Визначення середньої багаторічної величини річного стоку за наявності даних спостережень. Побудова аналітичної кривої забезпеченості та перевірка її точність за допомогою емпіричної кривої забезпеченості

Для визначення стоку річки залежно площі басейну, висота шару опадів тощо. в гідрології застосовуються такі величини: стік річки, модуль стоку та коефіцієнт стоку.

Стоком річкиназивають витрату води за тривалий період часу, наприклад, за добу, декаду, місяць, рік.

Модулем стокуназивають виражену в літрах (у) кількість води, що стікає в середньому в 1 секунду з площі басейну річки в 1 км2:

Коефіцієнт стокуназивають відношення стоку води в річці (Qr) до кількості опадів (М), що випали, на площу басейну річки за один і той же час, виражене у відсотках:

а - коефіцієнт стоку у відсотках, Qr - величина річного стоку у кубічних метрах; М - річна кількість опадів, що випали, в міліметрах.

Для визначення модуля стоку потрібно знати витрату води і площу басейну вище створа, яким визначався витрата води даної річки. Площу басейну річки можна виміряти по карті. Для цього застосовують такі способи:

• 1) планування
• 2) розбивку на елементарні фігури та обчислення їх площ;
• 3) вимірювання площі за допомогою палетки;
• 4) обчислення площ за геодезичними таблицями

Студентам найлегше використовувати третій спосіб проводити вимірювання площі у вигляді палетки, тобто. прозорого паперу (кальки) із нанесеними на нього квадратиками. Маючи карту досліджуваного району карти у певному масштабі, можна виготовити палетку квадратами, що відповідають масштабу карти. Попередньо слід оконтурити басейн даної річки вище за певний створ, а потім накласти карту на палетку, на яку перенести контур басейну. Для визначення площі потрібно порахувати спочатку число повних квадратиків, розташованих усередині контуру, а потім скласти дані квадратики, що частково покривають басейн цієї річки. Склавши квадратики і помноживши отримане число на площу одного квадратика, дізнаємося про площу басейну річки вище даного створу.

Q – витрата води, л. Для переведення кубічних метрів у літри множимо витрату на 1000, S площа басейну, км2.

Для визначення коефіцієнта стоку річки потрібно знати річний стік річки та обсяг води, що випала площі даного басейну річки. Об'єм води, що випала на площі даного басейну, легко визначити. Для цього потрібно площу басейну, виражену в квадратних кілометрах, помножити на товщину шару опадів, що випали (теж у кілометрах). Наприклад, товщина дорівнюватиме р якщо опадів на даній площі випало за рік 600 мм, то 0" 0006 км і коефіцієнт стоку дорівнюватиме:

Qr - річний стік річки, а М-площа басейну; множимо дріб на 100 визначення коефіцієнта стоку у відсотках.

Визначення режиму стоку річки. Для характеристики режиму стоку річки необхідно встановити:

a) яким змінам за сезонами піддається рівень води (річка з постійним рівнем, що сильно меліє влітку пересихає, втрачає воду в понорах і зникає з поверхні);

b) час повені, якщо він буває;

c) висоту води під час повені (якщо немає самостійних спостережень, то за опитувальними відомостями);

d) тривалість замерзання річки, якщо це буває (за своїми особистими спостереженнями або за відомостями, отриманими шляхом опитування).

Визначення якості води. Для визначення якості води потрібно дізнатися, каламутна вона чи прозора, придатна для пиття чи ні. Прозорість води визначається білим диском (диск Секкі) діаметром приблизно 30 см, підведеним на розміченому ліні або приробленим до розміченого жердини. Якщо диск опускається на лині, то внизу, під диском, кріпиться вантаж, щоб диск не зносило течією. Глибина, на якій цей диск стає невидимим, є показником прозорості води. Можна зробити диск з фанери і пофарбувати його в білий колір, але тоді вантаж потрібно підвісити досить важкий, щоб він вертикально опускався у воду, а сам диск зберігав горизонтальне положення; або фанерний лист можна замінити на тарілку.

Визначення температури води у річці. Температуру води в річці визначають джерельним термометром як на поверхні води, так і на різних глибинах. Тримати термометр у воді слід протягом 5 хвилин. Джерельний термометр можна замінити звичайним ванним термометром у дерев'яній оправі, але, щоб він опускався у воду на різні глибини, слід прив'язати до нього вантаж.

Можна визначити температуру води в річці за допомогою батометрів: батометра-тахіметра та пляшкового батометра. Батометр-тахіметр складається з гнучкого гумового балона обсягом близько 900 см 3; до нього вставлена ​​трубочка діаметром б мм. Батометр-тахіметр закріплюють на штанзі та опускають на різні глибини для взяття води.

Отриману воду виливають у склянку та визначають її температуру.

Батометр-тахіметр неважко зробити самому студенту. Для цього потрібно купити невелику гумову камеру, на неї надіти і прив'язати гумову трубочку діаметром б мм. Штангу можна замінити дерев'яною жердиною, розділивши її на сантиметри. Штангу з батометром-тахіметром потрібно опускати вертикально у воду до певної глибини, так щоб отвір батометра-тахіметра було направлено за течією. Опустивши на певну глибину, штангу необхідно повернути на 180 і тримати приблизно 100 секунд для того, щоб набрати води після чого знову повернути штангу на 180 °. стік вода режим річка

Виймати її слід так, щоб із батометра вода не вилилася. Перелив воду в склянку, визначають термометром температуру води на даній глибині.

