книги / Примеры гидрологических расчетов мостовых переходов. Установление расчетных уровней и определение параметров ветровых волн
.pdf
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
7 |
|
|
Значения годовых максимальных утопия if |
воли и реке Н |
|
|
|
||||
|
Годы |
Отметки |
.у 1>овил |
воды |
|
Гопы |
Отчетки |
уровня |
воды |
п/п |
наблюдений |
" Р°кя |
Z t- , |
ч |
п/п |
наблюдений |
в реке |
2 у , ч |
|
1 |
2 |
|
3 |
|
1 |
2 |
|
3 |
|
1 |
1950 |
|
114,18 |
|
21 |
197С |
113,62 |
|
|
2 |
1951 |
|
113,05 |
|
22 |
197.1. |
115,54 |
|
|
3 |
1952 |
|
116,21 |
|
23 |
1972 |
116,42 |
|
|
4 |
1953 |
|
115,10 |
|
24 |
1973 |
117,15 |
|
|
5 |
1954 |
|
114,31 |
|
25 |
1974 |
113,50 |
|
|
6 |
1955 |
|
113,60 |
|
26 |
1975 |
115,24 |
|
|
7 |
1956 |
|
112,79 |
|
27 |
1976 |
114,91 |
|
|
8 |
1957 |
|
114,55 |
|
28 |
1977 |
116,64 |
|
|
9 |
1958 |
|
116,11 |
|
29 |
1978 |
113,73 |
|
|
10 |
1959 |
|
117,35 |
|
30 |
1У79 |
115,75 |
|
|
11 |
1960 |
|
115,85 |
|
31 |
1980 |
117,22 |
|
|
12 |
1961 |
|
114,78 |
|
32 |
1981 |
114,05 |
|
|
13 |
1962 |
|
112,91 |
|
33 |
1982 |
116,91 |
|
|
14 |
1963 |
116,30 |
|
34 |
1983 |
113,14 |
|
||
15 |
1964 |
115,42 |
|
36 |
1984' |
112,08 |
|
||
16 |
1965 |
113,45 |
|
36 |
1985 |
115,34 |
|
||
17 |
1966 |
116,81 |
|
37 |
1986 |
114,21 |
|
||
18 |
1967 |
117,С6 |
|
38 |
1987 |
116,55 |
|
||
19 |
1960 |
114,42 |
|
39 |
1988 |
113,24 |
|
||
2С |
1969 |
112,83 |
|
40 |
1989 |
115,65 |
|
Таблица 8
Определенно расчетного судоходного уровня по ПСП 103-52
Годы
наблюдений
РПД!
_ J , „ . - . 2 __________
1
21980
31973
41967
51982
61966
7 1977
В1987
91972
101963
и1952
121958
13I960
141979
151909
161971
171964
181985
191975
201953
Уровни ВОЛН в роке , п , в убывающем порядке
3
117,22
117,15
117,С6
116,91
116,01
116,64
116,55
116,12
116,30
116,21
1.16,11
115,85
115,75
.115,65
115,54
1.15,42
115,34
115,24
L.15,10
к> |
Годи |
Уровни роды в реке %1, |
|
члена |
наблюдений |
и, в убывающем порядке |
|
ряда |
|
3 |
J |
1 |
2 |
||
|
|
114,91 |
|
22 |
1961 |
114.78 |
|
23 |
1957 |
114,55 |
|
24 |
1968 |
114,42 |
|
25 |
i954 |
114,31 |
|
26 |
1986 |
114,21 |
|
27 |
1951 - |
114,18 |
|
28 |
1981 |
114.05 |
|
29 |
1955 |
113,80 |
|
30 |
1978 |
113,73 |
|
|
113,62 |
|
|
31 |
1970 |
|
|
32 |
1974 |
113,50 |
|
33 |
1965 |
113,45 |
|
34 ' |
1988 |
113,24 |
|
35 |
1983 |
113,14 |
|
38 |
: os: 1 |
113.05 |
|
.L~ VL |
|
|
|
37 |
1962 |
112,91 |
|
38 |
1984 |
1 1 2 , 8 8 |
|
•3:' |
1569 |
11.2,83 |
|
40 |
1256 |
112.79 |
|
|
|
Таким образом .получили практически одно и то не значение т .
Принимаем ГП = 2.
Порядковому номеру пп - 2 в табл.8 соответствует 1980 г .
