Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Максимальный сток дождевых паводков на реках Приазовья

ВАК РФ 11.00.07, Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

Автореферат диссертации по теме "Максимальный сток дождевых паводков на реках Приазовья"

о (& М

ОДКССКШ ГВДРОМЕГЕОРОЛОГИЧЕСКШ 1ШСГИТУГ

На правах рукописи

Ахмад ГаСсан Ахмад УДО 556.166

ШОШЛШМ СТОК ДОКДЕШХ ПАВОДКОВ НА РЕКАХ ПРИАЗОВЬЯ

Специальность II.00.07-гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

ОДЗСОА -

1992

РаСота выполнена в Одесском гидрометеорологическом институте

Научный руководитель - кандидат технических наук, профессор . - . ■. Е.Д.Гопченко

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Ю.Н.Соколов

кандидат.географических наук, доцент Н.Г.Сербов.

I'

I ■

Ведущая организация - Украинский научно-исследовательский

гидрометеорологический институт (г.К'.ев)

Защита диссертации состоится ?. июля 1992 г. в 10 часов на заседании специализированного совета К 068.04.01 в Одесском гидрометеорологическом институте, ауд.242

Адрес повета: "70016, р.Одесса, ул.Львовская, 15

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Одесского гидрометеорологического института.

Автореферат разослан "2" июня 1992 г.

Ученый секретарь Специализированного совета к.г.н., доцент

Н.С.Лобода

ОБЩАЯ .ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Цо своему географическому положению и природам условиям территория Приазовья относится к области с . хорошо выраженной: ливневой деятельности). Выпадение обильных осадков, обладающих высокой интенсивностью и способных сформировать значительные паводки, в общем здесь имеет случайный характер. Хотя л*лзневые осадки одновременно охватывают сравнительно небольшие площади, тем не менее они могут вызвать высокие паводки нэ только на малых, но даже средних по размерам водосборов. ' .

Применяемые в настоящее время методы расчета максимального паводочкого стока неизученных рек Приазовья в основном опираются на эмпирические редукционные формулы, СНиП 2.01.14-83, а также региональные разработки, наиболее полно представленные г работах П.Ф. Вшневского и А.Н. Бефани. За исключением расчетной схемы А.Н. Бефани, которая не няпла широкого применения пз-за своей громоздкости, во всех остальных картированию подлежат один или несколько стоковых параметров. Обобщение материалов стационарной гидрологической сети, вследствие отнесения данных к центру тяжести водосборов, обычно приводит к тому, что фактически неосвещенной является вся территория Приазовской низменности. Изолинии расчетных параметров проведены здесь ориентировочно, что, естественно, не может не отразиться на качестве определяемых дая неизученных водосборов величин максимального павоночного стока расчетной вероятности превышения. К недостаткам СНиП 2.01.14-83 и ряда региональных методик следует отнести и то, что на водосборах различных размеров используются разные структурные схемы, плохо согласующиеся между собой прежде всего в области перехода отСтруктуры к другой.

Целью работы является разработка на базе оптимальной структуры методики расчета характеристик максимального наволочного стока неизученных р'ек Приазовья, которая- позволяла бы болео •' полно, по сравнению о имеющимися в настоящее время, учитывать состав действующие факторов и тем самым повысить качество и надежность гидрологического обоснования различных объектов водохозяйственного назначения. В основу иолохзна расчетная схема, .предложенная И.Д. Гоаченко и опирающаяся на однемодальнуи

тисовую модель склонового 'I руилового гидрографов поверхностного стока.

Методика иослсдованнй. Настоящее исследование вшолнено • на материалах 28 гидрологических постов, по которым имеются многолетние (более 15 лег) стоковые данные, прошедшие экспертизу в Украинском региональном гидрометеорологическом центре и ТкрНИГШ и опубликованный в. Справочниках "Ресурсы поверхностных вод1', -"Основные гидрологические характеристики" и "Гидрологические ежегодники". ■

. При ойосное&щш ряда параметров склонового притока использованы материала Велико-Анадольской водаобалансовой станции, расположенной в бассейне р. Кальмиус, а такае Молдавской водно-<3 алан совой ст опция, которая хотя и находится за пределаш рассматриваемой территории, но по программе работ проводит исследования, связанные с формированием поверхностного стока в условиях. степной зоны. .