Корисно одночасно виміряти термометром-пращом температуру повітря і порівняти її з температурою річкової води, обов'язково записавши час спостереження. Іноді різниця температури сягає кількох градусів. Наприклад, о 13 годині температура повітря 20, температура води в річці 18°.

Дослідження на певних ділянках на певному характері русла річки. При дослідженні ділянках характеру русла річки необхідно:

a) відзначити найголовніші плеси та перекати, визначити їх глибини;

b) при виявленні порогів та водоспадів визначити висоту падіння;

c) замалювати та по можливості виміряти острови, мілини, осередки, побічні протоки;

d) зібрати відомості, в яких місцях річка розмиває і на місцях, що особливо сильно розмиваються, визначити характер порід, що розмиваються;

e) вивчити характер дельти, якщо досліджується приустьову ділянку річки, та нанести її на окомірний план; подивитися, чи відповідають окремі рукави зображеним на карті.

Загальна характеристика річки та її використання. При загальній характеристиці річки слід з'ясувати:

a) в якій частині річка є головним чином еродуючої та в якій акумулюючій;

b) ступінь меандрування.

Для визначення ступеня меандрування необхідно дізнатися коефіцієнт звивистості, тобто. відношення довжини річки на ділянці, що вивчається, до найкоротшої відстані між певними пунктами досліджуваної частини річки; наприклад, річка А має довжину 502 км, а найкоротша відстань між витоком і гирлом всього 233 км, отже, коефіцієнт звивистості:

К - коефіцієнт звивистості, L - довжина річки, 1 - найкоротша відстань між витоком та гирлом

Вивчення меандрів має велике значення для лісосплаву та судноплавства;

c) Не віджимання річки конуси виносу, що утворюються в гирлах приток річки або виробляють тимчасові потоки.

Дізнатися, як використовується річка для судноплавства та сплаву лісу; якщо рука несудноплавна, то з'ясувати чому служить перешкодою (дрібноводна, порожиста, чи є водоспади), чи є на річці греблі та інші штучні споруди; чи не використовується річка для поливу; які перетворення необхідно зробити для використання річки у народному господарстві.

Визначення живлення річки. Потрібно з'ясувати види живлення річки: ґрунтове, дощове, від танення снігу озерне чи болотяне. Наприклад, нар. Клязьма має харчування, ґрунтове, снігове та дощове, з них ґрунтове харчування становить 19 %, снігове - 55 % та дощове. - 26 %.

Річку зображено малюнку 2.

м 3

Висновок:В ході даного практичного заняття, в результаті розрахунків були отримані такі значення, що характеризують стік річки:

Модуль стоку? = 177 239 л / с * км 2

Коефіцієнт стоку б = 34,5%.

З v = = = = 0,226.

Відносна середня квадратична помилка середньої багаторічної величини річного стоку річки за цей період дорівнює:

5,65 %

Відносна середня квадратична помилка коефіцієнта мінливості З при його визначенні методом моментів дорівнює:

18,12 %.

Довжина ряду вважається достатньою для визначення Q o і C v якщо 5-10%, а 10-15%. Величина середнього річного стоку за цієї умови називається нормою стоку. Якщо і (або) більше припустимої помилки – необхідно подовжити ряд спостережень.

3. Визначення норми стоку при нестачі даних методом гідрологічної аналогії

Річка-аналог вибирається за:

– подібність кліматичних характеристик;

– синхронності коливань стоку у часі;

– однорідності рельєфу, ґрунтоґрунтів, гідрогеологічних умов, близького ступеня вкритості водозбору лісами та болотами;

- Співвідношенню площ водозборів, які не повинні відрізнятися більш ніж у 10 разів;

- Відсутності факторів, що спотворюють стік (будівництво гребель, вилучення та скидання води).

Річка-аналог повинна мати багаторічний період гідрометричних спостережень для точного визначення норми стоку і не менше 6 років паралельних спостережень з річкою, що вивчається.

Річні модулі стоку р. Навчання та річки-аналогу Таблиця 5.

Малюнок 1.

Графік зв'язку середньорічних модулів стоку річки Навчання та річки-аналогу

За графіком зв'язку М дорівнює 4,9 л/с.км 2

Q O = М о * F;

Коефіцієнт мінливості річного стоку:

V = A C va ,

де З v - коефіцієнт мінливості стоку в розрахунковому створі;

C va - у створі річки-аналогу;

М оа - середньорічна величина річного стоку річки-аналогу;

А – тангенс кута нахилу графіка зв'язку.

У нашому випадку:

З v = 0,226; A=1,72; М оа = 5,7 л / с * км 2;

Остаточно приймаємо М =4,9; л/с*км 2 Q O =163,66 м 3 /с, С v =0,046.

4. Побудова та перевірка кривої забезпеченості річного стоку

У роботі потрібно побудувати криву забезпеченості річного стоку, скориставшись кривою трипараметричного гамма-розподілу. Для цього необхідно розрахувати три параметри: Q o – середню багаторічну величину (норму) річного стоку, C v та C s річного стоку.

Використовуючи результати розрахунків першої частини роботи для нар. Лаба, маємо Q O = 169,79 м 3 /с, С v = 0,226.

