Гидрологический расчет магистрального канала

 

Гидрологический расчет состоит в определении расчетных расходов проводящей осушительной сети. Расчет проводят на следующие расчетные расходы, относящиеся к критическим периодам поверхностного стока: весенний паводковый, летне-осенний паводковый, предпосевной и меженный (бытовой). Расчетные расходы определяем по зональным эмпирическим формулам.

Выбор расчетного расхода зависит от выращиваемых сельскохозяйственных культур. При наличии в севообороте озимых зерновых культур определяем расходы весеннего и летне-осеннего паводков, и выбирают из них наибольший, который и принимают за расчетный. При отсутствии в севообороте озимых зерновых культур определяют предпосевной расход и летне-осеннего паводка и в качестве расчетного выбирают из них наибольший.

Исходные данные: А=15,84 км²; h=100мм; A₁=38%;А_б=5%; Iр=0,3‰; i_B=5‰; H_1%= 100мм.

Весенний паводковый расход.

Весенний паводковый расход при равнинных водосборах определяем по следующей зависимости:

 

 

где: К_о - параметр, характеризующий дружность весеннего половодья, определяемый по дынным рек-аналогов, К₀=0,006;

hp% - расчетный слой суммарного весеннего стока, половодья той же вероятности превышения Р%, что и искомый максимальный расход воды определяемый по формуле hp% = h · K · 1,25 = 100 · 1,47 · 1,25 = 184 мм

h – средний многолетний слой стока по карте изолиний для Тверской области 100 мм

1,25 – поправочный коэффициент, для рек с водосбором менее 50 км²

µ - коэффициент, учитывающий неравенство статистических параметров слоя стока и максимального расхода воды µ = 0,93

δ - коэффициент, учитывающий влияние озер, водохранилищ δ = 0,9

δ₁ - коэффициент, учитывающий снижение максимального расхода воды в залесенных бассейнах

δ₁ = α₁/(А+1)ⁿ² = 1/(38+1)^0,22 = 0,446

α₁ – при данной залесенности водосбора (А_л=38%)  равен 1

n₂ – коэффициент редукции, для грунтов различного механического состава n₂ = 0,22

δ2 - коэффициент, учитывающий снижение максимального расхода воды в заболоченных бассейнах

δ2 = 1 – βlg(0,1 · A_б + 1) = 1 – 0,8lg(0,1 · 5 + 1) = 0,86

Площадь водосбора А₁=1км² и параметр n находим по СНиП, для лесной зоны: n=0,17

 м³/с

 

Предпосевной расход.

Расчетный модуль предпосевного стока определяем по зависимости П. А. Дудкина:

 

Qnn = K · Qmax

 

где К = 1,64/Т^0,34 - 0,4 – холмистый рельеф;

Т - допустимая продолжительность затопления земель водами в зависимости от возделываемых культур; Т=5 сут.

К = 1,64/5^0,34 – 0,4 = 0,55;

Qnn = 0,55 · 3,4=1,87 м³/с

 

Максимальный расход летне-осеннего паводка.

Максимальный расход летне-осеннего паводка для водосборов  площадью менее 50 км² определяем по формуле:

Qp% = q1% · φ · H1% · λ · A

Максимальный модуль стока ежегодной вероятности превышения Р=1%, выраженный долях при =1, для равнинной области определяется по формуле:

 

Ф_р = 1000L/(χp · Ip^χ · A^0,25(φ·H1%)^1/4)

Ф_р=1000·3,95/(11·0,3^1/3·15,84^0,25(0,063·100)^1/4)=170,6

 

Ip – уклон МК;

L – длина русла, км;

χp – гидравлический параметр русла;

А – площадь водосбора;

H1% - максимальный суточный слой осадков вероятности превышения Р=1%

φ – сборный коэффициент стока

φ = с₂ · φ₀/(A+1)^nc · (iв/50)ⁿ⁵

φ=1,2·0,28/(15,84+1)^0,07·(5/50)^0,65=0,063

с₂ – эмпирический коэффициент для лесной зоны равен 1,2;

iв – средний уклон водосбора;

φ₀ – сборный коэффициент для водосбора для данных почв φ0 = 0,28 n5= 0,65 nc = 0,07

По приложению 21: q=0,014, тогда λ=0,52(табл.4,приложение 20)

λ – переходной коэффициент расхода воды, вероятностью P=1% к расходам другой обеспеченности.

Qp% = 0,014 · 0,063 · 100 · 0,9· 0,52 · 15,84 = 0,65 м³/с

Бытовой расход.

Принимаем модуль бытового расхода q_быт = 0,05 л/с га;

Qбыт = q_быт · A = 0,05/1000 · 1584 = 0,079=0,08м³/с

 

Результаты гидрологических расчетов (м³/с)

№ створа	Площадь водосбора, км2	Qрасч, м3/с	Qmax, м3/с	Qnn, м3/с	Qл.о.п, м3/с	Qбыт, м3/с
1 ПК-0	15,84	1,87	3,4	1,87	0,65	0,08