Характеристики паводочного стока различной вероятности превышения определялись в соответствии с'рекомендациями СНиП 2.01.14-83 к при помощи кривой вероятности вероятностей С.Н. Кркцкого и М.О. Менкеля. ' ,

. Статистический анализ временных рядов максимальных расходов вода и слоев паводочного стока сочетается с географическим обобщением расчетных характеристик.

•' Научная новизна состоит в построении и реализации региональной. методика для расчета максимальных модулей паводочного ■стока неизученных, рек Приазовья, включая: статистический анализ 'временных' рядов максимальных расходов и слоев паводочного стока; разработку региональной формулы скоростей руслового до-'бегангя;' обоснование расчетных параметров графиков склонового " ■притока поверхностных вод.в русловую сеть; установление степе-пи влияние .русло-пойменного водообмена на максимальный паво-дочный .сток; разработку рекомендаций по расчету коэффициентов перехода от оразшеоуточннх расходов води к срочные? и наоборот.

Щ)ак?7лос.ка£ ценность а реализация подучешгах аезульта-

Работа 'выполнена в соответствии с основными направлениями В1Г кайедрц гидрологии суши ОГМИ в рамках госбюджетных тем' язработка методов расчета и.' прогноза характеристик гидрологического регзача (годового //шшлаяъного, мшссимального) рек

Украины, Молдовы к других районов о учетом антропогенных изменений природной.среды" (1986-1990 гг.) и "Опасные гидрологические явления на территории,Украшш и расчет их характеристик" (1992-95 гг.).

Предложенная методика позволяет повысить надежность расчетных: характеристик наводочного стока рек Приазовья при проектировании и эксплуатации объектов водохозяйственного назначения.

Апробация работы и публикации. Основные положения диссертационной работы обсукдены и положительно оценены на расширенном научном семинаре кафедры гидрологии суши ОГШ (май 1992 г.) По тема диссертации опубликована в соавторстве с научным руководителем одна статья.

Объем и структура т>аботк. Диссертационная работа состоьт из ввеяешя, четырех глав, выводов, сяжка, литературы из 94 наименований и 16 приложений на 23 страницах. Объем работы -177 страниц машинописного текста, в том числе 32 рисунка'и 7 таблиц.

СОДЕРЖАНКЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность, определены задачи исследования, положения, выносимые на защиту, практическая' значимость работы.

В первой главе приводится краткая характеристика климатических условий, почвенного покрова, растительности,, гидрографии, особенностей формирования паводочного стока, гидрологической изученности описываемой территории,- Там же помещены результаты статистического анализа полей максимальных суточных осад-' ков по данным 42 метеорологических станций и постов с периодом наблюдений от 13 до 93 лет на основе кривых "вероятности вероятностей" С.Н. Крицкого и М.Ф. Менкеля. " ;

Во второй главе дан краткий обзор современного состояния в области расчета максимального ваводочвого стока кал на территории бывшего СССР, так и за рубеком. Особое внимание обращено на те расчетные схемы и предложения, которые получили наибольшее распространение в инженерной практике, отличаются, дригинальншл решениями заггчи в целом либо отдельных вопросов, а также региональным методом и подходом.

•В соответствии с классификацией Д.Л. Соколовского (1960)

выделяются формулу, основанные на гидромеханических теориях, предельной интенсивности, объемные и редукционные. Под эту же схему можно подвести и те структуры, на базе которых построены расчетные методы за рубежом.. ;

Среди прочих выделяется методика, рекомендованная нормативным документом СМГ2.01.14-83, поскольку в зависимости от размеров площадей водосбора она предусматривает использование двух формул: на малых водосборах {при £ < 100 км2) - предельной интенсивности, на средних и больших ( 100 км2) - редукционной« Прежде всего вызывает возражение само но себе применение для описания одного и того же процесса трансформации склонового притока в русловой сток двух различных структур. С другой стороны, совершенно ,нэ решены вопросы сопряжения-расчетных уравне- . ний при переходе от малых рек к средам и большим. И, наконец, обе структуры (предельной интенсивности и редукционная) не имеют, в том вид0, в котором они пр"водатся в нормативном документе, достаточного теоретического обоснования.

