Міністерство сільського господарства Російської Федерації
Федеральне державне освітній заклад
Вищої професійної освіти
ІРКУТСЬКА ДЕРЖАВНА СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКА АКАДЕМІЯ
КАФЕДРА ЗЕМЛЕУСТРОЮ
Розрахунково-графічна робота
З ДИСЦИПЛІНИ "Гідрологія"
Виконав: студент третього курсу
заочного відділення агрономічного ф-ту
спеціальність: землевпорядкування
Шифр 06404
Кобелєва М.А.
Перевірив: д. т. н. професор Іваньо Я.М.
Іркутськ 2008
Зміст
Введення
1. Характеристики водності річок
Висновки
2. Розрахунки випаровування
2.1 Визначення випаровування з малого водоймища за відсутності даних спостережень
2.2 Визначення випаровування з суші з допомогою карти ізоліній випаровування
2.3 Визначення випаровування з суші за рівнянням зв'язку теплового та водного балансів
3. Обчислення витрати води аналітичним способом
4. Розрахунок річного стоку
Висновок
Список використаної літератури
Гідрологія - це наука, що вивчає гідросферу, включаючи океани і моря, річки, озера, болота, грунтові та грунтові води, сніг і льодовики, вологу атмосфери, а також її властивості і протікають в ній процеси і явища у взаємозв'язку з атмосферою, літосферою (земної корою) і біосферою.
Вода - основне середовище, що забезпечує обмін речовин і розвиток організмів. З найдавніших часів життя людини і розвиток культури пов'язані з водою. Вона широко використовується в промисловості, енергетиці, сільському та рибному господарстві, в медицині і т.д. Вода - об'єкт вивчення фізики, хімії, механіки та інших наук.
Гідрологія тісно пов'язана з метеорологією - наукою про атмосферу і відбуваються в ній, і в першу чергу з тією її частиною, яка досліджує влагооборот і випаровування з поверхні води. Взаємозв'язок гідросфери з літосферою найбільш виразно проявляється у процесах формування земної поверхні під впливом діяльності води. У свою чергу, рельєф земної поверхні робить істотний вплив на освіту водних потоків. Тому гідрологія має багато спільного з геоморфології - наукою, що вивчає закономірності виникнення і розвитку форм земної поверхні.
Розділ гідрології, що вивчає поверхневі води, називається гідрологією суші або континентальній гідрологією. Розділ гідрології з вивчення води океанів і морів називають гідрологією океанів і морів або океанології.
Гідрологія грунтових (підземних) вод називається гідрогеологією. У гідрологію входять ті розділи гідрогеології, які вивчають взаємодію поверхневих і підземних вод, живлення рік грунтовими водами та ін Розділи гідрогеології, які вивчають способи пошуку і видобутку грунтових вод, їх взаємодія з гірськими породами, відносять до геології.
Розрізняють гідрологію річок (річкова гідрологія, або потамологія), озер (Лімнологія), боліт (тельматологія), водосховищ, льодовиків (Гляціологія). Річкова гідрологія і річкова гідравліка, які вивчають рух води в річкових руслах та їх формування, доповнюють один одного. Річкову гідравліку можна розглядати як розділ гідрології суші і як розділ гідравліки.
Гідрологія, що займається вирішення різних інженерних задач (гідротехніки, гідромеліорації, гідроенергетиці, водопостачанні, будівництві мостів, автомобільних і залізничних доріг і т.д.) називається інженерної.
У результаті широкого застосування в гідрології теорії імовірнісних процесів сформувалася стохастична гідрологія.
Гідрометрія - це наука про методи та засоби визначення величин, що характеризують рух і стан рідини і режим водних об'єктів. У завдання гідрометрії входять визначення: рівнів, глибин, рельєфу дна та вільної поверхні потоку; напорів і тиску; швидкостей і напрямків течії рідини, пульсацій швидкостей і тисків; параметрів хвиль; гідравлічних ухилів; витрат рідини; каламутності потоку, витрат наносів і пульпи; елементів термічного і льодового режимів потоків.
Регулювання річкового стоку - це наука про перерозподіл (збільшення або зменшення) у часі обсягів річкового стоку в замикає створі річки в порівнянні з ходом надходження води на поверхню водозбору.
Завдання: освоїти основні поняття гідрологічних характеристик басейну річки; вивчити основні характеристики, що відображають водний режим річки. Вихідні дані: річка і пункт спостережень (р. Мура - п. Ірба); площа водозбору (F = 9320 км 2); витрата води (Q = 24,3 м 3 / с); висота річного шару опадів (x = 405 мм ).
Потрібно: обчислити модуль стоку (q, л / с ∙ км 2); визначити висоту шару стоку (y, мм); розрахувати обсяг річного стоку (V, км 3); знайти коефіцієнт стоку (η). Порядок виконання роботи:
Річка Мура впадає в Ангару, будучи її лівою притокою. Площа водозбору - 9320 км 2. Вищий рівень води за рік - 537 см, нижчий - 209 см, середній рівень води за рік - 388 см. Найбільша витрата води за рік 33,9 м 3 / сек, найменший - 13,1 м 3 / сек, середня витрата води за рік - 23,7 м 3 / сек. Річний шар стоку - 81 мм. Середня тривалість водопілля 55 діб, за цей час стікає 84% від річного стоку вод. Паводок триває 13 діб. Найвища температура води у році 21,9 єС припадає на 17 липня. З першої декади листопада по останню декаду квітня річка знаходиться під крижаним покривом, товщина якого сягає 112 см.
