Para determinar el caudal del río en función del área de la cuenca, la altura de la capa de sedimentos, etc. en hidrología se utilizan las siguientes magnitudes: caudal del río, módulo de caudal y coeficiente de caudal.

escorrentía del río llame al consumo de agua durante un largo período de tiempo, por ejemplo, por día, década, mes, año.

Módulo de drenaje llaman a la cantidad de agua expresada en litros (y), que fluye en promedio en 1 segundo desde el área de la cuenca del río en 1 km 2:

Coeficiente de escorrentía Llame a la relación entre el flujo de agua en el río (Qr) y la cantidad de precipitación (M) en el área de la cuenca del río durante el mismo tiempo, expresada en porcentaje:

a - coeficiente de escorrentía en porcentaje, Qr - valor de escorrentía anual en metros cúbicos; M es la cantidad anual de precipitación en milímetros.

Para determinar el módulo de escorrentía, es necesario conocer la descarga de agua y el área de la cuenca aguas arriba del objetivo, según la cual se determinó la descarga de agua del río dado. El área de la cuenca de un río se puede medir a partir de un mapa. Para esto, se utilizan los siguientes métodos:

• 1) planificación
• 2) descomposición en figuras elementales y cálculo de sus áreas;
• 3) medir el área con una paleta;
• 4) cálculo de áreas utilizando tablas geodésicas

Es más fácil para los estudiantes usar el tercer método y medir el área usando una paleta, es decir, papel transparente (papel de calco) con cuadrados impresos en él. Teniendo un mapa del área estudiada del mapa en cierta escala, puede hacer una paleta con cuadrados correspondientes a la escala del mapa. Primero, debe delinear la cuenca de este río por encima de una determinada alineación y luego aplicar el mapa a la paleta, en la que transferir el contorno de la cuenca. Para determinar el área, primero debe contar la cantidad de cuadrados completos ubicados dentro del contorno y luego sumar estos cuadrados, cubriendo parcialmente la cuenca del río dado. Sumando los cuadrados y multiplicando el número resultante por el área de un cuadrado, encontramos el área de la cuenca del río por encima de esta alineación.

Q - consumo de agua, l. Para traducir metros cubicos en litros multiplicamos el consumo por 1000, S la superficie de la piscina, km 2.

Para determinar el coeficiente de escurrimiento de un río es necesario conocer el escurrimiento anual del río y el volumen de agua que ha caído sobre el área de una cuenca fluvial determinada. El volumen de agua que cayó sobre el área de esta piscina es fácil de determinar. Para hacer esto, debe multiplicar el área de la cuenca, expresada en kilómetros cuadrados, por el espesor de la capa de precipitación (también en kilómetros). Por ejemplo, el espesor será igual a p si la precipitación en un área determinada fue de 600 mm por año, entonces 0 "0006 km y el coeficiente de escorrentía será igual a:

Qr es el caudal anual del río, y M es el área de la cuenca; multiplique la fracción por 100 para determinar el coeficiente de escorrentía como porcentaje.

Determinación del régimen de caudales de los ríos. Para caracterizar el régimen de caudal del río, es necesario establecer:

a) qué cambios estacionales sufre el nivel del agua (un río con un nivel constante, que se vuelve muy poco profundo en verano, se seca, pierde agua en los poros y desaparece de la superficie);

b) la hora de la pleamar, si la hubiere;

c) la altura del agua durante la inundación (si no hay observaciones independientes, según los datos del cuestionario);

d) la duración de la congelación del río, si se produce (según sus propias observaciones o según información obtenida a través de una encuesta).

Determinación de la calidad del agua. Para determinar la calidad del agua, debe averiguar si es turbia o transparente, potable o no. La transparencia del agua está determinada por un disco blanco (disco de Secchi) con un diámetro de aproximadamente 30 cm, resumido en una línea marcada o unido a un poste marcado. Si el disco se baja en la línea, entonces se coloca un peso debajo, debajo del disco, para que la corriente no se lleve el disco. La profundidad a la que este disco se vuelve invisible es una indicación de la transparencia del agua. Puedes hacer un disco de madera contrachapada y pintarlo el color blanco, pero luego la carga debe colgarse lo suficientemente pesada como para que caiga verticalmente en el agua, y el disco mismo mantenga una posición horizontal; o la hoja de madera contrachapada se puede reemplazar con una placa.

Determinación de la temperatura del agua en el río. La temperatura del agua en el río se determina mediante un termómetro de resorte, tanto en la superficie del agua como a diferentes profundidades. Mantenga el termómetro en agua durante 5 minutos. Un termómetro de resorte se puede reemplazar con un termómetro de baño convencional con marco de madera, pero para que se hunda en el agua a diferentes profundidades, se le debe atar un peso.

Puede determinar la temperatura del agua en el río con la ayuda de batómetros: un batómetro-taquímetro y un batómetro de botella. El batómetro-taquímetro consta de un globo de goma flexible con un volumen de unos 900 cm 3; se inserta un tubo con un diámetro de 6 mm en él. El batómetro-taquímetro se fija en una varilla y se baja a diferentes profundidades para tomar agua.

El agua resultante se vierte en un vaso y se determina su temperatura.

No es difícil para un estudiante hacer un batómetro-taquímetro. Para hacer esto, debe comprar una pequeña cámara de goma, colocarla y atar un tubo de goma con un diámetro de 6 mm. La barra se puede reemplazar con un poste de madera, dividiéndola en centímetros. La varilla con el taquímetro-batómetro debe sumergirse verticalmente en el agua hasta una cierta profundidad, de modo que la abertura del taquímetro-batómetro se dirija hacia abajo. Habiendo bajado a una cierta profundidad, la barra debe girarse 180 y mantenerse durante unos 100 segundos para sacar agua, y luego girar la barra 180 ° nuevamente. Régimen de agua de escorrentía río

Debe quitarse para que el agua no se derrame fuera de la botella. Después de verter agua en un vaso, determine la temperatura del agua a una profundidad determinada con un termómetro.

Es útil medir simultáneamente la temperatura del aire con un termómetro de honda y compararla con la temperatura del agua del río, asegurándose de registrar el tiempo de observación. A veces la diferencia de temperatura alcanza varios grados. Por ejemplo, a las 13 en punto la temperatura del aire es de 20, la temperatura del agua en el río es de 18 °.

Estudio en determinadas zonas sobre determinada naturaleza del cauce. Al examinar secciones de la naturaleza del cauce del río, es necesario:

a) marcar los principales tramos y grietas, determinar sus profundidades;

b) al detectar rápidos y cascadas, determinar la altura de la caída;

c) dibujar y, si es posible, medir las islas, bajíos, medios, canales laterales;

d) recopilar información en qué lugares el río se está erosionando y en lugares que están especialmente erosionados, determinar la naturaleza de las rocas erosionadas;

e) estudiar la naturaleza del delta, si se investiga la sección estuarina del río, y trazarla en el plano visual; ver si los brazos individuales corresponden a los que se muestran en el mapa.

Características generales del río y su uso. A características generales los ríos necesitan averiguar:

a) qué parte del río se está erosionando principalmente y cuál se está acumulando;

b) grado de serpenteo.

Para determinar el grado de meandros, necesita conocer el coeficiente de tortuosidad, es decir la relación entre la longitud del río en el área de estudio y la distancia más corta entre ciertos puntos en la parte de estudio del río; por ejemplo, el río A tiene una longitud de 502 km, y la distancia más corta entre el nacimiento y la desembocadura es de solo 233 km, de ahí el coeficiente de tortuosidad:

K - coeficiente de sinuosidad, L - longitud del río, 1 - distancia más corta entre la fuente y la desembocadura

Estudio de meandros Tiene gran importancia para rafting y transporte marítimo de madera;

c) Los abanicos fluviales no expresivos formados en las desembocaduras de los afluentes o que produzcan caudales temporales.