РяЛом авторов,.но главным образом Д.Л. Соколовским и Ё.Д. Гопченко, структура редукционной формулы выводится из од-номодаяьной формы склонового и руслового гидрографов. Причем, по Д.Л.'Соколовсшлу (i960)

^''(РЧ)"* ' " . (1)

* «

где1 - максимальный модуль паводочного стока, а коэффициент редукции ¿jrrfy, Равен . .

= . " (2) <р+1)*' i* U/fe Согласно (2) тем самым утверждается, -что единственной причиной трансформации павоцрчнкх волн является время руслового добеганля В более общем варианте

-ттЪУЛ'** • : (з)

где ko - коэффициент склоновой трансформации, равный

ь . ли Л , (4)

~ п %

У/п - общий слой притока "воды со склонов в русловую сеть, Ъ -продолжительность склонового притока, ^ - коэффициент редукции слоя притока по площади, коэффициент, учитывающий степень неравномерности руслового стока и влияние на максимальный сток эффектов русло-пойменного регулирования

- {/»±1 1 /[.Ш± ). Лай , (5)

*»> \ т // \ л / 7„ с

- коэффициент неравномерности склонового притока, 7,- про-долшиельность паводков.

Анализ составляющих уравнения (3) на материалах Приазовья, показывает, что шовитель н® только не исчерпывает

общую редукцию, как это утверждается тождеством (2), а составляет значительно меньшую ее часть. Наибольшее воздействие на максимальный модуль оказывает коэффициент русло-пойменного водообмена ^ , вклад которого в общую редукцию максимального модуля составляет около 60 %.

Упрощение структуры (3) до уровня (2) предполагает не только устойчивость по территории параметра То , но и возможность осреднения слоя стока , а также наличие тесной связи между временам руслового добегатм и площадью водосбора.

■ Основным недостатком формул предельной интенсивном", в том числе и принятой п нормативном документе, является довольно произвольная замена двухоператорной схемы трансформации осадков в сток однобператорной. Базогое уравнение имеет вид

= £ (Т) Нт ¿1, (6)

где Нп7 - слой паводк'оформирующих осадков, - коэффициент паводочпого стока, (Т) - ордината редугадонной кривой осадков за расчетное время Т , равное

гг-иС'^ас, (7)

Анализ структуры и параметров формулы предельной игтенсшзнос-■ ти показывает, что для рзгэнов с продолжительностью притока води со склонов в русловую сеть порядка 2-2,5 часов применимость уравношгя (6) для рек Приазовья определяется условием

Р у 700 км2. Что же касается малых водосборов, то идя них по формуле предельной интенсивности происходит существенное занижение расчетных максимумов поводочного стока. Наоборот, в тех регионах, где Та составляет несколько десяткоч часов, как это импет место, например, в горных условиях Закарпатья, расчетные максимумы практически завышаются во всем диапазоне площадей. .Тем самым, формула СШ1Г 2.01.14-83 как бы вступает в противоречие с теми рекомендациями, которые предусматриваются для ее применения.

Более физичэски обоснованный, вместо 'Р(^), является использование в уравнении (6) параметра

/ " жШ1. (8)

В этом случае область применения (6) охватывает весь диапазон ллощадой водосборов - от склонов до крупных рек. Причем, .для склонового стока, когда "параметр ц>'= А,. При Ъ/'о /

■ (9)

Естественна, и региональным методикам, опирающимся на формулы (I) и (6), присущи недостатки, отмеченные вше.

Исходя из анализа современного -состояния теории и практики в области формирования и расчета характеристик' паводочного стока, в диссертационной гТормуле принята формула (3).