Для заданої річки приймаємо C s =2С v =0,452 з перевіркою.

Ординати кривої визначаємо залежно від коефіцієнта С v за таблицями, складеними С.М. Крицьким та М.Ф. Менкелем для Cs = 2С v.Для підвищення точності кривої необхідно враховувати соті частки С і провести інтерполяцію між сусідніми стовпцями цифр. Занести до таблиці ординати кривої забезпеченості.

Координати теоретичної кривої забезпеченості. Таблиця 6

Побудувати криву забезпеченості на клітковині ймовірностей та перевірити її дані фактичних спостережень. (Мал.2)

Таблиця 7

Дані для перевірки теоретичної кривої

І тому модульні коефіцієнти річних витрат необхідно розташувати за спаданням і кожного їх обчислити його фактичну забезпеченість за такою формулою Р = , де Р – забезпеченість члена низки, що у порядку спадання;

m – порядковий номер члена низки;

n – число членів низки.

Як очевидно з останнього графіка, нанесені точки усереднюють теоретичну криву, отже, крива побудована правильно і співвідношення C s =2З відповідає дійсності.

Розрахунок поділяється на дві частини:

а) міжсезонний розподіл, що має найважливіше значення;

б) внутрішньосезонний розподіл (за місяцями та декадами), що встановлюється з деякою схематизацією.

Розрахунок виконується з гідрологічних років, тобто. за роками, що починаються з багатоводного сезону. Терміни сезонів починаються єдиними для всіх років спостережень із заокругленням їх до цілого місяця. Тривалість багатоводного сезону призначається так, щоб у межах сезону містилася повінь як у роки з найбільш раннім терміном наступу, так і з пізнішим терміном закінчення.

У завданні тривалість сезону можна прийняти наступний: весна-квітень, травень, червень; літо-осінь – липень, серпень, вересень, жовтень, листопад; зима – грудень та січень, лютий, березень наступного року.

Величина стоку за окремі сезони та періоди визначається сумою середньомісячних витрат. В останньому році до витрати за грудень додаються витрати за 3 місяці (І, ІІ, ІІІ) першого року.

Опис роботи

У період повені (повінь) частина надлишків води тимчасово затримується у водосховищі. При цьому відбувається деяке підвищення рівня води понад НПУ, за рахунок чого утворюється форсований обсяг і гідрограф повені (повінь) трансформується (розпластується) у гідрограф скидних витрат. Утворення форсованого об'єму, рівного частини стоку високих вод, що акумулюється, дозволяє знизити максимальні витрати води, що надходять в нижній б'єф, і тим самим запобігти повені на нижчерозташованих ділянках річки, а також зменшити розміри водоскидних гідротехнічних споруд.

2. Вихідні дані……………………………………………………………………………….…4

3. Визначення середню багаторічну величину (норму) річного стоку за наявності даних спостережень…………………………………………………………………………..…….8

4. Визначення коефіцієнт мінливості (варіації) Сv річного стоку………………………………………………………………………………….10

5. Визначення норму стоку при нестачі даних методом гідрологічної аналогії………………………………………………………………………………12

6. Побудувати і перевірити криву забезпеченості річного стоку…………………………………………………………………….……………14

7. Розрахувати внутрішньорічний розподіл стоку методом компонування з метою зрошення з розрахунковою ймовірністю перевищення Р=80%............................... .................................................. ...................................21

8. Визначення розрахункової максимальної витрати, талих вод Р=1% за відсутності даних гідрометричних спостережень за формулою……………….23

9. Побудова батиграфічних кривих водосховища…………………………………………………………………………………24

10. Визначення мінімального рівня води УМО……………………………………………………………………….……..26

11. Розрахунок водосховища сезонно-річного регулювання стоку…………………………………………………………………………………28

12. Визначення режиму роботи водосховища балансовим таблично-цифровим расчетом………………………………………………………………..……………...30

13. Інтегральні (календарні) криві стоку і отдачи………………………………………………………………………………….34

14. Розрахунок водосховища багаторічного регулирования………………………………………………………………………………...36

15. Бібліографічний список………………………………………………………………………………

28.07.2015

Коливання річкового стоку та критерії його оцінки.Річковим стоком називають переміщення води в процесі її кругообігу в природі, коли вона стікає річковим руслом. Річковий стік визначається кількістю води, що протікає річковим руслом за певний проміжок часу.
На режим стоку впливають численні чинники: кліматичні - опади, випаровування, вологість та температура повітря; топографічні - рельєф місцевості, форма та розміри річкових басейнів та ґрунтово-геологічні, включаючи рослинний покрив.
Для будь-яких басейнів чим більше опадів і менше випаровування, тим більше стік річки.
Встановлено, що зі зростанням площі водозбору тривалість весняної повені також збільшується, гідрограф має більш витягнуту і «спокійну» форму. У грунтах, що легко проникають, більша фільтрація і менше стік.
При виконанні різних гідрологічних розрахунків, пов'язаних із проектуванням гідротехнічних споруд, меліоративних систем, систем водопостачання, заходів щодо боротьби з повенями, доріг тощо, д. визначають наступні основні характеристики річкового стоку.
1. Витрати води- це обсяг води, що протікає через аналізований стулок в одиницю часу. Середня витрата води Qcp розраховують як середню арифметичну із витрат за даний проміжок часу Т:

2. Об'єм стоку V- це об'єм води, який протікає через заданий стулок за проміжок часу, що розглядається T

3. Модуль стоку M- це витрата води, що припадає на 1 км2 площі водозбору F (або стікає з одиниці площі водозбору):

На відміну від витрати води, модуль стоку не пов'язаний з конкретним створом річки і характеризує стік в цілому з басейну. Середній багаторічний модуль стоку M0 залежить від водності окремих років, а визначається лише географічним розташуванням басейну річки. Це дозволило районувати нашу країну в гідрологічному відношенні та побудувати карту ізоліній середньомноголітніх модулів стоку. Ці карти наводяться у відповідній нормативній літературі. Знаючи площу водозбору будь-якої річки та визначивши для неї по карті ізоліній величину M0, можна встановити середню багаторічну витрату води Q0 цієї річки за формулою

Для близько розташованих створів річки модулі стоку можна прийняти постійними, тобто

Звідси за відомою витратою води в одному створі Q1 і відомим площам водозборів у цих створах F1 і F2 витрата води в іншому створі Q2 може бути встановлений за співвідношенням

4. Шар стоку h- це висота шару води, яка вийшла б при рівномірному розподілі по всій площі басейну F об'єму стоку V за певний проміжок часу:

Для середнього багаторічного шару стоку h0 весняної повені складено карти ізоліній.
5. Модульний коефіцієнт стоку- це відношення будь-якої з наведених вище характеристик стоку до її середньоарифметичного значення:

Ці коефіцієнти можуть бути встановлені для будь-яких гідрологічних характеристик (витрат, рівнів, опадів, випаровування тощо) та для будь-яких періодів стоку.
6. Коефіцієнт стоку η- це відношення шару стоку до шару опадів, що випали на водозбірну площу х:

Цей коефіцієнт може бути виражений через відношення обсягу стоку до обсягу опадів за один і той же проміжок часу.
7. Норма стоку- Найбільш ймовірна середня багаторічна величина стоку, виражена будь-якою з наведених вище характеристик стоку за багаторічний період. Для встановлення норми стоку ряд спостережень може бути щонайменше 40...60 років.
Норма річного стоку Q0 визначається за формулою

Так як на більшості водомірних постів кількість років спостережень зазвичай менше 40, то необхідно перевірити, чи достатньо цієї кількості років для отримання достовірних значень норми стоку Q0. Для цього обчислюють середньоквадратичну помилку норми стоку за залежністю

Тривалість періоду спостережень є достатньою, якщо величина середньоквадратичної помилки σQ не перевищує 5 %.
На зміну річного стоку переважно впливають кліматичні чинники: опади, випаровування, температура повітря тощо. буд. Усі вони взаємозалежні і, своєю чергою, залежить від низки причин, які мають випадковий характер. Тому гідрологічні параметри, що характеризують стік, визначаються сукупністю випадкових величин. При проектуванні заходів лісосплаву необхідно знати значення цих параметрів з необхідною ймовірністю їх перевищення. Наприклад, при гідравлічному розрахунку лісосплавних гребель необхідно встановити максимальну витрату весняної повені, яка може бути перевищена п'ять разів за сто років. Це завдання вирішують, використовуючи методи математичної статистики та теорії ймовірності. Для характеристики величин гідрологічних параметрів - витрат, рівнів тощо використовують поняття: частота(повторюваність) та забезпеченість (тривалість).
Частота показує, у кількох випадках за період часу, що розглядається, величина гідрологічного параметра знаходилася в певному інтервалі. Наприклад, якщо середньорічна витрата води в заданому створі річки змінювався за ряд років спостережень від 150 до 350 м3/с, можна встановити, скільки разів значення цієї величини перебували в інтервалах 150...200, 200...250, 250. .300 м3/с і т.д.
Забезпеченістьпоказує, у кількох випадках величина гідрологічного елемента мала значення, рівні та більші за певну величину. У широкому розумінні забезпеченість - це можливість перевищення цієї величини. Забезпеченість будь-якого гідрологічного елемента дорівнює сумі частот вищерозташованих інтервалів.
Частота та забезпеченість можуть виражатися числом випадків, але у гідрологічних розрахунках їх найчастіше визначають у відсотках від загальної кількості членів гідрологічного ряду. Наприклад, у гідрологічному ряду двадцять значень середньорічних витрат води, шість з них мали величину, що дорівнює або більшу за 200 м3/с, це означає, що ця витрата забезпечена на 30 %. Графічно зміни частоти та забезпеченості зображуються кривими частоти (рис. 8а) та забезпеченості (рис. 8б).

У гідрологічних розрахунках найчастіше використовують криву забезпеченості. З цієї кривої видно, що чим більша величина гідрологічного параметра, тим менший відсоток забезпеченості, і навпаки. Тому прийнято вважати, що роки, котрим забезпеченість стоку, тобто середньорічний витрата води Qг, менше 50 % є багатоводними, а роки із забезпеченістю Qг більше 50 % - маловодними. Рік із забезпеченістю стоку 50% вважають роком середньої водності.
Забезпеченість водності року іноді характеризують її середньою повторюваністю. Для багатоводних років повторюваність показує, як часто зустрічаються в середньому роки даної чи більшої водності, для маловодних – даної чи меншої водності. Наприклад, середньорічна витрата багатоводного року 10% забезпеченості має середню повторюваність 10 разів на 100 років або 1 раз на 10 років; середня повторюваність маловодного року 90%-ной забезпеченості також має повторюваність 10 разів на 100 років, оскільки у 10 % випадків середньорічні витрати матимуть менші значення.
Роки певної водності мають відповідне найменування. У табл. 1 для них наведено забезпеченість та повторюваність.