Модуль стоку:
Шар стоку:
Обсяг стоку:
Коефіцієнт стоку:
Останній показник відображає, в районі з якою вологістю знаходиться пункт спостереження, в даному випадку з. Ірба. Виходячи з отриманих даних можна сказати, що район відноситься до посушливих, так як в таких районах коефіцієнт стоку зменшується до нуля, а в районах надмірного зволоження зростає до 0,7. У даному випадку
Завдання - визначити випаровування:
1) з малого водоймища за відсутності даних спостережень.
2) з суші з допомогою карти ізоліній випаровування.
3) з суші за рівнянням зв'язку водного і теплового балансів.
Потрібно: обчислити среднемноголетнее випаровування.
Порядок виконання.
Среднемноголетнее випаровування з малих водойм, розташованих у рівнинних умовах визначають за виразом:
де
до н, до з, до Ώ - поправочні коефіцієнти відповідно на глибину водойми, на захищеність водойми від вітру деревною рослинністю, будовами, крутими берегами та іншими перешкодами, а також на площу водойми.
Среднемноголетнее випаровування з басейну площею 20 м 2 знаходять на карті ізоліній. Так, для Мури Е 20 = 350 мм.
Поправочний коефіцієнт на глибину водойми знаходять в залежності від місця розташування водойми і середньої глибини. Для р. Мура, розташованої у лісостеповій зоні, при
Поправочний коефіцієнт до з визначають залежно від відношення середньої висоти (м) перешкод h р до середньої довжини (м) розгону повітряного потоку D, отже,
Поправочний коефіцієнт на площу водойми до Ώ для лісостепової зони при Ω = 4,5 км 2 дорівнює 1,25.
Знаходимо среднемноголетнее випаровування:
Е в = 350 ∙ 0,995 ∙ 0,98 ∙ 1,25 = 427 мм
Потрібно: визначити среднемноголетнее річне випаровування.
Порядок виконання.
По карті знаходимо розташування Іркутського району і помічаємо, що ізолінія проходить на відмітці 350 мм. Отже, для Іркутського району среднемноголетнее річне випаровування (норма) дорівнює 350мм.
Потрібно: визначити среднемноголетнее річне випаровування.
Порядок виконання.
1. За номограмі знаходимо, що при х = 405 мм і R = 120 кДж / см 2 середньобагаторічний шар випаровування Е з = 320 мм.
2. Для розрахунку випаровування використовують рівняння В.С. Мезенцева, яке має наступний вигляд:
де
3. Для визначення максимально можливого випаровування використовуємо формулу І.В. Карнацевіча:
Де Σt - сума середньомісячних позитивних температур повітря за рік.
4. Знаходимо випаровування для Ірби
Висновок: дані розрахунки випаровування набувають важливого значення у зв'язку з оцінкою водного балансу. У результаті розрахунків отримали:
среднемноголетнее випаровування з поверхні води Е в = 427 мм;
среднемноголетнее випаровування з поверхні суші Е з = 320 мм.
Завдання: обчислити витрату води.
Вихідні дані: виписка з книжки для запису вимірювання витрати води на річці.
Потрібно: знайти ширину річки (В, м); знайти середню швидкість річки (
Порядок виконання роботи.
Таблиця. Обчислення витрати води аналітичним способом
Стовпці 1, 2, 3, 4, 9 - відомі.
Стовпець 5 - глибина між промірних вертикалями - середнє значення між середніми глибинами на урізі правого берега і першою промірних вертикаллю і так далі.
Стовпець 7 - площа між промірних вертикалями - твір стовпця 5 - глибина між промірних вертикалями, і стовпця 6 - відстань між промірних вертикалями.
Стовпець 8 - площа між швидкісними вертикалями - сума площ між відповідними промірних вертикалями. Загальна площа водного перерізу отримана як сума часткових площ між промірних чи швидкісними вертикалями.
Стовпець 10 - швидкість між швидкісними вертикалями - між урізу води та першої або останньої промірних вертикаллю це добуток середньої швидкості на вертикалі і коефіцієнта 0,7; між іншими швидкісними вертикалями - їхні середні значення.
Стовпець 11 - витрата води між швидкісними вертикалями-добуток значень стовпця 8 - площа перетину між швидкісними вертикалями, і стовпця 10 - середня швидкість між швидкісними вертикалями. Загальний витрата визначається як сума всіх витрат між швидкісними вертикалями. Ширина річки - відстань між геодезичним приладом і урезов лівого берега відняти відстань між геодезичним приладом і урезов правого берега:
В = 24,7 м - 2 м = 22,7 м
Середня швидкість річки визначається за формулою:
Середню глибину річки знаходимо за допомогою формули:
Змочений периметр - ламана лінія по дну річки. Змочений периметр завжди більше ширини річки (Ψ> В).
