В Закладки

Главная
Официальная
Новости
Курсовые работы
Дипломные проекты
Лекции и конспекты
Рефераты
Софт
Ссылки
Справочник Студента
Гостевая

Почта


Поиск по сайту:

          


















инженерная гидрология



Санкт-Петербургский Государственный Технический Университет

Инженерно-строительный факультет

Кафедра Инженерных мелиораций, гидрологии и охраны окружающей среды.

Инженерная гидрология



курсовая работа

Выполнил: студент группы 4011/1 Гиpг^%идов А.А.

Руководитель: Хапаева А.К.

Санкт-Петербург

1999 г.

1. Построение интегральной кривой в прямоугольной и косоугольной системах координат по средне месячным расходам реки Вяда.



Наряду с основными гидрологическими характеристиками реки, такими как скорость течения воды в реке V, площадь живого сечения ?, расхода Q, стока W и др., важной характеристикой является гидрограф реки, дающий представление об изменении расходов воды в реке. Однако, в ряде случаев, когда необходимо определить количество воды в реке, прошедшее через данное живое сечение, гидрографа оказывается не достаточно.



1.1. Построение интегральной кривой в прямоугольной системе координат.

Если бы функция была бы задана, то интегрируя ее можно было бы получить значение стока за интервал времени :

Но, так как вид функции не известен, то величина определяется методом суммирования прямоугольников (рис. 1.1.).



1.2. Построение интегральной кривой в косоугольной системе координат.



Использование кривой, построенной в прямоугольной системе координат не удобно, по причине того, что приходится выбирать мелкий масштаб. Если развернуть ось Ох на угол ?0 по часовой стрелке, то получается косоугольная система координат, на которой откладывая соответствующие значения, получаем интегральную.



Чтобы определить сток в косоугольной системе координат необходимо восстановить в точке к оси t перпендикуляр до пересечения с кривой стока и провести через точку пересечения с осью W, что дает величину искомого стока, но это не дает точного значения. В связи с этим поступают так: выбирают на оси стока W величину стока W0, проводят через эту точку прямую, параллельную оси t0, определяют расстояние x до точки пересечения этой прямой с осью t. Откладывая на оси t, последовательно, точки линии, получаем искомую кривую (рис. 1.2.).



Интегральная кривая позволяет решать задачу о полном зарегулировании стока. Расчеты приведены в таблице 1.1.



Гидрограф реки Вяда, представлен на рисунке 1.3.



2. Построение гистограммы и статистический расчет кривой обеспеченности максимальных расходов реки Утрая.

Пример расчета таблицы 2.1. м3/с,

где Qi – расход в реке в i-тый год;

- средний расход за 25 лет.



где Pi – обеспеченность.



Если рассматривать набор случайных величин, изменяющихся от kmax=2.34 до kmin=0.50, то можно получить статистический ряд, разбив все значения на ряд интервалов и определить вероятность «попадания» в каждый интервал. Все результаты сведены в таблицу 2.2. На ее основании гистограмму плотности вероятности случайных величин, а также статистическую суммарную кривую (рис. 2.1.).



Относительная частота

Обеспеченность

Число интервалов

Принимаем количество интервалов S=12.



3. Построение математической и эмпирической кривых обеспеченности максимальных годовых расходов.



По таблице 2.2. можно построить эмпирическую кривую обеспеченности (рис 3.1.), также эту кривую можно построить методом гистограмм (рис. 2.1.), чтобы убедиться, что оба метода дают, приблизительно, одинаковые результаты. Для построения математической кривой необходимо вычислить по данным наблюдений параметры этой кривой и коэффициенты Cv и Cs. Расчлененные величины определяются по кривым обеспеченности, параметры которых являются среднемноголетним значением, а коэффициенты вариации и асимметрии устанавливаются по имеющимся данным рядов наблюдений. В качестве кривых обеспеченности используются кривые биномиального или трехпараметрического гамма распределения ([1] прил.1 и прил. 2 соответственно).



Для построения эмпирической кривой обеспеченности необходимо все данные наблюдений расположить в порядке убывания, затем определить максимальную обеспеченность. На рисунке 3.1. представлена кривая обеспеченности. Обычно, мерой погрешности принято считать среднеквадратическое отклонение:



где n=25

Относительная средняя квадратическая погрешность ошибки среднего расхода равна:

Относительная средняя квадратическая ошибка коэффициента вариации:

Относительная средняя квадратическая ошибка коэффициента асимметрии равна:



4. Вычисление коэффициентов корреляции между максимальными из наблюденных расходов рек Вяда и Утрая.



Найдем коэффициент корреляции для двух рек, по данным таблицы 4.1. для n=10:

,

где Qa – расходы для реки-аналога;

Qi – расходы для исследуемой реки.

Обоснования: река Утрая находится в том же регионе, что и река Вяда, также

река аналог имеет похожие характеристики.



Таблица 4.1.

Year



Найдем Ry/x:



Составим зависимость для нахождения расхода исходной реки в любой год:

Используя эту формулу, находим расходы за 25 лет для исследуемой реки Вяда.

В таблице 4.2. представлены дополненные расходы, как результаты расчета.

Таблица 4.2.

5. Определение параметров математической кривой обеспеченности максимальных годовых расходов реки Вяда, удлинив ряд наблюдений.

Для вычисления, используем формулы:

где n=10. По СНиП 2.01.14-83 вычисляем коэффициент Cv' за n лет наблюдений (n=10):

Ошибка нормы при n лет наблюдений:

Ошибка Сv' за n лет наблюдений составляет:

Средняя многолетняя величина расхода для исследуемой реки за N=25 лет наблюдений: м3/с

Найдем коэффициент вариации Сv за N=25 наблюдений изучаемой реки:

где

Примем .

На рисунке 5.1. представлена кривая обеспеченности.



6. Нахождение максимальных расчетных расходов для реки Утрая, при условии строительства гидротехнического сооружения III класса капитальности и IV класса капитальности для реки Вяда.



Для III-го класса капитальности вероятность максимальных поверочных расходов p=0.5%. Коэффициент запаса для поверочного расхода Kmax=1.59, тогда м3/с



Для IV-го класса капитальности сооружения p=1%. Для сооружения на реке Вяда - Kmax=1.90, тогда м3/с.



7. Литература.

1. Канарский Н.Д., Михалев М.А. Гидрологические расчеты. Учебное пособие. Л.:ЛПИ им. Калинина 1984.-64с.

2. СниП 2.01.14-83