МАКСИМАЛЬНЫЙ СТОК РЕК БАССЕЙНА ПЕЧОРЫ
|
стр. СОКРАЩЕНИЯ 4
ВВЕДЕНИЕ 5
1 Физико-географическая и климатическая характеристика района
исследований 7
1.1 Географическое положение 7
1.2 Климат 8
1.2.1 Анализ изменения климата 13
1.3 Рельеф и геологическое строение 21
1.4 Почвы 24
1.5 Растительность 27
1.6 Многолетняя мерзлота 30
1.7 Характеристика гидрографической сети 31
2 Особенности гидрологического режима рек бассейна Печоры 37
3 Анализ рядов максимальных расходов и слоев половодья 40
3.1 Приведение рядов максимальных расходов и слоев стока весенне¬го половодья к многолетнему периоду 42
3.2 Проверка рядов на однородность 51
3.3 Оценка временных трендов 52
4 Расчет максимальных расходов и слоев половодья в пунктах на-блюдений гидрометрической сети 56
4.1 Оценка основных статистических характеристик и их погрешно¬стей 56
4.2 Расчет максимальных расходов и слоев стока весеннего полово¬дья заданной обеспеченности 60
5 Расчет максимальных расходов весеннего половодья при отсутст¬вии данных гидрометрических наблюдений 61
5.1 Оценка районного показателя редукции 63
5.2 Расчет коэффициента, характеризующего дружность весеннего половодья (Ко) 65
5.3 Расчет переходных коэффициентов и от обеспеченности 1% к
другим обеспеченностям 68
5.4 Исследование пространственной изменчивости характеристик
слоя весеннего половодья 70
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 76
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 79
ПРИЛОЖЕНИЯ 81
ВВЕДЕНИЕ 5
1 Физико-географическая и климатическая характеристика района
исследований 7
1.1 Географическое положение 7
1.2 Климат 8
1.2.1 Анализ изменения климата 13
1.3 Рельеф и геологическое строение 21
1.4 Почвы 24
1.5 Растительность 27
1.6 Многолетняя мерзлота 30
1.7 Характеристика гидрографической сети 31
2 Особенности гидрологического режима рек бассейна Печоры 37
3 Анализ рядов максимальных расходов и слоев половодья 40
3.1 Приведение рядов максимальных расходов и слоев стока весенне¬го половодья к многолетнему периоду 42
3.2 Проверка рядов на однородность 51
3.3 Оценка временных трендов 52
4 Расчет максимальных расходов и слоев половодья в пунктах на-блюдений гидрометрической сети 56
4.1 Оценка основных статистических характеристик и их погрешно¬стей 56
4.2 Расчет максимальных расходов и слоев стока весеннего полово¬дья заданной обеспеченности 60
5 Расчет максимальных расходов весеннего половодья при отсутст¬вии данных гидрометрических наблюдений 61
5.1 Оценка районного показателя редукции 63
5.2 Расчет коэффициента, характеризующего дружность весеннего половодья (Ко) 65
5.3 Расчет переходных коэффициентов и от обеспеченности 1% к
другим обеспеченностям 68
5.4 Исследование пространственной изменчивости характеристик
слоя весеннего половодья 70
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 76
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 79
ПРИЛОЖЕНИЯ 81
Актуальность исследования. Расчеты характеристик максимального стока (прежде всего максимальных расходов и слоёв весеннего половодья за¬данной вероятности превышения) составляют основу инженерно-гидрометеорологических изысканий при проектировании различных объектов.
Основным нормативом, регламентирующим особенности гидрологических расчетов, является СП 33-101-2003 [23]. Наибольшим недостатком этого нормативного документа является отсутствие специальных региональных карт и зависимостей для расчета гидрологических характеристик на неизученных реках. В практике инженерных изысканий до настоящего времени используются карты и расчетные схемы из пособия [19] и региональных справочников [21], которые были выпущены более 40 лет назад и позднее не обновлялись. Поэтому, изучение характеристик стока для расчета максимальных расходов неизученных рек бассейна Печоры, на основе современных результатов наблюдений на реках-аналогах представляет как научный, так и практический интерес. Уточнение статистических параметров рядов максимального стока, построение региональных зависимостей и обновление гидрологических карт необходимо для обеспечения нормальной эксплуатации уже действующих и новых проектируемых сооружений.