Зв'язок між повторюваністю у та забезпеченістю р може бути записана в такому вигляді:
для багатоводних років

для маловодних років

Усі гідротехнічні споруди регулювання русла чи стоку рік розраховуються по водності року певної забезпеченості, гарантує надійність і безаварійність роботи споруд.
Розрахунковий відсоток забезпеченості гідрологічних показників регламентується Інструкцією з проектування лісосплавних підприємств.
Криві забезпеченості та способи їх розрахунку.У практиці гідрологічних розрахунків застосовуються два способи побудови кривих забезпеченості: емпіричний та теоретичний.
Обґрунтований розрахунок емпіричної кривої забезпеченостіможна здійснити лише за числі спостережень за стоком річки понад 30...40 років.
При розрахунку забезпеченості членів гідрологічного ряду для річного, сезонного та мінімального стоків можна використовувати формулу Н.М. Чегодаєва:

Для визначення забезпеченості максимальних витрат води застосовують залежність С.М. Крицького та М.Ф. Менкеля:

Порядок побудови емпіричної кривої забезпеченості:
1) всі члени гідрологічного ряду записуються у спадному за абсолютною величиною порядку;
2) кожному члену ряду надається порядковий номер, починаючи з одиниці;
3) визначається забезпеченість кожного члена спадного ряду за формулами (23) або (24).
За результатами розрахунку будують криву забезпеченості, подібну до тієї, яка представлена ​​на рис. 8б.
Але емпіричні криві забезпеченості мають ряд недоліків. Навіть за досить тривалого періоду спостережень не можна гарантувати, що цей інтервал охоплює всі можливі максимальні та мінімальні значення стоку річки. Розрахункові значення забезпеченості стоку 1...2 % не надійні, оскільки досить обгрунтовані результати можна отримати лише за кількості спостережень за 50...80 років. У зв'язку з цим, при обмеженому періоді спостережень за гідрологічним режимом річки, коли число років менше тридцяти, або за повної їх відсутності, будують теоретичні криві забезпеченості.
Дослідження показали, що розподіл випадкових гідрологічних величин найбільше добре підпорядковується рівнянню кривої Пірсона III типу, інтегральний вираз якої є кривою забезпеченості. Пірсон отримані таблиці для побудови цієї кривої. Крива забезпеченості може бути побудована з достатньою для практики точністю за трьома параметрами: середньоарифметичного значення членів ряду, коефіцієнтів варіації та асиметрії.
Середньоарифметичне значення членів низки обчислюється за такою формулою (19).
Якщо кількість років спостережень менше десяти чи спостереження взагалі проводилися, то середньорічний витрата води Qгcp приймають рівним середньому багаторічному Q0, тобто Qгcp = Q0. Величина Q0 може бути встановлена ​​за допомогою модульного коефіцієнта K0 або модуля стоку M0, визначеного картами ізоліній, так як Q0 = M0*F.
Коефіцієнт варіації Cv характеризує мінливість стоку чи ступінь коливання його щодо середнього значення у цьому ряду, він чисельно дорівнює відношенню середньоквадратичної помилки до середньоарифметичного значення членів ряду. На величину коефіцієнта Cv істотно впливають кліматичні умови, тип живлення річки та гідрографічні особливості її басейну.
За наявності даних спостережень не менш як за десять років коефіцієнт варіації річного стоку обчислюють за формулою

Розмір Cv змінюється у межах: від 0,05 до 1,50; для лісосплавних рік Cv = 0,15 ... 0,40.
При короткому періоді спостережень за стоком річки або за їх повної відсутності коефіцієнт варіаціїможна встановити за формулою Д.Л. Соколовського:

У гідрологічних розрахунках для басейнів із F > 1000 км2 також використовують карту ізоліній коефіцієнта Cv, якщо сумарна площа озер трохи більше 3 % площі водозбору.
У нормативному документі СНиП 2.01.14-83 визначення коефіцієнта варіації невивчених рік рекомендується узагальнена формула К.П. Воскресенського:

Коефіцієнт асиметрії Csхарактеризує несиметричність ряду випадкової величини, що розглядається, щодо її середнього значення. Чим менша частина членів ряду перевищує величину норми стоку, тим більша величина коефіцієнта асиметрії.
Коефіцієнт асиметрії може бути розрахований за формулою

Проте ця залежність дає задовільні результати лише за кількості років спостережень n > 100.
p align="justify"> Коефіцієнт асиметрії невивчених річок встановлюється за співвідношенням Cs/Cv для річок-аналогів, а за відсутності досить хороших аналогів приймаються середні відносини Cs/Cv по річках даного району.
Якщо неможливо встановити відношення Cs/Cv за групою річок-аналогів, то значення коефіцієнта Cs для невивчених річок приймаються з нормативних міркувань: для басейнів річок з коефіцієнтом озерності понад 40 %

для зон надлишкового та змінного зволоження - арктичної, тундрової, лісової, лісостепової, степової

Для побудови теоретичної кривої забезпеченості за наведеними вище трьома її параметрами - Q0, Cv і Cs - користуються методом, запропонованим Фостер - Рибкіним.
З наведеного вище співвідношення для модульного коефіцієнта (17) випливає, що середня багаторічна величина стоку заданої забезпеченості - Qp%, Мр%, Vp%, hp% - може бути розрахована за формулою

Модульний коефіцієнт стоку року заданої забезпеченості визначається за залежністю

Визначивши низку будь-яких характеристик стоку за багаторічний період різної забезпеченості, можна за цими даними побудувати і криву забезпеченості. При цьому всі розрахунки доцільно вести у табличній формі (табл. 3 та 4).