У нашому випадку: ψ 1 = 2,15 м, ψ 2 = 2,28 м, ψ 3 = 2,04 м, ψ 4 = 2,00 м, ψ 5 = 2,01 м, ψ 6 = 2,05 м, ψ 7 = 2,01 м, ψ 8 = 2,01 м, ψ 9 = 2,02 м, ψ 10 = 4,98 м
Гідравлічний радіус визначаємо за формулою:
Висновки: з роботи видно, що:
витрата води на річці (Q) дорівнює 22,14 м 3 / сек;
площа водного перерізу (ω) - 38,01 м 2;
ширина річки (В) - 22,7 м.;
середня глибина (
максимальна глибина (h max) - 2,65 м.;
середня швидкість течії (
максимальна швидкість (V max) - 0,73 м / сек;
змочений периметр (ψ) - 23,55 м.;
гідравлічний радіус (R) - 1,61 м.
Завдання: побудувати емпіричну криву; знайти статистичні параметри ряду; побудувати аналітичні криві забезпеченості гамма-розподілу.
Завдання 1 Побудова емпіричної кривої забезпеченості середньорічних витрат води.
Федеральне державне освітній заклад
Вищої професійної освіти
ІРКУТСЬКА ДЕРЖАВНА СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКА АКАДЕМІЯ
КАФЕДРА ЗЕМЛЕУСТРОЮ
Розрахунково-графічна робота
З ДИСЦИПЛІНИ "Гідрологія"
Виконав: студент третього курсу
заочного відділення агрономічного ф-ту
спеціальність: землевпорядкування
Шифр 06404
Кобелєва М.А.
Перевірив: д. т. н. професор Іваньо Я.М.
Іркутськ 2008
Зміст
Введення
1. Характеристики водності річок
Висновки
2. Розрахунки випаровування
2.1 Визначення випаровування з малого водоймища за відсутності даних спостережень
2.2 Визначення випаровування з суші з допомогою карти ізоліній випаровування
2.3 Визначення випаровування з суші за рівнянням зв'язку теплового та водного балансів
3. Обчислення витрати води аналітичним способом
4. Розрахунок річного стоку
Висновок
Список використаної літератури
Введення
Значення гідрології, гідрометрії і регулювання стоку визначається головними завданнями водного господарства як галузі науки і техніки, що охоплює облік, вивчення, використання, охорону водних ресурсів, а також боротьбу зі шкідливою дією вод.Гідрологія - це наука, що вивчає гідросферу, включаючи океани і моря, річки, озера, болота, грунтові та грунтові води, сніг і льодовики, вологу атмосфери, а також її властивості і протікають в ній процеси і явища у взаємозв'язку з атмосферою, літосферою (земної корою) і біосферою.
Вода - основне середовище, що забезпечує обмін речовин і розвиток організмів. З найдавніших часів життя людини і розвиток культури пов'язані з водою. Вона широко використовується в промисловості, енергетиці, сільському та рибному господарстві, в медицині і т.д. Вода - об'єкт вивчення фізики, хімії, механіки та інших наук.
Гідрологія тісно пов'язана з метеорологією - наукою про атмосферу і відбуваються в ній, і в першу чергу з тією її частиною, яка досліджує влагооборот і випаровування з поверхні води. Взаємозв'язок гідросфери з літосферою найбільш виразно проявляється у процесах формування земної поверхні під впливом діяльності води. У свою чергу, рельєф земної поверхні робить істотний вплив на освіту водних потоків. Тому гідрологія має багато спільного з геоморфології - наукою, що вивчає закономірності виникнення і розвитку форм земної поверхні.
Розділ гідрології, що вивчає поверхневі води, називається гідрологією суші або континентальній гідрологією. Розділ гідрології з вивчення води океанів і морів називають гідрологією океанів і морів або океанології.
Гідрологія грунтових (підземних) вод називається гідрогеологією. У гідрологію входять ті розділи гідрогеології, які вивчають взаємодію поверхневих і підземних вод, живлення рік грунтовими водами та ін Розділи гідрогеології, які вивчають способи пошуку і видобутку грунтових вод, їх взаємодія з гірськими породами, відносять до геології.
Розрізняють гідрологію річок (річкова гідрологія, або потамологія), озер (Лімнологія), боліт (тельматологія), водосховищ, льодовиків (Гляціологія). Річкова гідрологія і річкова гідравліка, які вивчають рух води в річкових руслах та їх формування, доповнюють один одного. Річкову гідравліку можна розглядати як розділ гідрології суші і як розділ гідравліки.
Гідрологія, що займається вирішення різних інженерних задач (гідротехніки, гідромеліорації, гідроенергетиці, водопостачанні, будівництві мостів, автомобільних і залізничних доріг і т.д.) називається інженерної.
У результаті широкого застосування в гідрології теорії імовірнісних процесів сформувалася стохастична гідрологія.
Гідрометрія - це наука про методи та засоби визначення величин, що характеризують рух і стан рідини і режим водних об'єктів. У завдання гідрометрії входять визначення: рівнів, глибин, рельєфу дна та вільної поверхні потоку; напорів і тиску; швидкостей і напрямків течії рідини, пульсацій швидкостей і тисків; параметрів хвиль; гідравлічних ухилів; витрат рідини; каламутності потоку, витрат наносів і пульпи; елементів термічного і льодового режимів потоків.
