2. Вычисление параметров кривой обеспеченности Qср, коэффициента вариации Cv, коэффициента асимметрии Cs

Для вычисления параметров Q_ср, C_v, C_s расходы необходимо расположить в убывающем порядке.

Вычисляем средний максимальный расход:

где – сумма максимальных среднемесячных расходов за 50 лет;

– период наблюдений

Затем вычисляем модульные коэффициенты К как отношение

где – соответствующее значение расхода, за период наблюдений

Для проверки вычислений суммируем значения коэффициентов К. Данная сумма должна равняться общему числу членов ряда n:

Вычисляем отклонения от середины (К – 1) – графа 6 табл. 1.

Для проверки: сумма (К – 1) должна быть равна нулю:

Затем подсчитываем

Сумма К не отличается от n, а сумма (К – 1) от нуля. По данным таблицы 1 рассчитываем:

3. Вычисление средней квадратической ошибки определения Cv , Cs

Средняя квадратическая ошибка вычисления коэффициентов вариации равна:

По данным таблицы 3 видим, что данная ошибка в пределах допустимой нормы для этого ряда.

Средняя квадратическая ошибка коэффициента асимметрии равна:

Согласно таблице 4, ошибка является допустимой.

4. Выбор класса гтс проектируемого гидроузла

Класс сооружения выбирается согласно, Постановления Правительства РФ № 986 от 02.11.2013г. «О классификации гидротехнических сооружений». Анализируя таблицы, представленные в постановлении правительства РФ, определим класс ГТС, по следующим критериям:

1) «Класс ГТС в зависимости от их высоты и типа грунта».

Высота грунтовой плотины приблизительно составляет 28м, грунт плотины песчано-гравийный и песчано-суглинистый. Высота бетонной плотины приблизительно составляет от 30 до 32 м, по этим данным делаем вывод, что ГТС- 3 класса.

2)« Класс ГТС в зависимости максимального напора на водонапорное сооружение».

При аварии на водонапорном сооружении будут затоплены такие деревни села и поселки как, Дебин, Синегорье, верхний Сеймчан, Колымское, в результате чего могут погибнуть около 3000 человек, с общей плотность жилого фонда 1800 м² на гектар , будут разрушены памятники культуры, при напоре 22 м , по этим данным делаем вывод, что ГТС- 2 класса.

3)«Классы гидротехнических сооружений в зависимости от последствий возможных гидродинамических аварий».

Число постоянно проживающих людей которые могут пострадать в результате аварии около 3000 человек; Число людей, условия жизнедеятельности которых понесут убытки около 2300 человек ; территория распространения аварии включает несколько муниципальных объектов одного района, по этим данным делаем вывод, что ГТС- 2 класса.

В итоге принимаем самый высокий класс: ГТС 2 класса – гидротехническое сооружение высокой опасности.

В соответствии со сводом правил «Гидротехнические сооружения. Основные положения». Для II класса ГТС принимаем основной расчетный случай – кривая обеспеченности максимальных среднемесячных расходовР_1%, поверочный расчетный случай – кривая обеспеченности максимальных среднемесячных расходов Р_0,1%.

5. Вычисление и построение фактической и теоретической кривых обеспеченности максимальных среднемесячных расходов для основного (р1%) и поверочного случаев (р0,1%)

Зная величины Q_ср = 467,38 м³/с, C_v = 0,42 и C_s = 1,35, производим вычисление теоретической кривой обеспеченности средних годовых расходов по таблице С.И. Рыбкина – П.А. Алексеева, для поверочного случая (Р_0,1%) и основного случая (Р_1%), в которой даны относительные отклонения от середины ординат интегральной кривой при C_v = 1,00 и разных процента обеспеченности Р.

По данным таблицы 10 (приложение 1) определяем значение ординат и записываем их во вторую строку таблицы 7.

Таблица 7 – данные для кривой обеспеченность P_0,1% , P_1%,

p%	0,1	0,5	1	3	5	10	20	50	75	95	97	99	99,9
Ф или j	5,02	3,78	3,24	2,36	1,94	1,34	0,72	-0,22	-0,74	-1,18	-1,26	-1,35	-1,44
МS= Cv	2,11	1,59	1,36	0,99	0,81	0,56	0,30	-0,09	-0,31	-0,50	-0,53	-0,57	-0,60
КS=MS+1	3,11	2,59	2,36	1,99	1,81	1,56	1,30	0,91	0,69	0,50	0,47	0,43	0,40
Q=KSQcpм3/сек	1453	1209	1103	931	848	730	609	424	322	236	220	202	185

В виду того, что отклонения кривой от середины пропорциональны C_v, все значения Ф умножаются на C_v = 0,42 (строка 3 таблица 7).

В таблице 7 значения указывают отклонения ординат кривой от среднего значения ряда, которое принято равным единице, поэтому при определении модульных коэффициентов К_s для построения кривой обеспеченности прибавляется единица (строка 4: ).

Затем чтобы найти расход Q, соответствующий каждой величине заданной (вычисляемой) обеспеченности Р, необходимо значение для построения кривой обеспеченности умножить на Q_ср = 467,38 м³/с.

Откладывая по оси ординат значения приведённых средних годовых расходов Q из строки 5 таблицы 7, а по оси абсцисс соответствующие проценты обеспеченности, получим точки, по которым и проводим кривую, называемую теоретической кривой обеспеченности расходов (рисунок 2, рисунок 3), построенную в простых координатах. Её недостаток в следующем: она имеет верхнюю и нижнюю ветви кривой с крутыми подъёмами, где малым приращением абсцисс соответствуют больше приращения ординат, что не позволяет достаточно точно снимать значения Q_max и Q_min.

На рисунках 2 и 3 представлены соответственно кривые обеспеченности максимальных среднемесячных расходов для поверочного (𝑃_0,1%) и основного (𝑃_1%)

Рисунок 2 – Теоретическая кривая обеспеченности средних максимальных расходов р. Таскан за 1946 – 1995 гг, для поверочного случая P_0,1%

Рисунок 3 – Теоретическая кривая обеспеченности средних максимальных расходов воды р. Таскан за 1946 – 1995 гг, для основного случая P₁%

Контроль построения теоретической кривой обеспеченности расходов выполняется следующим образом:

- по формуле:

где m – порядковый номер члена ряда; n – общее число членов ряда.

Рассчитываются обеспеченности, соответствующие значениям наблюдаемых расходов ( таблица 6) .

- после этого соответствующие значения и Р наносятся на график (рисунок 2, рисунок 3) в виде кружков.

Если теоретическая кривая проходит по средним положениям ряда кружков, то теоретическая кривая обеспеченностей рассчитана правильно. В противном случае необходимо вычисления для теоретической кривой проверить заново.

В данном случае теоретическая кривая подтверждена природной, следовательно вычисления параметров кривой Q_ср, C_v и C_s произведены правильно.