Проектирование водохозяйственной установки на р.Томь – с. Светиловка

Министерство  сельского хозяйства Российской Федерации

ФГОУ  ВПО Дальневосточный государственный  аграрный университет

Инженерно-строительный институт

Кафедра водного хозяйства 
 
 
 
 

Курсовая  работа

По дисциплине «Гидрология»

Тема: «Проектирование водохозяйственной установки на

р.Томь – с. Светиловка» 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                      Выполнил: студент гр.3619

                                                  Дуань Цзянбо(Ваня)

                                      Проверила: Шелковкина Н.С. 
 

г. Благовещенск, 2011 г.

 

Содержание:

Введение                                                                                                                  

  1. Задание на курсовую работу                                                                                      
    1. Общие сведения                                                                                
    2. Условия расчета                                                                                 
  2. Краткая физико-географическая характеристика бассейна реки            
  3. Гидрологические расчеты                                                                         
    1. Расчет нормы годового стока                                                          
    2. Расчет годового стока заданной обеспеченности                         
    3. Расчет внутригодового распределения стока                                
    4. Расчет максимального расхода и объема стока дождевого

              паводка заданной вероятности превышения                                 

    1. Расчет гидрографа стока дождевого паводка заданной вероятности превышения.                                                              

Выводы 

Список литературы  
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Введение 

     По  объему годового стока Амурская область  относится к сравнительно обеспеченным территориям страны: средний годовой сток на большей  части территории существенно превышает годовой сток во многих густонаселенных районах России.

     С другой стороны, значительная внутригодовая  неравномерность распределения стока приводит к тому, что в зимний период водообеспеченность территории ниже, чем в Европейской части страны или в Западной Сибири. Особенно низкая водность в зимнее время характерна, для бассейнов средних рек. Малые реки почти повсеместно перемерзают.

      В данной курсовой работе для проектирования водохозяйственной установки необходимо определить: норму годового стока Q0); коэффициент вариации (Cν) и асимметрии (CS) годового стока; годовой сток обеспеченностью Р=90%; рассчитать и построить гидрограф стока паводка при отсутствии гидрометрических данных. 
 
 
 
 
 
 
 

 

    1. Задание на курсовую работу
 
    1.   Общие сведения
 

Река Томь – с.Светиловка.

Площадь водосбора составляет 1400 км2.

Длина реки 433 км.

Основные  притоки –Зея  

    1.   Условия расчёта
 

1. Обеспеченность  регулирования стока Р=90%.

2. Расчётная  обеспеченность максимальных расходов  Р=1%. 

Для выполнения курсовой работы требуется:

  1. Вычислить норму годового стока (Q0) при наличии данных наблюдений;
  2. Определить коэффициент вариации (Cν) и асимметрии (CS) годового стока при наличии гидрометрических данных;
  3. Вычислить годовой сток обеспеченностью Р=90%;
 

 

 
Год 		Средние расходы воды, м3/с
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Год
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
1950 10.4 6.16 7.08 87.0 188 61.8 46.8 60.6 109 90.0 29.4 10.7 58.9
1951 6.24 6.86 4.59 63.2 80.9 53.1 61.9 281 405 138 49.4 12.6 96.9
1952 11.9 10 4.52 74.9 112 211 180 94.4 87.6 58.6 23.4 10.3 73.2
1953 5.4 5.03 4.85 78.9 162 354 400 491 202 79 33.8 9.52 152.1
1954 5.37 3.69 4.16 42.1 64.2 65.5 42.3 26.9 29.7 98.1 45.2 11.9 36.6
1955 7.43 5.81 6.09 80.1 495 341 392 461 209 11 31.2 16.1 180
1956 31.5 9.07 7.49 33 220 210 201 150 264 207 55.6 24.1 117.7
1957 11.1 9.75 8.22 81.4 119 129 222 505 390 234 39.8 15.7 147
1958 8.46 6.77 5.75 32.6 265 206 388 131 172 166 36.3 13.4 119
1959 6.77 5.7 9.93 60.3 96 76.6 139 181 170 152 55.7 23.5 81.4
1960 11.4 8.32 8.6 54.7 240 274 147 117 309 132 31.1 18.1 113
1961 8.28 6.48 4.39 83.6 164 96.5 422 379 265 120 32.4 22.3 134
1962 14.7 10.4 8.06 66.7 150 115 50 121 155 219 33.7 13.8 80
1963 11.4 6.16 8.08 88 189 62.8 47.8 61 110 91 30.4 11.7 59.9
1964 7.24 7.86 5.59 64.2 81.9 54.1 62.9 282 406 139 50.4 13.6 97.9
 

F= 1400 км2

 

 

    3 Гидрологические расчёты 

     В данном разделе на примере р. Томь у с. Светиловка представлены вычисления расчётных гидрологических характеристик, которые предусмотрены содержанием данной курсовой работы. 

