Введение 3
1 Местоположение гидрометрического створа 6
2 Природные условия Кольского полуострова 7
2.1 Общие сведения 7
2.2 Геологическое строение и рельеф 8
2.3 Климат 10
2.4 Почвенный покров 12
2.5 Растительный покров 14
3 Общая характеристика водных объектов Кольского полуострова 16
3.1 Гидрография 16
3.2 Водный режим рек 18
3.3 Распределение стока по территории Кольского полуострова 19
4 Описание водосбора и гидрографической сети в бассейне р.Умба 21
4.1 Краткая физико-географическая характеристика р.Умба 21
4.2 Особенности гидрологического режима р. Умба 23
5 Методы ускоренных измерений расходов воды 25
5.1 Линейно-детерминированная модель расхода воды «ЛДС» 26
5.2 Линейные интерполяционно-гидравлические модели расхода воды «ЛИГ» 27
5.3 Вероятностно-гидравлическая модель расхода воды «ВРГ» 35
6 Расчетная методика и результаты вычислений 39
6.1 Анализ исходных данных 39
6.2 Описание водомерного поста р.Умба - порог Паялка 41
6.3 Методика расчета расходов воды по «ЛДС», «ЛИГ» и «ВРГ»
моделям 43
6.4 Краткий обзор гидрологических и метеорологических данных
6.5 Анализ результатов 58
Выводы 59
Список использованной литературы 60
Приложения должны быть в работе, но в данный момент отсутствуют
В настоящее время огромное внимание уделяется охране окружающей среды и рациональному использованию всех видов земных ресурсов, в том числе и водных. Учёт водных ресурсов является, одной из важнейших задач в современных условиях. Очень важно обеспечить их всестороннее изучение и государственный учет. Необходимо точно знать, где и в каком объеме требуются водные ресурсы, каков объем забора и возврата воды, а также то количество воды, на которое можно рассчитывать в каждом рассматриваемом районе. Запасы водных ресурсов в различных речных бассейнах определяют в результате постоянных гидрологических наблюдений, а также теоретических и экспериментальных исследований в области гидрологии, гидравлики расчетов комплексного использования. Огромный вклад в наблюдении и изучении за водными ресурсами возложен на сеть гидрологических постов расположенных на всей территории России. Большое внимание на гидрологических станциях и постах уделяется наблюдению за уровнями и температурой, а также измерениям расхода воды.
Расходы воды определяются различными способами, в основном зависящими от вида движения жидкости (напорное или безнапорное) и величины расхода. Самые точные способы - весовой и объёмный, которые изучались в курсе «Методы и средства гидрометеорологических измерений», однако они применимы только для определения малых расходов воды.
Одним из наиболее распространённых видов измерения расходов воды на сети гидрологических постов является метод «скорость-площадь» с применением гидрометрических вертушек; где река по ширине разбивается на участки, так называемыми скоростными вертикалями. На каждом участке измеряют площади водного сечения и вычисляют средние скорости течения между скоростными вертикалями. В последующем определяют расход воды в реке с использованием зависимости:
Q = W(i.!) ^cp(i-i) + Wi i9Cpi + W(i+!) ^cp(i+i) + ...;
где Q - расход воды в заданном створе реки, м3/с;
wi- площадь водного сечения (живого сечения) между промеренными вертикалями глубины, м2;
flcpi- средняя скорость течения воды в данном отсеке между промерными вертикалями, м/с.
Однако такие измерения связаны с большими затратами времени и труда наблюдателей. Что касается погрешности измеренных расходов воды, как мгновенной характеристики потока, то при неустановившимся режиме, она возрастает с увеличением длительности измерений расхода. Таким образом, необходимость оптимизации измерений расходов воды предопределяется как требованиями сокращения трудовых затрат на их выполнения, так и задачей повышения точности получаемых результатов. При решении этой задачи важная роль отведена сокращенным или ускоренным измерениям расходов. Целью нашей работы является оптимизация методов ускоренных измерений расходов воды на основе линейных интерполяционно - гидравлических моделей, при применение наиболее распространенного метода «скорость-площадь», с учетом особенностей кинематической структуры потока и его гидравлических характеристик. При этом ставится условие, чтобы погрешность измерения расхода воды не превышала допускаемую.
Для этого рекомендуются экспресс измерения на основе интерполяционно-гидравлических моделей расхода воды. Основные из которых (ЛИГ и ВРГ), приняты нами для исследования на основе натурной информации. Рассмотрим более детально несколько сокращенных способов измерения расходов воды, для отдельно взятой реки Умба протекающей на Кольском полуострове. Попытаемся определить, как действуют и на чем основываются данные способы, оценим достоинства и недостатки этих методов к данной территории России.
При вычислении расходов воды на основе интерполяционно¬гидравлических моделей, были исследованы и проанализированым орфометрические характеристики реки и ее бассейна, метеорологические и гидрологические факторы, влияющие на речной сток р. Умба в период открытого русла, за два различных по водности года. Рассмотрено 50 расходов воды измеренных детальным способом при полном числе скоростных вертикалях.
Анализ результатов расчетов показал, что рассмотренные интерполяционно-гидравлические модели(ЛИГ и ВРГ)соизмеримы по точности со стандартными способами измерений расходов воды.
Основываясь на проведенных исследованиях и расчетах указанной нами реки, можем смело порекомендовать переход на экспресс-измерения расхода воды по трем скоростным вертикалям (2,4 и 8), особенно в сложных условиях измерения расходов воды.
Использование ускоренных методов расчета расходов воды доказывает, что данные методы очень эффективны в настоящее время и не требуют значительных затрат труда и времени наблюдателей при выполнении вычислении расхода. Однако периодически требуется проводить сравнительный анализ вычислений расходов воды при полном и сокращенном количестве скоростных вертикалей.