Descubra cómo se utiliza el río para la navegación y el rafting; si la mano no es navegable, averigüe por qué, sirve como un obstáculo (poco profundo, rápidos, hay cascadas), hay presas y otras estructuras artificiales en el río; si el río se usa para riego; qué transformaciones hay que hacer para utilizar el río en la economía nacional.

Determinación de la nutrición del río. Es necesario averiguar los tipos de nutrición de los ríos: agua subterránea, lluvia, lago o pantano del derretimiento de la nieve. Por ejemplo, R. Klyazma se alimenta, suelo, nieve y lluvia, de los cuales el suministro de suelo es 19%, nieve - 55% y lluvia. - 26 %.

El río se muestra en la Figura 2.

metro 3

Conclusión: En el transcurso de esta lección práctica, como resultado de los cálculos, se obtuvieron los siguientes valores que caracterizan el flujo del río:

¿Módulo de drenaje? = 177239 l/s * km 2

Coeficiente de escorrentía b = 34,5%.

28.07.2015

fluctuaciones corriente de río y criterios para su evaluación. La escorrentía fluvial es el movimiento del agua en el proceso de su circulación en la naturaleza, cuando fluye por el cauce del río. El flujo del río está determinado por la cantidad de agua que fluye a través del canal del río durante un cierto período de tiempo.
Numerosos factores influyen en el régimen de flujo: climático - precipitación, evaporación, humedad y temperatura del aire; topográfico - terreno, forma y tamaño de las cuencas de los ríos y suelo - geológico, incluida la cubierta vegetal.
Para cualquier cuenca, a mayor precipitación y menor evaporación, mayor caudal del río.
Se ha establecido que a medida que aumenta el área de captación, también aumenta la duración de la crecida de primavera, mientras que el hidrograma tiene una forma más alargada y “tranquila”. En suelos fácilmente permeables, hay más filtración y menos escorrentía.
Al realizar varios cálculos hidrológicos relacionados con el diseño de estructuras hidráulicas, sistemas de recuperación, sistemas de suministro de agua, medidas de control de inundaciones, caminos, etc., se determinan las siguientes características principales del caudal del río.
1. Consumo de agua es el volumen de agua que fluye a través de la sección considerada por unidad de tiempo. El consumo medio de agua Qcp se calcula como la media aritmética de los costes para un periodo de tiempo T:

2. Volumen de flujo V- este es el volumen de agua que fluye a través de un objetivo dado durante el período de tiempo considerado T

3. Módulo de drenaje M es el flujo de agua por 1 km2 del área de captación F (o que fluye desde una unidad de área de captación):

A diferencia de la descarga de agua, el módulo de escorrentía no está asociado a una sección específica del río y caracteriza la escorrentía de la cuenca en su conjunto. El módulo de escorrentía multianual promedio M0 no depende del contenido de agua de los años individuales, sino que está determinado únicamente por la ubicación geográfica de la cuenca fluvial. Esto permitió zonificar nuestro país en términos hidrológicos y construir un mapa de isolíneas de módulos de escorrentía promedio a largo plazo. Estos mapas se proporcionan en la literatura reglamentaria pertinente. Conociendo el área de captación de un río y determinando el valor M0 para él usando el mapa de isolíneas, podemos determinar el caudal medio de agua a largo plazo Q0 de este río usando la fórmula

Para secciones de río estrechamente espaciadas, los módulos de escorrentía pueden tomarse constantes, es decir

A partir de aquí, según el caudal de agua conocido en un tramo Q1 y plazas famosas cuencas hidrográficas en estas secciones F1 y F2, la descarga de agua en otra sección Q2 se puede establecer mediante la relación

4. capa de drenaje h- esta es la altura de la capa de agua, que se obtendría con una distribución uniforme sobre toda el área de la cuenca F del volumen de escorrentía V durante un cierto período de tiempo:

Para la capa de escorrentía h0 promedio de varios años de la inundación de primavera, se compilaron mapas de contorno.
5. Coeficiente de drenaje modular K es la relación entre cualquiera de las características de escorrentía anteriores y su media aritmética:

Estos coeficientes se pueden establecer para cualquier característica hidrológica (caudales, niveles, precipitación, evaporación, etc.) y para cualquier periodo de caudal.
6. Coeficiente de escorrentía η es la relación entre la capa de escorrentía y la capa de precipitación que cayó sobre el área de captación x:

Este coeficiente también se puede expresar en términos de la relación entre el volumen de escorrentía y el volumen de precipitación para el mismo período de tiempo.
7. Tasa de flujo- la escorrentía promedio más probable a largo plazo, expresada por cualquiera de las características de escorrentía anteriores durante un período de varios años. Para establecer la norma de escorrentía, una serie de observaciones debe ser de al menos 40 ... 60 años.
El caudal anual Q0 está determinado por la fórmula

Dado que el número de años de observación en la mayoría de los aforos suele ser inferior a 40, es necesario comprobar si este número de años es suficiente para obtener valores fiables de la norma de escorrentía Q0. Para ello, calcule la raíz del error cuadrático medio del caudal según la dependencia

La duración del período de observación es suficiente si el valor del error cuadrático medio σQ no supera el 5 %.
El cambio en la escorrentía anual está predominantemente influenciado por factores climáticos: precipitación, evaporación, temperatura del aire, etc. Todos ellos están interconectados y, a su vez, dependen de una serie de razones de naturaleza aleatoria. Por lo tanto, los parámetros hidrológicos que caracterizan la escorrentía están determinados por un conjunto de variables aleatorias. Al diseñar medidas para el rafting de madera, es necesario conocer los valores de estos parámetros con la probabilidad necesaria de excederlos. Por ejemplo, en el cálculo hidráulico de las presas de balsas de madera, es necesario establecer el caudal máximo de la crecida de primavera, que se puede superar cinco veces en cien años. Este problema se resuelve utilizando los métodos de la estadística matemática y la teoría de la probabilidad. Para caracterizar los valores de los parámetros hidrológicos - costos, niveles, etc., se utilizan los siguientes conceptos: frecuencia(recurrencia) y seguridad (duración).
La frecuencia muestra en cuántos casos durante el período de tiempo considerado el valor del parámetro hidrológico estuvo en un cierto intervalo. Por ejemplo, si la descarga de agua promedio anual en una sección determinada del río cambió durante varios años de observaciones de 150 a 350 m3/s, entonces es posible establecer cuántas veces los valores de este valor estaban en los intervalos 150...200, 200...250, 250.. .300 m3/s etc.
seguridad muestra en cuántos casos el valor de un elemento hidrológico tuvo valores iguales o superiores a un determinado valor. En un sentido amplio, la seguridad es la probabilidad de exceder un valor dado. La disponibilidad de cualquier elemento hidrológico es igual a la suma de las frecuencias de los intervalos aguas arriba.
La frecuencia y la disponibilidad se pueden expresar en términos del número de ocurrencias, pero en los cálculos hidrológicos se definen con mayor frecuencia como un porcentaje de numero total miembros de la serie hidrológica. Por ejemplo, en la serie hidrológica hay veinte valores de descargas de agua promedio anuales, seis de ellas tuvieron un valor igual o superior a 200 m3/s, lo que significa que esta descarga se brinda en un 30%. Gráficamente, los cambios de frecuencia y disponibilidad se representan mediante las curvas de frecuencia (Fig. 8a) y disponibilidad (Fig. 8b).