Объектом исследования являлись данные о максимальном стоке на гидрологических постах сети Росгидромета, находящихся в районе бассейна реки Печора.
Предмет исследования - изменения статистических параметров распре¬деления максимального стока и связанные с этим изменения региональных зависимостей и гидрологических карт.
Цель работы: выявить, с помощью методов статистического анализа, изменения статистических параметров распределения максимального стока на основе современных данных по рекам-аналогам.
Задачи:
1. Оценка однородности рядов;
2. Оценка временных трендов;
3. Приведение коротких рядов и их параметров к многолетнему периоду;
4. Оценка основных статистических характеристик и их погрешностей;
5. Расчет максимальных расходов и слоев половодья в пунктах наблюдений гидрометрической сети;
6. Расчет максимальных расходов весеннего половодья при отсутствии данных гидрометрических наблюдений;
7. Корректировка гидрологических карт в районе исследований.
Методика исследования включала в себя:
- анализ качества исходных данных - материалов наблюдений за характеристиками максимального стока;
- обработку рядов максимальных расходов и слоёв половодья в соответствии с требованиями СП 33-101-2003.
Основным нормативом, регламентирующим особенности гидрологических расчетов, является СП 33-101-2003 [23]. Наибольшим недостатком этого нормативного документа является отсутствие специальных региональных карт и зависимостей для расчета гидрологических характеристик на неизученных реках. В практике инженерных изысканий до настоящего времени используются карты и расчетные схемы из пособия [19] и региональных справочников [21], которые были выпущены более 40 лет назад и позднее не обновлялись. Поэтому, изучение характеристик стока для расчета максимальных расходов неизученных рек бассейна Печоры, на основе современных результатов наблюдений на реках-аналогах представляет как научный, так и практический интерес. Уточнение статистических параметров рядов максимального стока, построение региональных зависимостей и обновление гидрологических карт необходимо для обеспечения нормальной эксплуатации уже действующих и новых проектируемых сооружений.
Объектом исследования являлись данные о максимальном стоке на гидрологических постах сети Росгидромета, находящихся в районе бассейна реки Печора.
Предмет исследования - изменения статистических параметров распре¬деления максимального стока и связанные с этим изменения региональных зависимостей и гидрологических карт.
Цель работы: выявить, с помощью методов статистического анализа, изменения статистических параметров распределения максимального стока на основе современных данных по рекам-аналогам.
Задачи:
1. Оценка однородности рядов;
2. Оценка временных трендов;
3. Приведение коротких рядов и их параметров к многолетнему периоду;
4. Оценка основных статистических характеристик и их погрешностей;
5. Расчет максимальных расходов и слоев половодья в пунктах наблюдений гидрометрической сети;
6. Расчет максимальных расходов весеннего половодья при отсутствии данных гидрометрических наблюдений;
7. Корректировка гидрологических карт в районе исследований.
Методика исследования включала в себя:
- анализ качества исходных данных - материалов наблюдений за характеристиками максимального стока;
- обработку рядов максимальных расходов и слоёв половодья в соответствии с требованиями СП 33-101-2003.
По данным проведенных исследований в выпускной квалификационной работе были получены следующие результаты:
Выполнен сбор и анализ исходной информации - данных по максимальным расходам воды и слоям стока весеннего половодья для рек бассейна Печоры. Из общего числа данных отобраны 53 гидрологических поста, из них 27 действующих и 26 закрытых. Действующие посты отвечают следующим требованиям: продолжительность наблюдений не менее 25 лет, площадь водосбора не более 55 000 км2, отсутствие значимых антропогенных изменений. Для закрытых постов основным требованием было - продолжительность периода наблюдений не менее 6 лет.
