Исследование применимости метода соответственных объемов для прогнозов декадного стока, Теоретические основы метода - Сток р. Алдан

Теоретические основы метода

Алдан рельеф растительность гидрография

Методика прогноза среднедекадных расходов воды в замыкающем створе участка реки разработана в связи с небольшим количеством пунктов, имеющих данные наблюдений о расходах воды внутри одного бассейна.

В общем случае сток в замыкающем створе зависит от величины запасов воды в бассейне

(2.1)

Общие запасы воды в бассейне пропорциональны общему объему воды в русловой сети

(2.2)

Следовательно, записываем

(2.3)

Последняя зависимость является основой методики прогнозов среднедекадных расходов воды в замыкающем створе по объему воды в русловой сети.

Необходимо определить объем на участке реки по формуле

(2.4)

Где К = 86400 - переводной коэффициент, число секунд в сутках; - среднее время добегания от верхнего до нижнего створов, ограничивающих участок реки, определяется по соответствующим уровням или по средней скорости течения на участке реки; - средний расход воды на участке в момент времени Т. Среднее время добегания определяется по формуле

, (2.5)

Где - длина от устья реки до поста; - средняя скорость течения на участке.

, (2.6)

Где - расход в нижнем створе в момент времени ;- расход воды в верхнем створе в момент времени.

Используя данные о расходах воды в опорных створах, условный объем воды на участке реки можно определить по формуле

, (2.7)

Где Hi - уровень воды в i-м створе в момент времени Т; Pi - коэффициент водности, вычисляемый как отношение площадей водосборов соответствующих створов к площади водосбора расчетного замыкающего створа.

(2.8)

Условный объем воды в русловой сети находится как сумма условных объемов отдельных участков

, (2.9)

Где - условный объем воды в русловой сети в момент времени.

Прогнозная зависимость среднедекадных расходов воды в замыкающем створе от условного объема в русловой сети будет иметь вид

, (2.10)

Где - условный объем воды в русловой сети в момент времени T.

Порядок выполнения работы:

Перед началом расчетов выбираем самостоятельно створ, для которого будет разрабатываться методика прогноза стока и вычерчиваем схему расчетного участка реки.

Рисунок 1 - Схема расчетного участка реки. Арабскими цифрами пронумерованы опорные створы, римскими цифрами обозначены номера участков

Разработка методики прогнозов декадного стока:

Разработка методики прогнозов декадного стока речной системы, выбранной в бассейне р. Алдан. Расчетным створом является гм. ст. Верхоянский Перевоз (рисунок 1).

Таблица 1 - Средние суточные значение уровней воды на конец декады р. Алдан

№ пп

Река-пункт

Декада

2009

2010

VII

VIII

IX

VII

VIII

IX

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

Р. Алдан - с. Томмот

1

221

213

175

1380

955

470

2

220

233

240

496

489

485

3

146

188

222

798

586

441

2

Р. Алдан - с. Угино

1

229

370

190

391

302

205

2

287

366

312

194

197

217

3

153

229

297

373

219

188

3

Р. Алдан - с. Усть-Миль

1

393

556

335

682

578

383

2

490

511

418

460

323

429

3

242

369

512

576

379

431

4

Р. Мая - г. п. Чабда

1

80,5

73,1

61

68,2

215

170

2

64

58,3

63

46

190

107

3

69,2

56,4

60,1

52,4

176

169

5

Р. Алдан - с. Охотский Перевоз

1

417

354

235

581

538

349

2

420

442

277

447

316

373

3

229

314

417

399

290

354

Вычисляем (выписываем из ежегодника) средние декадные расходы воды по замыкающему (прогнозному) створу за июль - октябрь (2 года), полученные результаты представляем в табличной форме (табл.2).

Таблица 2 - Среднедекадные расходы воды в замыкающем створе р. Алдан - гм. ст. Верхоянский Перевоз

