловедения». - М., 2003, с.112-122.
13. Р 52.08.872-2018 ОПЕРАТИВНЫЙ УЧЕТ СТОКА НА ВОДОТОКАХ Методы обработки наблюдений за уровнями и расходами воды
14. Соколов Б. Л. Наледи и речной сток. - Л.: Гидрометеоиздат, 1975. - 190 с
15. Яковлева Т. И. Усовершенствование и адаптация моделей гидрометрического учета стока при неоднозначных зависимостях расходов от уровней воды. - Сборник работ по гидрологии ГГИ, 2003, № 26. - С. 58-69
16. Векшина Т.В. Гидравлические сопротивления и учет стока зарастающих рек, диссертация, 2004г. - 113 с.