Регулювання річкового стоку - це наука про перерозподіл (збільшення або зменшення) у часі обсягів річкового стоку в замикає створі річки в порівнянні з ходом надходження води на поверхню водозбору.
1. Характеристики водності річок
Мета заняття - вивчити та визначити основні характеристики річкового басейну, пов'язані з її гідрологічним режимом.Завдання: освоїти основні поняття гідрологічних характеристик басейну річки; вивчити основні характеристики, що відображають водний режим річки. Вихідні дані: річка і пункт спостережень (р. Мура - п. Ірба); площа водозбору (F = 9320 км 2); витрата води (Q = 24,3 м 3 / с); висота річного шару опадів (x = 405 мм ).
Потрібно: обчислити модуль стоку (q, л / с ∙ км 2); визначити висоту шару стоку (y, мм); розрахувати обсяг річного стоку (V, км 3); знайти коефіцієнт стоку (η). Порядок виконання роботи:
Річка Мура впадає в Ангару, будучи її лівою притокою. Площа водозбору - 9320 км 2. Вищий рівень води за рік - 537 см, нижчий - 209 см, середній рівень води за рік - 388 см. Найбільша витрата води за рік 33,9 м 3 / сек, найменший - 13,1 м 3 / сек, середня витрата води за рік - 23,7 м 3 / сек. Річний шар стоку - 81 мм. Середня тривалість водопілля 55 діб, за цей час стікає 84% від річного стоку вод. Паводок триває 13 діб. Найвища температура води у році 21,9 єС припадає на 17 липня. З першої декади листопада по останню декаду квітня річка знаходиться під крижаним покривом, товщина якого сягає 112 см.
Модуль стоку:
Шар стоку:
Обсяг стоку:
Коефіцієнт стоку:
Висновки
У 4 варіанті дана р. Мура в пункті спостереження Ірба. Маючи дані: площа водозбору - 9320 км 2, витрата води - 24,3 м 3 / сек, висота річного шару опадів - 405 мм, ми отримали наступні характеристики водності річок: модуль стоку - 2,61 л / с ∙ км 2; висота шару стоку - 82,22 мм; обсяг річного стоку - 0,77 м 3, коефіцієнт стоку - 0, 203.Останній показник відображає, в районі з якою вологістю знаходиться пункт спостереження, в даному випадку з. Ірба. Виходячи з отриманих даних можна сказати, що район відноситься до посушливих, так як в таких районах коефіцієнт стоку зменшується до нуля, а в районах надмірного зволоження зростає до 0,7. У даному випадку
2. Розрахунки випаровування
Мета - розрахувати випаровування з поверхні води і з поверхні суші різними методами.Завдання - визначити випаровування:
1) з малого водоймища за відсутності даних спостережень.
2) з суші з допомогою карти ізоліній випаровування.
3) з суші за рівнянням зв'язку водного і теплового балансів.
2.1 Визначення випаровування з малого водоймища за відсутності даних спостережень
Вихідні дані: площа водойми, розташованої поблизу м. Іркутська S = 4,5 км 2, середня глибина HПотрібно: обчислити среднемноголетнее випаровування.
Порядок виконання.
Среднемноголетнее випаровування з малих водойм, розташованих у рівнинних умовах визначають за виразом:
де
до н, до з, до Ώ - поправочні коефіцієнти відповідно на глибину водойми, на захищеність водойми від вітру деревною рослинністю, будовами, крутими берегами та іншими перешкодами, а також на площу водойми.
Среднемноголетнее випаровування з басейну площею 20 м 2 знаходять на карті ізоліній. Так, для Мури Е 20 = 350 мм.
Поправочний коефіцієнт на глибину водойми знаходять в залежності від місця розташування водойми і середньої глибини. Для р. Мура, розташованої у лісостеповій зоні, при
Поправочний коефіцієнт до з визначають залежно від відношення середньої висоти (м) перешкод h р до середньої довжини (м) розгону повітряного потоку D, отже,
Поправочний коефіцієнт на площу водойми до Ώ для лісостепової зони при Ω = 4,5 км 2 дорівнює 1,25.
Знаходимо среднемноголетнее випаровування:
Е в = 350 ∙ 0,995 ∙ 0,98 ∙ 1,25 = 427 мм
2.2 Визначення випаровування з суші з допомогою карти ізоліній випаровування
Вихідні дані: карта середньорічного шару випаровування з суші.Потрібно: визначити среднемноголетнее річне випаровування.
Порядок виконання.
По карті знаходимо розташування Іркутського району і помічаємо, що ізолінія проходить на відмітці 350 мм. Отже, для Іркутського району среднемноголетнее річне випаровування (норма) дорівнює 350мм.
2.3 Визначення випаровування з суші за рівнянням зв'язку теплового та водного балансів
Вихідні дані: середньобагаторічний шар опадів х = 405 мм, радіаційний баланс R = 120 кДж / см 2, сума середньомісячних позитивних температур повітря за рік дорівнює 54,3Потрібно: визначити среднемноголетнее річне випаровування.
