Речное хозяйство (р. Мура) - рефераты, скачать рефераты, бесплатно рефераты

Речное хозяйство (р. Мура)

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Федеральное государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

ИРКУТСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

КАФЕДРА ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВА

Расчетно-графическая работа

ПО ДИСЦИПЛИНЕ "ГИДРОЛОГИЯ"

Выполнил: студент третьего курса

заочного отделения агрономического ф-та

специальность: землеустройство

Шифр 06404

Кобелева М.А.

Проверил: д. т. н. профессор Иваньо Я.М.

Иркутск 2008

Содержание

Введение

1. Характеристики водности рек
Выводы
2. Расчеты испарения
2.1 Определение испарения с малого водоема при отсутствии данных наблюдений
2.2 Определение испарения с суши с помощью карты изолиний испарения
2.3 Определение испарения с суши по уравнению связи теплового и водного балансов
3. Вычисление расхода воды аналитическим способом
4. Расчёт годового стока
Заключение
Список использованной литературы

Введение
Значение гидрологии, гидрометрии и регулирования стока определяется главными задачами водного хозяйства как отрасли науки и техники, охватывающей учет, изучение, использование, охрану водных ресурсов, а также борьбу с вредным действием вод.

Гидрология - это наука, изучающая гидросферу, включая океаны и моря, реки, озера, болота, почвенные и грунтовые воды, снег и ледники, влагу атмосферы, а также ее свойства и протекающие в ней процессы и явления во взаимосвязи с атмосферой, литосферой (земной корой) и биосферой.

Вода - основная среда, обеспечивающая обмен веществ и развитие организмов. С древнейших времен жизнь человека и развитие культуры связаны с водой. Она широко используется в промышленности, энергетике, сельском и рыбном хозяйстве, в медицине и т.д. Вода - объект изучения физики, химии, механики и других наук.

Гидрология тесно связана с метеорологией - наукой об атмосфере и происходящих в ней процессах, и в первую очередь с той ее частью, которая исследует влагооборот и испарение с поверхности воды. Взаимосвязь гидросферы с литосферой наиболее отчетливо проявляется в процессах формирования земной поверхности под влиянием деятельности воды. В свою очередь, рельеф земной поверхности оказывает существенное влияние на образование водных потоков. Поэтому гидрология имеет много общего с геоморфологией - наукой, изучающей закономерности возникновения и развития форм земной поверхности.

Раздел гидрологии, изучающий поверхностные воды, называется гидрологией суши или континентальной гидрологией. Раздел гидрологии по изучению воды океанов и морей называют гидрологией океанов и морей или океанологией.

Гидрология грунтовых (подземных) вод называется гидрогеологией. В гидрологию входят те разделы гидрогеологии, которые изучают взаимодействие поверхностных и подземных вод, питание рек грунтовыми водами и др. Разделы гидрогеологии, изучающие способы поиска и добычи грунтовых вод, их взаимодействие с горными породами, относят к геологии.

Различают гидрологию рек (речная гидрология, или потамология), озер (лимнология), болот (тельматология), водохранилищ, ледников (гляциология). Речная гидрология и речная гидравлика, изучающие движение воды в речных руслах и их формирование, дополняют друг друга. Речную гидравлику можно рассматривать как раздел гидрологии суши и как раздел гидравлики.

Гидрология, занимающаяся решение различных инженерных задач (в гидротехнике, гидромелиорации, гидроэнергетике, водоснабжении, строительстве мостов, автомобильных и железнодорожных дорог и т.д.) называется инженерной.

В результате широкого применения в гидрологии теории вероятностных процессов сформировалась стохастическая гидрология.

Гидрометрия - это наука о методах и средствах определения величин, характеризующих движение и состояние жидкости и режим водных объектов. В задачу гидрометрии входят определения: уровней, глубин, рельефа дна и свободной поверхности потока; напоров и давлений; скоростей и направлений течения жидкости, пульсаций скоростей и давлений; параметров волн; гидравлических уклонов; расходов жидкости; мутности потока; расходов наносов и пульпы; элементов термического и ледового режимов потоков.

Регулирование речного стока - это наука о перераспределении (увеличение или уменьшение) во времени объемов речного стока в замыкающем створе реки по сравнению с ходом поступления воды на поверхность водосбора.

1. Характеристики водности рек
Цель занятия - изучить и определить основные характеристики речного бассейна, связанные с ее гидрологическим режимом.

