- 2 -
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
Введение .................................................. 5
Глава I. Методы подсчета годового стока по кривым расходов воды ................................................12
1.1. Общие положения ...............................12
1.2. Однозначные зависимости между расходами и уровнями воды ......................................13
1.3. Неоднозначные зависимости между расходами и уровнями воды ......................................15
1.4. Уравнение водного баланса......................32
1.5. Экстраполяция неоднозначных зависимостей
О = /<Н) .....................................33
1.6. Паводочные петли на кривых зависимостей
О = ^(Н), £ (Н) и I = / (Н) на пойменных створах 36
1.7. Заключение ................................... 40
Глава П. Математические модели петель на кривых расходов воды .................................................. 41
2.1. Постановка задачи............................. 41
2.2. Двухмерная гидродинамическая модель .......... 41
2.3. Трехмерная гидродинамическая модель........... 45
Глава 3. Аккумулирующе-регулирующее влияние поймы и
русла............................................ 51
3.1. Динамика затопления пойм и пойменных массивов ............................................... 51
3.2. Аккумуляция и регулирование поймами паводоч-ного стока рек..................................... 56
3.3. Потери при руслопойменном регулировании паводочного стока ................................. 57
- З -
3.4. Методика расчета аккумулирующего и регулирующего влияния поймы .......................................... 61
Глава ІУ. Взаимодействие руслового и пойменного потоков ... 65
4.1. Состояние вопроса ....................................65
4.2. Типизация процессов взаимодействия руслового и пойменного потоков ....................................... 78
4.3. Учет эффекта взаимодействия потоков в расчетах пропускной способности русел с поймами ......... 85
4.3.1. Общие положения ...............................85
4.3.2. Методики, основанные на экспериментальных и натурных данных ............................... 86
4.3.3. Методики расчета пропускной способности русел с поймами, основанные на решении системы уравнений неразрывности и движения ................................................88
4.3.4. Методики расчета, основанные на учете морфологических особенностей расчетного участка ............................................. 95
Глава У. Расчет петель на кривых расходов воды ............ 103
5.1. Состояние проблемы ...................................ЮЗ
5.2. Методика расчета, основанная на уравнении движения потока с переменной массой..........................106
5.3. Расчет координат петлеобразных зависимостей ф = У (Н) и ]/ = У (Н) (для русловой части потока) ................................................ 112
5.3.1. Анализ и оценка исходной информации .... 112
5.3.2. Примеры расчетов и построение петлеобразных зависимостей 0 = У (Н) и
V = У (Н) ...................................115
5.4. Идентификация кривых зависимостей ф = У (Н),
- 13 -
измерения расходов вода при различных горизонтах с целью получения значений ежедневных расходов воды по зависимости 0=^(Н). Таким образом, в гидрологии в качестве основной принята зависимость 6} = У (Н) вместо Н = ^ (0).
Зависимость не является однозначной, более того
расход (2 - функция многих переменных, таким образом
й = ^(Н,1, др.)(1.1)
Для упрощения этой зависимости при выборе места расположения гидроствора к участкам измерений предъявляются особые требования, направленные на исключение влияния ряда факторов (1,Д?и др.). Эти участки должны быть призматическими, прямолинейными, что позволяет считать движение вода на них близким к равномерному. Для исключения или уменьшения русловых деформаций они располагаются на плесовых участках.
Вышеперечисленные и другие условия расположения гидроство-ров приводят к тому, что влияние дополнительных факторов оказывается пренебрежимо малым. При этом, как правило, уклоны свободной поверхности также, как и расходы вода, синхронно изменяются при увеличении уровней вода.
Все это приводит к тому, что вместо зависи-
мости (1.1) для подсчетов стока оказывается возможным применять зависимости Я = / (Н). Период действия этих зависимостей чаще всего ограничивается одним годом, а в ряде случаев они могут быть и многолетними.
1.2. Однозначные зависимости между расходами и уровнями вода .
Зависимость между расходами и уровнями вода, как правило, выражается графически кривой расходов вода ф =/ (Н), которая строится для определения ежедневных расходов вода, а затем и
- 14 -
годового стока. Вычисление стока обычно производится ежегодно за прошедший год. Внутри годового цикла выделяют отдельные периода, для которых сток вычисляется различными метода!®. Например, период открытого русла, период ледостава, период зарастания русла и др.
Между расходом вода и уровнем существует определенная гидравлическая зависимость, которая в общем случае приобретает очень сложный вид, особенно при неустановившемся движении вода в деформируемом, заросшем или зашугованном русле реки. Наиболее простой вид она иглеет при равномерном движении вода в недефор-мируемых руслах, что в естественных условиях, как правило, наблюдается на прямолинейных плесовых участках рек.
Кривая расходов воды в условиях устойчивого русла, при малоизменяклцемся уклоне водной поверхности, отсутствии зарастания русла и ледовых образований однозначна и постоянна.
Однозначная зависимость нередко охватывает только ограниченный период времени. Для некоторых постов она может сохраняться в течение года или нескольких лет. Однозначная кривая расходов обычно направлена выпуклостью вверх.
Кривые зависимости ф = / (Н) строят по данным об измеренных расходах и соответствующих им уровнях вода в прямоугольной системе координат; на том же чертеже наносятся кривые площадей водного сечения(0=^/- (Н), средних скоростей /=_/ (Н), средних глубин А= / (Ю, ширин русла В = / (Ю и уклонов свободной поверхности I = £ (Н). Аналогичные зависимости строят на этом же чертеже и для пойменных частей потока.
Для устойчивой зависимости ^ / (Н) расположение точек, со-
ответствующих данным об измеренных расходах вода в поле координат Н, можно считать приемлемым, если их отклонения от кривой Я = ^ (Н) находятся в пределах ± 3-5$ для меженного периода
- Киев+380960830922