En los cálculos hidrológicos, la curva de probabilidad se usa con más frecuencia. Se puede ver en esta curva que cuanto mayor es el valor del parámetro hidrológico, menor es el porcentaje de disponibilidad, y viceversa. Por lo tanto, generalmente se acepta que los años para los cuales la disponibilidad de escorrentía, es decir, la descarga anual promedio de agua Qg, es inferior al 50% son de aguas altas, y los años con Qg superior al 50% son de aguas bajas. Un año con una seguridad de escorrentía del 50% se considera un año de contenido medio de agua.
La disponibilidad de agua en un año a veces se caracteriza por su frecuencia promedio. Para los años de aguas altas, la frecuencia de ocurrencia muestra con qué frecuencia ocurren en promedio los años de un contenido de agua dado o mayor, para los años de aguas bajas, un contenido de agua dado o menor. Por ejemplo, la descarga anual promedio de un año de crecida con 10% de seguridad tiene una frecuencia promedio de 10 veces en 100 años o 1 vez en 10 años; la frecuencia media de un año seco del 90% de seguridad también tiene una frecuencia de 10 veces en 100 años, ya que en el 10% de los casos el caudal medio anual tendrá valores inferiores.
Los años de un cierto contenido de agua tienen un nombre correspondiente. En mesa. 1 para ellos se dan la disponibilidad y la repetibilidad.

La relación entre la repetibilidad y y la disponibilidad p se puede escribir de la siguiente manera:
para años húmedos

para años secos

Todas las estructuras hidráulicas para regular el cauce o caudal de los ríos se calculan según el contenido de agua del año de un suministro determinado, lo que garantiza la fiabilidad y el funcionamiento sin problemas de las estructuras.
El porcentaje estimado de provisión de indicadores hidrológicos está regulado por la "Instrucción para el diseño de empresas de rafting".
Curvas de provisión y métodos de su cálculo. En la práctica de los cálculos hidrológicos se utilizan dos métodos de construcción de curvas de oferta: empírico y teórico.
Cálculo razonable curva de dotación empírica solo se puede realizar si el número de observaciones de la escorrentía del río es superior a 30...40 años.
Al calcular la disponibilidad de los miembros de la serie hidrológica para caudales anuales, estacionales y mínimos, se puede utilizar la fórmula de N.N. Chegodaeva:

Para determinar la seguridad gasto maximo agua aplicar dependencia S.N. Kritsky y M. F. Menkel:

El procedimiento para construir una curva de dotación empírica:
1) todos los miembros de la serie hidrológica se registran en orden decreciente en valor absoluto;
2) a cada miembro de la serie se le asigna un número de serie, a partir de uno;
3) la seguridad de cada miembro de la serie decreciente está determinada por las fórmulas (23) o (24).
Con base en los resultados del cálculo, se construye una curva de seguridad, similar a la que se muestra en la Fig. 8b.
Sin embargo, las curvas de dotación empíricas tienen una serie de desventajas. Incluso con un período de observación lo suficientemente largo, no se puede garantizar que este intervalo cubra todos los valores máximos y mínimos posibles. valores mínimos escorrentía del río. Los valores estimados de seguridad de escorrentía de 1...2% no son confiables, ya que solo se pueden obtener resultados suficientemente fundamentados con el número de observaciones durante 50...80 años. En este sentido, con un período limitado de observación del régimen hidrológico del río, cuando el número de años sea inferior a treinta, o en su ausencia total, se construyen curvas teóricas de seguridad.
Los estudios han demostrado que la distribución de variables hidrológicas aleatorias obedece mejor a la ecuación de la curva de Pearson tipo III, cuya expresión integral es la curva de oferta. Pearson obtuvo tablas para construir esta curva. La curva de seguridad se puede construir con suficiente precisión para la práctica en tres parámetros: la media aritmética de los términos de la serie, los coeficientes de variación y la asimetría.
La media aritmética de los términos de la serie se calcula mediante la fórmula (19).
Si el número de años de observaciones es inferior a diez o no se realizó ninguna observación, entonces la descarga de agua promedio anual Qgcp se considera igual a la Q0 promedio a largo plazo, es decir, Qgcp = Q0. El valor de Q0 se puede establecer utilizando el factor de módulo K0 o el módulo de sumidero M0 determinado a partir de los mapas de contorno, ya que Q0 = M0*F.
El coeficiente de variación Cv caracteriza la variabilidad de la escorrentía o el grado de su fluctuación con respecto al valor promedio en una serie dada; es numéricamente igual a la relación entre el error estándar y la media aritmética de los miembros de la serie. El valor del coeficiente Cv se ve significativamente afectado condiciones climáticas, tipo de alimentación del río y características hidrográficas de su cuenca.
Si hay datos de observación de al menos diez años, el coeficiente de variación de la escorrentía anual se calcula mediante la fórmula

El valor de Cv varía ampliamente: de 0,05 a 1,50; para rafting en ríos Cv = 0.15...0.40.
Con un período corto de observaciones de la escorrentía del río o en ausencia total de las mismas el coeficiente de variación puede establecerse mediante la fórmula D.L. Sokolovski:

En los cálculos hidrológicos para cuencas con F > 1000 km2, también se utiliza el mapa de isolíneas del coeficiente Cv si el área total de los lagos no supera el 3% del área de captación.
En el documento normativo SNiP 2.01.14-83, se recomienda una fórmula generalizada KP para determinar el coeficiente de variación de los ríos no estudiados. Resurrección:

Coeficiente de asimetría Cs caracteriza la asimetría de la serie bajo consideración variable aleatoria sobre su valor medio. Cuanto menor sea la parte de los miembros de la serie que exceda el valor de la norma de escorrentía, mayor será el valor del coeficiente de asimetría.
El coeficiente de asimetría se puede calcular mediante la fórmula

Sin embargo, esta dependencia da resultados satisfactorios solo para el número de años de observación n > 100.
El coeficiente de asimetría de los ríos no estudiados se establece de acuerdo con la relación Cs/Cv para ríos análogos y, en ausencia de análogos suficientemente buenos, se toman las relaciones Cs/Cv promedio para los ríos de la región dada.
Si no es posible establecer la relación Cs/Cv para un grupo de ríos análogos, entonces se aceptan por razones normativas los valores del coeficiente Cs para ríos no estudiados: para cuencas fluviales con un coeficiente lacustre superior al 40%

para zonas de humedad excesiva y variable - ártico, tundra, bosque, bosque-estepa, estepa

Para construir una curva de dotación teórica para los tres parámetros anteriores - Q0, Cv y Cs - utilice el método propuesto por Foster - Rybkin.
De la relación anterior para el coeficiente modular (17) se deduce que el valor promedio a largo plazo de la escorrentía de una probabilidad dada - Qp%, Мр%, Vp%, hp% - se puede calcular mediante la fórmula

El coeficiente de escorrentía del módulo del año de una probabilidad dada está determinado por la dependencia

Habiendo determinado una serie de características de escorrentía para un período a largo plazo de diferente disponibilidad, es posible construir una curva de oferta basada en estos datos. En este caso, es recomendable realizar todos los cálculos en forma tabular (Cuadros 3 y 4).

