WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаГеографія фізична, Геоморфологія, Геологія → До побудування нової нормативної бази в галузі максимального стоку на річках України - Реферат

До побудування нової нормативної бази в галузі максимального стоку на річках України - Реферат


Реферат на тему:
До побудування нової нормативної бази в галузі максимального стоку на річках України
На сьогодні в країнах колишнього союзу, в тому числі й в Україні, діє нормативний документ по розрахунках максимальних витрат води на річках, який було запропоновано ще в 1972 році, а потім дещо змінено в 1983 році. Фахівцями неодноразово на авторитетних конференціях і симпозіумах приверталася увага розробників на невідповідність у багатьох випадках розрахункових максимумів паводків і повеней матеріалам спостережень, особливо у випадках, коли місцеві особливості формування стоку суттєво відрізняються від фонових. Удосконалення діючої нормативної бази не можливо в принципі - через емпіричний підхід при її створенні. Досить звернутися до відомих базових структур БНіПу, щоб переконатися в цьому.
Так, для весняної повені (без наведення поправок) використовується формула 7 :
, (1)
де qm - максимальний модуль повені, ko - коефіцієнт "дружності" повені, Ym - розрахунковий шар стоку, F - площа водозбору, Fo - додаткова площа, за допомогою якої ураховується зменшення інтенсивності редукції на малих водозборах.
Згідно з дослідженнями 4 , чисельник є максимальний модуль схилового стоку q m, тоді
. (2)
Коефіцієнт редукції максимального модуля qm/q m дорівнює
. (3)
Його верхньою фізичною границею повинно бути qm/q m=1.0 при F 0. Але якщо з цього боку розглянути (3), то легко переконатись, що при F 0
, (4)
за винятком, коли Fо=1.0.
З структури (1) не ясно, до котрого з параметрів (ko чи Ym) відносяться поправки на залісеність та заболоченість. При розрахунках дощових паводків в залежності від розмірів водозбірних площ використовується не одна, а дві формули (зауважимо, що їх "склеювання" не забезпечується:
а) при F>100-200 км2
; (5)
б) при F<100-200 км2
, (6)
де - ординати кривих редукції середньої інтенсивності опадів у часі, Н1% - добовий максимум опадів, - коефіцієнт стоку.
У теоретичному відношенні (5) взагалі ну відповідає фізичним вимогам до граничних значень qm, бо qm/q m дорівнює одиниці не за умови F 0, а при F=200 км2. Вважаємо, що більш обгрунтованим було б (5) записати у загальному вигляді
. (7)
Щодо функції , то вона використовується помилково, бо як показано в 3 , замість неї в (6)повинна входити інша величина, а саме:
, (8)
де (n+1)/n - коефіцієнт нерівномірності схилового припливу, То - тривалість схилового припливу, tp - час руслового добігання паводкових хвиль.
Таким чином, використана (майже безпідстевно) в СНіПі функція тотожня осередненому в межах tp коефіцієнту повноти схилового припливу
. (9)
Наведене вище дає змогу прийти до висновку про суттєві недоліки структурного плану в діючому БНіПі 2.01.14-83 і необхідність розробки більш досконалої нормативної бази, яка б відповідала світовим досягненням сучасної гідрології, а саме головне - достовірно описувала процеси трансформації схилового припливу в русловий стік.
Як на думку авторів, побудувати розрахункову схему для визначення максимальних витрат води під час паводків чи повіней досить надійно можна, виходячи із рівняння руслових ізохрон
, (10)
де fi - міжізохронні площі, і - коефіцієнти русло-заплавного регулювання в межах міжізохронних ділянок.
Максимальна витрата води буде дорівнювати:
а) за tp, (11)
де - шар стоку, найбільший у межах tp, тобто
, (12)
k1 - гідрографічний коефіцієнт, який співпадає з раніше запропонованим А.М.Бефані 1
; (13)
б) за tp To
, (14)
де V - швидкість руху паводкових хвиль в руслах, k2 - гідрографічний коефіцієнт
. (15)
Вирази (11) і (14) можна узагальнити у вигляді
. (16)
Рівняння (16) вперше було отримано А.М.Бефані 1 , який реалізував модель руслових ізохрон, виходячи з передумов що: 1)коефіцієнт щільності руслової мережі залишається незмінним в межах річкових водозборів; 2)русло-заплавне регулювання відбувається однаково на різних ділянках річкової мережі. Але, як відомо, це не зовсім так - на малих водозборах і розгалужених річкових системах процеси регулювання паводків мають свої особливості. Вони полягають в тім, що при зростанні водозбірних площ відбувається закономірне і поступове збільшення відношення ширини річки до її середньої глибини.