В тоетъей главе приводятся результаты статистической обработки временных рядов максимальных расходов и слоев паводочного стока, Прежде всего следует отметить, что большинство выборок характеризуется срашштельно короткими периодами наблюдений, что при высокой изменчивости и асимметричности не обеспечивает достаточной напевности определения статистических параметров рас'про деления. ~

Предусмотренные нормативным документом методы статистической обработки стоковых рядов на базе теоретических кривых биномиального и трзхг.араметрического гамма-распределения С.Н.Криц-кого и М.Ф. Ценкеля данную проблему в полной мере не -решают. Кроме того, отсутствие на большинстве постов самописцев уровня но дозволяв? фиксировать прохождение пиков паводков, особенно

на малых водосборах. С этой точки зрения, следовало бы вместо срочных опираться на среднесуточные расходы воды, поскольку срочные определяются весьма приблизительно. Однако при расчетах максимального стока необходимость в установлении срочных значений не отпадает, а значит требуется разработка способа перехода о'-1 среднесуточных максимумов к срочным. Учитывай отмеченные особенности временных рядов максимального паводочносо стока рек Приазовья, статистическому анализу были подвергнуты как срочные, так и среднесуточные расходы воды. Апробированы не только полные, но'и усеченное распределения, а для повышения надежности расчетных характеристик максимальных расходов и слоев стока осуществлен пространственный анализ полей этих величин.

Поскольку границы между высокими и низкими паводками установить весьма сложно, в качестве условного уровня наш принята • медиана (Е.Г. Блохинов, 1964), т.е. оценка параметров распределения производилась по верхней половине ряда наблюдений,'расположенного в убивающем порядке.

Сравнение результатов, полученных на базе биномиального, полного и усеченного гамма-распределения,показывает, что параметр изменчивости О, по этим методам практически одинаковый. Хотя в методе наибольшего правдоподобия соотношение =*

= 2,5, а моментов - 2,0, тем не менее расходы I %-пой. верояг-' ности превышения по кривой биномиального распределения на 1012 % выше', чем по кривой трехпараметрического гамма-распределения. Что-касается усеченного гамма-распределения,. то вычисленные на его основе расходы той же вероятности превышения в общем совпадают со значениями биномиального распределения.

Для слоев паводочного стока соотношение €%/с\ по методу моментов и наибольшего правдоподобия одинаково - 2,0. Б целом слои стока "невелики - они, как правило, не вы-

ходят за пределы 30 мм.

Применяемые в гидрологии паводков схемы теоретических распределений временных рядов опираются на параметры, которые оцениваются по тем те самим выборкам. При сравнительно коротких рядах, ко;'да п < 5 0, значит&дьчое атияпие на оценки параметров будет оказывать наличие в них экстремальных величин. Суждение о соответствии расчетных методов натуре ид'бш.о в области экстремальных величин монет быть весьма УГ*§ептитш.о подкреплено анализом повторяемости, экстремумов по группе совмест-

но-'рассматриваемых объектов (С.Н. Крицкий, М.Ф. Менкэль, 1981). I» этом случае по нескольким пунктам, представляющим независимые ряды наблюдений численностью какдый , /7 лет, выбираются самые высокие в каядом ряду величины.

Доволььо просто метод вероятности,вероятностей реализуется применительно к долям осадков, поскольку их измеренные величины не зависят от бассейновых факторов, а следовательно, не требуют предварительной приводки данных. Слои и модули паво-дочного стока на реках Приазовья обнаруживают редукционный характер зависимости от площади водосбора.

Поэтому прсстранственкому анализу на основе кривой вероятности вероятностей были подвергнуты приведенные к единице площади модута Ят и с.дои стока у^, .

При построении формул максимального паводочлого стока разработчики преимущественно используют равнообеспеченные модули ж слои стока, вычисляемые по индивидуальным рядам соответствующих стоковых характеристик.