сгтот год и является расчетным. Уровень высоких вод в расчетном году УВВу г = 117,22 м (графа 3 табл. 8 ).
На основании дачных наблюдений не водомерном посту прини
маем: уровень меженных вод к расчетном году y © p>г |
= 112,48 |
м; |
|
продолжительность подъема паводка в расчетном году |
7V |
= 6 |
сут; |
продолжительность спада паводке в том же году 7*g |
= 1 1 |
сут . |
|
Тля принятого расчетного года стро и м уровенный |
график ле т |
||
него паводке (р и с .7 ) . |
|
|
|
23
По формуле ( 4 ) определяем допускаемую для дачного |
im acca |
|||
реки продоляительность Тд0п стояния в |
расчетном |
году уровней |
||
более высоких, чем ?СУ. Предварительно |
по табл.6 |
д ля |
реки У1 |
|
класса находим величину К |
. равную 2£. |
|
|
|
Тогда |
|
|
|
|
тнк
' Cfon |
|
~ 100 " |
10С |
|
: 3,6 |
СУТ. |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|||
Принимаем |
Тдоп |
= 4 |
сут. |
|
|
|
|
||
Производим срезку |
узювенного графика |
таким образом, чтобы |
|||||||
основание срезанной части равнялось Тдоп |
= 4 сут |
(р и с .7 ) . От |
|||||||
мотку на уровне срэзкк, равную 116,12 м, г. принимаем за расчет |
|||||||||
ный судоходный уровень в створе водомерного поста РС2’В. |
|||||||||
Расчетный судоходный уровень ь створе мостового перехода ?СУМ |
|||||||||
находи*' кз выражения (5 ) : |
|
|
|
|
|||||
?СУМ = |
?СУ£ - |
S J = 116,12 |
- 57CG-0,00012 = |
|
|||||
|
= |
|
116,12 |
- С,оБ = 115,44 V.. |
|
|
|
||
К, Установление расчетного судоходного уровня |
по способу, р е |
||||||||
комендованному ГОСТо*' |
26775-65 [ i 5 ] . |
|
|
||||||
Уадача решается в следующей последовательности. |
|||||||||
1. |
Определяют |
оасчеткую прсдо-лмительность навигации, су?, |
|||||||
|
|
|
|
|
т |
п |
|
|
м |
|
, |
|
|
|
' « “ |
* |
|
|
|
где |
Ти |
- |
п-юдожк^ельность навигации в данном |
год у, сут; |
|||||
|
Г) |
- |
число |
лет наблюдений (оно долкне быть |
не менее 1C ) . |
||||
2. Находят по формуле ( 4 ) допускаемую для дачного класса реки |
|||||||||
продсжктелъность |
Тдоп . сут, |
стояния |
уровней воды выше РСУ. |
||||||
3. |
На основании ,1>езультатов |
гидрометрических |
наблюдений строят |
уроненные (водомерные) графики летних паводков или весенних поло
водий |
% - |
|
(р и с .8 ) |
для всех лет наблюдений. На рис.8 |
|||||
УБВ - |
уровень высоких вод для данного года. |
|
|
||||||
4 |
. Производят срезку каждого уровенного графика |
таким образом, |
|||||||
чтобы |
основание |
срезанной |
части |
равнялось величине |
Тдоп . В ре |
||||
зультате этого |
получают отметку |
уровня |
%т , |
который превышается |
|||||
более |
высокими |
уровнями в |
течение |
Т^оп |
суток |
(р и с .6 ) . |
|||
5 |
. Полученные |
значения |
уровней |
Z T располагают |
в убывающем |
||||
порядке (графа |
3 |
табл. ? ) |
, причем |
кяздому уровню присваивают |
24
CHoJi порядковый номер и указывают соответствующий календарный год (графы 1 -у. таол. 9 ) .
|
|
|
|
Таблица 9 |
К установлению расчетного |
судоходного |
уровня по |
||
|
ГОСТу 26775-85 |
|
||
Jfi |
Годы |
Уровни |
воды в реке |
Эмпирическая ве |
члена |
наблюдений |
£ _ , м |
, в убывающем роятность превыше |
|
ряда |
|
порядке |
|
ния уровней воды |
1 |
|
|
|
Pi . * |
2 |
|
3 |
4 |
|
1 |
|
|
Стаж) |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
п
6. Определяют эмпирическую вероятность превышения p i уровней
ZT для кандого года наблюдений по формуле ( 2 ) и заполняют графу 4
табл. S.
