Технология и организация работ приречного склада и первоначального сплава

Гидрологическое описание сплавной реки приведено в  исходных данных задания.

По данным задания составляем в выбранном  масштабе (в 1 см 10 км) схему реки, на которой нанесены границы сплавных участков (участок № I, участок № II), место впадения притока (60 км), расположение складов (склад № 1 – 50 км, склад № 2 – 145 км) .Протяженность реки 195 км, I участок используется как для сплава в плотах, так и для сплава молью, II участок только для молевого сплава; имеется один приток; средняя дата скрытия реки (начало сплава) – 1 мая. Схема реки приведена на рис.1.1.

По данным П.1.3. исходных данных строим график нарастания площади водосбора реки в створе опорного водомерного поста и  в расчетных створах.(см. рис.1.2.).

График связи  уровней опорного водомерного поста  H_оп и водомерного поста на плотбище (см. рис.1.3.) построен по исходным данным.

 

 

1.2. Гидрологическая характеристика расчетных створов реки и установление продолжительности сплавных периодов.

 

Основным методом гидрологических  расчетов для определения характеристик  речного стока, которые необходимо знать для произведения лесосплавных работ, является использование и обобщение материалов гидрометрических наблюдений на данной реке за длительный период времени.

Если гидрометрические наблюдения в створе реки, где предполагается вести лесосплавные работы, являются кратковременными, то следует использовать материалы наблюдений на смежных  реках, расположенных в аналогичных  физико-географических условиях. В  случае полного отсутствия наблюдений в данном створе реки надежное определение  гидрологических характеристик  является затруднительным. Приближенные характеристики могут быть найдены  путем использования данных по близко расположенным створам и рекам, с учетом площадей водосборов и физико-географических особенностей этих рек. Используются также  эмпирические формулы и карты  изолиний различных характеристик  стока.

Первоначально определяем гидрологические параметры  для опорного водомерного поста, а затем на основании полученных значений определяем гидрологические  характеристики реки в расчетных  лимитирующих створах и в створе передерживающей запани. Результаты вычислений гидрологических характеристик  по опорному водомерному посту вписываем  в табл. 1.1.

 

 

 

Таблица 1.1.

Гидрологические характеристики опорного водомерного поста.

№ п.п.	Наименование характеристики	Значение характеристики
1	Площадь водосбора Fоп , км2	2100
2	Средний годовой расход Qгод.ср, м3/с	17,89
3	Средний максимальный расход Qмак, м3/с	201,63
4	Расчетные проценты обеспеченности гидрологических  характеристик	10	90	50
5	Среднегодовой расход воды Qср.р%, м3/с	24,51	11,81	17,35
6	Максимальный расход воды Qмак.р%, м3/с	312,53	104,85	191,55

 

Площадь водосбора реки для створа опорного водомерного  поста определяют по графику (рис.1.2)

Средние значения годового Q_год.ср и максимального Q_мак.ср  расходов воды определяем по формулам:

 м³/с

 

 м³/с

Значения  коэффициентов вариации C_ν вычисляют по зависимости:

;

где модульные коэффициенты для каждого года устанавливают  по формуле:

k_год=Q_год/Q_год.ср

Расчет ведем в  таблице 1.2.

Таблица 1.2.

К расчету  коэффициентов вариации расходов воды в створе водомерного поста.

год	Для среднегодовых расходов				Для максимальных расходов
	Qгод	к	к-1	(к-1)2	Qмах	к	к-1	(к-1)2
1962	23	1,218558	-0,122	0,015	286	1,41844	0,4184	0,1751
1963	17,8	1,285634	0,2856	0,0816	202	1,001835	0,0018	3E-06
1964	17,1	0,994969	-0,005	0,000025	192	0,952239	-0,048	0,0023
1965	18,7	0,955841	-0,044	0,0019	213	1,05639	0,0564	0,0032
1966	16,5	1,045277	0,0453	0,002	180	0,892724	-0,107	0,0115
1967	25	0,922303	-0,078	0,006	315	1,562268	0,5623	0,3161
1968	19,6	1,397429	0,3974	0,1579	228	1,130784	0,1308	0,0171
1969	28,4	1,095584	0,0956	0,0091	360	1,785449	0,7854	0,6169
1970	13,7	1,587479	0,5875	0,3451	142	0,70426	-0,296	0,0875
1971	14,8	0,765791	-0,234	0,0549	155	0,768735	-0,231	0,0535
1972	9,8	0,827278	-0,173	0,0298	88	0,436443	-0,564	0,3176
1973	12,6	0,547792	-0,452	0,2045	127	0,629867	-0,37	0,137
1974	11,3	0,704304	-0,296	0,0874	110	0,545554	-0,454	0,2065
1975	20,5	0,631638	-0,368	0,1357	255	1,264693	0,2647	0,0701
1976	21,8	1,145892	0,1459	0,0213	266	1,319248	0,3192	0,1019
1977	15,7	0,877585	0,2186	0,0478	107	0,530675	-0,469	0,2203
∑	286,3			1,200025	3226			2,5568

 

Среднегодовой расход воды заданной обеспеченности определяется по формуле:

Q_{год. р%}=k_р%*Q_год.ср

где модульный коэффициент  для заданного процента обеспеченности находят по зависимости:

k_р%=Ф_р%*C_υ+1.