Методи розрахунку модульних коефіцієнтів.Для вирішення багатьох водогосподарських завдань необхідно знати розподіл стоку за сезонами чи місяцями року. Внутрішньорічний розподіл стоку виражають у вигляді модульних коефіцієнтів місячного стоку, що становлять відношення середньомісячних витрат Qм.ср до середньорічного Qг.ср:

Внутрішньорічний розподіл стоку різний для років різної водності, тому в практичних розрахунках визначають модульні коефіцієнти місячного стоку для трьох характерних років: багатоводного року 10% забезпеченості, середнього по водності - 50% забезпеченості і маловодного - 90% забезпеченості.
Модульні коефіцієнти місячного стоку можна встановити за фактичними знаннями середньомісячних витрат води за наявності даних спостережень не менше ніж за 30 років, за річкою-аналогом або за типовими таблицями розподілу місячного стоку, складеними для різних басейнів рік.
Середньомісячні витрати води визначають, виходячи з формули

(33): Qм.cp = KмQг.

Середньорічні шари опадів у теплий та холодний періоди року /гд та їх приймаються для цього пункту за рекомендаціями метеостанцій або за кліматичними довідниками.

Середньорічна величина річкового стоку становить нині 4 740 км3. Загальний обсяг води в озерах 106,4 тис. км3, у тому числі в Аралі та Каспії – 79,2 тис. км3. Запас води у прісних озерах становить 25,2 тис. км3, їх 91% посідає Байкал.[ ...]

Примітка, р - середньорічна величина опадів мм: Р - коефіцієнт, рівний одиниці мінус коефіцієнт стоку; е - річний витрата вологи (сумарний) у мм.

Розрахунок річного стоку Cs в річку Тобол при припущенні, що його вимірювана концентрація в гирлі Тури близька до середньорічної, дає величину 3,4-1010 Бк/год (0,93 Кі/год).

Яна є четвертою за величиною річкою в Якутії, що має вихід на шельф Льодовитого океану. Має найбільший ухил у порівнянні з іншими річками Якутії (15 см на 1 км), середньорічний стік її дорівнює 32 км3. Утворюється при злитті Дулгалаха та Сартанга, довжина річки 906 км. Русло розташоване у гористій місцевості Східного Верхоянья. Яна має 89 приток, найбільші: Адича, Битантай, Ольда. Впадає в мілководну Янську затоку, що є південно-східною частиною моря Лаптєвих.

Друга причина, через яку підземний стік залишається погано вивченим компонентом водного та сольового балансу морів та океанів має суб'єктивний характер. Багато років і навіть десятиліття гідрологи, що займаються вивченням водного балансу, виходили з того, що підземний стік є невеликим за величиною елементом водного балансу (порівняно з іншими його компонентами) і тому його можна визначити, використовуючи рівняння багаторічного водного балансу. Іншими словами, на їхню думку, підземний стік може бути визначений як різниця між середньорічними величинами атмосферних опадів, випаровуванням та річковим стоком. Розрахована таким чином величина підземного стоку повністю залежить від точності оцінки середніх величин опадів, випаровування та річкового стоку і включає всі похибки їх визначення, які в сумі часто перевищують значення підземного стоку безпосередньо в моря.

Універсальними гідрохімічними параметрами є середньорічні та багаторічні величини вмісту окремих елементів та їх сполук та середньорічний стік хімічних речовин. Вони відносно постійні для певних проміжків часу та дозволяють порівнювати гідрохімічні показники різних років з урахуванням короткоперіодичних природних змін хімічних речовин. Вони відносно постійні для певних проміжків часу та дозволяють порівнювати гідрохімічні показники різних років з урахуванням короткоперіодичних природних змін хімічного складу води.

Прирощення УКМ визначаються переважно різницею двох великих величин: річкового стоку і видимого випаровування (різниця опади-випаровування) із поверхні моря. Про визначальну роль річкового стоку для міжрічних варіацій УКМ свідчить високий коефіцієнт кореляції між цими величинами, що становить 0,82 у період 1900-1992 гг. Кореляція між видимим випаровуванням та УКМ за той самий період також статистично значуща і дорівнює -0,46. Необхідно відзначити антропогенний вплив на річковий стік, як з його середньорічне значення, і на річний хід. Зокрема, з кінця 40-х по середину 60-х років відбувалося наповнення водосховищ у басейні Волги загальним обсягом близько 200 км². У цьому роботі використовуються багаторічні дані стоку Волги і опадів над водозбором Волги із середньомісячним дозволом, отримані за даними спостережень. Стік Волги становить 82% від загального річкового стоку, і коефіцієнт кореляції між середньорічними рядами цих величин становить 0,96 (1900-1992 рр.).