Такой подход вполне правомерен, когда зависимости мекду Ся, и и,г, в каждом створе отличаются высокой степенью корреляции. Паводки ливневого прокрождения указанным свойством обычно не отличаются,-т.е. не всегда наибольшим слоям соответствуют наибольшие расходы воды и наоборот. Таким образом, в результате раздельной статистической обработки временных рядов ж Уп, расчетные расходы и слои стока не в полкой мере согласуются с моделями реальных гидрографов паводков. Данное обстоятельство, естественно, отразится на масштабе параметров, которые устанавливаются обратным расчетом в рамках той или иной формула максимального стока. В методе вэроятнос-ти вероятностей предстазляется возможность анализа полей величин Оъ и- {/т , сопрякешшс мекду собой в модели наиболее высокого (по значению максимального расхода) паводка.

По результатам статистической обработки данных о сопряженных слоях стока можно отметить, что приведенное значение

ц\с. издкзняется по территории в сравнительно узком диапазона - от 28,6 до 39 мы. В целом совокупность данных можно

рассматривать как. илучайную (отношение /Д/,«, -составляет 1,23), что позволяет осредлить и принять его для всей

тс-рритории равным 33,0 мм. Расчетный слой стока для во-

досборов различных размеров будет определяться по уравнению:

= 33,0 - 5.0% (Ю)

Применительно к максимальным модулям паводо^чого стока статической обработке иа основе кривой вероятности вероятностей были подвергнуты не только наибольшие за период наблюдений по всем постам величина. (2т , но также и модули, предварительно сглаженные при помоаи полного к усеченного Гамма-распрэделения и приведенные на их базе к обеспеченности Р - I %. Фактически ' для всех трех вариантов получена единая кривая обеспеченности пространственного ряда = / (Ра^ )• Но среди них наиболее простой вариант - первый.

Чтобы определить значения расчетных максимумов паводочно-го стока, используя среднесуточные модули стока , необходимо решить вопрос относительно переходного коэффициента Лг * Проводившиеся ранее в этом направлений исследования, как правило, ограничивались региональными зависимостями типа

/(Р) . Принятая в работах Е.М. Азарковича (1967), К.И. Иванова (1954) я других авторов метода«! зозракзний не вызывает'. Однако часто, из-за отсутствия материалов срочных наблюдений за стоком малых рек, где раздичия меиду п^ проявляются наиболее сильно, проблематичной является экстраполяция кривых - /• (Р) в область малых водосборов.

Исходя из одноМодальной формы пазегочшх гидрографов, когда То и 7; меньше суток

Если Т0 < I суток, а Тп > I суток

. ь___С______(12)

Кг ~ . тт

Верхнее предельно? значение , соответствующее склоново.чу гидрографу, при этом равно

£ 3 <12)

п

Для условий бтепной зоны Приазовья JLtl в среднем для дождевых цаводков можно принять на уровне 4,0, а Та - 2,5 часа. Тогда, согласно.(13), t!T = 38,4. Региональные зависимости.

. ühd и 7п от площади водосбора описываются уравненк.ши

' 4 ■ - 0,25 ÍQ [F+l) • ■ (14)

и

Тк * D,mÍ(FH), , (15)

Сравнение криЕ'Ж' Л) * /V) для исходных данных д.^ и

показало, что во втором случае ее верхняя часть характеризуется несколько более высокими значениями, чем для непосредственно измеренных (или экстраполированных) gfr) .

Учитывая возможное занижение суто^-шх максимумов паводков, вследствие редкого измерения уровней, не говоря уже о расходах воды, более обоснованным е дальнейшем будет принятие данных, полученных г.о материалам с использованием переходного коэффициента от среднесуточного расхода к срочному .

В четвертой главе представлено обоснование параметров расчетной методики павогэчного стока для неизученных рек Приазовья. Она опирается на структуру (3).