 

Максимальный расход 10 – процентной обеспеченности рассчитывают по этой же схеме, но в формулу k_р%=Ф_р%*C_υ+1 подставляют коэффициент вариации максимальных расходов воды C_υ и коэффициент асимметрии, вычисленный по формуле:

C_s=2C_υ

 

Для 10% обеспеченности:

C_{s год}=2*0,28=0,56;  Ф_р%=1,33;  k_р%=1,33*0,28+1=1,37

Q_{год.ср р10%}=1,37*17,89=24,51 м³/с

 

C_{s мак}=2*0,41=0,82;  Ф_р%=1,34;   k_р%=1,34*0,41+1=1,55

Q_{год.мак р10%}=1,55*201,63=312,53 м³/с

 

Для 90% обеспеченности:

Ф_р%=-1,20;   k_р%=-1,20*0,28+1=0,66

Q_{год.ср р90%}=0,66*17,89=11,81 м³/с

 

Ф_р%=-1,17   k_р%=-1,17*0,41+1=0,52

Q_{год.мак р90%}=0,52*201,63=104,85 м³/с

 

Для 50% обеспеченности:

Ф_р%=-0,10;    k_р%=-0,10*0,28+1=0,97

Q_{год.ср р50%}=0,97*17,89=17,35 м³/с

 

Ф_р%=-0,13;   k_р%=-0,13*0,41+1=0,95

Q_{год.мак р50%}=0,95*201,63=191,55 м³/с

Результаты расчета гидрологических  характеристик опорного водомерного  поста заносим в табл. 1.1. По полученным значениям гидрологических характеристик  опорного водомерного поста определяют гидрологические характеристики реки в расчетных лимитирующих створах  и в створе передерживающей запани.

Среднегодовые расходы воды 50- и 90- процентной обеспеченности в расчетных  створах определяют по формуле:

Q_р.с.=Q_оп*F_р.с./F_оп.

где Q_оп – среднегодовой расход расчетной обеспеченности в опорном створе;

F_р.с. и F_оп – площади водосбора реки в расчетном и опорном створах, устанавливают по графику.

 

F_оп=2100 км²; F_л.с.1=1850 км²; F_л.с.2=680 км²; F_зап = 1690 км²;

 

Q_р.с.90%=11,81 *2100/2100=11,81 м³/с – водомерный пост

Q_{р.с. 90%}=11,81 *1850/2100=10,40 м³/с – расчетный створ №1

Q_{р.с. 90%}=11,81 *680/2100=3,82 м³/с – расчетный створ №2

Q_{р.с. 90%}=11,81 *1690/2100=9,5 м³/с – запань

 

Q_{р.с. 50%}=17,35 *1850/2100=15,28 м³/с – расчетный створ №1

Q_{р.с. 50%}=17,35 *680/2100=5,62 м³/с – расчетный створ №2

Q_{р.с. 50%}=17,35 *1690/2100=13,96 м³/с – запань.

 

Q_{р.с. 10%}=24,51 *1850/2100=21,59 м³/с – расчетный створ №1

Q_{р.с. 10%}=24,51 *680/2100=7,94м³/с – расчетный створ №2

Q_{р.с. 10%}=24,51 *1690/2100=19,72 м³/с – запань

 

Далее вычисляют среднедекадные расходы воды 50-процентной и 90-процентной обеспеченности по зависимости:

Q_дек.ср.=Q_р.с.*k_дек

 

Лимитирующий  створ №1.

90% обеспеченности                                     50% обеспеченности

апрель  III   Q_дек.ср.=10,40 *2,5=26м³/с;        Q_дек.ср.= 15,28 *2,5=38,2м³/с

май I           Q_дек.ср.=10,40 *4,6=47,8 м³/с      Q_дек.ср.= 15,28 *4,6=70,29 м³/с

май II          Q_дек.ср.=10,40 *8,7=90,48 м³/с    Q_дек.ср.= 15,28 *8,7=132,94 м³/с

май III         Q_дек.ср.=10,40 *4,4=45,76 м³/с    Q_дек.ср.= 15,28 *4,4=67,23 м³/с

июнь  I         Q_дек.ср.=10,40 *2,5=26 м³/с        Q_дек.ср.= 15,28 *2,5=38,2 м³/с

июнь  II        Q_дек.ср.=10,40 *1,1=11,44 м³/с    Q_дек.ср.= 15,28 *1,1=16,81 м³/с

июнь  III       Q_дек.ср.=10,40 *0,9=9,36 м³/с     Q_дек.ср.= 15,28 *0,9=13,75 м³/с

 

10% обеспеченности

апрель  III   Q_дек.ср.= 21,59 *2,5=53,96 м³/с;

май I           Q_дек.ср.= 21,59 *4,6=99,31 м³/с

май II          Q_дек.ср.= 21,59 *8,7=187,83 м³/с

май III         Q_дек.ср.= 21,59 *4,4=94,99 м³/с

июнь  I         Q_дек.ср.= 21,59 *2,5=43,18 м³/с

июнь  II        Q_дек.ср.= 21,59 *1,1=23,75 м³/с

июнь  III       Q_дек.ср.= 21,59 *0,9=19,43 м³/с

 

Лимитирующий  створ №2.