Задачи: освоить основные понятия гидрологических характеристик бассейна реки; изучить основные характеристики, отображающие водный режим реки. Исходные данные: река и пункт наблюдений (р. Мура - п. Ирба); площадь водосбора (F=9320 км2); расход воды (Q=24,3 м3/с); высота годового слоя осадков (x=405 мм).

Требуется: вычислить модуль стока (q, л/с•км2); определить высоту слоя стока (y, мм); рассчитать объем годового стока (V, км3); найти коэффициент стока (з). Порядок выполнения работы:

Река Мура впадает в Ангару, являясь её левым притоком. Площадь водосбора - 9320 км2. Высший уровень воды за год - 537 см, низший - 209 см, средний уровень воды за год - 388 см. Наибольший расход воды за год 33,9 м3/сек, наименьший - 13,1 м3/сек, средний расход воды за год - 23,7 м3/сек. Годовой слой стока - 81 мм. Средняя продолжительность половодья 55 суток, за это время стекает 84% от годового стока вод. Паводок длится 13 суток. Наивысшая температура воды в году 21,9єС приходится на 17 июля. С первой декады ноября по последнюю декаду апреля река находится под ледяным покровом, толщина которого достигает 112 см.

Модуль стока:

Слой стока:

Объём стока:

Коэффициент стока:

Выводы

В 4 варианте дана р. Мура в пункте наблюдения Ирба. Имея данные: площадь водосбора - 9320 км2, расход воды - 24,3 м3/сек, высота годового слоя осадков - 405 мм, мы получили следующие характеристики водности рек: модуль стока - 2,61 л/с•км2; высота слоя стока - 82,22 мм; объем годового стока - 0,77 м3; коэффициент стока - 0, 203.

Последний показатель отражает, в районе с какой влажностью находится пункт наблюдения, в данном случае с. Ирба. Исходя из полученных данных можно сказать, что район относится к засушливым, так как в таких районах коэффициент стока уменьшается до нуля, а в районах избыточного увлажнения возрастает до 0,7. В данном случае =0, 203.

2. Расчеты испарения
Цель - рассчитать испарение с поверхности воды и с поверхности суши различными методами.

Задача - определить испарение:

1) с малого водоема при отсутствии данных наблюдений.

2) с суши с помощью карты изолиний испарения.

3) с суши по уравнению связи водного и теплового балансов.

2.1 Определение испарения с малого водоема при отсутствии данных наблюдений
Исходные данные: площадь водоема, расположенного вблизи г. Иркутска S = 4,5 км2, средняя глубина H= 3,0 м, средняя длина разгона воздушного потока D = 4,5 км, средняя высота препятствий на берегу h= 12 м.

Требуется: вычислить среднемноголетнее испарение.

Порядок выполнения.

Среднемноголетнее испарение с малых водоемов, расположенных в равнинных условиях определяют по выражению:

где - среднемноголетнее испарение с эталонного бассейна площадью 20 м2, мм;

кн, кз, кї - поправочные коэффициенты соответственно на глубину водоема, на защищенность водоема от ветра древесной растительностью, строениями, крутыми берегами и другими препятствиями, а также на площадь водоема.

Среднемноголетнее испарение с бассейна площадью 20 м2 находят на карте изолиний. Так, для Муры Е20 = 350 мм.

Поправочный коэффициент на глубину водоема находят в зависимости от местоположения водоема и средней глубины. Для р. Мура, расположенной в лесостепной зоне, при = 3,0 м, кн = 0,995.

Поправочный коэффициент кз определяют в зависимости от отношения средней высоты (м) препятствий hр к средней длине (м) разгона воздушного потока D, следовательно,

; К= 0,98

Поправочный коэффициент на площадь водоема кї для лесостепной зоны при Щ = 4,5 км2 равен 1,25.

Находим среднемноголетнее испарение:

Ев = 350•0,995•0,98•1,25 = 427 мм

2.2 Определение испарения с суши с помощью карты изолиний испарения
Исходные данные: карта среднегодового слоя испарения с суши.

Требуется: определить среднемноголетнее годовое испарение.

Порядок выполнения.

По карте находим расположение Иркутского района и замечаем, что изолиния проходит на отметке 350 мм. Следовательно, для Иркутского района среднемноголетнее годовое испарение (норма) равно 350мм.

2.3 Определение испарения с суши по уравнению связи теплового и водного балансов
Исходные данные: среднемноголетний слой осадков х = 405 мм, радиационный баланс R = 120 кДж/см2, сумма среднемесячных положительных температур воздуха за год равна 54,3.