Métodos de cálculo de coeficientes modulares. Para solucionar muchos problemas de gestión del agua, es necesario conocer la distribución de las escorrentías por estaciones o meses del año. La distribución intraanual de la escorrentía se expresa como coeficientes modulares de la escorrentía mensual, que representan la relación entre el caudal medio mensual Qm.av y el Qg.av medio anual:

La distribución intraanual de la escorrentía es diferente para años de diferente contenido de agua, por lo tanto, en cálculos prácticos, los coeficientes modulares de escorrentía mensual se determinan para tres años característicos: un año de aguas altas con 10% de suministro, un año promedio con 50 % de suministro, y un año de escasez de agua con 90% de suministro.
Los coeficientes del módulo de escorrentía mensual pueden establecerse en base al conocimiento real de las descargas de agua mensuales promedio en presencia de datos de observación durante al menos 30 años, en un río análogo o en tablas estándar de distribución de escorrentía mensual, que se compilan para diferentes cuencas fluviales.
El consumo medio mensual de agua se determina en base a la fórmula

(33): Qm.cp = KmQg.sr

Consumo máximo de agua. Al diseñar represas, puentes, lagunas, medidas para fortalecer los bancos, es necesario conocer el caudal máximo de agua. Según el tipo de alimentación del río, se puede tomar como caudal máximo calculado el caudal máximo de las crecidas de primavera o de las crecidas de otoño. La seguridad estimada de estos costos está determinada por la clase de tamaño de capital de las estructuras hidráulicas y está regulada por los documentos reglamentarios pertinentes. Por ejemplo, las presas de rafting de madera de clase III de capitalidad se calculan para el paso de un caudal de agua máximo de 2% de seguridad, y clase IV - de 5% de seguridad, las estructuras de protección de bancos no deben colapsar a caudales correspondientes al caudal máximo de agua. del 10% de seguridad.
El método para determinar el valor de Qmax depende del grado de conocimiento del río y de la diferencia entre los caudales máximos de la crecida de primavera y la crecida.
Si hay datos de observación para un período de más de 30 ... 40 años, entonces se construye una curva de seguridad empírica Qmax, y con un período más corto, una curva teórica. Los cálculos toman: para crecidas de primavera Cs = 2Сv, y para crecidas de lluvia Cs = (3...4)CV.
Dado que los regímenes fluviales se monitorean en estaciones de medición de agua, la curva de suministro generalmente se traza para estos sitios, y las descargas máximas de agua en los sitios donde se ubican las estructuras se calculan mediante la relación

Para ríos de tierras bajas flujo máximo de agua de inundación de primavera dado el valor p% se calcula mediante la fórmula

Los valores de los parámetros n y K0 se determinan en función de área natural y categorías de relieve según Tabla. 5.

Categoría I: ríos ubicados dentro de tierras altas montañosas y en forma de meseta: Rusia central, Strugo-Krasnenskaya, tierras altas de Sudoma, meseta de Siberia central, etc .;
II categoría - ríos, en cuyas cuencas se alternan tierras altas montañosas con depresiones entre ellas;
Categoría III: ríos, la mayoría de cuyas cuencas se encuentran dentro de las tierras bajas planas: Mologo-Sheksninskaya, Meshcherskaya, bosques bielorrusos, Pridnestrovskaya, Vasyuganskaya, etc.
El valor del coeficiente μ se fija en función de la zona natural y del porcentaje de seguridad según Tabla. 6.

El parámetro hp% se calcula a partir de la dependencia

El coeficiente δ1 se calcula (para h0 > 100 mm) mediante la fórmula

El coeficiente δ2 está determinado por la relación

El cálculo de los caudales máximos de agua durante la crecida primaveral se realiza de forma tabular (Cuadro 7).

Los niveles de pleamar (HWL) del suministro calculado se establecen según las curvas de vertidos de agua para los correspondientes valores de Qmaxp% y tramos calculados.
Con cálculos aproximados, se puede establecer el caudal máximo de agua de una crecida de lluvia según la dependencia

En cálculos responsables, la determinación del flujo máximo de agua debe realizarse de acuerdo con las instrucciones de los documentos reglamentarios.

INTRODUCCIÓN

Tareas de cálculos hidrológicos y su papel en el desarrollo de la economía del país. Conexión de los cálculos hidrológicos con otras ciencias. Historia del desarrollo de los cálculos hidrológicos: los primeros trabajos de científicos extranjeros en los siglos XVII-XIX; obras de científicos rusos de finales del siglo XIX y principios del XX; el primer libro de texto de hidrología en Rusia; Período soviético de desarrollo de cálculos hidrológicos; Congresos hidrológicos de toda la Unión y su papel en el desarrollo de métodos para calcular la escorrentía de los ríos; Período postsoviético de desarrollo de cálculos hidrológicos. Las principales características del caudal de los ríos. Tres casos de determinación de características hidrológicas.

MÉTODOS PARA EL ANÁLISIS DE LAS CARACTERÍSTICAS DEL CAUDAL DE LOS RÍOS.

Análisis genético de datos hidrológicos: método geográfico e hidrológico y sus casos especiales - métodos de analogía hidrológica, interpolación geográfica e hidrológico e hidrogeológico. Análisis estadístico-probabilístico: método de momentos, método de máxima verosimilitud, método cuantificador, análisis de correlación y regresión, análisis factorial, método de componentes principales, método de análisis discriminante. Métodos de análisis de las matemáticas computacionales: sistemas de ecuaciones algebraicas, diferenciación e integración de funciones, ecuaciones en derivadas parciales, método Monte Carlo. Modelado matemático de fenómenos y procesos hidrológicos, clases y tipos de modelos. Análisis del sistema.

MÉTODOS PARA GENERALIZAR CARACTERÍSTICAS HIDROLÓGICAS.

Mapas de contorno de escorrentía: principios de construcción, confiabilidad en la determinación de la escorrentía. Zonificación hidrológica del territorio: concepto, límites de aplicación, principios de zonificación y enfoques de zonificación, métodos para determinar los límites de las regiones, homogeneidad de las regiones. Procesamiento gráfico de datos hidrológicos: dependencias gráficas rectilíneas, exponenciales y exponenciales.

FACTORES DE LA FORMACIÓN DEL CAUDAL DE LOS RÍOS.

La importancia de comprender el mecanismo y grado de influencia de los factores físicos y geográficos en el régimen y magnitud de la escorrentía fluvial. Ecuación del balance hídrico de la cuenca fluvial. Clasificación de los factores de formación de las escorrentías de los ríos. Factores climáticos y meteorológicos de la escorrentía fluvial: precipitación, evaporación, temperatura del aire. Influencia de los factores de la cuenca del río y su superficie subyacente en la escorrentía: posición geográfica, tamaño, forma de la cuenca del río, relieve, vegetación, suelos y rocas, permafrost, lagos, pantanos, glaciares y hielo dentro de la cuenca. Influencia actividad económica sobre la escorrentía de los ríos: creación de embalses y estanques, redistribución de la escorrentía entre las cuencas de los ríos, riego de campos agrícolas, drenaje de pantanos y humedales, actividades agroforestales en las cuencas de los ríos, consumo de agua para necesidades industriales y domésticas, urbanización, minería.

PARÁMETROS ESTADÍSTICOS DEL CAUDAL DE LOS RÍOS.

FIABILIDAD DE LA INFORMACIÓN HIDROLÓGICA INICIAL.

El caudal y los principios de su cálculo. Variabilidad del escurrimiento fluvial, su expresión relativa (coeficiente de variación) y absoluta (desviación estándar), relación con factores meteorológicos. Variabilidad de la distribución intraanual de la escorrentía, escorrentía máxima de crecidas primaverales y crecidas pluviales, escorrentía mínima invernal y estival. Coeficiente de asimetría. Grado de confiabilidad de la información hidrológica de entrada. Causas de errores en la información hidrológica de régimen.

CONDICIONES DE FORMACIÓN Y CÁLCULOS DEL CAUDAL ANUAL.

