Решение. 1. Построенный по данным ежедневных расходов воды гидрограф приведен на рис
1. Построенный по данным ежедневных расходов воды гидрограф приведен на рис. 1.4, а даты фаз половодья в верхнем и нижнем створах реки Сейм в таблице 1.1. Выбранный масштаб: вертикальный – 1см = 100 м3/с, горизонтальный – 1 см = 10 дней = 10 • 24 • 60 • 60 = 864 000 сек Рис.1.4. Гидрограф р. Сейма у г. Рыльска 1 - подземный сток; 2 - поверхностный сток Таблица 1.1 Даты фаз половодьяр. Сейм, начало (НВП), пик и окончание (ОВП) половодья
2. Рассмотрим расчленение гидрографа: Для выделения подземного стока на гидрографе при условии гидравлической связи поверхностных вод с подземными водами (схему взаимодействия см. рис. 1.1б) необходимо использовать следующий порядок вычислений: 2.1. Предположим, что весеннее половодье во всем бассейне начинается одновременно. Его определяют по данным наблюдений верхнего створа с. Зуевка, когда происходит начало быстрого увеличения расхода воды в реке – 23.03 (табл. 1.1), прекращение стока подземных вод в реку из водоносных горизонтов гидравлически связанных с рекой наступает также одновременно. На рис. 1.4. это отмечено линией АВ, соответствующей 23.03. Подземное питание вследствие подпора прекратилось с 23.03, но грунтовые воды, поступившие в русло в верховьях до 23.03 стекают вниз по реке вместе с паводочной волной. Для того чтобы узнать время Т,за которое эти воды дойдут до створа в г. Рыльске, необходимо определить пик половодья в обоих створах, вычислить скорость добегания и Т – время добегания. Пик половодья в любом створе определяется по максимальной величине расхода воды в реке и обычно это дата одного дня. Согласно рис 1.4. пик половодья в нижнем створе – г. Рыльск t2 = 11.04, а в с. Зуевка (табл. 1.1) пик половодья t1 = 5.04. Расстояние между указанными створами дано в задании и равно L2 = 274 км. Используя формулу (1.1), рассчитываем скорость добегания по датам наступления пика половодья в верхнем и нижнем створах: Расстояние от верховьев р. Сейма до замыкающего створа у г. Рыльска равно L1 = 346 км. Используя формулу (1.2), определим время Т,за которое подземные (грунтовые) воды пройдут из верховьев до нижнего створа реки: Т= L1 / Vдоб = 346/46 = 7,5 сут. ≈; 8 сут. Т ≈ 8 сут. Значит, подземные воды из самых отдаленных частей бассейна после начала весеннего половодья будут стекать еще 8 суток. Определим дату, когда эти воды достигнут нижнего створа. Для этого используем дату НВП в с. Зуевка (верхний створ), которая равна 23.03 и прибавим к нему время добегания, равное 8 сут. следовательно: 23.03 + 8 сут. = 31.03 На гидрографе соответственно этой дате отметим точку К. Соединим точки А и К. Снижение расхода подземных вод, проходящих г. Рыльск (нижний створ) транзитом, будут происходить по прямой АК. 2.2. Далее, определим окончание весеннего половодья в нижнем створе у г. Рыльска по гидрографу (рис. 1.4) – это 8.05. Поставим соответственно точку Д на гидрографе. Значит до ОВП нижнего створа – 8.05 происходит «береговое регулирование поверхностного стока» и в этот период полностью отсутствует подземное питание, что на гидрографе отметим вертикальной линией DE. В верховьях бассейна половодье окончилось 13.04, и с этого момента в верховья речной сети стали поступать воды за счет основных запасов подземных вод в бассейне из водоносных горизонтов, гидравлически связанных с рекой. Эти воды достигнут нижнего расчетного створа, согласно предыдущим расчетам, через 8 суток от даты окончания половодья в верхнем створе (13.04), а в нижнем створе они окажутся: 13.04 + 8сут. = 21.04. Дату 21.04 отметим на гидрографе точкой F. Итак, начиная с 21.04, с каждым днем в замыкающем створе расход воды будет увеличиваться за счет поступления подземных вод с менее удаленных частей бассейна. Нарастание расхода подземных вод будет происходить по прямой FD. «Береговое регулирование поверхностного стока» по всему бассейну закончится 8.05, и к этому времени закончится сток талых снеговых вод, и река полностью перейдет на подземное питание (рис. 1.4). Если в период с мая по октябрь будут выпадать дожди, то их на гидрографе следует выделить как объем дождевого стока, в данном примере паводки отсутствовали и вся заштрихованная часть гидрографа (I и II – рис. 1.4) относится к подземному стоку. Необходимо отметить, что, если при решении задач на расчленение гидрографа отсутствуют даты фаз половодья и по характеру гидрографа период половодья рассчитывается на 1-1,5 месяца, то объем стока талых вод можно выделить следующим приблизительным способом: отметить точку пика половодья и от нее на горизонтальной линии влево и вправо отметить точки К и F –по десять дней от даты наступления пика половодья [5]. 3. После произведенных расчетов на гидрографе, представляющем общий годовой сток (рис. 1.4), выделяются следующие площади и определяется их размер в см2: 1. KACDFK – площадь поверхностного снегового стока; 2. А'АКК'А' (I) и FDD'F'F (II) – площади подземного стока (заштрихованные области) 3. Определение объемов стока ведется следующим образом: 3.1. Объем общего речного годового стока W м3/год для интервала времени ∆t – год (в году 31,5•106 с) вычисляется по формуле: W (м3) = Qср 31,5 106 (1.3) W (км3) = Qср 31,5 10-3 (1.4) где в первом случае W в м3, во втором – в км3, Qср, м3/с – средний для данного года расход воды. 3.2. Объем поверхностного стока Wпов м3/год определяется как Wпов = SKACDFK • F (1.5) то есть произведение выделенной площади SKACDFK, см2 на F, м3 –площадь 1 см2 в масштабе построения гидрографа. Например, в рассматриваемом примере вертикальный масштаб – 1см = 100м3/с, горизонтальный – 1 см = 10 дней, следовательно: F = 100м3/с • 864 000 с = 86 400 000 м3 3.3. Объем подземного стока Wподз,м3/год можно определить аналогично, по размерам суммы SА'АКК'А' (I) и SFDD'F'F (II) в см2, или вычесть величину поверхностного стока из общего стока за год: Wподз = W – Wпов (1.6) Определение доли подземного стока в общем стоке реки находится по формуле: Рподз = Wподз / W• 100% (1.7) 3.4. При наличии паводков на гидрографе выделяется также Wд – дождевое питание (см. рис. 3), объем которого в м3 можно найти как произведение его площади в см2 на F (аналогично формуле 1.5). В этом случае на гидрографе отдельно определяется снеговое питание Wсн периода половодья, которое можно также рассчитать: Wсн = Wпов – Wд (1.8)
|