24826 (Анализ условий формирования и расчет основных статистических характеристик стока реки Кегеты), страница 3
Описание файла
Документ из архива "Анализ условий формирования и расчет основных статистических характеристик стока реки Кегеты", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "геология" из 2 семестр, которые можно найти в файловом архиве . Не смотря на прямую связь этого архива с , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "курсовые/домашние работы", в предмете "геология" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "24826"
Текст 3 страницы из документа "24826"
2.2 Климатические факторы стока
Осадки
Распределение осадков по поверхности суши зависит от удаления местности от океана, рельефа местности и растительного покрова. По мере удаления от океана количество постепенно уменьшается. В горных районах склоны, обращенные к влагоносным ветрам, получают больше осадков, чем противоположные. Влияние рельефа сказывается в том, что с повышением местности количество выпадающих осадков обычно увеличивается. Увеличение количества осадков с высотой обычно происходит до отметок 3000 – 3500 м над уровнем моря, а выше эта зависимость уменьшается или прекращается.
Опираясь на карты источника, можно отметить большую увлажненность бассейна Кегеты осадками ввиду благоприятных условий географического расположения. Среднегодовые суммы осадков здесь на большей части территории на высотах от 1300–1400 м до 2300–2500 м превышают 1000 мм. Выше и ниже этих пределов осадков выпадает меньше, и при подъеме по юго-западному склону Кыргызского хр. до высот 3500 – 3800 м их количество уменьшается до 600 мм.
Испарение
Процесс испарения состоит в том, что вода из жидкого или твердого состояния переходит в газообразное. К факторам, увеличивающим испарение, относятся повышение температуры и увеличение скорости ветра, усиливающее турбулентное перемешиванию масс воздуха, соприкасающихся с испаряющей поверхностью. Кроме того, на интенсивность испарения влияет влажность почвы, солнечная радиация, которые обуславливают жизнь растений и их рост, парциальное давление (упругость) водяного пара в воздухе и др.
Температура в долине р. Кегеты в среднем уменьшаются с высотой от +20 до +10 °С в июле и от -4 до -14 °С в январе. Средняя влажность в июле составляет 40 – 55%, а в январе – 55 – 60%. Среднегодовая испаряемость в бассейне Кегеты равномерно уменьшается от низовий к верховьям от 1200–1300 мм до 600 мм. В целом, бассейн Кегеты по классификации В. Кеппена и А.В. Вознесенского относится к бореальному типу климата с ясно выраженной зимой и летом и достаточным увлажнением, и лишь высокогорные участки Кыргызского хребта имеют холодный тундровый тип климата.
3. Сток и его распределение
3.1 Определение нормы годового стока и его статистических характеристик
Нормой годового стока Q0 называется среднее его значение за многолетний период такой продолжительности, при увеличении которой полученное среднее существенно не меняется, включающий несколько полных четных циклов колебаний водности реки при неизменных географических условиях и одинаковом уровне хозяйственной деятельности в бассейне реки. Норма годового стока, или средний многолетний сток, является основной и устойчивой характеристикой, определяющей общую водность рек и потенциальные водные ресурсы данного бассейна или района.
Согласно «Указаниям по определению расчетных гидрологических характеристик» (СН 435–72) /7,8,13/, продолжительность периода наблюдений считается достаточной для установления расчетных значений нормы годового стока, если рассматриваемый период репрезентативен и относительная средняя квадратическая ошибка многолетней величины Q0 не превышает 5…10%, а коэффициент вариации (изменчивости) сv – 10…15%.
Норма годового стока, как всякая средняя арифметическая величина статистического ряда, может быть определена по формуле:
, (17)
где QN - норма годового стока, Qi – годовые значения стока за длительный период (N лет).