Порядок виконання.
1. За номограмі знаходимо, що при х = 405 мм і R = 120 кДж / см 2 середньобагаторічний шар випаровування Е з = 320 мм.
2. Для розрахунку випаровування використовують рівняння В.С. Мезенцева, яке має наступний вигляд:
де
3. Для визначення максимально можливого випаровування використовуємо формулу І.В. Карнацевіча:
Де Σt - сума середньомісячних позитивних температур повітря за рік.
4. Знаходимо випаровування для Ірби
Висновок: дані розрахунки випаровування набувають важливого значення у зв'язку з оцінкою водного балансу. У результаті розрахунків отримали:
среднемноголетнее випаровування з поверхні води Е в = 427 мм;
среднемноголетнее випаровування з поверхні суші Е з = 320 мм.
3. Обчислення витрати води аналітичним способом
Мета - знайти основні гідрометричні характеристики річки.Завдання: обчислити витрату води.
Вихідні дані: виписка з книжки для запису вимірювання витрати води на річці.
Потрібно: знайти ширину річки (В, м); знайти середню швидкість річки (
Порядок виконання роботи.
Таблиця. Обчислення витрати води аналітичним способом
| № вертикалей | Відстань від постійного початку, м | Глибина, м | Відстань між промірних вертикалями | Площа живого перерізу, м 2 | Середня швидкість, м / c | Витрата води між швидкісними вертикалями | ||||
| Промірних | Швидкісних | Середня | між промірних вертикалями | між промірних вертикалями | між швидкісними вертикалями | на вертикалі | між швидкісними вертикалями | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
| Уріз пб | 2 | 0 | ||||||||
| 0,39 | 2 | 0,78 | ||||||||
| 1 | 4 | 0,78 | 3,44 | 0,39 | 1,35 | |||||
| 1,33 | 2 | 2,66 | ||||||||
| 2 | I | 6 | 1,88 | |||||||
| 2,09 | 2 | 4,18 | 0,56 | |||||||
| 3 | 8 | 2,3 | ||||||||
| 2,37 | 2 | 4,74 | 14,01 | 0,65 | 9,04 | |||||
| 4 | 10 | 2,44 | ||||||||
| 2,55 | 2 | 5,09 | ||||||||
| 5 | II | 12 | 2,65 | |||||||
| 2,44 | 2 | 4,87 | 0,73 | |||||||
| 6 | 14 | 2,22 | 9,16 | 0,70 | 6,41 | |||||
| 2,15 | 2 | 4,29 | ||||||||
| 7 | III | 16 | 2,07 | |||||||
| 1,99 | 2 | 3,97 | 0,67 | |||||||
| 8 | 18 | 1,9 | ||||||||
| 1,78 | 2 | 3,55 | 11,40 | 0,47 | 5,35 | |||||
| 9 | 20 | 1,65 | ||||||||
| 0,83 | 4,7 | 3,88 | ||||||||
| Уріз лб | 24,7 | 0 | 0,0 | |||||||
| 38,01 | 38,01 | 22,14 | ||||||||
Стовпець 5 - глибина між промірних вертикалями - середнє значення між середніми глибинами на урізі правого берега і першою промірних вертикаллю і так далі.
Стовпець 7 - площа між промірних вертикалями - твір стовпця 5 - глибина між промірних вертикалями, і стовпця 6 - відстань між промірних вертикалями.
Стовпець 8 - площа між швидкісними вертикалями - сума площ між відповідними промірних вертикалями. Загальна площа водного перерізу отримана як сума часткових площ між промірних чи швидкісними вертикалями.
Стовпець 10 - швидкість між швидкісними вертикалями - між урізу води та першої або останньої промірних вертикаллю це добуток середньої швидкості на вертикалі і коефіцієнта 0,7; між іншими швидкісними вертикалями - їхні середні значення.
Стовпець 11 - витрата води між швидкісними вертикалями-добуток значень стовпця 8 - площа перетину між швидкісними вертикалями, і стовпця 10 - середня швидкість між швидкісними вертикалями. Загальний витрата визначається як сума всіх витрат між швидкісними вертикалями. Ширина річки - відстань між геодезичним приладом і урезов лівого берега відняти відстань між геодезичним приладом і урезов правого берега:
В = 24,7 м - 2 м = 22,7 м
Середня швидкість річки визначається за формулою:
Середню глибину річки знаходимо за допомогою формули:
Змочений периметр - ламана лінія по дну річки. Змочений периметр завжди більше ширини річки (Ψ> В).
У нашому випадку: ψ 1 = 2,15 м, ψ 2 = 2,28 м, ψ 3 = 2,04 м, ψ 4 = 2,00 м, ψ 5 = 2,01 м, ψ 6 = 2,05 м, ψ 7 = 2,01 м, ψ 8 = 2,01 м, ψ 9 = 2,02 м, ψ 10 = 4,98 м
Гідравлічний радіус визначаємо за формулою:
Висновки: з роботи видно, що:
витрата води на річці (Q) дорівнює 22,14 м 3 / сек;
площа водного перерізу (ω) - 38,01 м 2;
ширина річки (В) - 22,7 м.;
середня глибина (
максимальна глибина (h max) - 2,65 м.;
середня швидкість течії (
максимальна швидкість (V max) - 0,73 м / сек;
змочений периметр (ψ) - 23,55 м.;
гідравлічний радіус (R) - 1,61 м.