Год

Декада

Месяцы

VII

VIII

IX

X

1

2

3

4

5

6

2009

1

7140

6680

3720

7450

2

7260

7770

4390

6440

3

3660

5080

8080

3150

2010

1

11400

10200

5690

3800

2

7780

5100

6150

2440

3

6710

4670

5780

1090

Таблица 3 - Расчет коэффициента водности для опорных створов

№ створа

Назначение створов

Площадь водосбора, Fi, км2

Коэффициент водности

1

2

3

4

1

С. Томмот

49500

0,10

2

C. Угино

102000

0,20

3

С. Усть-Миль

269000

0,52

4

П. Чабда

165000

0,32

5

С. Охотский Перевоз

514000

1,00

Таблица 4 - Среднее время добегания для каждого участка

№ участка

Ф, сут

I

3

II

5

III

4

Таблица 6 - Расчет условных объемов воды в русловой сети

Годы

Месяцы

Декады

Обозначение

№ участка

Wусл. т

1

2

3

1

2

3

4

5

6

7

8

9

2009

VII

1

?PH

68

250

647

3862

7140

Wi

272

1000

2590

2

?PH

79

312

695

4346

7260

Wi

316

1250

2780

3

?PH

45

156

377

2314

3660

Wi

180

624

1510

2009

VIII

1

?PH

95

363

667

4500

6680

Wi

380

1450

2670

2

?PH

97

360

747

4818

7770

Wi

388

1440

2990

3

?PH

65

238

526

3312

5080

Wi

260

952

2100

2009

IX

1

?PH

56

212

429

2792

3720

Wi

224

848

1720

2

?PH

86

280

515

3524

4390

Wi

344

1120

2060

3

?PH

82

362

702

4438

8270

Wi

328

1300

2810
график связи qt+10=0,442х+1123

Рисунок 2 - График связи Qt+10=0,442х+1123

Поверочные прогнозы и оценка эффективности методики

Поверочные прогнозы производятся по графику связи для года, не вошедшего в разработку методики. Для этого года (в нашем случае 2011г) рассчитываются условные объемы воды как и в предыдущем случае (таблицы 7- 8).

Полученные величины условных объемов заносятся в графу 4 таблицы 1.8. По данным графам с графика снимаются прогнозные значения среднедекадных расходов воды и заносятся в графу 5. В графе 6 таблицы 7 помещаются действительные значения среднедекадных расходов воды. Ошибка прогнозов определяется как разность спрогнозированного и наблюденного расхода воды (графа 8). В графе приводятся относительные величины ошибок прогнозов, выраженные в процентах. Методика прогноза считается эффективной, если средняя ошибка прогноза не превышает 15 %.

Таблица 7 - Средние суточные значение уровней воды на конец декады р. Алдан

№ пп

Река-пункт

Декада

2011

VII

VIII

IX

1

2

3

4

5

6

1

Р. Алдан - с. Томмот

1

151

141

173

2

107

163

156

3

100

139

210

2

Р. Алдан - с. Угино

1

255

246

190

2

143

230

312

3

141

175

297

3

Р. Алдан - с. Усть-Миль

1

495

437

358

2

310

433

448

3

318

330

435

4

Р. Мая - г. п. Чабда

1

367

144

258

2

315

183

552

3

188

200

395

5

Р. Алдан - с. Охотский Перевоз

1

505

372

366

2

453

347

575

3

216

304

475

Таблица 8 - Расчетных условных объемов воды в русловой сети за 2011г.

Годы

Месяцы

Декады

Обозначение

№ участка

Wусл. т

Qt+10

1

2

3

1

2

3

4

5

6

7

8

9

УPH

66

308

880

6270

9650

1

Wi

330

1540

4400

2011

VII

2

УPH

39

190

715

4720

6910

Wi

195

950

3575

УPH

38

194

442

3370

3470

3

Wi

190

970

2210

УPH

63

276

645

4920

6250

1

Wi

315

1380

3225

УPH

62

271

631

4820

5650

2011

VIII

2

Wi

310

1355

3155

УPH

49

207

540

3980

4870

3

Wi

245

1035

2700

УPH

60

229

643

4660

6050

1

Wi

300

1145

3215

2

УPH

54

272

985

6555

11200

2011

IX

Wi

270

1360

4925

3

УPH

73

268

828

5845

8470

Wi

365

1340

4140
график связи qt+10=2,274х-4459

Рисунок 3 - График связи Qt+10=2,274х-4459

Таблица 9 - Поверочные прогнозы. Расчет эффективности прогнозов

Год

Месяц

Декады

Qпр,

Qнаб,

М3/с

М3/с

1

2

3

4

5

6

7

8

2011

VII

1

2590

1431

9650

-8219

-85,2

2

2850

2022

6910

-4888

-70,7

3

2925

2192

3470

-1278

-36,8

2011

VIII

1

7580

12778

6250

6528

104,4

2

6760

10913

5650

5263

93,2

3

9145

16337

4870

11467

235,5

2011

IX

1

5150

7252

6050

1202

19,9

2

4515

5808

11200

-5392

-48,1

3

6160

9549

8470

1079

12,7

Похожие статьи




Исследование применимости метода соответственных объемов для прогнозов декадного стока, Теоретические основы метода - Сток р. Алдан

Предыдущая | Следующая