Требуется: определить среднемноголетнее годовое испарение.

Порядок выполнения.

1. По номограмме находим, что при х = 405 мм и R = 120 кДж/см2 среднемноголетний слой испарения Ес = 320 мм.

2. Для расчета испарения используют уравнение В.С. Мезенцева, которое имеет следующий вид:

где - максимально возможное испарение, мм;

- общее увлажнение, мм;

- параметр, учитывающий гидравлические условия стока.

3. Для определения максимально возможного испарения используем формулу И.В. Карнацевича:

Где Уt - сумма среднемесячных положительных температур воздуха за год.

мм

4. Находим испарение для Ирбы

мм

Вывод: данные расчеты испарения приобретают важное значение в связи с оценкой водного баланса. В результате расчетов получили:

среднемноголетнее испарение с поверхности воды Ев = 427 мм;

среднемноголетнее испарение с поверхности суши Ес = 320 мм.

3. Вычисление расхода воды аналитическим способом
Цель - найти основные гидрометрические характеристики реки.

Задача: вычислить расход воды.

Исходные данные: выписка из книжки для записи измерения расхода воды на реке.

Требуется: найти ширину реки (В, м); найти среднюю скорость реки (, м/с); найти максимальную глубину (hmax, м); найти среднюю глубину (, м); найти расход воды (Q, м3/сек); найти смоченный периметр (ш, м); найти гидравлический радиус (R, м); найти максимальную скорость реки (Vmax, м/сек); найти площадь живого сечения (щ, м2).

Порядок выполнения работы.

Таблица. Вычисление расхода воды аналитическим способом

№ вертикалей	Расстояние от постоянного начала, м	Глубина, м	Расстояние между промерными вертикалями	Площадь живого сечения, м2	Средняя скорость, м/c	Расход воды между скоростными вертикалями
Промерных	Скоростных		Средняя	между промерными вертикалями		между промерными вертикалями	между скоростными вертикалями	на вертикали	между скоростными вертикалями
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Урез пб		2	0
				0,39	2	0,78
1		4	0,78				3,44		0,39	1,35
				1,33	2	2,66
2	I	6	1,88
				2,09	2	4,18		0,56
3		8	2,3
				2,37	2	4,74	14,01		0,65	9,04
4		10	2,44
				2,55	2	5,09
5	II	12	2,65
				2,44	2	4,87		0,73
6		14	2,22				9,16		0,70	6,41
				2,15	2	4,29
7	III	16	2,07
				1,99	2	3,97		0,67
8		18	1,9
				1,78	2	3,55	11,40		0,47	5,35
9		20	1,65
				0,83	4,7	3,88
Урез лб		24,7	0					0,0
						38,01	38,01			22,14

Столбцы 1, 2, 3, 4, 9 - известны.

Столбец 5 - глубина между промерными вертикалями - среднее значение между средними глубинами на урезе правого берега и первой промерной вертикалью и так далее.

Столбец 7 - площадь между промерными вертикалями - произведение столбца 5 - глубина между промерными вертикалями, и столбца 6 - расстояние между промерными вертикалями.

Столбец 8 - площадь между скоростными вертикалями - сумма площадей между соответствующими промерными вертикалями. Общая площадь водного сечения получена как сумма частичных площадей между промерными или скоростными вертикалями.

Столбец 10 - скорость между скоростными вертикалями - между урезами воды и первой или последней промерной вертикалью это произведение средней скорости на вертикали и коэффициента 0,7; между остальными скоростными вертикалями - их среднее значение.

Столбец 11 - расход воды между скоростными вертикалями -произведение значений столбца 8 - площадь сечения между скоростными вертикалями, и столбца 10 - средняя скорость между скоростными вертикалями. Общий расход определяется как сумма всех расходов между скоростными вертикалями. Ширина реки - расстояние между геодезическим прибором и урезом левого берега вычесть расстояние между геодезическим прибором и урезом правого берега:

В = 24,7 м - 2 м = 22,7 м

Средняя скорость реки определяется по формуле:

Среднюю глубину реки находим с помощью выражения:

Смоченный периметр - ломаная линия по дну реки. Смоченный периметр всегда больше ширины реки (Ш>В).

В нашем случае: ш1=2,15 м, ш2=2,28 м, ш3=2,04 м, ш4=2,00 м, ш5=2,01 м, ш6=2,05 м, ш7=2,01 м, ш8=2,01 м, ш9=2,02 м, ш10=4,98 м