Для постов с недостаточными периодами наблюдений расчетные характеристики максимального стока приводились к многолетнему периоду методом аналогии.
Для выбранных постов выполнена оценка однородности и стационарности рядов максимального весеннего стока. Процент опровержения гипотезы об однородности для слоев половодья существенно не превышает принятый уровень значимости.
Для максимальных расходов весеннего половодья опровержение гипотезы об однородности наблюдается в 10% случаев по критерию Фишера и 16% случаев по критерию Стьюдента. Как показал анализ, неоднородность рядов связана с увеличением сумм твердых осадков на водосборах в холодный период года.
Была выполнена оценка основных статистических характеристик и их погрешностей. Продолжительность периода наблюдений при расчетах максимального стока считалось достаточной, если относительная погрешность для среднего значения ряда не превышала 10%, а для коэффициента вариации
(Cv) - 15%, и на основе разностно-интегральной кривой с выделением полно¬го цикла водности.
Учитывая большую погрешность коэффициента асимметрии, в качестве расчетного значения отношения (Cs/Cv) принято его значение (Cs/Cv) , которое наиболее соответствует эмпирическим точкам.
С использованием полученных статистических параметров были по¬строены эмпирические и аналитические кривые обеспеченностей и рассчитаны максимальные расходы воды и слои стока весеннего половодья различной обеспеченности. В качестве аналитической кривой использовалась кривая обеспеченностей Крицкого-Менкеля или Пирсона III типа, расчет выполнялся методом моментов.
С использованием полученных данных проведено уточнение значения районного показателя редукции для рек района исследований. По результатам расчетов показатель редукции составил п =0,17.
Выполнен расчет и районирование коэффициента К0, характеризующего дружность весеннего половодья. Коэффициент К0 по району исследований колеблется в пределах 0,0049 - 0,0186, среднее значение К0 для рай¬она исследований составило 0,0102.
Полученные значения коэффициентов // в диапазоне обеспеченностей от 0,1 % до 50 % значительно отличаются от коэффициентов, представленных в приложении 7 СНиП 2.01.14-83.
Проанализирована пространственная изменчивость характеристик нор¬мы слоя стока весеннего половодья hQ и коэффициента вариации Cv слоя сто¬ка весеннего половодья для района исследований, выполнено картирование данных характеристик. В сравнении со справочником «Ресурсы поверхностных вод» отмечено относительное сходство карт. Однако значения картируемых параметров по результатам выпускной квалификационной работы различаются существенно.
При расчете максимальных расходов воды весеннего половодья при отсутствии данных гидрометрических наблюдений, отношение Cs/Cv для слоя стока весеннего половодья для средних рек рекомендуется принимать среднее значение отношения (Cs/Cv) для района исследований которое равно 1, для малых рек величину отношения (Cs/Cv) следует принимать как среднее по данным ближайших 3-5 рек-аналогов.
Таким образом, разработана региональная методика для расчета максимальных расходов воды весеннего половодья для случая отсутствия данных наблюдений в створе проектирования. Учитывая, что выпускная квалификационная работа выполнена в соответствии с действующей нормативно-технической документацией, полученные данные можно использовать для дальнейших расчетов при проектировании различных объектов для неизученных рек бассейна Печоры.
Выполнен сбор и анализ исходной информации - данных по максимальным расходам воды и слоям стока весеннего половодья для рек бассейна Печоры. Из общего числа данных отобраны 53 гидрологических поста, из них 27 действующих и 26 закрытых. Действующие посты отвечают следующим требованиям: продолжительность наблюдений не менее 25 лет, площадь водосбора не более 55 000 км2, отсутствие значимых антропогенных изменений. Для закрытых постов основным требованием было - продолжительность периода наблюдений не менее 6 лет.
Для постов с недостаточными периодами наблюдений расчетные характеристики максимального стока приводились к многолетнему периоду методом аналогии.
Для выбранных постов выполнена оценка однородности и стационарности рядов максимального весеннего стока. Процент опровержения гипотезы об однородности для слоев половодья существенно не превышает принятый уровень значимости.
