Глава II
ПОРЯДОК ПРОИЗВОДСТВА ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ
§ 4. Методы гидрологических расчетов
Гидрологические расчеты производятся для установления гидрологических характеристик реки, используемых при проектировании гидротехнических сооружений и определении основных параметров ГЭС. Основные из этих характеристик — расчетные расходы и напоры ГЭС — определяют мощность ГЭС, выработку электроэнергии, размеры водосбросных отверстий плотин, отметки верха сооружений, высоту перемычек, размеры каналов и т. п.
Характеристики водного режима реки — уровни, расходы, объемы стока и др. — подвержены изменениям во времени, причем эти изменения носят случайный характер. Для выяснения характера колебаний элементов гидрологического режима реки необходимо располагать достаточными материалами наблюдений. Только в результате осреднения обработанных наблюдений за длительный период можно от ряда случайных величин перейти к более или менее устойчивому значению этих характеристик. Поскольку гидрологические расчеты базируются на использовании статистических материалов и требуют длительного периода наблюдений, а по малым рекам ввиду их слабой изученности такие материалы встречаются довольно редко, то при проектировании сельских ГЭС приходится использовать косвенные приближенные методы определения гидрологических элементов режима.
К числу методов, используемых при проектировании сельских ГЭС, относятся: метод аналогии, метод изолиний и эмпирические формулы.
Метод аналогии основан на том предположении, что характер изменения гидрологических характеристик водотоков, расположенных в соседних бассейнах и находящихся в одинаковых физико-географических условиях, одинаков. На основе этого устанавливается связь между гидрологическими характеристиками водотока, имеющего кратковременный период наблюдений, и характеристиками реки-аналога с длительным рядом наблюдений. Связь устанавливается по наблюдениям, проводившимся одновременно на обеих реках; найденная зависимость распространяется на гидрологические элементы изучаемой реки за период, не охваченный наблюдениями. Благодаря этому появляется возможность осветить характер изменения изучаемых элементов в течение длительного периода и получить необходимые расчетные значения.
При выборе аналогов необходимо учитывать индивидуальные особенности рассматриваемой реки и реки-аналога. К числу таких особенностей относятся:
а) местоположение и различие в физико-географических условиях бассейна-аналога и рассматриваемого бассейна;
б) площади водосборов сравниваемых бассейнов;
в) характер рельефа, геологические и гидрогеологические особенности бассейнов;
г) степень озерности, заболоченности и залесенности;
д) отклонения нормы стока в карстовых районах.
Детальному изучению подлежат физико-географические и орографические условия рассматриваемых бассейнов и характер грунтового питания. В каждом отдельном случае значения гидрологических характеристик, полученные методом аналогий, необходимо корректировать с учетом особенностей каждого бассейна реки. Так, например, наличие карстовых образований может в одних случаях уменьшать сток за счет потерь воды в карстовых воронках и трещинах, в других — повышать величину стока вследствие повышенной интенсивности родникового питания.
Наличие озер и болот в бассейне реки также сказывается на величине и характере распределения стока. Все эти особенности исследуемого бассейна и аналога следует принимать во внимание при производстве гидрологических расчетов.
При полном отсутствии наблюдений используются карты изолиний модулей стока, коэффициентов вариации стока, параметров весеннего, и дождевого стока и др. Карты изолиний составлены для гидрологических характеристик, изменяющихся на территории СССР в зависимости от физико-географических особенностей отдельных зон, поэтому дают обобщенные характеристики без учета влияний, вносимых местными условиями.
Ряд гидрологических характеристик, как, например, максимальные расходы половодья и дождевых паводков, объем стока и т. п., зависит от индивидуальных качеств бассейна реки и не может быть картирован. В этом случае используются эмпирические формулы. Эмпирические формулы выведены в результате анализа связи между метеорологическими факторами и стоком в различных географических зонах, поэтому при расчетах следует учитывать степень их применимости к данному бассейну.
При производстве гидрологических расчетов необходимо сравнивать и анализировать результаты, полученные различными методами.