Проблема расчета времени руслового добегания , по-су-ществу, сводится к определению скорости .движения наводочной волны. В гидрологической литературе исследованию скоростей доб гапия уделено достаточно много внимания и главным образом специалистами в области максимального стока. Не располагая соответствующими данными о скоростях движения лаводочннх волн .на отдельных участках рек, разработчиками предложено несколько компромиссных вариантов, позволяющих компенсировать отмеченный недостаток в исходной информации. В одних случаях, чаще всего е полуэмшфическта формулах, скорость течения (добегания) вычисляется обратным расчетом, вследствие чего утрачивает объективное содержание, превращаясь в своего рода собирательною характеристику, которая включает недостатки и огрублений расчетной схемы, Поэтому для одной и той xs реш величина скорости течения по формулам разных авторов может отличаться

гз

веема значительно. В структуре объемных (формул, когда расчетной характеристикой .является продолжительность всего паводка, скорость добегания устанавливается по расходам, близким к межен-' ним. Если используется время подъема волны паводка, то речь идет о средней скорости для этого периода или скорости при пике наводка. Обширные данные о скоростях добегания паводочкых волн на отдельных участках рек обобщены А..Н. Бефани (1981). На основа гидравлических расчетов им предложено уравнение для русло-', пойменного потока вица

If - lAnF^fT^ , (16)

где Jy - уклон на участке реки, ¿L - путевой коэффициент, величина которого обусловлена характером продольного профиля,

Мл - коэффициент, зависящий от размеров и шероховатости лоймы. Однако не только при разработке параметров, но и использовании формулой (16), приходится испытывать значительнее затруднения, связанные главным образом с нвзнйием параметра А* на участке от истока до замыкающего створа реки.

Учитывая сравнительно ограниченный объем исходной информации, не обеспечивающее Получения надеиных параметров Формулы скоростей добегания в широком диапазоне расходов вода и уклонов русел, в региональном плане, невидимому, целесообразно реализовать те возможности, которые заключены в однотипности морфо-метрического строения русел. Положив в основу уравнение йззи и пользуясь зависимостью меяду ююшадез живого сечения: и) и средней глубиной потока hCp . А.К» Бзфзш (.1958) получил расчетные выражения* .для степенных показателей при расходе воды <А и уклоне реки f> формулы скоростей ■

/J (I?)

где а0 - коэффициент, зависящий от шероховатости русла и поймы. Придем

d г + f - ' ' 2(гн)

Осредненное по совокупности 23 постов на роках-Приазовья значение параметра Z - 0,43, чему соответствуют: <4 - 0,30 к ¡i = 0,35. Для расходов внхода воды на пойлу и более устал№~

лена региональная зависимость

Цкр - 0,52 Р°'3\ (19)

Подставив Окр ' в уравнение (17) и выполнив несложные преобразования в работе предложена региональная формула для расчета скоростей руслс-вого добегания применительно к паводкам редкой вероятности.превышения

• . (20)

Степень трансформации максимальных модулей паводочного стока, как отмечалось ранее, зависит не только от времени руслового добегания ~!р ' (трансформация распластывания), но также от характера пространственного распределения осадков и эффектов русло-пойменного водообмена и регулирования.

Редукционный коэффициент к у может быть установлен из уравнения (10), согласно которому

- (21)

Тогда расчетный слой паводочного стока опорной I %~ной вероятности превышения .для неизученных рек Приазовья будет равен

■ , - 33,0 ¿у . (22)

Коэффициент трансформации склонового притока , как видно из ( 4 ), определяется величиной параметра ¿1±С к продолжительностью поступления веды со склонов в русловую сеть £ . Для доадеЬых паводков продолжительность притока обусловливается, гл^ ным образом периодом элективной части ливней, а также мор-фоме-тричосюши характеристиками склонов, залесепностыо, заболо-.ченнойгьы II закарстовазшостью бассейнов, способствующих повышению степени естествепной зарегулироЕанности паводков на склонах, Правда, для описываемой территории такие факторы ¡сак за-лесенностъ и заболоченность в обшем не актуальны, поскольку речь в канной случае идете о степной зоне, в пределах которой упомянутые ландшафты распространены мозаично, не занимая больших площадей.