ГОСТ 26775-85 рекомендует определять эмпирическую вероятность
25
превышения p L уровней |
ZT |
по формуле ( 3 ) |
. Однако, |
«сак по |
||
казали |
исследования, выполненные Е.В.Болдаковым [1 4 ] |
, форму |
||||
лы ( 2 ) |
и ( 3 ) , начиная |
с третьего члена ряда, |
дают достаточно |
|||
близкие |
значения вероятности |
превышения р |
. |
Поэтому |
он счи |
тает возможным применять обе формулы, но при длинном ряде ре
комендует отдавать предпочтение формуле ( 2 ) , а при коротком -
формуле ( 3 ) .
7, Наносит на клетчатку вероятностей нормального распреде
ления (р и с .9 ) значения |
уровней |
2 Г |
(граф а 3 |
т а |
б л .9 ) |
и их |
эм |
||
пирической вероятности |
превышения |
р^ |
(графа |
4 |
табл. |
9 ) . |
По |
||
точкам проводят |
плавную кривую, которая |
п о д став ляет собой |
гра |
||||||
фик зависимости |
Zr = |
/ ( р |
) . |
|
|
|
|
|
|
Я. По графику определяют отметку расчетного судоходного уров ня ?СУ в зависимости от расчетной вероятности превышения р р<яоч »* . Расчетную вероятность превышения принимают по табл. 6 в зависимос ти от класса реки.
Б тех случаях, когда створ мостового перехода ч - М не совпа дает. со створов водомерного поста В - Е (р и с .2 ) , расчетный су доходный уровень, найденный в створе рсдомерного поста, следует перенести в створ мостового. пе;.>ехода на основании зависимости ( 5 ) .
26
Пр и м е р 4. Определить расчетный судоходный уровень
р.створе мостового перехода через реку П, на которой имеется водомерный пост с многолетним рядом наблюдений. В табл. 10 при ведены значения продолжительности навигации 7^ на реке П за
период с 1971 по 1994 г , то |
есть |
за. Л = 24 год а . Сумма про |
|||
должительностей |
навигации |
за |
все |
годы наблюдений |
=4402 сут . |
Река относится |
к водотокам |
с |
весенним половодьем; |
она имеет |
питание в основном от снеготаяния.
На р и с .10 показан уровенный (водомерный) график весеннего половодья реки П за 1971 г . Уровень высоких вод УВВ равен 164,90 м; уровень меженных вод УЧ5 составляет 156,72 м. Остальные уровенные графики (з а 1972 -.1994 год ы ) для краткости не приводятся.
Водомерный пост находится на расстоянии S = 4,8 км ниже по течению от места перехода. Продольный уклон реки на участке между
27
Таблица 10
ОначеНИЯ Mir ТАПЯИТРЛЬНОСТИ НОПЛГ'-.ЦШ |
роке <1 |
п/л |
Голы |
Прочпдхитель- |
JV |
Годы |
|
наблюде |
ность |
нави |
п/п |
наблюде |
|
|
ний |
гации |
|
|
ния |
|
|
Тн |
, сут |
|
|
1 |
2 |
|
3 |
1 |
2 |
Иродолжитель-- |
и/п |
Годы |
Продолжитель |
||
ность |
навига |
наблюдений |
ность |
навига |
|
ции |
|
|
|
ции , |
|
-г* / |
. сут |
|
|
Тн |
, сут |
Тн |
|
|
|||
|
3 |
1 |
2 |
|
3 |
1 |
1971 |
1ЯЗ |
9 |
1979 |
182 |
IV |
1987 |
180 |
|
2 |
1972 |
181 |
10 |
1980 |
1.70 |
18 |
1988 |
189 |
|
3 |
1973 |
182 |
11 |
1981 |
If’.7 |
19 |
1989 |
178 |
|
4 |
1974 |
186 |
12 |
1.902 |
1.89 |
20 |
1990 |
184 |
|
5 |
1975 |
179 |
13 |
1903 |
1.84 |
21 |
1991 |
186 |
|
6 |
1976 |
185 |
14 |
1984 |
.181 |
22 |
1992 |
179 |
|
7 |
1977 |
188 |
15 |
1.985 |
183 |
23 |
1993 |
188 |
|
8 |
1978 |
184 |
16 |
1986 |
185 |
24 |
1994 |
180 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
