1. Вычисление стока воды

1.1 Построение кривой расходов воды

При устойчивом незаросшем русле и отсутствии переменного подпора между расходами и уровнями воды существует однозначная зависимость, при которой определенному значению уровня соответствует только одно значение расхода воды. В этом случае, имея достаточное количество расходов воды, измеренных при различных уровнях, можно установить зависимость между этими элементами и определить значение расхода за каждый день по наблюденным на водомерном посту уровням. Связь между расходами и уровнями воды обычно устанавливается графически в виде кривой Q=f(Н).

Чтобы установить характер связи между расходами и уровнями, необходимо тщательно проверить и проанализировать исходные материалы. К ним относятся: 1) таблица «Измеренные расходы воды» (ИРВ); 2) таблица «Ежедневные уровни воды» (ЕУВ); 3) совмещенные профили поперечных сечений по гидрометрическому створу; 4) план участка поста; 5) поперечный профиль по гидроствору до уровня высоких вод; 6) техническое дело поста; 7) литературные и архивные материалы, характеризующие режим реки на участке гидрометрического створа.

Анализ материалов наблюдений следует начинать с таблицы ИРВ; при этом нужно произвести: 1) арифметическую проверку величин средней скорости и средней глубины; 2) проверку соответствия уровня воды в день измерения расхода уровню того же дня в таблице ЕУВ; 3) сопоставление записей о состоянии реки в таблице ИРВ с теми же данными в таблице ЕУВ.

Так как для каждого расхода воды имеем равенство Q=FƯср, то оказывается удобным производить дальнейший анализ измеренных расходов производить графическим путем. На листе миллиметровой бумаги строят три кривые: кривую расходов воды Q=f(Н), кривую площадей поперечных сечений F= f(Н) и кривую средних скоростей Ưср= f(Н). При построении кривых по вертикальной оси откладываются уровни для всех трех элементов в одном масштабе, а по горизонтальной оси – расход воды, площадь поперечного сечения и средняя скорость. Посредине полосы нанесенных точек (Q, H), (F,H), (Ưср, H) проводятся плавные кривые Q=f(Н), Q=f(Н) и Ưср= f(Н).

Свойства кривых: 1) кривая расхода должна быть выпуклой к оси ординат; 2) кривая площади должна быть выпуклой к оси уровней; 3) кривая скорости может иметь различную форму; 4) в местах резкого перелома поперечного сечения – изменяется форма кривой.

В результате анализа материалов наблюдений выясняются особенности режима реки и выбираются способы вычисления ЕРВ.

1.2 Увязка кривых

Чтобы произвести увязку трех кривых, через каждые 10% амплитуды уровня, а на более изогнутых отрезках чаще с кривых снимаются значения расходов воды, площадей и скоростей и подставляются в формулу Q=F Ưср. если расхождение между произведением F Ưсри расходом, снятым с кривой, не более 1%, то кривые проведены правильно. В противном случае необходимо исправить те кривые, которые отклоняются от среднего положения. Обычно требуется несколько раз вводить исправления и увязывать кривые.

1.3 Построение таблицы координат

Для подсчета средних суточных расходов воды составляется таблица координат КР. Сначала в ее нулевую графу выписываются координаты опорных точек, за которые принимаются значения расходов, снятые с кривой Q=f(Н) при высшем и низшем уровнях, и значения расходов через 2,1 или 0,5 см на графике (в зависимости от кривизны отдельных участков кривой и масштаба уровня). Обычно значения расходов снимаются с кривой через интервалы уровня от 5 до 20 см, а при мелком масштабе и при пологой кривой эти интервалы можно увеличить до 50 см. затем путем линейной интерполяции вычисляются промежуточные значения расходов для каждого сантиметра уровня. Расходы, вычисленные путем интерполяции, не должны отклонятся от кривой более чем на 1,5% в верхней и средних частях и на 3% в ее нижней части. При снятии координат опорных точек необходимо следить, чтобы приращение расхода для каждого последующего интервала уровня было больше предыдущего или оставалось без изменения. ЕРВ определяются непосредственно по этой таблице как значения, отвечающие среднему суточному уровню, который принимается по таблице ЕУВ.

1.4 Проверка зависимости Q=f(Н)

Ее выполняют двумя способами:

1.среднее вероятное отклонение от кривой расхода: производится по всем измеренным расходам,

по формуле

σ=±0,674√∑(∆ σ)2/n,

где ∆ σ – отклонения, %; n- число измеренных расходов. Полученную зависимость Q=f(Н) можно считать надежной, если среднее вероятное отклонение находится в пределах 2-4%.