Зміни рівняного режиму у водоймах, викликані реконструкцією стоку на всіх ділянках річкової системи, низькі та пізні паводки, коливання рівня води під час розмноження риб з веснянолітніми термінами розмноження призводить до припинення нересту, резорбції статевих клітин, викидання меншої кількості ікри, а іноді й масової загибелі ікри, що розвивається, личинок, молоді риб і виробників на нерестовищах. Це іноді підриває запаси риб у водоймі та негативно позначається на величині та цінності промислових уловів. Цілком природно, що у водоймищах поряд з виробленням видоспецифічної температурної зони адаптації, при якій починається нерест, відбувалося пристосування риб до певного (середньорічного, середньорічного) рівненого режиму водоймища, - такого, коли зовнішніми водами швидко заливались великі ільменно-статеві торішньої лугової рослинністю, що служила добрим субстратом у розвиток виметаної ікри. Паводок, як правило, повинен бути тривалим з повільним зниженням рівня, що дає можливість молоді, що виклюнулася, повністю використовувати кормові ресурси мілководної, що заливається порожніми водами зони, забезпечуючи її швидке зростання і своєчасний скат молоді з нерестовищ.

Негативні значення балансів відповідають перевищенню вихідного стоку радіонуклідів над вхідним внаслідок природного дренажу з великої заплавної системи. Відповідна величина, що дорівнює різниці між вхідним і вихідним річними стоками буде винесена протягом року з розглянутих ділянок заплав річок, зокрема, 847 ГБк 908г і 94 ГБк 137С8 з заплави Обі між кордоном з Томською областю і Ханти-Мансійськом, і 1 заплави Іртиша між н.п. Дем'янською та Ханти-Мансійською. Позитивні значення балансів на досліджених ділянках рік пов'язані з перевищенням вхідного стоку даного радіонукліду над вихідним стоком. Величина, що дорівнює різниці стоків, буде депонована на відповідній ділянці заплави, зокрема, 92 ГБк 137Сз на іртиській ділянці. Природно, що всі наведені вище оцінки залишаються справедливими за умови збереження середньорічної динаміки стоків, що розглядається. Більш точні та об'єктивні оцінки можуть бути отримані на підставі більш детальних радіоекологічних досліджень.

Порівнюючи гідрологічні характеристики. Томі в створі Кропивини кого гідровузла і нар. Оби у створі Новосибірського можна побачити, що стік р. Томі (29,6 км3) майже вдвічі менше, ніж нар. Об (50,2 км3). Корисний обсяг Крапівінського в 2, а повний в 1,3 рази більше Новосибірського. Прирощення площ водозборів водосховищ 16 тис. км2 та 13 тис. км2 близькі між собою. У різні по водності роки співвідношення корисного обсягу Новосибірського водосховища та річного стоку нар. Обі змінюється від 12 до 6% при коливаннях стоку від 36,7 до 73,2 км3. Для Кропивінського водосховища співвідношення цих величин значно вищі. Повний обсяг становить 39,5%, а корисний - 32,8% від середньорічного стоку річки в створі гідровузла і 55,1 і 45,8% від обсягу стоку на рік 95% забезпеченості по водності.

Природні ресурси прісних підземних вод основних водоносних горизонтів кам'яновугільних відкладень, що характеризують середньо багаторічну величину їх заповнення, становлять близько 100 м3/с за середньорічного модуля підземного стоку приблизно 2 л/с км2. Врахований водовідбір підземних вод у середньому становить приблизно 50 м3/с.

Багаторічні спостереження велися лише на одному з водозборів, тому перевірку збудованої регресійної моделі на інших водозборах автору не вдалося провести. Зате дуже цікаві результати моделювання сезонних змін стоку нітратів, дані з яких були для всіх трьох водозборів і були піддані регресійному аналізу. На величину середньомісячної концентрації у стоку нітрат-іонів у побудованих емпіричних моделях впливали параметри, пов'язані з «передісторією» водозбору: сумарна кількість опадів, що випали на його території за період, що вивчається, і за три попередні місяці, сумарний обсяг стоку нітратів за вісім місяців (поточний плюс сім попередніх), середньомісячна температура за три місяці (причому не в найпростішій комбінації, а від 5-го до 3-го, рахуючи досліджуваний місяць за нульовий), сумарний місячний шар стоку, коефіцієнт стоку. Для кожного з досліджених водозборів, які значно відрізнялися як розмірами, а й середньорічною нормою опадів, доводилося будувати свої регресійні рівняння. І найголовніше: в отриманих рівняннях залежність від тих самих параметрів виявлялася то логарифмічною, то гіперболічною, то квадратичною, то лінійною.

Під природними ресурсами підземних вод розуміється забезпечений харчуванням витрата підземних вод, тобто. та їх частина, яка безупинно відновлюється у процесі загального кругообігу води Землі. Природні ресурси характеризують величину живлення підземних вод за рахунок інфільтрації атмосферних опадів, поглинання річкового стоку та перетікання з інших водоносних горизонтів, сумарно вражену величиною витрати потоку. Природні ресурси підземних вод є, таким чином, показником заповнення підземних вод, що відображає їх основну особливість як поновлюваної корисної копалини, і характеризують верхню межу можливого відбору підземних вод за багаторічний період без їх виснаження. У середньому багаторічному значенні величина живлення підземних вод за вирахуванням випаровування дорівнює величині підземного стоку. Тому в практиці гідрогеологічних досліджень природні ресурси підземних вод зазвичай виражаються середньорічними або мінімальними значеннями модулів підземного стоку (л/с км2) або величиною шару води (мм/рік), що надходить у водоносний горизонт у сфері його живлення.