тн |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
= 4402 |
сут |
створами |
водомерного поста и мостового перехода |
Sf = 0 ,0 X 2 5 . |
||
Река П в районе |
проектируемого мостового перехода относится к |
|||
Ш классу |
водного |
пути. |
|
|
Определяем по формуле ( 6 ) расчетную продолжительность нави |
||||
гации |
|
|
|
|
|
|
4402 |
= 183,4 |
сут . |
|
|
24 |
||
|
|
|
|
|
Принимаем |
Тн |
= 183 сут. |
|
|
Находим по формуле ( 4 ) допускаемую для данного класса река
продолжительность стояния уровней волы выше РСУ. Предварительно
по т а бл .6 для реки |
Ш класса |
определяем величину |
К. |
, равную 6/5. |
||||
ТИ К |
= |
183^6_ |
10,98 |
сут . |
|
|
||
^ д ю л |
100 |
“ |
1С0 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
||||
Принимаем Тдоп |
= 11 сут . |
|
|
|
|
|
|
|
Производим срезку уровенного графика 1971 г. (рис. 10) таким |
||||||||
образом, чтобы основание |
срезанной |
части равнялось |
величине |
ТдОП . |
||||
В результате этого |
получаем |
отметку |
уровня |
ЗГТ |
= |
162,80 м, |
кото |
рый превышается более высокими уровнями в течение ТуОП = 11 сут .
Аналогично |
определяются |
отметки |
уровня ZT для остальных лет |
||
наблюдений ( с |
1972 по 1994 |
г . ) . |
Значения уровней ZT приведены |
||
в т а б л .11. |
|
|
|
ZT |
|
Полученные |
значения |
уровней |
располагаем .в убывающем по |
||
рядке (граф а 3 |
табл. 1 2 ) |
, поичем каждому уровню присваиваем свой |
|||
порядковый номер и указываем соответствующий календарный год |
(графы 1 и 2 ) .
Так как в данном случае имеется сравнительно длинный ряд наблю
дений |
|
(П |
= 24 г о д а ) |
, то |
эмпирическую вероятность |
превышения |
||||||
уровней |
Pi |
определяем по формуле ( 2 ) . |
Результаты расчета приведе |
|||||||||
ны в |
графе |
4 табл. |
12. |
|
|
|
|
|
|
|
||
Для |
сравнения |
|
подсчитаем |
величину |
для |
первых восьми членов |
||||||
ряда по Формуле ( 3 |
) |
|
|
|
|
|
|
|
||||
m |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
|
p i |
, |
% |
4 ,С |
8 ,С |
12,С |
16,0 |
2 |
0 ,С |
24,G |
28,0 |
32,0 |
|
Таким образом, по формулам (2 ) и ( 3 ) получились очень близкие |
||||||||||||
значения величины |
|
p i |
, поичем по |
мере |
увеличения |
m разница |
29
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
11 |
|
|
Г:намелил уровней подн Z r |
в роке |
П |
|
|
|
|
||
п/п |
Голи |
Отметки |
л/л |
Годи |
Отметки |
JP |
Годы |
Отметки |
||
наблюде |
уровня подн |
наблюде |
уровни |
волн |
п/п |
наблюде |
уровня |
воды |
||
|
ний |
в реке |
|
ний |
в реке |
|
|
ний |
в реке |
|
|
|
* г . 4 |
|
|
|
|
|
|
2Гг , |
м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
|
1 |
2 |
|
3 |
1 |
1971 |
162,80 |
9 |
1979 |
163,84 |
17 |
1987 |
162,68 |
||
2 |
1972 |
161,50 |
10 |
1980 |
162,55 |
18 |
1988 |
163,43 |
||
3 |
1973 |
163,65 |
11 |
1981 |
164,73 |
19 |
1989 |
162,06 |
||
4 |
1974 |
161,81 |
12 |
L982 |
162,16 |
20 |
1990 |
164,41 |
||
5 |
1975 |
163,25 |
13 |
1983 |
163,56 |
21 |
1991 |
162,92 |
||
6 |
1976 |
164,15 |
14 |
1984 |
162,86 |
22 |
1992 |
163,72 |
||
7 |
1977 |
162,35 |
15 |
1985 |
164,30 |
23 |
1993 |
161,64 |
||
8 |
1978 |
162,60 |
16 |
1986 |
163,11 |
24 |
• 1994 |
162,43 |