Главная страница Случайная страница
Разделы сайта
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Определение расходов воды и соответствующих им уровней заданной вероятности превышения
|
|
Основные гидрологические характеристики водотоков, в том числе расход и горизонт воды - величины случайные. Их определяют методами математической статистики, опираясь на известный закон распределения. Установлено, что эти характеристики подчиняются трехпараметрическому закону распределения вероятностей.
Требуемые значения вероятностей превышения устанавливаются нормами проектирования сооружений.
Размер отверстия водопропускного сооружения определяется по расчетным расходам, а проверка сохранности его, а также расчет отметки бровки пойменных насыпей и незатопляемых регуляционных сооружений осуществляется по наибольшим расходам.
Определение расходов и соответствующих им уровней воды заданной вероятности превышения производится по кривой распределения вероятностей, для построения которой нужен статистический ряд многолетних наблюдений за расходами. В курсовом проекте таким статистическим рядом являются расходы, соответствующие уровням воды, наблюдаемым на водотоке в месте мостового перехода за 15 лет.
Отметки уровня воды за 15 лет наблюдения в месте мостового перехода уже известны. Расходы, соответствующие уровням УВВ (см.табл.4), определяются по графику зависимости Q =• f(H).
Значение эмпирической вероятности превышения для каждого члена ряда, определенное по формуле
где т — порядковый номер члена ряда, расположенного по убывающей;
п — число наблюдений (в нашем случае п= 15).
Таблица 6
| № пп | Порядковый номер года наблюдения за УВВ | Отметки УВВ | Расход Q, м3/с | Эмпирическая вероятность р,, % | Модульный коэффициент kj | (Кi-1)2 |
| 291, 85 | 1, 88 | 0, 774 | ||||
| 291, 82 | 1, 83 | 0, 688 | ||||
| 291, 38 | 1, 61 | 0, 372 | ||||
| 290, 73 | 1, 17 | 0, 028 | ||||
| 290, 41 | 1, 06 | 0.004 | ||||
| 290, 4 | 1, 05 | 0.003 | ||||
| 290, 29 | 1, 02 | 0, 001 | ||||
| 290, 12 | 0, 95 | 0, 003 | ||||
| 290, 03 | 0, 91 | 0, 008 | ||||
| 289, 88 | 0, 88 | 0, 014 | ||||
| 289, 38 | 0, 76 | 0, 057 | ||||
| 288, 87 | 0, 56 | 0, 193 | ||||
| 288, 7 | 0, 51 | 0, 240 | ||||
| 288, 45 | 0, 44 | 0, 435 | ||||
| 287, 79 | 0, 33 | 0, 592 |
Первый параметр случайной величины Q – среднеарифметическое значение расхода воды - определяется по формуле
где 
- сумма годовых максимальных расходов за все годы
наблюдений.
В методике по определению гидрологических характеристик для удобства расчетов используется безразмерная величина - отношение наблюдаемого годового максимального расхода к среднеарифметическому -так называемый модульный коэффициент Кi:
Вторым-параметром случайной величины Q является коэффициент вариации (коэффициент рассеивания), характеризующий среднеквадратичное отклонение членов ряда, определяемый по формуле:
= 
Задаваясь соотношениями величин Сs/ Сv. (в примере Сs / Сv = 2 и Cs / Cv = 4), находят ординаты теоретических интегральных-кривых распределения вероятностей Кр, и вычисляют теоретические расходы QT по формуле
Результаты вычислений сводятся в таблицу (табл. 7).
Таблица 7
| р, % | Сs/Сv. = 2 | Сs/Сv = 4 | ||
| К p | Qт | К p | QT | |
| 0, 1 | 3, 27 | 44658, 4 | 4, 15 | 56676, 5 |
| 0, 3 | 2, 91 | 39741, 9 | 3, 44 | 46980, 1 |
| 0, 5 | 2, 74 | 37420, 2 | 3, 13 | 42746, 4 |
| 2, 51 | 34279, 1 | 2, 75 | 37556, 7 | |
| 2, 13 | 29089, 4 | 2, 18 | 29772, 3 | |
| 1, 94 | 26494, 6 | 1, 94 | 26494, 6 | |
| 1, 67 | 22807, 19 | 1, 62 | 22124, 3 | |
| 1, 38 | 18846, 6 | 1, 31 | 17890, 7 | |
| 1, 19 | 16251, 8 | 1, 13 | 15432, 4 | |
| 1, 04 | 14203, 3 | 1, 00 | ||
| 0, 92 | 12564, 4 | 0, 89 | 11335, 3 | |
| 0, 80 | 10925, 6 | 0, 79 | 10379, 3 | |
| 0, 69 | 9423, 3 | 0, 70 | 9559, 9 | |
| 0, 57 | 7784, 5 | 0, 61 | 8330, 77 | |
| 0, 44 | 6009, 1 | 0, 51 | 6965, 1 | |
| 0, 34 | 4643, 4 | 0, 44 | 6009, 1 | |
| 0, 29 | 3960, 5 | 0, 40 | 5462, 8 | |
| 0, 21 | 2867, 9 | 0, 34 | 4643, 4 |
Далее на специальную клетчатку вероятности (рис. 6) наносят точки с координатами (р, qT) и получают теоретические кривые распределения 
.
На эту же клетчатку вероятностей наносят эмпирические точки с координатами (p, q). Для дальнейшего рассмотрения принимается Сs/Сv. = 2 теоретическая кривая распределения вероятностей, которая имеет наименьшее отклонение от эмпирических точек.
Пользуясь теоретической кривой распределения вероятностей, можно определить максимальные годовые расходы на водотоке Q любой вероятности превышения, а по графику определить соответствующий данному расходу уровень УВВ.
Расчетный расход определяется с вероятностью превышения 1%, а наибольший - с вероятностью превышения 0, 33%. 
Таблица 7
| Значения | Вероятность 1% | Вероятность 0, 33% | ||||||
| Весь поток | Главное русло | Правая пойма | Левая пойма | Весь поток | Главное русло | Правая пойма | Левая пойма | |
| УВВ | Расчетный (РУВВ)=294, 90 | Наибольший (НУВВ)=295, 3 | ||||||
Расход Q, 
| ||||||||
Средняя скорость  м/с
| - | 4, 2 | 2, 8 | 2, 3 | - | 4, 3 | 2, 9 | 2, 4 |
Площадь  
| ||||||||
Контроль 
| - | 4, 1 | 2, 3 | - | 4, 2 | 2, 8 | 2, 3 | |
| Ширина участка морфоствора b, м |
Таким образом, отверстие мостового перехода рассчитывается на безопасный пропуск расчетного расхода 
при РУВВ=294.90 м., а высота пойменных насыпей и струенаправляющих дамб определяется с учетом подъема воды до отметки НУВВ= 295.3 (
)
|
|