El escurrimiento anual de los ríos como principal característica hidrológica. Condiciones para la formación de la escorrentía anual: precipitación, evaporación, temperatura del aire. Influencia de lagos, pantanos, glaciares, témpanos de hielo, área de la cuenca, altura de la cuenca, bosque y su desmonte, creación de embalses, riego, consumo de agua industrial y municipal, drenaje de pantanos y humedales, medidas agroforestales en la formación del caudal anual del río. El concepto de representatividad de una serie de datos hidrológicos. Elementos de las fluctuaciones cíclicas de la escorrentía. Sincronicidad, asincronía, fluctuaciones en fase, fuera de fase del drenaje. Cálculos del caudal anual en presencia, insuficiencia y ausencia de datos observacionales. Distribución de la escorrentía anual en todo el territorio de Rusia.

FACTORES DE FORMACIÓN Y CÁLCULO

DISTRIBUCIÓN INTRAANUAL DEL CAUDAL DEL RÍO.

El significado práctico del conocimiento sobre la distribución intraanual de la escorrentía. El papel del clima en la distribución de la escorrentía durante el año. Factores superficiales subyacentes que corrigen la distribución intraanual de la escorrentía: lagos, pantanos, llanuras aluviales de los ríos, glaciares, permafrost, formación de hielo, bosques, karst, tamaño de la cuenca del río, forma de la cuenca. El impacto de la creación de embalses y balsas, riego, actividades agroforestales y drenaje en la distribución intraanual del caudal de los ríos. Cálculo de la distribución intraanual de la escorrentía en presencia, insuficiencia y ausencia de datos observacionales. Cálculo de la distribución diaria de escorrentía. Curvas de duración de los gastos diarios. Coeficiente de regulación de la escorrentía natural. Coeficiente de desnivel de escorrentía intraanual.

CARACTERÍSTICAS DE FORMACIÓN Y CÁLCULO DEL MÁXIMO

CAUDAL DEL RÍO DURANTE EL PERÍODO DE INUNDACIONES DE PRIMAVERA.

El concepto de "inundación catastrófica (inundación)". Importancia práctica y científica de una evaluación fiable de los parámetros estadísticos de las inundaciones. Causas de inundaciones catastróficas. Grupos genéticos de caudales máximos de agua. Disponibilidad estimada de caudales máximos de agua en función de la clase de capital de una estructura hidráulica. Calidad de la información inicial sobre vertidos máximos de agua. Condiciones para la formación de escorrentía de inundación: reservas de nieve en la cuenca del río y reservas de agua en la capa de nieve, pérdidas por evaporación de la nieve, intensidad y duración del deshielo, pérdida de agua de deshielo. Factores superficiales subyacentes: relieve, exposición de taludes, dimensiones, configuración, disección de la cuenca, lagos y pantanos, suelos y suelos. Factores antropogénicos en la formación del caudal máximo de crecidas. Teoría genética de la formación del escurrimiento máximo. Reducción del caudal máximo. Cálculos de la escorrentía primaveral máxima en presencia, insuficiencia y ausencia de datos observacionales. Modelos matemáticos y físico-matemáticos de los procesos de formación de escorrentías de agua de deshielo.

CAUDAL MÁXIMO DEL RÍO DURANTE EL PERÍODO DE INUNDACIÓN POR LLUVIA.

Áreas de distribución de máximos de lluvia altos. Dificultades para investigar y generalizar las características de la escorrentía pluvial. Tipos de lluvia y sus componentes. Características de la formación de inundaciones de lluvia: la intensidad y duración de la lluvia, la intensidad de la infiltración, la velocidad y el tiempo de escorrentía del agua de lluvia. El papel de los factores superficiales subyacentes y los tipos de actividad económica en la formación de la escorrentía pluvial. Cálculos de los caudales máximos de agua de crecidas pluviales en presencia, insuficiencia y ausencia de datos observacionales. Simulación de la escorrentía de crecidas pluviales.

CONDICIONES DE FORMACIÓN Y CÁLCULOS DEL VERANO MÍNIMO
E INVIERNO DESAGÜE DE LOS RÍOS.

El concepto de período de aguas bajas y escorrentía de aguas bajas. El significado práctico del conocimiento sobre el caudal mínimo de los ríos. Las principales características de diseño del caudal mínimo y bajo de los ríos. La duración de los períodos de aguas bajas de invierno y verano o verano-otoño en los ríos de Rusia. Tipos de aguas bajas y períodos de aguas bajas de los ríos rusos. Factores de formación de la escorrentía mínima: precipitación, temperatura, evaporación, conexión de aguas de la zona de aireación, agua subterránea, aguas kársticas y artesianas con el río, condiciones geológicas e hidrogeológicas en la cuenca, lagos, pantanos, bosque, disección y altura del terreno, planicie de inundación del río, profundidad de la incisión erosiva del cauce del río, áreas de superficie y subterráneas cuencas hidrográficas, pendiente y orientación de la cuenca hidrográfica, riego de terrenos agrícolas, consumo industrial y doméstico de agua de río, drenaje, aprovechamiento agua subterránea, creación de embalses, urbanización. Cálculos de la escorrentía mínima en aguas bajas para diferentes volúmenes de información hidrológica inicial.

4. TRABAJOS PRÁCTICOS.

TRABAJO PRÁCTICO Nº 1.

CÁLCULOS DE ESCURRIMIENTO ANUAL DE RÍOS
CON INSUFICIENCIA Y AUSENCIA DE DATOS DE OBSERVACIÓN.

TAREA 1: Seleccionar una cuenca fluvial con un área de captación de al menos 2000 km² y no más de 50000 km ² dentro de la región de Tyumen y extraer de las publicaciones del WRC para esta cuenca una serie de observaciones de descargas anuales promedio.

TAREA 2: Determinar los parámetros estadísticos de la curva de caudal medio anual del río seleccionado utilizando los métodos de momentos, máxima verosimilitud, gráfico-analítico.

TAREA 3: Determinar el caudal anual del río con una seguridad del 1%, 50% y 95%.

TAREA 4: Calcular la escorrentía media anual de un mismo río utilizando el mapa de isolíneas del módulo y la capa de escorrentía y evaluar la precisión del cálculo.

TEORÍA: En presencia o insuficiencia de datos observacionales, los principales parámetros estadísticos de la escorrentía fluvial se determinan mediante tres métodos: el método de los momentos, el método de máxima verosimilitud y el método gráfico-analítico.

MÉTODO DE MOMENTOS.

Para determinar los parámetros de la curva de distribuciónQo, Cv y Cs por el método de los momentos, se utilizan las siguientes fórmulas:

1) valor promedio a largo plazo del consumo de agua

Qо = ΣQi /n, donde

Qi – valores anuales de consumo de agua, m³/s;

n es el número de años de observaciones; para series de observación de menos de 30 años, en lugar de n, tome (n - 1).

2) coeficiente de variación

Cv \u003d ((Σ (Ki -1)²) / n)½, donde

Ki - coeficiente modular calculado por la fórmula

Ki \u003d Qi / Qo.

3) coeficiente de asimetría

Cs \u003d Σ (Ki - 1)³ / (n Cv³).

En base a los valores de Cv y Cs se calcula la relación Cs/Cv y los errores de cálculo de Qo, Cv y Cs:

1) error Qo

σ = (Cv /n½) 100%;

2) El error de Cv no debe ser superior al 10-15%

Έ = ((1+Cv²) / 2n)½ 100%,

3) error Cs

έ = ((6/n)½ (1+6Cv²+5Cv ( ½ / Cs) 100%.

método de máxima verosimilitud .