3.1   Расчёт нормы годового  стока 

     Нормой  годового стока называется среднее его значение за многолетний период, включающий несколько полных чётных циклов колебаний водности реки при неизменных   географических условиях и одинаковом уровне хозяйственной деятельности в бассейне реки.

     Норма годового стока, или многолетний сток, является основной и устойчивой характеристикой, определяющей общую водность рек и потенциальные водные ресурсы данного бассейна или района.

     Расходом  воды Q называется объем воды (м3), протекающий через живое сечение потока в единицу времени (секунду). Различают мгновенные расход в какой-либо момент года и средний расход за определенный период времени – за сутки, пентаду, декаду, месяц, равный частному от деления сумм средних суточных расходов на количество суток. Средний расход за год вычисляется как среднее арифметическое из среднемесячных расходов.

     Выписываем  средние годовые расходы воды из «Задания» в таблицу 3.1.

Таблица 3.1

Среднегодовые расходы воды

р. Томь – с. Светиловка , 1950-1964 гг.

№ п/п Год Qi ср.год., м3/с
1 1950 58.9
2 1951 96.9
3 1952 73.9
4 1953 152.1
5 1954 36.6
6 1955 180
7 1956 117.7
8 1957 147
9 1958 119
10 1959 81.4
11 1960 113
12 1961 134
13 1962 80.0
14 1963 59.9
15 1964 97.9
 
 		 Сумма

n

Q0

 1547.6

15

103.17

      Средний многолетний расход определяем по формуле: 

       , (3.1)

где Qi  - средний год. расход с порядковым в ряду наблюдений номером i;

n – число лет гидрометрических наблюдений, т. е. число членов статистического ряда.

                          
 

     Модуль  стока:

 (3.2) 

 

     Средний многолетний объем годового стока:

                                                 

                                                       (3.3)

                          где Т -  количество секунд в году (31,56 ∙ 106). 

. 

 
 

     Средний многолетний слой годового стока:

      (3.4) 

                 
 

3.2  Расчёт годового  стока заданной  обеспеченности 
 

      При проектировании ГТС необходимо знать  не только среднюю величину (норму) стока за многолетний период, но и пределы колебания годовых  величин стока, определяющие условия  эксплуатации гидрологического сооружения в будущем. Средние годовые расходы воды можно рассматривать как совокупность случайных величин и к их расчётам могут быть применимы методы математической статистики.  

Таблица 3.2.

Вычисления  методом моментов параметров кривой обеспеченности годового стока р. Томь – с. Светиловка,1950-1964 гг.

№ п/п Год Qi ср. год., м3/с Qi ср. год. в убыв. пор., м3/с Вер.-ть превы-

шения

 Модул. коэф.-т, Кi  
Ki-1		  
(Ki-1)2		  
(Ki-1)3
1 1950 58.9 180 6.25 1.74 0.74 0.5476 0.4052
2 1951 96.9 152.1 12.5 1.47 0.47 0.2209 0.1038
3 1952 73.2 147 18.75 1.42 0.42 0.1764 0.0741
4 1953 152.1 134 25 1.3 0.3 0.09 0.0270
5 1954 36.6 119 31.25 1.15 0.15 0.0225 0.0034
6 1955 180 117.7 3705 1.14 0.14 0.0196 0.0027
7 1956 117.7 113 43.75 1.1 0.1 0.01 0.001
8 1957 147 97.9 50 0.95 -0.05 0.0025 -0.0001
9 1958 119 96.9 56.25 0.94 -0.06 0.0036 -0.0002
10 1959 81.4 81.4 62.5 0.79 -0.21 0.0441 -0.0093
11 1960 113 80 68.75 0.78 -0.22 0.0484 -0.0106
12 1961 134 73.2 75 0.71 -0.29 0.0841 -0.0244
13 1962 80 59.9 81.25 0.58 -0.42 0.1764 -0.0741
14 1963 59.9 58.9 87.5 0.57 -0.43 0.1849 -0.0795
15 1964 97.9 36.6 93.75 0.35 -0.65 0.425 -0.2746
Сумма 1547.6     123.59 0.11 2.0535 0.1444
 

           Обеспеченность характеристики, занимающей m месть в ряду упорядоченной выборки, определяется по формуле

                                  

,                               (3.5) 

где m - порядковый номер ранжированного (убывающего) ряда,

      n – Число членов ряда. 
 

