Расчет гидрологических характеристик речного стока
Дипломная работа - Геодезия и Геология
Другие дипломы по предмету Геодезия и Геология
1. Определение нормы среднегодового модуля стока реки с коротким рядом наблюдений
1.1 Графический способ
В гидрологическом расчете воспользуемся данными реки-аналога. Обозначим индексом у расчетные величины опорной реки, индексом х реки-аналога. Определим норму модуля стока Муn опорной реки с использованием значения Мxn реки-аналога; по величине Муn по формулам связи другие параметры стока.
№ппГод наблюденияСреднегодовые модули речного стока, л/стАвкмОтклонение точки от прямойПримечаниереки-аналога Мxбазовой реки My119402,242,4122,8Аналог: река Самара Пункт с. Елшанка норма годового стока Мxn=2,3 л/стАвкм коэффициент вариации Сvx=0,56219413,342,68-3319424,183,430419435,824,78-0,86519445,664,825,83619453,792,88-7,14719464,023,320819473,83,348,54919482,561,24-661019493,052,46-1,641119502,591,97-10,641219512,893,941,18Суммаn=1243,9437,23-10,93 Мxo=3.66 Мxn=2.3Myo=3.1 Myn=1.90,91%<3%
Линейное уравнение прямой имеет вид:
где b - ордината отклонений прямой линии от нулевой точки графика. В нашем случае b=0.
a=tg? - угловой коэффициент.
а=0,83;
Аналитическая норма стока опорной реки:
Муn=0.83тАв2.3 л/стАвкм2;
Муn=1.91 л/стАвкм2.
1.2 Расчет гидрологических характеристик речного стока
По формулам связи последовательно вычисляем для базовой реки:
Норма расхода воды
Qyn=MynтАвA/103=1.9тАв232/103=0.441м3/с;
Норма объема стока
Wyn=QynтАвT=0.441тАв31.5тАв106=13.89 млнтАвм3/год;
Норма слоя стока
hyn=31.5тАвMyn=59.85 мм/год.
Основные расчетные величины:
Муn=1.9 л/стАвкм2(по графику);
Муn=1.91 л/стАвкм2(по уравнению);
Qyn=0.441м3/с;
Wyn=13.89 млнтАвм3/год;
hyn=59.85 мм/год.
1.3 Метод корреляции
Корреляция - взаимосвязь или вероятностная зависимость между явлениями. В функцинальной зависимости y=f(x)переменных величин каждому значению аргумента x соответствует лишь одно, вполне определенное значение функции у. В корреляционной зависимости каждому значению независимой переменной х соответствует множество другой величины у(функции). Такая взаимосвязь описывается кривой распределения.
Обозначим модуль стока опорной реки Мyi=yi, а реки-аналога - Мxi=xi.
В основу метода корреляции положен вывод уравнения регрессии вида:
где Ry/x-коэффициент регрессии по расчетному ряду yi для опорной реки по отношению к статистическому ряду xi реки-аналога:
xo yo - средняя арифметическая величина рассматриваемого ряда наблюдений соответственно опорной реки и реки-аналога:
?y, ?x - среднеквадратичное отклонение расчетного ряда и реки-анаога:
n - число членов ряда(лет наблюдений);
r - коэффициент корреляции:
Определяем среднеарифметические значения модулей стока реи аналога хо и опорной реки уо с коротким рядом наблюдений:
№ппГод наблюденияРасчетные величиныРасчетные величиныXiYiXi-Xo Yi-Yo(Xi-Xo)(Yi-Yo)(Xi-Xo)(Yi-Yo)119402,242,41-1,42-0,692,01640,47610,9798219413,342,68-0,32-0,420,10240,17640,1344319424,183,430,520,330,27040,10890,1716419435,824,782,161,684,66562,82243,6288519445,664,8221,7242,95843,44619453,792,880,13-0,220,01690,0484-0,0286719464,023,320,360,220,12960,04840,0792819473,83,340,140,240,01960,05760,0336919482,561,24-1,1-1,861,213,45962,0461019493,052,46-0,61-0,640,37210,40960,39041119502,591,97-1,07-1,131,14491,27691,20911219512,893,9-0,770,80,59290,64-0,616Cумма1243,9437,230,020,0314,540812,482711,4683
r=0.85>0.8 - прямолинейная корреляционная связь между переменными xi и yi удовлетворительная.
Вычисляем средние квадратичные отклонения(ошибку) коэффициента корреляции рядов xi и yi:
Определяем коэффициент регрессии Ry/x, представляющий собою угловой коэффициент наклона прямой регрессии к оси абiисс:
Составляем уравнение прямой регрессии у по х, с помощью которого можно рассчитать сток опорной реки yi (Myi) с коротким рядом наблюдений:
Линейные уравнения (1) и (2) близко совпадают.
Выполним оценку достоверности рассчитанного коэффициента r корреляции, который равен отношению коэффициента корреляции r к средней квадратичной ошибке:
Kd=10,07>3 - вычисленный коэффициент корреляции достоверный.
По уравнению (2) для нормы модуля стока Мxn=2.3 л/стАвкм2 реки-аналога определяем Муn опорной реки и другие расчетные гидрологические параметры:
Проверка:
2. Определение гидрологических параметров речного стока по теоретически заданной кривой обеспеченности
Кривой обеспеченности в гидрологии называют интегральную кривую распределения вероятностной частоты(nx) повторяемости величин какой-либо характеристики речного стока.
2.1 Аналитический метод Фостера
Метод Фостера заключается в подборе теоретической кривой обеспеченности зависимости кр=f(р%, Cv,Cs) для фактических значений модуля Му,i стока короткого ряда наблюдений опорной реки.
yo=3.1 л/скм2;
Теоретическую кривую обеспеченности методом Фостера удобно строить в безразмерном виде, используя вместо модуля ?Мyi=Mi стока модульный коэффициент кi:
Где ki - модульный коэффициент i-го члена ряда.
? ki=n, где n - число членов ряда
Ko=? ki/n?1;
?(ki-1)?0.
Определяем для каждого члена ряда фактический процент обеспеченности по формуле Н. Чагодаева:
где m - номер члена ряда, расположенного в убывающем порядке,
n - общее число членов ряда.
№ппMy=My.iKiKi-1(Ki-1)Pфакт.,821,550,550,30785,6024,781,540,540,293713,7033,