§ 62. Построение и экстраполяция кривых расходов воды

Если взять за оси координат расход воды Q, уровень Н и на­нести точки измерений, то линия, проведенная через точки, даст графическую связь между расходами и уровнями — кривую расходов. Такой график представляет собой итог гидромет­рических работ на данном створе. Он служит основным средст­вом для подсчета стока.

До начала построения кривой расходов производят тщатель­ный анализ исходных материалов по измерению расходов и ре­жима реки. К ним в первую очередь относятся ведомость измерен­ных расходов, технический список гидроствора, совмещенные по­перечные сечения гидроствора за период измерения расходов. В обязательном порядке устанавливают отметки, при которых на­чинает затопляться пойма.

Кроме кривой расходов, обычно на общем чертеже, строят графики зависимости от уровня воды площадей живых сечений и средних скоростей (рис. 79).

Если точки измерений лежат узкой полосой, кривые проводят­ся так, чтобы они проходили посредине полосы точек. Если точки разбросаны, то для проведения кривой их разбивают на группы по интервалам уровня. Каждая группа точек, лежащая в одном интервале, заменяется одной точкой — центром тяжести группы. Координаты центра тяжести представляют собой средние арифме­тические значения соответствующих координат точек.

После построения кривых, чтобы проверить правильность их проведения, они взаимно увязываются, для чего используют ра­венство Q = (nv_cp. Увязку кривых производят по всей высоте амплитуды уровня. Считается, что если расхождение между расхо­дом, снятым с кривой Q=fi(#), и произведением со/г_ср не превы­шает 1%, то кривые построены правильно. Если расхождение пре­вышает 1%, то устанавливают причину этого и исправляют кри­вую, которая отклоняется от среднего положения. Может встре­титься случай, когда уточнять и исправлять придется все три кривые.

Построение кривой расходов заканчивают проверкой точности полученной зависимости. Эта проверка заключается в определе­нии отклонений измеренных расходов от кривой и вычислении вероятной ошибки^I. Отклонения измеренных расходов от

кривой выражаются в процентах по отношению к измеренным расходам. Вероятную ошибку находят по формуле

1

1

(122)

г = 0,674

где

_ ^А9

°<2 ⁼ Он зм

100

п — число измеренных расходов;

относительное отклонение измеренного расхода,

Полученная зависимость Q=fi(H) считается хорошей, если ве­роятная ошибка находится в пределах 2—4%.

На реках с широкими поймами связь между расходом и уров­нем в верхней части амплитуды колебаний бывает неоднозначной: на кривой Q=f](H) образуется петля с ветвями подъема и спада (рис. 80). Объясняется это следующим. На подъеме половодья за­топление поймы происходит за счет оттока воды из основного русла, причем процесс затопления идет сверху вниз по течению реки. Уклон свободной поверхности при этом, очевидно, увеличи­вается. На спаде половодья вода стекает из поймы в русло и про­цесс опорожнения поймы тоже идет сверху вниз. Участок с за­топленной поймой подпирает вышележащий участок, где пойма уже освободилась, и уклон свободной поверхности уменьшается. Разница в уклонах на подъеме и спаде приводит к соответствую­щей, но относительно меньшей разнице в расходах воды (меньшей потому, что расход пропорционален корню квадратному из укло­на).

о wo200зоотsoobooq.mVc cpoj

О 100 200300Ш to,м²

Рис. 79. Зависимости от уровня воды:

/ — расхода воды; 2 — площади живого сечения; 3 — средней скорости течения

Если точек измерений при затопленной пойме мало и петля кривой расходов узкая, то часто пренебрегают имеющейся неод­нозначностью, проводя среднюю линию между ветвями подъема и спада. Максимальные расходы получаются при этом несколько заниженными.

2-ю^гwo² 6-ю^гв-ю²/о³1,гю%мУс

Рис. 80. Кривая расходов при не­установившемся движении воды в русле с поймой

IВероятной называется ошибка, вероятность превышения которой состав­ляет^}/₂. Распределение вероятности ошибок подчинено нормальному закону (23). При этом отношение вероятной ошибки к средней квадратичной равно 0,674.

5.