Современные методы учёта стока в зимний период

Введение 5
Глава 1. Режим рек в зимний период 8
1.1 Типы зимнего режима и замерзания рек 8
1.2 Оценки гидравлических сопротивлений. 10
1.3 Режим ледяного покрова впредледоходный период 14
1.4 Процесс вскрытия рек 19
1.5 Ледовый режим рек ЕТР 25
Глава 2. Методы учета стока в зимний период 29
2.1. Особенности вычисления стока в осенний переходный период
2.2. Особенности вычисления стока в весенний переходный период
2.3. Методы, применяемые на гидрологической сети 35
2.3.1 Интерполяция между измеренными расходами 36
2.3.2 Построение хронологического графика зимних 37
переходных коэффициентов
2.3.3 Вычисление зимних переходных коэффициентов с 38
учётом стеснения живого сечения потока ледяными образованиями
2.3.4 Зимние кривые расходов 40
2.3.5 Срезка подпорных уровней за подпорный период 41
2.3.6 Восстановление уровней по кривой связи с бесподпорным постом
2.4. Интерполяционно-гидравлические модели. 42
2.4.1. Регрессионно-гидравлическая модель 45
2.4.2. Модель спада зимних расходов и истощение стока 45
2.5. Метод, основанный на применении параметра Великанова 46
Глава 3. Анализ результатов расчетов 48
Заключение 72
Список использованной литературы 73

Купить

Повышение точности учета стока - одно из важнейших условий эффективного использования водных ресурсов. Надежные данные о расходах воды особенно необходимы в переходные периоды, когда происходит резкое изменение водности реки.
Нормативным документом для выполнения учета стока является устаревшее Наставление 1958 года [1], включающее в основном методы, опирающиеся на интуитивные приемы и формальные схемы и не отвечающие современным требованиям и современным возможностям.
Это в полной мере касается и методов учета стока в зимний и переходные периоды, к которым относится метод, использующий хронологический график переходных коэффициентов Кзим и интерполяция измеренных расходов воды, также выполняемая графическим способом. Интерполяция измеренных расходов имеет существенные ограничения, так как дает надежные результаты только при большом числе измерений, выполнение которых в осенне-зимний период часто невозможно.
Более обоснованы физически и точны интерполяционно¬гидравлические модели, получившие развитие в исследованиях И.Ф.Карасева [2]. Одним из результатов этих исследований был выход в 1980 году рекомендаций по учету стока на реках в зимний и переходные периоды, разработанных отделом гидрометрии ГГИ и сотрудниками ВВУГкс под руководством И.Ф.Карасева [3].
В частности, для рек с устойчивым ледоставом, рекомендовалась регрессионно-гидравлическая модель (РГМ), использующая в качестве предикторов не только гидравлические характеристики, но и фактор времени, тем самым учитывалась закономерность изменения гидравлических сопротивлений в зимний и переходные периоды.
Предлагаемые физико-математические модели проверялись в частности ВВУГКС [4] и оказались эффективней применяемых способов, но не получили распространения из-за отсутствия в то время на гидрологической сети вычислительной техники.
К настоящему времени большинство станций гидрологической сети оснащено компьютерами и имеет возможность использовать, методы учета стока требующие выполнения большого объема вычислений, что открывает перспективу повышения точности учета стока за счет внедрения современных методик и технологий, основы которых были заложены в конце прошлого века.
Цель данного исследования заключается в дальнейшем обосновании перехода при учете стока в осенне-зимний период на более физически обоснованные и отвечающие современным требованиям, методы.
В качестве объекта исследований выбраны реки Верхнего Поволжья, ледовый режим которых в осенне-зимний период, как правило, не осложненный заторами, является типичным для рек, течение которых ориентированно преимущественно с севера на юг.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Выявить особенности учета стока в осенне-зимний период.
2. На основе сравнительного анализа результатов расчета оценить эффективность применения рассматриваемых методов.
3. Выполнить оценку методов с точки зрения их универсальности и пригодности для использования при разработке компьютерной технологии учета стока.
В качестве исходных данных использовались материалы наблюдений на гидрологической сети Росгидромета. Решение поставленных задач проводилось путем регрессионно-статистического анализа гидрометрических данных и численных экспериментов, выполняемых на ПЭВМ.
При вычислении стока в осенне-зимний период в отдельные годы (выбирались годы, достаточно освещенные измерениями расходов воды) расчеты производились следующими методами:
• метод переходных коэффициентов (данные ГЕ),
• регрессионно-гидравлическая модель,
• метод, основанный на интерполяции параметра Великанова.
Для оценки эффективности методов, выполнялись расчеты при наличии данных измерений расходов воды и при сокращенном их количестве.
Метод переходных коэффициентов, являющийся основным из применяемых в настоящее время методов, рассматривался как реперный.
Хотя очевидно, что более физически обоснованные новые методы (РГМ и интерполяция т) в отдельные периоды (например, в период вскрытия) могут давать более точные результаты.
Таким образом при наличии измерений РВ в качестве эталонных принимались ежедневные расходы воды, приведенные в гидрологическом ежегоднике (Q^).
Для расчетов по модели мы использовали уравнение регрессии, предикторами которого являются факторы, определяющие величину Кзим

Купить