На основе анализа высоких паводков, наблюдавшихся на водотоках Велико-Анагюльской (бассейн р. Кальшус) и Молдавской водпобалавссзэх станций, которая таксе расположена1в пределах

стешой зоны, установлено в первом приближения »^параметра г' на уровне 4,0. Достаточно разработал способ установления коэффициента неравномерности склонового притока по гидрометрическим материалам. Идея реализуется путем вычисления коэффициентов неравномерности руслового стока с последующим построением и экстраполяцией на ось ординат зависимости

между Щг^ и площадью водосбора. К сожалению, исходная информация по паводкам, которая необходима для вычисления параметра , не отличается высокой точностью, поскольку при, То ■ порядка 1-2 часов суточный интервал для представления стоковых ' характеристик является слизком большим и прежде всег.о по отношению к магам водосборам. Методы численного решения поставленной задачи на базе данных гидрологической сети станций и постов весьма эффективны, когда искомые знакния параметра То определяются в рэмках уравнения -развитого стока (в этом случае ' ¿р < Ъ ), что маловероятно для рак степной зоны. Поиск Та ■в структуре уравнения развитого стока, предложенного А.К. Бе-' фаяи, ведстся обычно при помощи метода простой одкошаговой итерации с наложением ряда ограничений на параметр Т„ и коэффициент русло-пойменного водообмена. •

В диссертационной работе использован несколько иной, не примешшпийся ранее, вариант нахождения 7С и .

Если уравнение (5) несколько преобразовать, то представляется возможным записать его так

г»*

Н7+! ь

£„ . ^ , . (23)

где - коэффициент размерности, а - • •

Используя реакционную кривую = ^ (т) и уравнение (4).

на первом этапе находится значение "Та • Для весеннего пояо-водья, а также регионов, где продолжительность -притока составляет десятки час-оз ориентировочно 70 мояно оценить по зависимости Ъ / (Г-). •

При построении зависимости —¡уу^п от площади водосбора,

имея в виду, что при Р О параметр. к„ —■ / , удается пу-

тем экстраполяции на ось ординат полутать сначала искомое значение . После этого производится уточнение Та , дня чего

используется уравнение (4) и редукционная кривая ЗЮ. - -{/£) .

¿7% ;

Таким образом, для рек Приазовья удалось получить следующие значения параметров расчетных графиков склонового притока -

П- 0,33, То = 2,5 ч, что хорошо согласуется с рекомендациями других авторов. _ ■ -

До своей редуцирующей способности русловая сеть, а широкие пойш в особенности, могут значительно превосходить другие факторы трансформация наволочного стока. Во второй глава, в частности, доказано, что' е условиях Приазовья русло-пойменному водообмену принадлежит ведущая роль в редукции, максимального модуля с ростом площади водосбора. Каких-либо прямых способов .оценка русяо-аойлзенного водообмена в. настоящее время нет, да и вряд ли это возможно в будущем. Дело в том, что степень трансформации максимального стока определяют не столько статические характеристики емкостей регулирования, которые в принципе могут быть установлена даже на значительных участках рек, сколько динамика водообмена между руслом и поймой по длине реки. Исходя из (5) и (22),

В диссертационной работе коэффициент русло-пойменного во-дообмёьа при одкодгодаяьной (Тормо паводков обобщен в зависимости от площади водосбора, являющейся косвенной характеристикой развития элементов долины в плене.

Редукционная кривая '. - 3 ¡г) , шея верхним пределом параметра единицу, отличается быстрым уменьшением ординат с росто.».! Р - при площадях водосборов порядка 10 тыс. кв. км. коэффициент Ат составляет всего О,Г?.

Столь низкие значения кт дри больших площадях водосборов свидетельствуют об исключительно высоком вкладе русло-пой-меняоуо регулирования з общую рэдукцшо максимальных модулей дождевых паводкоь на реках рассматриваемой территории.

$с 1,йогой это объясняется тем, что ливневие дожди,, даже Редкой вероятнаста пракаиения почти никогда- не охватываат

очень больших площадейчто весьма существенно сказывается на трансформации паводков.

