Упражнение № 1.1.1. Оценка эмпирической и теоретической обеспеченности уровней воды при наличии данных наблюдений

Цель работы:

Закрепить знания по разделам «Стадии жизненного цикла систем и сооружений природообустройства и водопользования» и «Целевое назначение и требования по эксплуатации систем и сооружений природообустройства и водопользования» курса «Эксплуатация систем и сооружений природообустройства и водопользования». Научиться проводить вероятностный анализ надёжности напорных гидротехнических сооружений, в частности – расчёт максимальных расходов и уровней воды заданной обеспеченности.

Исходные данные:

1) данные о наблюдённых максимальных уровнях и расходах воды реки Томь в Томске (табл. 1.1.3); «ноль» графика поста – 69,98 м в Балтийской системе высот;

2) варианты обеспеченности расходов и уровней воды (табл. 1.1.4);

3) ординаты кривых трехпараметрического гамма-распределения (Крицкого–Менкеля) и нормированные отклонения от среднего значения ординат распределения Пирсона III типа приведены в [Савичев, 2011], либо в других источниках.

Таблица 1.1.3

Максимальные расходы и уровни воды реки Томь в Томске (гидроствор)

Таблица 1.1.4. Варианты обеспеченностей расходов и уровней воды

Задание к работе: согласно выбранному варианту:

1) определить расходы и уровни воды по эмпирической кривой обеспеченности (наибольшее приближение к заданной обеспеченности по варианту); расчёт кривых выполнить по формуле 1.1.1;

2) определить расходы и уровни воды по теоретической кривой обеспеченности (трехпараметрического гамма-распределения (Крицкого–Менкеля) и распределения Пирсона III типа).

Ход выполнения работы:

1) ознакомиться с теоретической частью и дополнительной литературой;

2) отдельно для расходов и уровней воды проранжировать данные табл. 1.1.3 по убыванию рассматриваемой гидрологической величины;

3) определить эмпирическую обеспеченность рассматриваемой гидрологической величины по формуле 1.1.1;

4) найти значение рассматриваемой гидрологической величины с обеспеченностью, значение которой наиболее близко к заданной обеспеченности по варианту;

5) определить статистические параметры распределения по формулам 1.1.2-1.1.8;

6) пользуясь специальными таблицами (например, приведёнными в [Савичев, 2011]), определить расчётные расходы и уровни воды; расчётные уровни воды привести в м БС;

7) оформить практическую работу на листах формата А4 в последовательности, указанной в упражнении (цель, дано, задание к работе, ход выполнения, включая расчётные формулы и результаты расчёта, результаты работы с анализом сопоставимости данных, полученных по эмпирической и теоретической кривым); на лицевой странице указать полное название ВУЗа, подразделения, ФИО исполнителя, ФИО преподавателя, название и номер практической работы, город, год; поставить подпись.

Дополнительная литература:

1. Савичев О.Г. Гидрология, метеорология и климатология: гидрологические расчёты: учебное пособие. – Томск: Изд-во Томск. политехн. ун-та, 2011. – 224 с.

2. СП 33-101-2003. Определение основных гидрологических характеристик. – М.: Госстрой России, 2004. – 72 с.

3. СНиП 33-01-2003. Гидротехнические сооружения. Основные положения. – М.: Госстрой России, 2006. – 26 с.