4. Розрахунок річного стоку
Мета: вивчити закон ймовірності гамма-розподілу.Завдання: побудувати емпіричну криву; знайти статистичні параметри ряду; побудувати аналітичні криві забезпеченості гамма-розподілу.
Завдання 1 Побудова емпіричної кривої забезпеченості середньорічних витрат води.
Вихідні дані: середньорічні витрати води на річці за даними спостережень за 28 років.
Потрібно: побудувати емпіричну криву забезпеченості середньорічних витрат води.
Порядок виконання роботи.
Щоб побудувати емпіричну криву потрібно заповнити таблицю.
Таблиця 1 Обчислення емпіричної забезпеченості середньорічних витрат води
Модульний коефіцієнт К i знаходимо за формулою:
Для кожного модульного коефіцієнта обчислюємо відповідну йому емпіричну забезпеченість Р за формулою:
Емпірична крива являє собою залежність К р від Р.
Завдання 2. Визначення статистичних параметрів ряду.
Вихідні дані: середньорічні витрати води на річці за даними спостережень за 28 років.
Потрібно: знайти середньоарифметичне
Порядок виконання роботи.
Знаходимо статистичні параметри.
Таблиця 2 Статистичні параметри
З останньої таблиці слід:
середньоарифметичне Q i:
стандартне відхилення σ:
коефіцієнт асиметрії С S:
коефіцієнт варіації З V:
Завдання 3. Побудова аналітичних кривих забезпеченості гамма-розподілу.
Вихідні дані: емпірична забезпеченість і ранжируваний в порядку убування модульний коефіцієнт.
Потрібно: побудувати аналітичну криву забезпеченості і обчислити витрата води при 75-відсоткової і 95-відсоткової забезпеченості при гамма-розподіл.
Порядок виконання роботи.
Для побудови аналітичних кривих заповнюємо таблицю нижче.
Таблиця 3
К р - ранжируваний в порядку убування модульний коефіцієнт. Р - емпірична забезпеченість.
Р Г - значення забезпеченості при гамма-розподіл, яке визначається формулою:
Для знаходження Р Г в Excel користуємося функцією введення формул: гаммарасп. При цьому x - перше значення k p; альфа -
Користуючись діаграмою, розташованої нижче, ми знаходимо значення витрати води при 75-відсоткової і 95-відсоткової забезпеченості, але дані значення не зовсім точні, тому для визначення витрати води при 75-відсоткової і 95-відсоткової забезпеченості користуємося такими формулами:
Тепер ми знаходимо До 75г і К 95г. Отримуємо, що: До 75г = 0,82, а К 95г = 0,63.
Отже:
Висновки: використовуючи дані значення, ми побудували емпіричну криву забезпеченості, а також аналітичну криву забезпеченості при гамма-розподіл середньорічних витрат води річки. Знайшли витрата води при 75-відсоткової і 95-відсоткової забезпеченості гамма-розподілу: Q 75г = 19,93 м 3 / сек, Q 95г = 15,31 м 3 / сек. Також отримали статистичні параметри:
модуль стоку - 2,61 л / с ∙ км 2;
висота шару стоку - 82,22 мм;
обсяг річного стоку - 0,77 м 3;
коефіцієнт стоку - 0, 203.
Останній показник відображає, в районі з якою вологістю знаходиться пункт спостереження, в даному випадку з. Ірба. Виходячи з отриманих даних можна сказати, що район відноситься до посушливих, так як в таких районах коефіцієнт стоку зменшується до нуля, а в районах надмірного зволоження зростає до 0,7. У даному випадку ɳ = 0, 203.
У другій роботі дані розрахунки випаровування набувають важливого значення у зв'язку з оцінкою водного балансу. У результаті розрахунків отримано:
среднемноголетнее випаровування з поверхні води Е в = 427 мм;
среднемноголетнее випаровування з поверхні суші Е з = 320 мм.
З третьої роботи видно, що:
витрата води на річці дорівнює 22,14 м 3 / сек;
площа водного перерізу - 38,01 м 2;
ширина річки - 22,7 м.;
середня глибина - 1,67 м.;
максимальна глибина - 2,65 м.;
середня швидкість течії - 0,58 м / сек;
максимальна швидкість - 0,73 м / сек;
змочений периметр - 23,55 м.;
гідравлічний радіус - 1,61 м.
У четвертій роботі використовуючи дані значення, ми побудували емпіричну криву забезпеченості, а також аналітичні криві забезпеченості при гамма-розподіл середньорічних витрат води. Знайшли витрата води при 75 - і 95-відсоткової забезпеченості гамма-розподілу: Q 75г = 19,93 м 3 / сек, Q 95г = 15,31 м 3 / сек.
2. Практикум з гідрології, гідрометрії та регулювання стоку: Підручники та навчальні посібники для студентів вищих навчальних закладів / під редакцією Є.Є. Овчарова. - М. ВО "Агропромиздат", 1988.
