Алгоритм построения эмпирической кривой обеспеченности расхода

Эмпирическая кривая строится с помощью ряда наблюдений расположенному в порядке убывания и каждому его значению соответствует вероятность, вычисленная по формуле:

n – объём выборки; m – порядковый номер данного члена в убывающем ряду.

1. Расположить расходы в порядке убывания

2. Вычислить среднемноголетний расход

3. Вычислить модульный коэффициент .(В сумме общ. число n)

4. Вычислить отклонение от середины:

5. Рассчитать коэф. вариации:

6. Рассчитать коэф асимметрии:

7. Ср квадр. ошибка вариации:

8. Среднеквадратическая ошибка асимметрии: если данная ошибка получается выше среднего то принимаем

9. Зная величины параметров Q_ср, C_v и C_s, вычисление теоретической кривой обеспеченности средних годовых расходов производят по таблице С.И. Рыбкина – П.А. Алексеева , в к-й даны относ. отклонения от середины ординат интегральной кривой при С_v = 1,00 и разных процентах обеспеченности P.

Теоретические кривые распределения вероятностей в гидрологических расчетах

Е сть несколько теор. кривых распред. вероятностей, наиб. употребительными являются двух- (кривая Пирсона III типа) и трехпараметрическое(распределение Крицкого-Менкеля) гамма-распределения. Приминая в качестве верхней границы +∞, считают, что такое событие имеет практически нулевую вероятность. Принимая в качестве нижней границы речного стока нуль, предполагают, что в реальных реках гидрологические характеристики никогда не снижаются до 0 (Появление нуля в качестве нижней границы рассматривается как чрезвычайно маловероятное событие, равное абсолютному пределу снижения расходов воды в реке).

Производная функции распределения характеризует плотность. С которой распределяются значения случайной величины в данной точке, и называется плотностью распределения (плотностью вероятности).

Кривая, изображающая плотность распределения, называется кривой распределения.

Кривая обеспеченности – интегральные выражения для распределений; зависимости между величинами и вероятностью их достижения или превышения.

1) Теоретическая (аналитическая) кривая строится с помощью спец таблиц ординат кривых обеспеченности (Рыбкин)

2) Эмпирическая кривая обеспеченности для построения которой ряд располагают в убывающем порядке и каждому его значению приписывается опред. вероятность превышения в соответствии с формулой

Для удобства работы разработаны спец логарифмические сетки координат – клетчатки вероятности. Теоретическая кривая обеспеченности на такой клетчатке превращается в прямую или слабо искривленную линию.

На практике получила широкое распространение клетчатка вероятностей Хазена, которая линеаризует распределение, оставляя при этом масштаб по оси рассматриваемых случайных величин.

Выбор расчетных гидрографов маловодного и средне водного года при заданной обеспеченности стока.

• Год делим два основных периода: многоводный (половодье), (Q Qср) и маловодный (межень), (Q<Qср).

• Для всех лет заданного ряда принимаем одинаковые месяцы, относящиеся к периоду межени и половодья.

• Определив границы сезонов, для всех лет ряда вычисляем средние расходы за год, межень и половодье.

• Расчет значения обеспеченности для маловод года 90% и срвод года 50%

• При заданной расчет. обеспеченности по кривой сргодовых расходов определяются соответствующий расчетный год и гидрограф.

• Проверка одинаковой обеспеченности выбранного расчетного года по трем кривым (на трех кривых должен фигурировать один и тот же год). Полученный расчетный год является окончательным результатом расчета, его реальный гидрограф может исп-ся в дальнейших расчетах.

• Если на трех кривых при заданной обеспеченности оказываются разные года, то в этом случае необходимо выполнить приведение расчетного года к заданной обеспеченности.

• коэф. приведения по половодью/межени для сравниваемых лет:

Если два коэф. понижающие/повышающие (срвод год), дан. год не рассматриваем

Если коэф = 1, формулы приведения не используются

Выбор расчетного средневодного года (Р=50%).Для заданной расчетной обеспеченности на кривых обеспеченности отсутствует конкретный год. По кривой обеспеченности годовых расходов определяем ближайшие годы справа и слева от расчетной обеспеченности 50 (49% и 51%). Вычисляем коэф. приведения по межени и половодью. В итоге принимаем тот год, который будет иметь коэф. приведения ближе к единице.

Выбор расчетного маловодного года (Р=90%).

• Выбрав окончательно расчетные гидрографы срдневод и маловод годов, необходимо уточнить годовой сток умножив среднемесячные расходы на вычисленные выше коэф-ы.

• Если в средневодном году имеем расходы меньшие, чем в маловодном году. Требуется доп. корректировка при выполнении следующего условия:

• В месяцы, где расход средневодного года меньше, чем маловодного необходимо скорректировать в сторону увеличения за счет снижения расходов в другие месяцы, но обязательно относящиеся к одному и тому же периоду (сезону).

• Полученные расчетные гидрографы календарного или водохозяйственного года в значительной степени схематические, поскольку использование их для водно-энергетических расчетов приводит к погрешности.

Регулирование стока. Степень зарегулированности стока. Виды водно-энергетического регулирования стока реки. Эффективность длительного регулирования.

Водно-энергетическое регулирование осуществляет перераспределение стока для энергетических целей.

Оно позволяет получить требуемый режим мощности ГЭС и режим выработки электроэнергии. Мощность ГЭС является функцией не только расхода, но и напора, поэтому процесс водно-энергетического регулирования связан с учетом того и другого.

Промежуток времени от начала какого-либо одного периода сработки водохранилища от НПУ до начала следующего после очередного его полного заполнения называется циклом регулирования.

Регулирование стока — это процесс перераспределения его водохранилищами во времени и в пространстве.

Степень зарегулированности стока определяется относительной емкостью водохранилища (коэффициентом емкости β), который определяется отношением полезного объема водохранилища к среднему за многолетний период объему годового стока в створе плотины:

Если β< 0,01 – суточное регулирование;

Если β>0,01 – годичное регулирование;

Если β>0,1 – многолетнее регулирование;

Виды:

1. Суточное регулирование стока.

2. Недельное регулирование стока.

3. Годичное (сезонное) регулирование стока.

4. Многолетнее регулирование стока.

5. Компенсирующее регулирование стока.

6. Противопаводковое регулирование стока.

7. Каскадное регулирование стока.

Длительность цикла регулирования определяет его разновидность, в соответствии с чем различают краткосрочное(суточное и недельное) и длительное регулирование(годичное и многолетнее).

Эффективность длительного регулирования оценивается с помощью коэффициента регулирования α, представляющего собой отношение зарегулированного расхода или расхода ГЭС к среднемноголетнему расходу реки (норме):