La esencia del método es que se considera que el valor más probable del parámetro desconocido es en el que la función de verosimilitud alcanza su máximo valor posible. En este caso, los miembros de la serie, que corresponden a un mayor valor de la función, tienen una mayor influencia. Este método se basa en el uso de estadísticas λ 1 , λ 2 , λ 3. Estadísticas λ 2 y λ 3 están conectados entre sí y su relación cambia a partir del cambio en Cv y la relación de Cs / Cv. Las estadísticas se calculan utilizando las fórmulas:

1) estadística λ 1 es la media aritmética de una serie de observaciones

λ1 = ΣQi/n;

2) estadísticas λ 2

λ 2 \u003d Σ IgKi / (n - 1);

3) estadísticas λ 3

λ 3 = Σ Ki· IgКi /(n – 1).

La determinación del coeficiente de variabilidad Cv y la relación Cs / Cv se lleva a cabo de acuerdo con nomogramas (ver en el libro de texto. Hidrología práctica. L .: Gidrometeoizdat, 1976, p. 137) de acuerdo con las estadísticas calculadas λ 2 y λ 3 . En los nomogramas, encontramos el punto de intersección de los valores de las estadísticas λ 2 y λ 3 . El valor de Cv se determina a partir de la curva vertical más próxima a él, y la relación Cs/Cv se determina a partir de la curva horizontal, a partir de la cual se procede al valor de Cs. El error Cv está determinado por la fórmula:

Έ = (3 / (2n(3+ Cv²)))½ 100%.

MÉTODO GRÁFICO-ANALÍTICO .

Con este método, los parámetros estadísticos de la curva de dotación analítica se calculan mediante tres ordenadas características de la curva de dotación empírica suavizada. Estas ordenadas son Q

Sobre la fibra semilogarítmica de probabilidades se construye la dependencia Q = f (P). Para construir una curva de oferta empírica suavizada, es necesario construir una serie de observaciones en secuencia descendente y para cada valor clasificado de consumo de agua Q ub . asigne el valor de seguridad P, calculado por la fórmula:

P \u003d (m / n + 1) 100%, donde

m es el número de serie de un miembro de la serie;

n es el número de miembros de la serie.

Los valores de provisión se trazan a lo largo del eje horizontal, el Q correspondiente matar Los puntos de intersección se indican mediante círculos con un diámetro de 1,5-2 mm y se fijan con tinta. Se dibuja una curva de seguridad empírica suavizada sobre los puntos con un lápiz. De esta curva se toman tres ordenadas características Q 5% ,Q 50% y Q 95% disponibilidad, gracias a la cual el valor del coeficiente de asimetría S de la curva de oferta se calcula según la siguiente fórmula:

S = (Q 5% + Q 95% - 2 Q 50% ) / (Q 5% - Q 95% ).

El factor de asimetría es una función del factor de asimetría. Por lo tanto, de acuerdo con el valor calculado de S, se determina el valor de Cs (ver Apéndice 3 en el libro de texto. Hidrología práctica. L .: Gidrometeoizdat, 1976, p. 431). Según la misma aplicación, dependiendo del valor obtenido de Cs, la diferencia de desviaciones normalizadas (Ф 5% - F 95% ) y desviación normalizada Ф 50% . Luego, calcule la desviación estándar σ, la escorrentía promedio a largo plazo Q®´ y el coeficiente de variación Cv usando las siguientes fórmulas:

σ \u003d (Q 5% - Q 95% ) / (F 5% - F 95% ),

Qo ´ \u003d Q 50% - σ F 50%,

Сv = σ / Q´.

Se considera que la curva de dotación analítica es suficientemente consistente con la distribución empírica si se cumple la siguiente desigualdad:

IQo - Qo´I< 0,02·Qо.

El error cuadrático medio Qо´ se calcula mediante la fórmula:

σ Qo´ = (Сv / n½) 100%.

Coeficiente de error de variación

Έ = ((1+ Сv²) / 2n)½ 100%.

CÁLCULO DE LOS GASTOS DEL VALOR DADO .

El consumo de un valor determinado se calcula mediante la fórmula:

Qр = Кр·Qо, donde

Кр - coeficiente modular de la seguridad dada p%, calculado por la fórmula

Kp \u003d Fr Cv + 1, donde

Fr: desviaciones normalizadas de un valor dado del valor promedio de las ordenadas de la curva de distribución binomial, determinadas de acuerdo con el Apéndice 3 del manual de capacitación. Hidrología práctica. L.: Gidrometeoizdat, 1976, página 431.

Recomendado para otros cálculos hidrológicos y trabajo de diseño Los parámetros estadísticos de la cuenca fluvial y sus costes asegurados se obtienen calculando la media aritmética de los obtenidos por los tres métodos anteriores Qo, Cv, Cs, Q 5% ,Q 50% y Q 95% de seguridad.

DETERMINACIÓN DE LOS VALORES DEL CAUDAL MEDIO ANUAL DE LOS RÍOS

TARJETAS.

En ausencia de datos observacionales sobre la escorrentía, una de las formas de determinarla son los mapas de las isolíneas de los módulos y la capa de escorrentía (ver Fig. tutorial. Hidrología práctica. L.: Gidrometeoizdat, 1976, pp. 169-170). El valor del módulo o capa de escorrentía se determina para el centro de la zona de captación del río. Si el centro de la cuenca se encuentra en la isolínea, entonces el valor promedio de la escorrentía de esta cuenca se toma del valor de esta isolínea. Si la cuenca se encuentra entre dos isolíneas, el valor de escorrentía de su centro se determina mediante interpolación lineal. Si la cuenca está atravesada por varias isolíneas, entonces el valor del módulo de escorrentía (o capa de escorrentía) para el centro de la cuenca se determina mediante el método del promedio ponderado de acuerdo con la fórmula:

Мср = (М 1 f 1 + М 2 f 2 +…М n f n ) / (f 1 + f 2 +…f n ), donde

METRO 1, METRO 2... - valores de escorrentía promedio entre isolíneas adyacentes que cruzan el área de captación;

f1, f2... - áreas de captación entre líneas de contorno dentro del área de captación (en km² o en divisiones de escala).

Distribución de escorrentía intraanual

Sistemático ( diariamente) las observaciones de los niveles de agua se iniciaron en nuestro país alrededor 100 años espalda. Inicialmente, se realizaron en un pequeño número de puntos. En la actualidad, disponemos de datos sobre el caudal de los ríos para 4000 puestos hidrológicos. Estos materiales son de una naturaleza única, lo que permite realizar un seguimiento de los cambios en la escorrentía durante un largo período; se utilizan ampliamente en el cálculo de los recursos hídricos, así como en el diseño y construcción de instalaciones hidráulicas y otras instalaciones industriales en ríos, lagos y embalses. . Para resolver problemas prácticos, es necesario tener datos de observación sobre fenómenos hidrológicos para períodos de tiempo desde 10 antes de 50 años y más.

Las estaciones y puestos hidrológicos ubicados en el territorio de nuestro país forman el llamado estado red hidrometeorológica. Es administrado por Roskomgidromet y está diseñado para satisfacer las necesidades de todas las industrias. economía nacional según los datos sobre el régimen de las masas de agua. Para fines de sistematización, los materiales de observación en los puestos se publican en publicaciones oficiales de referencia.

Por primera vez se resumieron datos de observación hidrológica en el Catastro Estatal de Aguas URSS (GVK). Incluía guías de Recursos hídricos URSS (regional, 18 volúmenes), información sobre los niveles de agua en ríos y lagos URSS(1881-1935, 26 volúmenes), materiales sobre el régimen de los ríos ( 1875-1935, 7 volúmenes). DE 1936 comenzaron a publicarse materiales de observaciones hidrolgicas en anuarios hidrológicos. Actualmente, existe un sistema contable unificado a nivel nacional para todo tipo de aguas naturales y su uso en el territorio de la Federación Rusa.