Среднегодовой расход воды р. Кегаты за 1927–1975
год | Qi, м3/с | Год | Qi, м3/с | год | Qi, м3/с |
1927 1928 1929 1930 1931 1932 1933 1934 1935 1936 1937 1938 1939 1940 1941 1942 1943 1944 1945 1946 | - - - - - 2.51 2.55 2.60 2.35 2.12 2.15 1.58 2.11 2.37 2.43 3.46 1.81 1.80 2.22 2.45 | 1947 1948 1949 1950 1951 1952 1953 1954 1955 1956 1957 1958 1959 1960 1961 1962 1963 1964 1965 1966 | 1.88 2.15 3.02 2.46 2.00 2.43 2.28 2.29 2.97 2.98 2.16 2.35 2.47 2.08 2.30 2.99 2.23 2.56 2.16 3.01 | 1967 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975 | 2.67 2.30 2.88 3.56 2.30 2.72 2.64 1.96 2.26 |
Вследствие недостаточной длины рядов наблюдений за годовым стоком (как правило не превышают 60…80 лет, составляя в основном 20…40 лет) норма годового стока, определенная по (17) отличается от истинного среднего значения QN на величину σQn тогда:
QN=Q0nσQn, (18)
где Q0n – средний годовой сток за ограниченный период наблюдений; σQn – средняя квадратическая ошибка n-летней средней.
Cогласно теории ошибок, величина σQn, на которую отличается среднее значение годового стока за n лет от истинной нормы QN за N лет при N∞, равна
(19)
где σQ – среднее квадратическое отклонение единичных значений годового стока Qiот среднего за n лет.
Определяется σQ по формуле
. (20)
Для сравнения точности определения нормы стока рек различной водности пользуются относительным значением средней квадратической ошибки. Так, выражая σQ в процентах от Q0n получим среднюю, квадратическую ошибку нормы стока, вычисленную по ограниченному ряду n лет,
, (21)
где – коэффициент вариации ряда годовых значений стока за n лет.
Коэффициент вариации CV характеризует колебания годовых значений стока относительно их средней величины. Он является безразмерной характеристикой изменчивости годового стока, удобной для сравнения нескольких рядов наблюдений, различающихся своими средними значениями. При выражении отдельных членов ряда в безразмерных модульных коэффициентах Ki коэффициент вариации определяется по формуле
. (22)
Поскольку в колебаниях годового стока наблюдается определенная цикличность, проявляющаяся в последовательной смене групп многоводных и маловодных лет, то среднеарифметическое из многолетнего ряда наблюдений считается нормой только в случае, если ряд состоит из полных циклов колебаний водности.
Цикл – это сочетание многоводных, маловодных и средних по водности лет. Включение в расчетный период наблюдений одной многоводной фазы дает преувеличение, только маловодной фазы – преуменьшение нормы стока.
Расчетный (репрезентативный) период устанавливается во всех случаях, когда продолжительность наблюдений не превышает 50–60 лет. Он включает наибольшее число законченных циклов, состоящих из групп многоводных и маловодных лет. Принимаются во внимание лишь основные продолжительные циклы, распространяющиеся на большие территории и охватывающие все реки данного района.
Цикличность колебаний стока и расчетный период для определения нормы стока устанавливают с помощью разностных суммарных кривых годового стока. Наиболее удобно строить суммарные кривые в относительных величинах – модульных коэффициентах К.
Расчеты по определению нормы стока, коэффициента вариации CV и для построения суммарной кривой удобнее свести в таблицу 7.
По выше приведенным формулам и по данным таблицы 7 определяют Q0 и Cv. По значениям графы 6 строится зависимость (k-1)=f(t). Пример такой кривой приведен на рисунке 9.