90% обеспеченности                                      50% обеспеченности

апрель  III   Q_дек.ср.= 3,82 *2,5=9,55 м³/с;     Q_дек.ср.= 5,62 *2,5=11,24м³/с

май I           Q_дек.ср.=3,82*4,6=17,57 м³/с        Q_дек.ср.=5,62*4,6=25,85 м³/с

май II          Q_дек.ср.=3,82 *8,7=33,23 м³/с      Q_дек.ср.=5,62*8,7=48,89 м³/с

май III         Q_дек.ср.=3,82*4,4=16,8 м³/с        Q_дек.ср.=5,62*4,4=24,73 м³/с

июнь  I         Q_дек.ср.=3,82*2,5=9,55 м³/с         Q_дек.ср.=5,62*2,5=11,24 м³/с

июнь  II        Q_дек.ср.=3,82*1,1=4,2 м³/с          Q_дек.ср.=5,62*1,1=6,18 м³/с

июнь  III       Q_дек.ср.=3,82*0,9=3,4 м³/с          Q_дек.ср.=5,62*0,9=5,03 м³/с

 

 

 

 

10% обеспеченности

апрель  III   Q_дек.ср.= 7,94*2,5=19,85 м³/с;

май I           Q_дек.ср.= 7,94*4,6=36,52 м³/с

май II          Q_дек.ср.= 7,94*8,7=69,08 м³/с

май III         Q_дек.ср.= 7,94*4,4=34,94 м³/с

июнь  I         Q_дек.ср.= 7,94*2,5=19,85 м³/с

июнь  II        Q_дек.ср.= 7,94*1,1=8,73 м³/с

июнь  III       Q_дек.ср.= 7,94*0,9=7,15 м³/с

 

Запань.

90% обеспеченности                                      50% обеспеченности

апрель  III   Q_дек.ср.= 9,5 *2,5=23,75 м³/с;      Q_дек.ср.= 13,96 *2,5=34.9 м³/с

май I           Q_дек.ср.= 9,5 *4,6=43,7 м³/с       Q_дек.ср.= 13,96 *4,6=64,23 м³/с

май II          Q_дек.ср.= 9,5 *8,7=82,65 м³/с       Q_дек.ср.= 13,96 *8,7=121,45 м³/с

май III         Q_дек.ср.= 9,5 *4,4=41.8 м³/с       Q_дек.ср.= 13,96 *4,4=61,42 м³/с

июнь  I         Q_дек.ср.= 9,5 *2,5=23,75 м³/с       Q_дек.ср.= 13,96 *2,5=34,9 м³/с

июнь  II        Q_дек.ср.= 9,5 *1,1=10,45 м³/с         Q_дек.ср.= 13,96 *1,1=15,36 м³/с

июнь  III       Q_дек.ср.= 9,5 *0,9=8,55 м³/с         Q_дек.ср.= 13,96 *0,9=12,56 м³/с

 

 

Опорный водомерный пост

 

90% обеспеченности

апрель  III   Q_дек.ср.= 11,81 *2,5=29,53 м³/с;

май I           Q_дек.ср.= 11,81 *4,6=54,33 м³/с

май II          Q_дек.ср.= 11,81 *8,7=102,75 м³/с

май III         Q_дек.ср.= 11,81 *4.4=51,96 м³/с

июнь  I         Q_дек.ср.= 11,81 *2,5=29,53 м³/с

июнь  II        Q_дек.ср.= 11,81 *1,1=12,99 м³/с

июнь  III       Q_дек.ср.= 11,81 *0,9=10,63 м³/с

 

 

Все результаты гидрологических расчетов в расчетных створах записывают в таблицу 1.3., по ним для всех расчетных  створов строят гидрограф – кривую зависимость Q=f(Т) (рис.1.4, рис.1.5, рис.1.6, рис. 1.7)

 

 

 

Таблица 1.3.

Значения  гидрологических характеристик  расчетных лимитирующих створов  и створа запани.

№ п.п.	Характеристики	Значения характеристик
		Опорный водомерный пост 90% обеспеченности	Для лимитирующих створов 90% обеспеченности		Для створа запани при проценте обеспеченности
			№1	№2	10	50
1.	Площадь водосбора  реки, км2	2100	1850	680	1690	1690
2.	Среднегодовой расход воды расчетной обеспеченности, м3/с	11,81	10,40	3,82	24,51	17,35
3.	Среднедекадные расходы воды, м3/с:
	апрель III	29,53	26	9,55	649,23	61,42
	май I	54,33	47,8	17,57	1194,58	121,45
	май II	102,75	90,48	33,23	2259,3	64,23
	май III	51,96	45,76	16,8	1142,64	34.9
	июнь I	29,53	26	9,55	649,26	34,9
	июнь II	12,99	11,44	4,2	285,66	15,36
	июнь III	10,63	9,36	3,4	233,72	12,56