Учет влияния прудов, водохранилищ и озер, непосредственно регулирумщих'руслоеой сток за счет наличия аккумулирующих емкостей рекомендуется производить в соответствии с рекомендациями нормативного документа СНиП 2.01.14-83, а при известных ем-, костях отдельных прудов и водохранилищ - по схеме В.И. Мокляка (1957).

Проверочные расчеты по предлагаемой методике указывают на удовлетворительную сходимость вычисленных значений с ис-ходннми данными, что позволяет рекомендовать Исяя практического применения.

ВЫВОДЫ:

1. Несмотря fia сложный, пересеченный рельеф территории Приазовья, отличающийся чередованием возвкианнсстей к равнин, пространственное распределение паводкофордшруюцих осадков редкой вероятности превышения в общем здесь имеет случайный характер, что позволило для всех рек региона принять величину слоя, притока,- приведенного к нередуцкрушцей площади на уровне 33 мм.

Распределение слоев паводочного стока на водосборах различных размеров отличается их уменьшением с ростом ллодзади водосбора, причем более сильным, -чем осадков. . ,-

2. Выполненный статистический анализ временных рядов максимальных расходов и слоев паводочного стока на основе кривых биномиального, полного трехпараметрического и усеченного гамма-распределений показал, что различные. аналитические распределения дают фактически один и тот кэ результат.

Применение кривой вероятности вероятностей С.Н.- Крицкого и М.Ф. Менкеля к рядам срочных и среднесуточных макешунев'расходов , а также общим и сопряженным (в модели наиболее высоких за период наблюдений паводков) сдоям стока, даяо возможность уточнить в средабм на 30-35 % соответствующие расчетные характеристики индивидуальных временных выборок. - "

3. Для перехода от срочзшх к средпэсуточннм значе^уш расходов воды ц, наоборот, в работе предложены уравнения, сбосно-' вывающие коэффициент в зависимости от соотношения моспу иродолйителькостшлк притока воды со склонов в.р'условуп СТЛ>'

13 л-"

и наводка "Тл , а такте его верхнее предельное значение, которое, дяя рек Приазовья разно 38,4.

4. Анализ общетеоретических схем и подходов, в том числе и региональных предложений по расчету максимального наводочно-го стока на рассматриваемой территории позволил обосновать.базовую структуру, опирающуюся на одаождальнун форму гидрографов склонового и руслового стока. Действующие в настоящее время нормы СНиП 2.01.14-83 не отличаются достаточной методической обоснованностью не только структуры, но и параметров. Рядом существенных недостатков характеризуются и региональные фор^мулы.

5. По совокупности данных;сети гидрологических постов и материалов о выдающихся паводках на малых водотоках Велико-Ана-додъской и Молдавской воднобалансовых станций, расположенных

в пределах степной зоны Украины и Молдова, установлены следующие значения основных параметров графиков притока поверхностных вод к руслам рек: продолжительность притока 2,5 часа, показатель степени в уравнении редукционного гидрографа склонового стока - 0,33.

С. Автором диссертации в результате анализа скоростей течения и морфомзтрпческих характеристик русел обоснованы параметры региональной формулы скоростей руслового доСегания. .

7. Установлено, что среди прочих факторов, обусловливаю-. 1дих общую редукцию максимального модуля павоцочного стока,"

в условиях Приазовья и других регионах степной зоны, ведущая роль принадлежит руслс-пойменному регулирования. Построена методика определения коэффициента Цп' для неизученных рек региона.

8. Проверка предложенной методики выполнена по 28 гидрологическим постам, данные по которым были приняты для обосно- • вашя параметров расчетной схемы. Среднее отклонение расчетных Ееличкн от исходных составило в среднем +15,9 %. Однако, учитывая качество исходной информации по максимальному стоку, полагаем, что более осторожной будет оценка настоящей разработки, если ее точность принять на уровне до +20 %.

Методика доведена до практического применения и рекомендуется вместо дзйствуюадах в настоящее время региональных формул и СНШа 2.01.14-83.