El procesamiento principal de los datos sobre los niveles diarios de agua que se dan en los Anuarios hidrológicos es analizar la distribución intraanual de la escorrentía y construir un gráfico de las fluctuaciones del nivel del agua para el año.

La naturaleza del cambio en la escorrentía durante el año y el régimen de los niveles de agua debido a estos cambios dependen principalmente de las condiciones para alimentar el río con agua. Según B. D. Los ríos Zaikova se dividen en tres grupos:

Con inundaciones de primavera, formadas como resultado del derretimiento de la nieve en los llanos y montañas bajas;

Con aguas altas en la parte más cálida del año, derivadas del derretimiento de las nieves y glaciares estacionales y perpetuos de las montañas;

Con precipitaciones.

Los más comunes son los ríos con crecidas primaverales. Este grupo se caracteriza por las siguientes fases régimen hídrico: inundación de primavera, bajamar de verano, período de subida de agua de otoño, bajamar de invierno.

Durante el periodo inundación de primavera en los ríos del primer grupo, debido al derretimiento de la nieve, el flujo de agua aumenta significativamente y su nivel sube. La amplitud de las fluctuaciones en los niveles de agua y la duración de las inundaciones en los ríos de este grupo difieren según los factores de la superficie subyacente y los factores de carácter zonal. Por ejemplo, el tipo de distribución de escorrentía intraanual de Europa del Este tiene una inundación de primavera muy alta y aguda y bajas descargas de agua en el resto del año. Esto se explica por la cantidad insignificante de precipitaciones de verano y la fuerte evaporación de la superficie de las cuencas esteparias de la región sur de Trans-Volga.

Tipo de Europa occidental La distribución se caracteriza por una inundación primaveral baja y prolongada, que es consecuencia de un relieve plano y un anegamiento severo. siberiano occidental Tierras Bajas. La presencia de lagos, pantanos y vegetación dentro de los límites de la cuenca de drenaje conduce a la igualación del caudal durante todo el año. Este grupo también incluye el tipo de distribución de escorrentía de Siberia Oriental. Se caracteriza por crecidas de primavera relativamente altas, crecidas de lluvia en el período verano-otoño y aguas bajas de invierno extremadamente bajas. Esto se debe a la influencia permafrost sobre la naturaleza de la alimentación del río.

La amplitud de las fluctuaciones en los niveles de agua a media y grandes ríos Rusia es bastante significativa. ella alcanza 18 metros en el Oka superior y 20 metros en el Yenisei. Con tal llenado del canal, se inundan vastas áreas de los valles de los ríos.

El período de niveles bajos que cambian poco con el tiempo durante el verano se denomina período agua baja de verano cuando el agua subterránea es la principal fuente de nutrición de los ríos.

En otoño escorrentía superficial aumenta debido a las lluvias otoñales, lo que provoca subida de agua y educación inundaciones de lluvia de verano-otoño. El aumento de la escorrentía en otoño también se ve facilitado por una disminución de la evaporación durante este período de tiempo.

Fase agua baja en invierno en el río comienza con la aparición del hielo y termina con el comienzo del aumento del nivel del agua debido al deshielo primaveral. Durante el invierno, el agua baja en los ríos, se observa un flujo muy pequeño, ya que desde el momento del inicio de las temperaturas negativas estables, el río se alimenta solo de agua subterránea.

Los ríos del segundo grupo se distinguen Lejano este y tien shan tipos de distribución de escorrentía intraanual. El primero de ellos tiene una inundación baja, fuertemente estirada, en forma de peine en el período verano-otoño y una baja escorrentía en la parte fría del año. El tipo Tien Shan se distingue por una onda de inundación de menor amplitud y una escorrentía segura en la parte fría del año.

Cerca de los ríos del tercer grupo ( Tipo del Mar Negro) las inundaciones por lluvia se distribuyen uniformemente a lo largo del año. La amplitud de las fluctuaciones en los niveles del agua se suaviza fuertemente cerca de los ríos que fluyen de los lagos. En estos ríos, el límite entre la pleamar y la bajamar apenas se nota, y el volumen de escorrentía durante la pleamar es comparable al volumen de escorrentía durante la bajamar. Para todos los demás ríos, la mayor parte del flujo anual pasa durante la crecida.

Los resultados de las observaciones sobre los niveles para el año calendario se presentan como gráfico de fluctuación de nivel(Figura 3.5). Además del curso de los niveles, los gráficos muestran las fases del régimen del hielo con símbolos especiales: deriva del hielo en otoño, congelación, deriva del hielo en primavera, así como los valores de los niveles de agua de navegación máximos y mínimos.

Por lo general, los gráficos de fluctuaciones en los niveles de agua en un puesto hidrológico se combinan para 3-5 años en un dibujo. Esto permite analizar el régimen del río para años de aguas bajas y aguas altas y rastrear la dinámica del inicio de las fases correspondientes del ciclo hidrológico para un período de tiempo determinado.

Características de la escorrentía anual

La escorrentía es el movimiento del agua sobre la superficie, así como en el espesor del suelo y rocas durante su ciclo en la naturaleza. En los cálculos, se entiende por escorrentía la cantidad de agua que fluye de la cuenca durante cualquier período de tiempo. Esta cantidad de agua se puede expresar como un caudal Q, un volumen W, un módulo M o una capa de escorrentía h.

Volumen de escorrentía W: la cantidad de agua que fluye de la cuenca durante cualquier período de tiempo (día, mes, año, etc.) está determinada por la fórmula

W \u003d QT [m 3], (19)

donde Q es el consumo promedio de agua para el período de tiempo calculado, m 3 / s, T es el número de segundos en período de facturación tiempo.

Dado que la descarga de agua promedio se calculó anteriormente como la tasa de flujo anual, el volumen de flujo de la r. Kegets por año W \u003d 2.39 365.25 24 3600 \u003d 31764096 m 3.

El módulo de escorrentía M, la cantidad de agua que fluye de una unidad de área de captación por unidad de tiempo, se determina mediante la fórmula

М=103Q/F [l/(m2)], (20)

donde F es el área de captación, km 2.

Módulo de drenaje Kegets М=10 3 2,39/178 = 13,42 l/(m² 2).

Capa de escorrentía h mm: la fórmula determina la cantidad de agua que fluye de la cuenca durante cualquier período de tiempo, igual al espesor de la capa, distribuida uniformemente sobre el área de esta cuenca

h=W/(F 10 3)=QT/(F 10 3). (21)

La capa de escorrentía de la cuenca del río. Kegets h = 31764096/ (178 10 3) = 178,44 mm.

Las características adimensionales incluyen el factor de módulo y el factor de escorrentía.

El coeficiente modular K es la relación entre la escorrentía de un año en particular y la tasa de escorrentía:

K \u003d Q i /Q 0 \u003d W i / W 0 \u003d h i / h 0, (22)

y para r. Kegets para el período considerado K cambia de K = 1.58 / 2.39 = 0.66 para el año de consumo mínimo hasta K = 3,26 / 2,39 = 1,36 para caudal máximo.

Coeficiente de escorrentía: la relación entre el volumen o la capa de escorrentía y la cantidad de precipitación x que cayó en el área de captación, lo que provocó la ocurrencia de la escorrentía:

El coeficiente de escorrentía muestra la cantidad de precipitación que se destina a la formación de escorrentía.

A Papel a plazo es necesario determinar las características del escurrimiento anual para la cuenca considerada, tomando la tasa de escurrimiento de la sección

Distribución de escorrentía intraanual

La distribución intraanual de la escorrentía fluvial se realiza lugar importante en el tema de estudiar y calcular la escorrentía, tanto en términos prácticos como científicos, siendo al mismo tiempo el más Tarea desafiante investigación hidrológica /2,4,13/.

