 |
Определение характеристик водосбора и объема стока
|
|
|
|
Гидротехнические
мелиорации
Методические указания к выполнению практических занятий
для студентов очного и заочного обучения по направлению
656200 – «Лесное хозяйство и ландшафтное строительство»
Часть I. Гидрология, гидрометрия, гидравлика
Брянск 2011
УДК 630 651.78 (075)
Шошин, В.И., Прутской, А.В. Гидротехнические мелиорации (Часть I. Гидрология, гидрометрия, гидравлика): методические указания к выполнению практических занятий / В.И. Шошин, А.В. Прутской. – Брянск: БГИТА, 2011. – 26 с.
Методические указания позволяют студентам ЛХФ усвоить основные разделы курса ГТМ и получить практические навыки при выполнении необходимых расчетов.
Рецензент: проф. Ткаченко А.Н. (БГИТА)
Рекомендованы учебно-методической комиссией лесохозяйственного факультета
Протокол № ____от _________________________ 2011г.
Дисциплина «Гидротехнические мелиорации» изучается студентами лесохозяйственного факультета и включает в себя такие разделы как «Гидрология», «Гидрометрия», «Гидравлика», «Осушение», «Орошение», «Водоснабжение и гидротехнические сооружения».
Методические указания (состоящие из трех частей) разработаны с целью помочь студентам лучше усвоить основные разделы курса ГТМ и получить практические навыки при выполнении необходимых расчетов.
При изучении «Гидрологии, гидрометрии, гидравлики» каждый студент получает индивидуальное задание по вариантам с последующей рейтинговой оценкой знаний.
Определение характеристик водосбора и объема стока
Цель занятия — закрепить теоретические знания по основным показателям водосборов бассейнов и характеристикам стока.
|
|
|
Материальное обеспечениезанятий: топографические карты, карты стока.
Площадь, с которой стекает вода по поверхности и в толще горных пород в водоток (реку, ручей, канал), называется водосборной площадью (водосбором), Границей поверхностного водосбора служит водораздельная линия, проходящая по наиболее высоким отметкам поверхности.
Водосборы характеризуются физико-географическими и морфологическими показателями. Из морфологических показателей водосбора наиболее часто используют: площадь (А, км2), длину (L, км), среднюю ширину (В, км), средний уклон склонов (Jск, °/°°), среднюю высоту (Нв).
Водоток водосбора характеризуют длиной, уклоном, гидравлическими параметрами потока.
Площадь водосбора, его длина, ширина устанавливаются по топографическим картам.
Средний уклон склона определяется по формуле:
Jв=[0.5(l0 + ln) + l1 + l2 +... + ln-1]Dh / А, (1.1)
где Dh — сечение горизонталей, м;
A — площадь, км2;
l — длина горизонталей, км.
Средняя высота водосбора над уровнем моря определяется по формуле:
Hв = (f1h1 + f2h2 +... + fnhn)/A, (1.2)
где f1, f2,..., fn — частные площади, заложенные между горизонталями;
h1, h2,..., hn — средние высоты, заключенные между горизонталями, м.
К физико-географическим характеристикам водосбора, наиболее влияющим на сток, относят географическое положение, климатические условия, геологическое строение и почвы бассейна, растительный покров, озерность, заболоченность, хозяйственную деятельность человека. Данные по указанным характеристикам получают в процессе изысканий.
Относительная лесистость (залесенность) водосбора (%) определяется отношением лесной площади к общей площади водосбора (за исключением площади лесов на болотах).
Средневзвешенная озерность определяется по формуле:
Аоз = 
(100 Si Ai / A) %, (1.3)
где Si — площадь зеркала озера, км2;
Ai — площадь водосбора озера, км2.
Закарстованность (Ак, %), распаханность (Ап, %) водосборов определяют отношением площадей, подвергнутых указанным воздействиям, к общей площади водосбора.
|
|
|
Для характеристики почвогрунтов, слагающих поверхность водосбора, применяют шкалу из пяти граф по механическому составу: глинистые, суглинистые, песчаные, супесчаные и каменистые, а типы почв увязывают с рекомендациями СП 33-101-2003 (глеево-подзолистые на плотных породах, глеево-болотные оглеенные, подзолистые, серые лесные и др.)
Гидрографические характеристики водотока и водосбора определяются по новейшим топографическим картам, масштабы которых зависят от размеров водотока и водосбора. При площади водосбора менее 10 км2 для слабо расчлененных районов используют топографические карты М 1: 10 000 в соответствии с “Руководством по определению гидрографических характеристик картометрическим способом”. Остальные показатели устанавливаются на основании проведенных специальных изысканий.
Стоком называется движение воды по поверхности и в толще горных пород в процессе ее круговорота. Выделяют поверхностный и внутрипочвенный сток. Поверхностный сток делят в свою очередь на склоновый, русловой и речной. Для выражения интенсивности и количества стока используют основные гидрологические характеристики: расход воды (Q, м3/с), объем стока (V, м3), модуль стока (q, л/с*км2), слой стока (h, мм), а также коэффициент стока (h) и модульный коэффициент (К).
Зная отдельные характеристики стока, можно определить, и другие (таблица 1).
Таблица 1 - Соотношение между основными характеристиками стока
| Характеристики | Q,м3/с | q,л/с*км2 | h, мм | V, м3 |
| Q | — | 10-3·q·A | 103·h·A·t-1 | V·t-1 |
| q | Q·A-1 ·103 | — | h·t-1·106 | V·A-1·t-1·103 |
| h | Q·t·A-1 ·10-3 | q·t·10-6 | — | V·A-1·10-3 |
| V | Q·t | q·A·t·10-3 | 103·h·A | — |
При определении нормы стока приходится учитывать степень разрушения водотоком различных водоносных горизонтов. Среднемноголетний сток замкнутых водосборов (поверхностный и подземный водосбросы совпадают) зависит от осадков и испарения (Р и Е), а для висячих водосборов еще и от ряда других факторов, определяющих:
а) характер и размеры перераспределения климатического стока (Р и Е) на поверхностный и подземный (крутизна склонов, инфильтрационные свойства почвогрунтов, расчлененность рельефа, развитие гидрографической сети, растительность и др.);
|
|
|
б) степени дренированности водоносных горизонтов (глубина их залегания и расположения, характер водообмена верхних и нижних горизонтов).
В расчетах среднемноголетнего стока в нормы стока, снятые с карт, вводят поправки, учитывающие особенности водосбора (площади водосброса, рельеф, почвы, влияние леса, растительности, влияние озер, болот, физико-географических факторов).
|
|
|