Таблица 7
№ | год | ср. г.расх. | мод. коэф.K | K i -1 | ∑(K i -1) | (K i -1)² |
1 | 1932 | 2,51 | 1,05 | 0,0493 | 0,0493 | 0,00 |
2 | 1933 | 2,55 | 1,07 | 0,07 | 0,12 | 0,00 |
3 | 1934 | 2,60 | 1,09 | 0,09 | 0,20 | 0,01 |
4 | 1935 | 2,35 | 0,98 | -0,02 | 0,18 | 0,00 |
5 | 1936 | 2,12 | 0,89 | -0,11 | 0,08 | 0,01 |
6 | 1937 | 2,15 | 0,90 | -0,10 | -0,02 | 0,01 |
7 | 1938 | 1,58 | 0,66 | -0,34 | -0,36 | 0,12 |
8 | 1939 | 2,11 | 0,88 | -0,12 | -0,48 | 0,01 |
9 | 1940 | 2,37 | 0,99 | -0,01 | -0,48 | 0,00 |
10 | 1941 | 2,43 | 1,02 | 0,02 | -0,47 | 0,00 |
11 | 1942 | 3,26 | 1,36 | 0,36 | -0,11 | 0,13 |
12 | 1943 | 1,81 | 0,76 | -0,24 | -0,35 | 0,06 |
13 | 1944 | 1,80 | 0,75 | -0,25 | -0,60 | 0,06 |
14 | 1945 | 2,22 | 0,93 | -0,07 | -0,67 | 0,01 |
15 | 1946 | 2,45 | 1,02 | 0,02 | -0,64 | 0,00 |
16 | 1947 | 1,88 | 0,79 | -0,21 | -0,86 | 0,05 |
17 | 1948 | 2,15 | 0,90 | -0,10 | -0,96 | 0,01 |
18 | 1949 | 3,02 | 1,26 | 0,26 | -0,70 | 0,07 |
19 | 1950 | 2,46 | 1,03 | 0,03 | -0,67 | 0,00 |
20 | 1951 | 2,00 | 0,84 | -0,16 | -0,83 | 0,03 |
21 | 1952 | 2,43 | 1,02 | 0,02 | -0,82 | 0,00 |
22 | 1953 | 2,28 | 0,95 | -0,05 | -0,86 | 0,00 |
23 | 1954 | 2,29 | 0,96 | -0,04 | -0,91 | 0,00 |
24 | 1955 | 2,97 | 1,24 | 0,24 | -0,66 | 0,06 |
25 | 1956 | 2,98 | 1,25 | 0,25 | -0,42 | 0,06 |
26 | 1957 | 2,16 | 0,90 | -0,10 | -0,52 | 0,01 |
27 | 1958 | 2,35 | 0,98 | -0,02 | -0,53 | 0,00 |
28 | 1959 | 2,47 | 1,03 | 0,03 | -0,50 | 0,00 |
29 | 1960 | 2,08 | 0,87 | -0,13 | -0,63 | 0,02 |
30 | 1961 | 2,30 | 0,96 | -0,04 | -0,67 | 0,00 |
31 | 1962 | 2,99 | 1,25 | 0,25 | -0,42 | 0,06 |
32 | 1963 | 2,23 | 0,93 | -0,07 | -0,49 | 0,00 |
33 | 1964 | 2,56 | 1,07 | 0,07 | -0,42 | 0,00 |
34 | 1965 | 2,16 | 0,90 | -0,10 | -0,51 | 0,01 |
35 | 1966 | 3,01 | 1,26 | 0,26 | -0,26 | 0,07 |
36 | 1967 | 2,67 | 1,12 | 0,12 | -0,14 | 0,01 |
37 | 1968 | 2,30 | 0,96 | -0,04 | -0,18 | 0,00 |
38 | 1969 | 2,88 | 1,20 | 0,20 | 0,03 | 0,04 |
39 | 1970 | 2,56 | 1,07 | 0,07 | 0,10 | 0,00 |
40 | 1971 | 2,30 | 0,96 | -0,04 | 0,06 | 0,00 |
41 | 1972 | 2,72 | 1,14 | 0,14 | 0,19 | 0,02 |
42 | 1973 | 2,64 | 1,10 | 0,10 | 0,30 | 0,01 |
43 | 1974 | 1,96 | 0,82 | -0,18 | 0,12 | 0,03 |
44 | 1975 | 2,26 | 0,94 | -0,06 | 0,06 | 0,00 |
∑ Qi = | 102,86 | ∑Ki = | ∑(Ki-1) = | ∑(Ki-1)²= | ||
Qn = ∑Qi / n = | 2,39 | 43,00 | 0,00 | 1,00 |
Q on = | 2,391 | |
σ = | 0,309 | |
Cv = | 0,129 | |
ε Q%= | 1,656 | < 5…10% |
ε Cv% = | 9,129 | <10…15% |
9,028 | <10…15% | |
Q N = Q on |
При водохозяйственном планировании, строительном и энергетическом проектировании, которые предусматривают естественный или видоизмененный режим речного стока, необходимо знать не только среднюю величину (норму) стока, но и сток маловодных и многоводных лет, а также пределы возможных колебаний годового стока в будущем многолетнем периоде.
10>10>