Норма річного стоку називається середнє його значення за багаторічний період, що включає кілька повних років (не менше двох) циклів коливань водності річки за незмінених географічних умов та однакового рівня господарської діяльності в басейні річки.

Норма річного стоку, або середній багаторічний стік, є основною та стійкою характеристикою, що визначає загальну водоносність річок та потенційні водні ресурси даного басейну чи району. Вона служить свого роду гідрологічним «еталоном» або «репером», від якого виходять при визначенні інших характеристик стоку, наприклад річних величин різної забезпеченості, сезонних та місячних величин, і має дуже важливе значення при проектуванні водосховищ для гідроенергетики, зрошення, водопостачання та інших видів водогосподарського будівництва.

Стійкість норми річного стоку визначається двома умовами:

1) як середня багаторічна величина вона майже не змінюється, якщо до багаторічного ряду буде додано ще кілька років спостережень;

2) вона є функцією головним чином кліматичних факторів (опадів та випаровування), притому їх середніх багаторічних значень, які у свою чергу є стійкими кліматичними характеристиками району або басейну.

Норма річного стоку може виражатися у вигляді: середньої річної витрати води Qм 3 /с; середнього річного обсягу стоку Wм 3 ; середнього річного модуля стоку Му л/(з км 2); середнього річного шару Yмм, віднесеного до площі водозбору.

Виражена у вигляді середнього річного модуля стоку Мабо середнього річного шару Yнорма річного стоку, як і її кліматичні складові (середні річні опади та випаровування), досить плавно змінюється по території та піддається картуванню. Це добре ілюструється картою ізоліній (СН 435-72), з якої видно, що загальний розподіл норми річного стоку має характер широтної зональності у рівнинних районах та вертикальної зональності у гірських районах. Підвищена норма стоку відзначається на височинах, знижена - у районах негативних форм рельєфу. Дещо порушується широтна зональність норми річного стоку рік під впливом Балтійського моря, Ладозького та Онезького озер.

Залежно від наявності інформації про режим стоку ріки норма річного стоку обчислюється:

а) за даними безпосередніх спостережень за стоком річки досить тривалий період, що дозволяє визначити норму річного стоку із заданою точністю;

б) шляхом приведення середнього стоку, отриманого за короткий період спостережень, до багаторічного довгого ряду річки-аналогу;

в) за повної відсутності спостережень - виходячи з характеристик середнього річного стоку, отриманих у результаті узагальнення спостережень інших річках цього району, і рівнянню водного балансу.

Загалом для безпосередніх розрахунків чи загальної оцінки норми річного стоку, як та інших його характеристик, виключно велике значення мають тривалі гідрометричні спостереження за стоком річок. Вони є основою і визначення майбутнього режиму річок під час проектування водосховищ, гребель, мостів та інших споруд. Характеристики стоку визначаються спочатку природного стану річок, потім у яких вносяться ті чи інші поправки, які мають враховувати зміни стоку під впливом тієї чи іншої виду господарську діяльність у річковому басейні. Для річок зі значною штучною зарегульованістю стоку водосховищами, вилученням або перекиданням води з інших басейнів відновлюються значення стоку при природному режимі.

Відповідно до «Вказівок щодо визначення розрахункових гідрологічних характеристик» (СН 435-72), тривалість періоду спостережень вважається достатньою для встановлення розрахункових значень норми річного стоку та середнього річного стоку заданих забезпеченостей, якщо аналізований період репрезентативний і відносна середня квадратична помилка багаторічної величини не перевищує 10%, а коефіцієнта варіації (мінливості) – 10-15%.

Якщо і перевищують зазначені межі та період спостережень нерепрезентативний, середній багаторічний стік і коефіцієнт варіації наводяться до більш довгого періоду. При неможливості приведення (наприклад, за відсутності опорних створів-аналогів) замість норми річного стоку і розрахункового коефіцієнта варіації приймаються їх значення, обчислені за даними за наявний період, і в розрахунку вказуються їх відносні середні квадратичні помилки. Репрезентативність періоду спостережень проків для розрахунку середнього багаторічного річного стоку оцінюється за річками-аналогами з періодом спостережень N>nі N>50 років шляхом побудови та аналізу різницевих інтегральних кривих річного стоку. Репрезентативність загалом усіх статистичних параметрів (Q, C vі C s),обчислених за за проків, встановлюється шляхом зіставлення кривих забезпеченості річного стоку, побудованих за даними створу-аналогу за період пі Nроків.

2.1 Характеристика річкового стоку.

При гідрологічних розрахунках застосовуються такі позначення стоку:

1. Витрата води Q- кількість води, що пройшла за 1 сікчерез поперечний переріз річки. Витрата виражається в кубічних метрах за секунду.

2. Об'єм стоку W - кількість води, що пройшла через перетин річки за певний проміжок часу, наприклад, протягом року, м 3 .

3. Шар стоку Y- кількість води, що пройшла через поперечний переріз річки за певний проміжок часу (рік, місяць тощо) і віднесене до одиниці площі водозбору, виражається в міліметрах на рік.