Los principales factores que determinan la distribución intraanual de la escorrentía y su valor total son climáticos. Determinan la naturaleza general (antecedentes) de la distribución de la escorrentía en el año de un área geográfica particular; los cambios territoriales en la distribución de la escorrentía siguen al cambio climático.

Los factores que influyen en la distribución de la escorrentía a lo largo del año incluyen lagos, cubierta forestal, pantanos, el tamaño de las cuencas hidrográficas, la naturaleza de los suelos y suelos, la profundidad de las aguas subterráneas, etc., que en cierta medida deben tenerse en cuenta en la cálculos tanto en ausencia como en presencia de materiales de observación.

Dependiendo de la disponibilidad de datos de observación hidrométrica, se utilizan los siguientes métodos para calcular la distribución de la escorrentía intraanual:

en presencia de observaciones por un período de al menos 10 años: a) distribución por analogía con la distribución de un año real; b) el método de disposición de las estaciones;

en ausencia o insuficiencia (menos de 10 años) de datos observacionales: a) por analogía con la distribución de la escorrentía del río análogo estudiado; b) según esquemas regionales y dependencias regionales de los parámetros de la distribución intraanual de la escorrentía sobre factores físicos y geográficos.

La distribución de caudales intraanuales no suele calcularse por años naturales, sino por años de gestión del agua, a partir de la temporada de aguas altas. Los límites de las estaciones se asignan de la misma manera para todos los años, redondeados al mes más cercano.

La probabilidad estimada de excedencia del caudal durante un año, acotando el período y la estación, se asigna de acuerdo con las tareas de gestión del aprovechamiento hídrico del caudal del río.

En el trabajo del curso, es necesario realizar cálculos en presencia de observaciones hidrométricas.

Cálculos de la distribución intraanual de la escorrentía por el método de disposición

Los datos iniciales para el cálculo son el consumo medio mensual de agua y, en función de la finalidad del cálculo, el porcentaje de suministro P dado y la división en periodos y temporadas.

El cálculo se divide en dos partes:

la distribución interestacional, que es de la mayor importancia;

distribución intraestacional (por meses y décadas, establecida con alguna esquematización).

Distribución interestacional. Según el tipo de distribución intraanual de la escorrentía, el año se divide en dos periodos: pleamar y lowwater (low water). Dependiendo del propósito de uso, a uno de ellos se le asigna una limitación.

El período límite (temporada) es el más estresante en términos de uso del agua. A efectos de drenaje, el período límite es la pleamar; para riego, energía-aguas poco profundas.

El período incluye una o dos temporadas. En los ríos con crecidas de primavera con fines de riego, se distinguen los siguientes: un período de aguas altas (también conocido como temporada) - primavera y un período de aguas bajas (límite), que incluye estaciones; verano-otoño e invierno, y la temporada límite para el riego es verano-otoño (invierno para uso energético).

El cálculo se realiza según años hidrológicos, es decir, durante años a partir de una temporada de aguas altas. Las fechas de las estaciones se asignan de la misma manera para todos los años de observaciones, redondeadas al mes entero más cercano. La duración de la temporada de marea alta se asigna de modo que la marea alta se coloque dentro de los límites de la temporada como en los años con mayor término temprano ofensivo, y con la mayoría plazo tardío terminaciones

En la tarea, la duración de las estaciones se puede tomar de la siguiente manera: primavera - abril, mayo, junio; verano-otoño - julio, agosto, septiembre, octubre, noviembre; invierno - diciembre y enero, febrero, marzo del próximo año.

La cantidad de escorrentía para temporadas y períodos individuales está determinada por la suma de las descargas mensuales promedio (Tabla 10). A el año pasado los costos de diciembre se suman a los costos de tres meses (I, II, III) del primer año.

Al calcular según el método de diseño, la distribución intraanual de la escorrentía se toma de la condición de igualdad de la probabilidad de exceder la escorrentía del año, la escorrentía del período límite y dentro de ella la temporada límite. Por lo tanto, es necesario determinar los costos de la seguridad especificados por el proyecto (en la tarea P = 80%) para el año, el período límite y la temporada. Por lo tanto, se requiere calcular los parámetros de las curvas de oferta (О 0 , С v y С s) para el período y la temporada límite (para la escorrentía anual, los parámetros se calculan arriba). Los cálculos se realizan por el método de los momentos de la Tabla. 10 según el esquema descrito anteriormente para el caudal anual.

Puede determinar los costos estimados utilizando las fórmulas:

escurrimiento anual

Orasgod \u003d Kr "12Q 0, (26)

período límite

Orasinter = KðQ0inter, (27)

temporada limitante

Oraslo \u003d Kr "Qlo (27)

donde Kp", Kp, Kp" son las ordenadas de las curvas de la distribución gamma de tres parámetros, tomadas de la tabla, respectivamente, para C v - escorrentía anual. Cv caudal bajo y Cv para verano-otoño.

Nota. Dado que los cálculos se basan en gastos mensuales promedio, el gasto estimado para el año debe multiplicarse por 12.

Una de las principales condiciones del método de disposición es la igualdad

Orasgod = Orasses. Sin embargo, esta igualdad se violará si la escorrentía calculada para temporadas no limitantes también se determina a partir de las curvas de oferta (debido a la diferencia en los parámetros de las curvas). Por lo tanto, la escorrentía estimada para un período no limitante (en la tarea, para la primavera) está determinada por la diferencia

Orasves = Orasgod - Orasmezh, (28)

y por una temporada no limitativa (en la faena-invierno)

Oraszim = Orasmezh. - Qlo (29)

El cálculo es más conveniente de realizar en forma de tabla. diez.

Distribución intraestacional: se toma el promedio de cada uno de los tres grupos de contenido de agua (grupo de agua alta, incluidos los años con escorrentía por temporada Р<33%, средняя по водности 33<Р<66%, маловодная Р>66%).

Para identificar los años incluidos en grupos separados de contenido de agua, es necesario organizar los costos totales de las estaciones en orden descendente y calcular su suministro real. Dado que la disponibilidad calculada (Р=80%) corresponde al grupo de aguas bajas, se pueden realizar cálculos adicionales para los años incluidos en el grupo de aguas bajas (Tabla 11).

Por esto en en la columna "Flujo total" anote los gastos por temporadas, correspondientes a la provisión P > 66%, y en la columna "Años" - anote los años correspondientes a estos gastos.

Ordene los gastos mensuales promedio dentro de la temporada en orden descendente, indicando los meses calendario a los que corresponden (Cuadro 11). Por lo tanto, la primera será la descarga del mes más húmedo, la última, para el mes de agua baja.

Para todos los años, resuma los costos por separado para la temporada y para cada mes. Tomando el monto de los gastos de la temporada como 100%, determine el porcentaje de cada mes A% incluido en la temporada, y en la columna "Mes" escriba el nombre del mes que se repite con más frecuencia. Si no hay repeticiones, anote cualquiera de las encontradas, pero de forma que cada mes incluido en la temporada tenga su propio porcentaje de temporada.

Luego, multiplicando el caudal estimado para la temporada, determinado en términos de la distribución inter-estacional del caudal (Cuadro 10), por el porcentaje de cada mes A% (Cuadro 11), calcular el caudal estimado para cada mes.

Horacio v = Horacio A % v / 100% (30)

Los datos obtenidos se introducen en la tabla. 12 “Gastos estimados por meses” y en papel cuadriculado se construye un hidrograma estimado R-80% del río en estudio (Fig. 11).

Tabla 12. Costos estimados (m3/s) por meses