1.4. Расчет максимального стока на примере р. Алей, с. Староалейское

Максимальным расчетным расходом называют расход, на пропуск которого рассчитывают водопропускные и водосбросные отверстия гидротехнических сооружений, мостовые отверстия и т. д. Занижение максимального расчетного расхода приводит к переполнению водохранилищ и разрушению сооружений, что влечет за собой значительный материальный ущерб. Завышение расчетного максимального расхода удорожает стоимость сооружения, что снижает его экономическую эффективность.

Расчетная вероятность превышения (обеспеченность) максимальных расчетных расходов устанавливается нормативными документами, которые определяют ее в зависимости от рода сооружения, класса капитальности и условий эксплуатации.

Установление Q _max – одна из основных задач при проектировании гидротехнических сооружений. Все постоянные сооружения разбиты по капитальности на четыре класса; I, II, III и IV; для них принимаются соответственно обеспеченности 0,01, 0,1, 0,5 и 1,0 %.

Порядок выполнения расчета:

Значения максимального стока (последняя колонка) выбирается из таблицы исходных данных (Приложение 1). Расчет параметров (C_v и C_s) выполняем методом моментов или методом набольшего правдоподобия.

Таблица 5

Расчет параметров максимального стока

№ п/п	Год	Q max		К		К-1		(К-1)^2		(К-1)^3			lg K		K lg K
1	1960		210,00		0,97		-0,03		0,001		0,0000	-0,0124		-0,0120
2	1961		245,00		1,13		0,13		0,018		0,0022	0,0546		0,0619
3	1962		181,00		0,84		-0,16		0,026		-0,0041	-0,0769		-0,0644
4	1963		52,10		0,24		-0,76		0,576		-0,4390	-0,6178		-0,1490
5	1964		285,00		1,32		0,32		0,102		0,0328	0,1202		0,1586
6	1965		212,00		0,98		-0,02		0,000		0,0000	-0,0083		-0,0081
7	1966		550,00		2,55		1,55		2,391		3,7239	0,4057		1,0328
8	1967		135,00		0,63		-0,38		0,141		-0,0549	-0,2043		-0,1276
9	1968		278,00		1,29		0,29		0,082		0,0244	0,1094		0,1408
10	1969		337,00		1,56		0,56		0,314		0,1756	0,1930		0,3010
11	1970		168,00		0,78		-0,22		0,049		-0,0106	-0,1093		-0,0850
12	1971		228,00		1,06		0,06		0,003		0,0002	0,0233		0,0246
13	1972		258,00		1,19		0,19		0,038		0,0069	0,0770		0,0919
14	1973		250,00		1,16		0,16		0,025		0,0041	0,0633		0,0733
15	1974		197,00		0,90		-0,10		0,010		-0,0010	-0,0401		-0,0366
16	1975		117,00		0,54		-0,46		0,210		-0,0973	-0,2664		-0,1443
17	1976		268,00		1,24		0,24		0,058		0,0138	0,0935		0,1160
18	1977		336,00		1,56		0,56		0,309		0,1756	0,1917		0,2981
19	1978		160,00		0,74		-0,26		0,067		-0,0176	-0,1305		-0,0966
20	1979		191,00		0,88		-0,12		0,013		-0,0017	-0,0536		-0,0474
21	1980		219,00		1,01		0,01		0,000		0,0000	0,0058		0,0059
22	1981		166,00		0,77		-0,23		0,054		-0,0122	-0,1145		-0,0880
23	1982		134,00		0,62		-0,38		0,144		-0,0549	-0,2075		-0,1287
24	1983		106,00		0,49		-0,51		0,259		-0,1327	-0,3093		-0,1517
25	1984		119,00		0,55		-0,45		0,202		-0,0911	-0,2591		-0,1427
сумма			5402,10		25,00		0,00		5,092		3,2424	-1,0723		1,0228

Q_{max ср} = м³/с.

• Метод моментов

Коэффициенты вариации и ассиметрии находим по формулам (10а) и (11а).

=

_.

Соотношение C_s / C_v ≈ 3,2 т.е. и C_s= 3 C_v.

_,

%

• Метод наибольшего правдоподобия

Находим значения параметров:

_,

_.

По номограммам (Приложение 2) определяем значение коэффициентов C_v и C_s C_v = 0,45; C_s = 3C_v = 1,35 .

Определим среднеквадратическую ошибку нахождения С_v и C_s:

Расчетными принимаем значения, полученные методом наибольшего правдоподобия: C_v = 0,45 ; C_s = 3C_v.

По таблице (Приложение 4) определяем значение модульного коэффициента максимального стока обеспеченностью 1%.

К_1% = 2,51.

Находим значение максимального стока

Q_1% = К_1% Q_{max ср} = 216 · 2,51 = 541 м³/с.

Вывод: таким образом, максимальный расчетный расход, на пропуск которого будут рассчитаны водопропускные и водосбросные отверстия гидротехнического сооружения составляет 541 м³/с.