     Модульные коэффициенты вычисляются по формуле:

                                              

                                       (3.6)

     По  данным Кi Р % (табл. 3.2) наносим на клетчатку вероятностей превышения эмпирические точки. Это и есть эмпирическая кривая обеспеченности.

           Коэффициент вариации является величиной безразмерной и определяется по формуле:

               (3.7)

 

         Определяем среднюю квадратическую ошибку полученной величины расхода по формуле:

                                       

                                      (3.8)

 
  

. 

      При вычислении коэффициента вариации Сν по методу моментов относительная средняя квадратическая ошибка  вычисляется по формуле

                                                         

                                                      (3.9)

 

      Коэффициент асимметрии определяется по формуле: 
                                                                                                            (3.10)

                   

     

    Относительная средняя квадратическая ошибка численно равна: 

                                

                                  (3.11) 

 
 

     Ошибка  вычисления коэффициента СS получилась большой и для выбора расчетной кривой обеспеченности применяют метод графического подбора, исходя из условий наилучшего соответствия теоретической и эмпирической кривых обеспеченности.  

 

 

Таблица 3.3 

Вычисление  ординат теоретической  кривой обеспеченности

годовых расходов воды р. Томь – с. Светиловка, Q0=103.17 м3/с, Сν=0.383. 

    Величина  Обеспеченность, %
    0.01 0.1 1 3 5 10 20 30 40 60 90 97 99 99.9
    При СS=3Cν=1.149
    Фр 2.02 2.32 2.82 2.15 1.82 1.33 0.29 0.43 0.14 -0.35 -1.19 -1.56 -1.81 -2.14
    Фр∙ Cν 0.7737 0.8886 1.08 0.8235 0.697 0.5094 0.111 0.1647 0.05 -0.13 -0.46 -0.6 -0.7 -0.82
    Фр∙ Cν+1 1.7737 1.8886 2.08 1.8235 1.697 1.5094 1.111 1.1647 1.05 0.87 0.54 0.4 0.3 0.18
 
 

      Теоретические кривые обеспеченности годовых расходов строятся на клетчатке. Кривые строятся в ординатах КР и абсциссах обеспеченности Р %.

 

 

Выводы 

      Для проектирования водохозяйственной  установки на р. Томь – с. Светиловка в результате выполненных гидрологических расчетов получены следующие итоговые результаты. 

Гидрологические характеристики

  1. Норма годового стока:

    ; 

      

     

  1. Коэффициент вариации годового стока:

    Cν=0,38

Построен гидрограф  стока р. Томь – с. Светиловка 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Список литературы: 

  1. Ресурсы поверхностных  вод СССР. Гидрологическая изученность  Т.18. (Дальний Восток). Вып.1. Амур. Л.: Гидрометеоиздат, 1966.
  2. Строительные нормы и правила. Определение расчетных гидрологических характеристик. СНиП 2.01.14-83. М.: Госстрой СССР, 1985.
  3. География природных ресурсов и природопользования Амурской области: Учебное пособие / Авт. коллектив: А.В. Чуб, В.Г. Козак, В.Д. Мельников, В.С. Онищук, А.Г. Филатов,   М.А. Чуб, Яборов В.Т., И.А. Алексеев / Под общ. ред. А.В. Чуба. – Благовещенск: Изд-во Зея,  2002. – 240 с.: ил.
  4. Амурская область. Опыт энциклопедического словаря (Хабаровское книжное издательство, Амурское отделение, Благовещенск, 1989), Н. К. Шульман.
  5. География Амурской области: учебное пособие. Под ред. Н. Г. Павлюк, 2005 г.
  6. Ресурсы поверхностных вод СССР. Основные гидрологические характеристики Т.18. (Дальний Восток) Вып.1. Амур. Л.: Гидрометеоиздат, 1966, 1974, 1978.
Проектирование водохозяйственной установки на р.Томь – с. Светиловка