1. Природные условия бассейна реки

В данном разделе указываются: 1) географическое положение бассейна (область, республика, край); 2) приводится краткая характеристика климатических условий (только те данные, которые будут использованы в дальнейшем при расчётах); 3) характеризуется состояние различных субъектов хозяйствования по данным, взятым из экономической географии, Большой Советской энциклопедии, статистических ежегодников и другого имеющегося справочного материала.

Здесь же приводятся данные о характерных особенностях водосбора (рельеф, залесённость, заболоченность и т.п.), влияющих на формирование поверхностного стока и его распределение по месяцам года. Приводятся исходные данные о промышленном и энергетическом потенциале данного региона и интенсивности планируемого их развития в ближайшей и обозримой перспективе.

Примерный состав данного раздела:

1.1. Физико-географическая характеристика бассейна.

1.2. Климатические условия.

1.3. Инженерно-геологические и гидрогеологические условия. Полезные ископаемые.

1.4. Почвенно-мелиоративные условия.

5. Современное состояние и перспектива развития различных отраслей хозяйства в бассейне реки .

1.5.1. Промышленность.

1.5.2. Сельское хозяйство.

1.5.3. Электроэнергетика.

1.5.4. Рыбное хозяйство.

1.5.5. Транспорт.

1.5.6. Население.

Поскольку многие из этих данных используются последовательно в процессе выполнения расчётов, целесообразно этот раздел писать на завершающем этапе, так как в этом случае будет отчётливо видно, какие данные были использованы в работе и каким образом их интерпретировать.

2. Приходные статьи водного баланса

2.1. Гидрографические характеристики реки

и бассейна

1. Длина реки до расчётного створа рассчитывается по формуле:

L_p = M·a,

где М – масштаб (в нашем случае 1:500000, т.е. в 1 см 5000 м или 5 км);

а – длина реки на плане (измеряется циркулем по отдельным выровненным участкам от истока до створа, а затем суммируется).

2. Длина водосбора – расстояние по прямой от истока до контрольного створа. Определяется длина водосбора L_aзамером циркулем расстояния от истока А до створа В по прямой с последующим расчётом с учётом масштаба

L_в= М·в

3. Средняя ширина водосбора вычисляется по формуле

B = F_б/L_p,

Где: F_б– площадь бассейна, км²;

L_p– длина реки, км.

4. Коэффициент вытянутости водосбора “ определяется по формуле

 = L_p²/F_б,

где: L_p– длина реки, км;

F_б– площадь бассейна, км².

5. Коэффициент извилистости реки определяется по формуле

К_из = L_p/L_b,

Где: L_p– вычисленная длина всей реки или участка в километрах с учётом извилистости;

L_b– длина прямой в километрах, соединяющей исток и створ (длина водосбора).

6. Остальные параметры реки (уклон, ширина, глубина) даются в задании.

2.2. Поверхностный сток

Расчёты величины поверхностного стока ведутся в следующем порядке.

По данным модулей стока различных лет обеспеченности находим объём стока W_ст, м³.

Расчёт выполняем по формуле

W_ст= М₀·F_б·365·86400/10³, (2.1)

где М₀– модуль стока соответствующий обеспеченности, л/(с·км²) или м³/(с·км²);

F_б– площадь водосбора (бассейна), км²;

365·86400 или 31,54·10⁶– число секунд в году;

10³– коэффициент пересчёта литров в м³(1 м³= 1000 литров).

Результаты расчёта объёмов стока различных лет обеспеченности представляют в табличной форме 2.1.

Чтобы определить какой по водности год взять для дальнейших водохозяйственных расчётов, необходимо дать оценку водообеспеченности заданного бассейна по одному из имеющихся в литературе методов. Для расчётов используем наиболее распространённый в гидромелиоративной практике метод Н.Н.Иванова

К_у= Р₀/Е, (2.2)

где К_у– коэффициент увлажнения;

Р_о– средняя многолетняя сумма осадков за год, мм;

Е – испаряемость за год, мм;

Испаряемость или потенциальная способность влаги испаряться при неограниченном её запасе в зоне достаточного увлажнения примерно соответствует потенциальному испарению с поверхности суши, поэтому в дальнейшем величину Е будем именовать как испарение с территории бассейна.

