Гидрологические расчеты

РАСЧЕТ НАИВЫСШИХ УРОВНЕЙ ВОДЫ РЕК
Расчет при наличии данных гидрометрических наблюдений
Расчетные наивысшие уровни воды рек в створе поста определяются по аналитической кривой обеспеченностей наивысших мгновенных или срочных уровней воды.
Для рек, наивысшие уровни которых наблюдаются в разные фазы водного и ледового режимов, производится выборка и обработка однородных рядов уровней, соответствующих снеговому половодью, дождевым паводкам и паводкам ледниковых вод.

Ряд может содержать отрицательные значения.
Можно изменить «0» графика; можно строить кривую обеспеченностей в нормированных ординатах (Пирсона III типа); переход к абсолютным отметкам приведет к уменьшению Cv.
Ряды уровней нередко имеют отрицательную асимметрию Используется кривая обеспеченностей Пирсона III типа.
Эмпирическая кривая обеспеченностей может иметь 2 и даже 3 моды – из-за особенностей поперечного профиля в расчетном створе (наличие пойменных террас).
Приходится пользоваться сглаженной кривой обеспеченностей.
При наличии сведений учитывается исторический максимум.
Особенности расчета

р. Луга – г. Кингисепп

Расчетные уровни вверх или вниз по течению реки в случае свободного состояния русла переносятся по одному из трех способов:
по кривым расходов воды Q = f(H) для бесприточных и малоприточных участков;
по кривым связи соответственных уровней воды;
по продольному профилю водной поверхности с учетом ее уклона при высоком уровне воды.

Перенос уровней с помощью кривых Q = f(H)
(для бесприточных и малоприточных участков)
Hа участке проектирования открывается один или несколько временных гидрологических постов и производятся параллельные с опорным постом наблюдения за уровнями.
На основании данных параллельных наблюдений строятся в единой системе отметок кривые Q=f(H) для каждого из створов, которые экстраполируются до расчетного максимума расхода.
По этим кривым определяется значения наивысших уровней в створах временных постов и по ним строится продольный профиль водной поверхности.

Перенос уровней по кривым связи соответственных уровней воды
Экстраполируются кривые связи уровней. Данный способ может быть применен, если параллельными наблюдениями освещено не менее 80% многолетней амплитуды колебания уровня воды в опорном створе и направление кривой связи в верхней части выявилось достаточно отчетливо.

Перенос уровней по продольному профилю водной поверхности с учетом ее уклона при высоком уровне воды
Перенос производится в пределах небольших по длине речных участков (1-3 км) с учетом зависимости уклона от уровня.

Расчет уровней при наличии короткого ряда гидрометрических наблюдений
За имеющийся период наблюдений строится кривая Q=f(H) для свободного состояния русла.
При наличии на реке заторов и зажоров оценивается заторная прибавка к расчетному уровню.
Ряд максимальных расходов воды приводится к длинному периоду с использованием данных по реке-аналогу.
По восстановленному ряду определяется расчетный расход заданной обеспеченности.
По кривой Q=f(H) определяется расчетный уровень воды.
При наличии заторов-зажоров вводится заторно-зажорная прибавка ΔHз
Расчетные уровни вверх или вниз по течению реки в случае свободного состояния русла переносятся по одному из трех изложенных выше способов.

Расчет уровней воды при отсутствии данных гидрометрических наблюдений
Требуются полевые изыскания

По данным полевых изысканий строится поперечный профиль для расчетного створа
Площадь поперечного сечения ω, ширина B и средняя глубина hср определялись по поперечному профилю в зависимости от уровня воды.

Средняя скорость рассчитывалась по формуле Шези-Манинга:
Коэффициент Шези рассчитывался по формуле Манинга:
Расход для каждого уровня определяется по формуле:
(1)
(2)
(3)
Расчетные уровни воды определяются по максимальному расходу воды расчетной вероятности превышения р % и кривой расходов воды Q = f(H), которая строилась с учетом гидравлических и морфометрических характеристик русла и поймы реки в рассматриваемом створе.

Кривая расходов воды Q = f(H) в створе перехода

Если морфоствор не совпадает со створом перехода через водоток, расчетные уровни переносятся в створ перехода с учетом уклона водной поверхности на исследуемом участке.