3. Статистика із застосуванням Exsel: Навчальний посібник. / Под ред. Я.М. Іваньо, А. Ф Звєрєва. - Іркутськ, 2006. - 137 с.
Потрібно: побудувати емпіричну криву забезпеченості середньорічних витрат води.
Порядок виконання роботи.
Щоб побудувати емпіричну криву потрібно заповнити таблицю.
Таблиця 1 Обчислення емпіричної забезпеченості середньорічних витрат води
| № п / п | Рік | Q, мі / сек | До i | P | Kp | Рг |
| 1 | 1957 | 15,2 | 0,63 | 3,45 | 1,57 | 2,09 |
| 2 | 1958 | 19,4 | 0,80 | 6,90 | 1,39 | 6,81 |
| 3 | 1959 | 33,9 | 1,39 | 10,34 | 1,36 | 8,53 |
| 4 | 1960 | 28,2 | 1,16 | 13,79 | 1,31 | 11,10 |
| 5 | 1961 | 28,4 | 1,17 | 17,24 | 1,28 | 13,05 |
| 6 | 1962 | 25,7 | 1,06 | 20,69 | 1, 20 | 20,06 |
| 7 | 1963 | 26,4 | 1,09 | 24,14 | 1,17 | 23,51 |
| 8 | 1964 | 20,5 | 0,84 | 27,59 | 1,16 | 24,44 |
| 9 | 1965 | 21 | 0,86 | 31,03 | 1,09 | 33,78 |
| 10 | 1966 | 31,2 | 1,28 | 34,48 | 1,06 | 37,88 |
| 11 | 1967 | 24,7 | 1,02 | 37,93 | 1,06 | 37,88 |
| 12 | 1968 | 13,5 | 0,56 | 41,38 | 1,05 | 39,09 |
| 13 | 1969 | 33 | 1,36 | 44,83 | 1,02 | 43,47 |
| 14 | 1970 | 16,7 | 0,69 | 48,28 | 1,02 | 44,11 |
| 15 | 1971 | 23,2 | 0,95 | 51,72 | 0,98 | 49,99 |
| 16 | 1972 | 24,8 | 1,02 | 55,17 | 0,95 | 54,01 |
| 17 | 1973 | 31,9 | 1,31 | 58,62 | 0,95 | 54,68 |
| 18 | 1974 | 21,5 | 0,88 | 62,07 | 0,95 | 55,36 |
| 19 | 1975 | 29,2 | 1, 20 | 65,52 | 0,88 | 65,40 |
| 20 | 1976 | 13,1 | 0,54 | 68,97 | 0,86 | 68,65 |
| 21 | 1977 | 25,7 | 1,06 | 72,41 | 0,85 | 70,56 |
| 22 | 1978 | 23,1 | 0,95 | 75,86 | 0,84 | 71,82 |
| 23 | 1979 | 23 | 0,95 | 79,31 | 0,80 | 78,34 |
| 24 | 1980 | 23,8 | 0,98 | 82,76 | 0,78 | 80,53 |
| 25 | 1981 | 20,7 | 0,85 | 86,21 | 0,69 | 90,77 |
| 26 | 1982 | 19 | 0,78 | 89,66 | 0,63 | 95,10 |
| 27 | 1983 | 38,2 | 1,57 | 93,10 | 0,56 | 98,01 |
| 28 | 1984 | 25,5 | 1,05 | 96,55 | 0,54 | 98,44 |
| Q ср = 24,30 |
Для кожного модульного коефіцієнта обчислюємо відповідну йому емпіричну забезпеченість Р за формулою:
Емпірична крива являє собою залежність К р від Р.
Завдання 2. Визначення статистичних параметрів ряду.
Вихідні дані: середньорічні витрати води на річці за даними спостережень за 28 років.
Потрібно: знайти середньоарифметичне
Порядок виконання роботи.
Знаходимо статистичні параметри.
Таблиця 2 Статистичні параметри
| Середнє | 24,3 |
| Стандартна помилка | 1,2 |
| Медіана | 24,3 |
| Мода | 25,7 |
| Стандартне відхилення | 6,1 |
| Дисперсія вибірки | 37,7 |
| Ексцес | -0,1 |
| Асиметричність | 0,2 |
| Інтервал | 25,1 |
| Мінімум | 13,1 |
| Максимум | 38,2 |
| Сума | 680,5 |
| Рахунок | 28,0 |
середньоарифметичне Q i:
стандартне відхилення σ:
коефіцієнт асиметрії С S:
коефіцієнт варіації З V:
Завдання 3. Побудова аналітичних кривих забезпеченості гамма-розподілу.
Вихідні дані: емпірична забезпеченість і ранжируваний в порядку убування модульний коефіцієнт.
Потрібно: побудувати аналітичну криву забезпеченості і обчислити витрата води при 75-відсоткової і 95-відсоткової забезпеченості при гамма-розподіл.
Порядок виконання роботи.
Для побудови аналітичних кривих заповнюємо таблицю нижче.