До недоліків методичного плану при використанні (16) слід віднести й те, що при tp 0, маємо невизначеність у вигляді 0/0. Крім того, у структурному відношенні рівняння (16) не відображає основних факторів трансформації паводків. Тому автори пропонують відозмінити базове рівняння (16), надавши йому операторний вигляд. З цією метою в (16) підставляються алгебраїчні значення та kг 1 . Тоді:
, (17)
де - трансформаційна функція, яка обумовлена, головним чином, русловим добігання паводків:
а) за tp, (18)
m - показник степені в рівнянні кривої ізохрон;
б) за tp To
, (19)
r - коефіцієнт зарегулювання паводків ставками, озерами, водосховищами.
Спроби реалізувати схему руслових ізохрон відносно максимальних витрат води робились і раніше. З них найбільш відомі авторські пропозиції П.Ф.Вишневського 2 , В.І.Мокляка 8 та Й.А.Железняка 5 . Зокрема, П.Ф.Вишневський і В.І.Мокляк, використавши за вихідне рівняння (10), представили його у вигляді:
, (20)
де аm - максимальна середня інтенсивність припливу води за 10 хв. (по П.Ф.Вишневському) або за 1 год. (по В.І.Мокляку), 1 - редукційний коефіцієнт, який у розрахунковому варіанті залежить від співвідношення між tp i To, а в загалі
, (21)
де а1, а2 … - ординати графіків схилового припливу.
Відзначимо, що такаінтерпретація моделі руслових ізохрон є дещо вільною трактовкою основних її положень в залежності від співвідношення між tp i To. Незалежно від розрахункового кроку в часі (тобто 10 хв., 1 годин чи щось інше) рішення моделі ізохрон повинно збігатися з виразами (11) або (14).
По іншому до моделі руслових ізохрон підійшов Й.А.Железняк. Він замість двох функцій fi та i, які до того ж з великими труднощами піддаються визначенню, запровадив один - їх добуток під назвою "функція впливу" Pi.
Результатом розгляду цього варіанту моделі ізохрон стало рівняння
, (22)
де - метеоролого-гідравліко-морфометричний параметр
. (23)
У такому записі (23) відповідає коефіцієнту повноти схилового припливу помноженому на Рср, тобто
. (24)
Приблизно 6
. (25)
Тоді, з урахуванням (24) і (25), формула (22) запишеться у вигляді
. (26)
Порівняння (16) і (26) свідчить про те, що формула Й.А.Железняка відповідає лише одному випадку, коли tpЗапропонована авторами для нормування характеристик максимального стоку формула (17) перевірена на даних по паводках і повенях декількох регіонів України. Результати в цілому задовільні. Позитивними сторонами (17) є те, що:
1.Формула годиться в рівній мірі як для паводків, так і для повеней.
2.Вона охоплює весь діапазон водозбірних площ - від окремих схилів до разгалужених річкових систем, причому у випадку розрахунків схилового стоку
; ,
а максимальний модуль
. (27)
3. Є можливість оцінити вклад в загальну редукцію qm/q m окремих її складових - (tp/To) та F.
4. Через параметри q m i (tp/To) представляється можливим враховувати вплив на характеристики максимального стоку залісеності, закарстованості, заболоченості та інш.
Автори вважають, що настав той час і можливість, коли є всі підстави для розробки в Україні нового нормативного документу замість БНіПу 2.01.14-83. Це тим більш важливо, що прийняті й урядові рішення по здійсненню протипаводкових заходів захисту населення.
Список літератури
1.Бефани А.Н. Основы теории ливневого стока // Труды ОГМИ, 1958. -Вып.14.-Ч.2.- 302 с. 2.Вишневський П.Ф. Зливи та зливовий стік. - Київ, "Наукова думка", 1964. - 291 с. 3.Гопченко Е.Д. Некоторые проблемные вопросы расчета максимального паводочного стока. - ДАН СССР, 1988. - Т.302.-№4.-С.955-957. 4. Гопченко Є.Д., Гушля О.В. Гідрологія суші з основами меліорації. - Київ, 1994. - 195 с. 5. Железняк И.А. К расчету характеристик паводочного стока на основе функции влияния // Труды УкрНИГМИ, 1984. - Вып.200. - с.12-25. 6.Овчарук В.А. Исследование структуры формулы максимального стока весеннего половодья И.А.Железняка // Метеорология, климатология и гидрология, 2000. - Вып.40. -С.137-142. 7.Пособие по определению расчетных гидрологических характеристик. - Л.: Гидрометеоиздат, 1984. - 447 с. 8.Ресурсы поверхностных вод СССР. Западная Украина и Молдавия. - Т.6. -Вып.1.- Л.: Гидрометеоиздат, 1969. - 884 с.
Loading...

 
 

Цікаве