Таблица 2.1 Внутригодовое распределение объёмов стока реки

Месяцы года	% от годового стока обеспеченностью				Объём стока W различной обеспеченности
	10%-й	50%-й	75%-й	95%-й	10%-й	50%-й	75%-й	95%-й
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
Всего

Таблица 2.2 Климатические показатели бассейна

Месяцы года	Атмосферные осадки			Температ. воздуха		Дефицит влажн.		Относи-тельная влажность, %
	Средне много- летние, мм	Обеспечен-ность на 50%		Средне-много- летняя, ^0С	Обеспе-ченнос- тью на 50%	Средне- много- летний, мб	Обеспе-ченнос- тью на 25%
		мм	%
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
Всего

Величина Е вычисляется как сумма месячных испаряемостей (испарения) (Е = Е_м). Для подсчёта испарения за месяц Е_мпредложена формула, мм

Е_м= 0,0018(25+t)²·(100-а), (2.3)

где t – средняя месячная температура воздуха, ⁰С;

а - средняя месячная относительная влажность воздуха, %.

Расчёты производим по данным климатических показателей, приведённых в приложениях Б-Д.

Если величина К_у > 1, заданный бассейн находиться в зоне, хорошо обеспеченной осадками, или в зоне избыточного увлажнения. В связи с этим все дальнейшие водохозяйственные расчёты проводим для обеспеченности: 1) по стоку, осадкам и температуре воздуха – 50 %; 2) по дефициту влажности – 25 %. В том случае, если К_у < 1, заданный бассейн находиться в зоне недостаточного увлажнения, и обеспеченность принимается: 1) по стоку, осадкам и температуре воздуха – 75 %; 2) по дефициту влажности – 25 %.

Пересчёт средних многолетних значений осадков, температуры воздуха и дефицитов влажности на соответствующие обеспеченности (75, 50 и 25 %) выполняем через модульный коэффициент

K = 1+С_v·Ф, (2.4)

где С_v – коэффициент вариации средних многолетних значений;

Ф – нормированные отклонения от среднего значения ординат биноминальной кривой обеспеченности (число Фостера-Рыбкина).

Значения С_vдля различных зон приведены в табл. 2.3. Значения Ф можно взять из любого справочника по гидрологии.

Приняв С_s=2·С_v, находим, что для зоны избыточного увлажнения коэффициент асимметрии С_sбудет равен:

1) по осадкам и температуре (50 %) С_s= 20,50 = 1;

2) по осадкам и температуре (75 %) С_s= 20,70 = 1,4;

3) по дефициту влажности (25 %) С_s= 20,20 = 0,4.

Модульные коэффициенты будут соответственно равны:

1. по осадкам и температуре К_{75 %}= 1+0,70(-0,74) = 0,48;

2. по осадкам и температуре К_{50 %}= 1+0,50(-0,16) = 0,92;

3. по дефициту влажности К_{25 %}= 1+0,20(0,65) = 1,13.

В заключении раздела "Поверхностный сток" рассчитаем расход стока по месяцам.

Расчёт выполняем по формуле, м³/с.

Q_i = W_i / 86400·n_i, (2.5)

где W_i – объём стока соответствующей обеспеченности для конкретного месяца, м³(см.табл.2.1);

86400 – число секунд в сутках;

n_i – число суток в данном месяце.

Аналогичным образом рассчитываются расходы остальных месяцев года. Результаты отражаются на графике (рис. 2.1).

Месяцы года

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

За год

Осадки,мм

То же в % от 

Объём стока, м^3

Число календ. сут.

Расход, м^3/с

Рисунок 2.1- Внутригодовое распределение объёмов стока

Таблица 2.3 Примерные значения С_vдля различных климатических зон

Ку	Зона естественного увлажнения	Коэффициент вариации Сv
		для 50 % обеспечен.	для 25 % обеспечен.
1	Избыточного	0,50	0,20
1	Неустойчивого	0,60	0,30
1	Недостаточного	0,70	0,40

Таблица 2.4 Ориентировочные значения коэффициента перетока

фильтрационных вод в глубокие горизонты земной коры

Номер п/п	Рельеф водосброса	Степень водопроницаемости горных пород, подстилающих верхнюю толщу почвогрунтов
		повышенная	средняя	слабая
1	Равнинный	0,30	0,25	0,20
2	Холмистый	0,25	0,20	0,15
3	Горный	0,20	0,15	0,10

Таблица 2.5 Ориентировочные значения коэффициентов эффективности

использования осадков

Номер п/п	Зона увлажнения	Ку	Тип рельефа водосброса
			равнинный	холмистый	горный
1	Избыточного	1	0,35	0,80	0,75
2	Неустойчивого	1	0,80	0,75	0,65
3	Недостаточного	1	0,75	0,65	0,60