Таблиця 3
| Kp | P | Рг |
| 1,57 | 3,45 | 2,09 |
| 1,39 | 6,90 | 6,81 |
| 1,36 | 10,34 | 8,53 |
| 1,31 | 13,79 | 11,10 |
| 1,28 | 17,24 | 13,05 |
| 1, 20 | 20,69 | 20,06 |
| 1,17 | 24,14 | 23,51 |
| 1,16 | 27,59 | 24,44 |
| 1,09 | 31,03 | 33,78 |
| 1,06 | 34,48 | 37,88 |
| 1,06 | 37,93 | 37,88 |
| 1,05 | 41,38 | 39,09 |
| 1,02 | 44,83 | 43,47 |
| 1,02 | 48,28 | 44,11 |
| 0,98 | 51,72 | 49,99 |
| 0,95 | 55,17 | 54,01 |
| 0,95 | 58,62 | 54,68 |
| 0,95 | 62,07 | 55,36 |
| 0,88 | 65,52 | 65,40 |
| 0,86 | 68,97 | 68,65 |
| 0,85 | 72,41 | 70,56 |
| 0,84 | 75,86 | 71,82 |
| 0,80 | 79,31 | 78,34 |
| 0,78 | 82,76 | 80,53 |
| 0,69 | 86,21 | 90,77 |
| 0,63 | 89,66 | 95,10 |
| 0,56 | 93,10 | 98,01 |
| 0,54 | 96,55 | 98,44 |
Р Г - значення забезпеченості при гамма-розподіл, яке визначається формулою:
Для знаходження Р Г в Excel користуємося функцією введення формул: гаммарасп. При цьому x - перше значення k p; альфа -
Користуючись діаграмою, розташованої нижче, ми знаходимо значення витрати води при 75-відсоткової і 95-відсоткової забезпеченості, але дані значення не зовсім точні, тому для визначення витрати води при 75-відсоткової і 95-відсоткової забезпеченості користуємося такими формулами:
Тепер ми знаходимо До 75г і К 95г. Отримуємо, що: До 75г = 0,82, а К 95г = 0,63.
Отже:
Висновки: використовуючи дані значення, ми побудували емпіричну криву забезпеченості, а також аналітичну криву забезпеченості при гамма-розподіл середньорічних витрат води річки. Знайшли витрата води при 75-відсоткової і 95-відсоткової забезпеченості гамма-розподілу: Q 75г = 19,93 м 3 / сек, Q 95г = 15,31 м 3 / сек. Також отримали статистичні параметри:
| середньоарифметичне | 24,3 |
| відхилення σ | 6,1 |
| коефіцієнт асиметрії з s | 0,2 |
| коефіцієнт варіації з v | 0,25 |
Висновок
З першої виконаної роботи маючи дані: площа водозбору - 9320 км 2, витрата води - 24,3 м 3 / сек, висота річного шару опадів - 405 мм, ми отримали наступні характеристики водності річок:модуль стоку - 2,61 л / с ∙ км 2;
висота шару стоку - 82,22 мм;
обсяг річного стоку - 0,77 м 3;
коефіцієнт стоку - 0, 203.
Останній показник відображає, в районі з якою вологістю знаходиться пункт спостереження, в даному випадку з. Ірба. Виходячи з отриманих даних можна сказати, що район відноситься до посушливих, так як в таких районах коефіцієнт стоку зменшується до нуля, а в районах надмірного зволоження зростає до 0,7. У даному випадку ɳ = 0, 203.
У другій роботі дані розрахунки випаровування набувають важливого значення у зв'язку з оцінкою водного балансу. У результаті розрахунків отримано:
среднемноголетнее випаровування з поверхні води Е в = 427 мм;
среднемноголетнее випаровування з поверхні суші Е з = 320 мм.
З третьої роботи видно, що:
витрата води на річці дорівнює 22,14 м 3 / сек;
площа водного перерізу - 38,01 м 2;
ширина річки - 22,7 м.;
середня глибина - 1,67 м.;
максимальна глибина - 2,65 м.;
середня швидкість течії - 0,58 м / сек;
максимальна швидкість - 0,73 м / сек;
змочений периметр - 23,55 м.;
гідравлічний радіус - 1,61 м.
У четвертій роботі використовуючи дані значення, ми побудували емпіричну криву забезпеченості, а також аналітичні криві забезпеченості при гамма-розподіл середньорічних витрат води. Знайшли витрата води при 75 - і 95-відсоткової забезпеченості гамма-розподілу: Q 75г = 19,93 м 3 / сек, Q 95г = 15,31 м 3 / сек.
Список використаної літератури
1. Гідрологія, гідрометрія і регулювання стоку: Підручники та навчальні посібники для вищих сільськогосподарських навчальних закладів / Г.В. Железняков, Т.А. Неговський, О.Є. Овчаров. - М. "Колос", 1984.2. Практикум з гідрології, гідрометрії та регулювання стоку: Підручники та навчальні посібники для студентів вищих навчальних закладів / під редакцією Є.Є. Овчарова. - М. ВО "Агропромиздат", 1988.
3. Статистика із застосуванням Exsel: Навчальний посібник. / Под ред. Я.М. Іваньо, А. Ф Звєрєва. - Іркутськ, 2006. - 137 с.