Для максимальных расходов весеннего половодья опровержение гипотезы об однородности наблюдается в 10% случаев по критерию Фишера и 16% случаев по критерию Стьюдента. Как показал анализ, неоднородность рядов связана с увеличением сумм твердых осадков на водосборах в холодный период года.
Была выполнена оценка основных статистических характеристик и их погрешностей. Продолжительность периода наблюдений при расчетах максимального стока считалось достаточной, если относительная погрешность для среднего значения ряда не превышала 10%, а для коэффициента вариации
(Cv) - 15%, и на основе разностно-интегральной кривой с выделением полно¬го цикла водности.
Учитывая большую погрешность коэффициента асимметрии, в качестве расчетного значения отношения (Cs/Cv) принято его значение (Cs/Cv) , которое наиболее соответствует эмпирическим точкам.
С использованием полученных статистических параметров были по¬строены эмпирические и аналитические кривые обеспеченностей и рассчитаны максимальные расходы воды и слои стока весеннего половодья различной обеспеченности. В качестве аналитической кривой использовалась кривая обеспеченностей Крицкого-Менкеля или Пирсона III типа, расчет выполнялся методом моментов.
С использованием полученных данных проведено уточнение значения районного показателя редукции для рек района исследований. По результатам расчетов показатель редукции составил п =0,17.
Выполнен расчет и районирование коэффициента К0, характеризующего дружность весеннего половодья. Коэффициент К0 по району исследований колеблется в пределах 0,0049 - 0,0186, среднее значение К0 для рай¬она исследований составило 0,0102.
Полученные значения коэффициентов // в диапазоне обеспеченностей от 0,1 % до 50 % значительно отличаются от коэффициентов, представленных в приложении 7 СНиП 2.01.14-83.
Проанализирована пространственная изменчивость характеристик нор¬мы слоя стока весеннего половодья hQ и коэффициента вариации Cv слоя сто¬ка весеннего половодья для района исследований, выполнено картирование данных характеристик. В сравнении со справочником «Ресурсы поверхностных вод» отмечено относительное сходство карт. Однако значения картируемых параметров по результатам выпускной квалификационной работы различаются существенно.
При расчете максимальных расходов воды весеннего половодья при отсутствии данных гидрометрических наблюдений, отношение Cs/Cv для слоя стока весеннего половодья для средних рек рекомендуется принимать среднее значение отношения (Cs/Cv) для района исследований которое равно 1, для малых рек величину отношения (Cs/Cv) следует принимать как среднее по данным ближайших 3-5 рек-аналогов.
Таким образом, разработана региональная методика для расчета максимальных расходов воды весеннего половодья для случая отсутствия данных наблюдений в створе проектирования. Учитывая, что выпускная квалификационная работа выполнена в соответствии с действующей нормативно-технической документацией, полученные данные можно использовать для дальнейших расчетов при проектировании различных объектов для неизученных рек бассейна Печоры.
Подобные работы
- ДИНАМИКА ТЕПЛОВОГО СТОКА РЕК БАССЕЙНА СЕВЕРНОГО ЛЕДОВИТОГО ОКЕАНА
Бакалаврская работа, гидрология. Язык работы: Русский. Цена: 4260 р. Год сдачи: 2019 - Влияние изменений климата на формирование зимнего и весеннего стока в бассейне реки Северная Двина по данным наземных и спутниковых наблюдений
Бакалаврская работа, гидрология. Язык работы: Русский. Цена: 4210 р. Год сдачи: 2020 - Использование ГИС-технологий для оценки лесистости и ландшафтных характеристик речных бассейнов
Бакалаврская работа, информационные системы. Язык работы: Русский. Цена: 5750 р. Год сдачи: 2017 - Пространственно-временной анализ долевого участия хлорид-ионов
атмосферных осадков в их стоке на примере верховьев Вычегды и
Печоры
Бакалаврская работа, экология и природопользование. Язык работы: Русский. Цена: 4750 р. Год сдачи: 2016