Методические указания для выполнения задания

Задание

Построить номограмму для определения объема стока талых вод в зависимости от высоты снеговой линии и температуры воздуха

Исходные материалы

Гипсографическая характеристика бассейна р.Тубы выше ст. Бугуртак (табл. 1, графы 1 и 5), высота опорной ст. Ташып 400 м., вертикальный градиент температуры воздуха (g_Q) на 100 м, коэффициент стаивания (а, мм/(^оС сут)), коэффициент стока (h), площадь бассейна р. Тубы выше ст. Бугуртак – 30300 км².

Методические указания для выполнения задания

Расчет расхода талых вод выполняется по температуре воздуха и высоте снеговой линии на основе предварительно простроенного графика:

Q = f (H, Q)

где Q – расход реки, сформированный талыми водами (м³/с); Н – высота сезонной снеговой линии (м. абс.); Q - температура воздуха (^оС).

График Q = f (H₁, Q) строим, используя формулу:

(1)

где k – коэффициент размерности (k=0,012); h - коэффициент стока; а – коэффициент стаивания; f_i – площадь i-й высотной зоны, лежащей в пределах территории, охваченной таянием, в долях от всей площади бассейна F; Q_оп – температура воздуха на опорной метеорологической станции; Н_оп – высота этой станции; - средняя высота i-й высотной зоны; Н₁ – нижняя граница снеготаяния, т.е. высота снеговой линии; Н₂ – верхняя граница снеготаяния (высота нулевой изотермы).

Для составления графика принимают постоянные значения коэффициентов стока и стаивания, а также вертикального градиента температуры воздуха. Для районов, где эти значения нельзя принять постоянными, необходимо построение серии графиков Q_n = f (H, Q) при различных значениях а, g_Q и h.

1. Разработка методики

А. Рассчитываем среднюю высоту каждой высотной зоны (табл. 1, графа 2) и находим ее превышение над высотой опорной метеорологической станции (графа 4).

Б. Задаемся температурами воздуха на высоте опорной станции Н_оп таким образом, чтобы нулевая изотерма проходила по верхней границе высотных зон Н_i. Эти значения температуры определяем из формулы:

Подставляя сюда границы зон H_i, т.е. 400, 500, 1000 м. и т.д., получаем искомые значения температуры воздуха на высоте опорной станции 0; 0,5; 3,0 и т.д.

В. Находим температуру воздуха для каждой высотной зоны и ее произведение на величину f_i (табл. 1, графы 6-13).

Произведение чисел граф 6-13 на коэффициент стаивания (а) дает слой талой воды, образующейся в пределах высотных зон при условии, что снегозапасы еще не исчерпаны. Нуль означает, что данная зона еще не включилась в таяние.

Г. Определяем пределы суммирования в формуле (1), т.е. высоты снеговой линии (Н) и нулевой изотермы (Н₂). Высота нулевой изотермы соответствует нулевым значениям произведения Q_i ×f_i, показанным в графах 6-13 (табл. 1).

Высотами снеговой линии задаемся т.о., чтобы они совпадали с границами высотных зон, т.е. Н принимаем равными 400, 500, 1000, 1500, 2000, 2500 и т.д. В таком случае область таяния будет включать в себя одну или несколько высотных зон.

Д. Определяем суммы температуры в зоне таяния с учетом площади высотных зон

Например, при температуре воздуха на опорной станции Q_оп = 8,0^оС (графа 10) и высоте сезонной снеговой линии 400 м (графа 14) суммирование производим в интервале высот 400-2000 м, т.е. вычисляем

Е. Умножая на kFhа, получаем, как видно из (1) расход талых вод (графы 15-22).

Ж. По температуре воздуха на опорной станции Q_оп и соответствующему расходу талых вод Q (графы 15-22) при каждом положении сезонной снеговой линии Н_i строим кривую Q=f(Q; Н). Семейство кривых, представленное на рис.1, является графиком формулы (1) при принятых значениях а, g_Q и h.

З. При известном графике связи Q = f (H, Q) расчет среднего расхода воды сводится к следующему:

1. Выделяются периоды продолжительностью 5-12 дней, в течение которых формирование стока происходит преимущественно за счет талых вод при колебании температуры воздуха в незначительных пределах (2-4^оС).

2. Рассчитывается средняя температуры воздуха Q (^оС) за те же периоды, сдвинутые на время добегания.

3. Определяется высота снеговой линии.

4. Снимается с графика средний расход воды по вычисленным величинам Н и Q.

5. Устанавливается график изменения расхода воды в течение весенне-летнего сезона.

Рис. 1. Зависимость расхода воды в период снеготаяния (Q, м³/с) от температуры воздуха (Q, ^оС) на опорной станции и высоты снеговой линии (Н, м.абс.) в бассейне р. Тубы выше ст. Бугуртак.

Дата добавления: 2015-07-25