1 годопункт по 1 показателю что это такое

1 годопункт по 1 показателю что это такое

СВОД ПРАВИЛ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ РАСЧЕТНЫХ ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

DETERMINATION OF DESIGN HYDROLOGICAL PERFORMANCE

____________________________________________________________________
Текст Сравнения СП 33-101-2003 с СНи П 2.01.14-83 см. по ссылке.
— Примечание изготовителя базы данных.
____________________________________________________________________

2 ВНЕСЕН Управлением технического нормирования, стандартизации и сертификации в строительстве и ЖКХ Госстроя России

3 ОДОБРЕН для применения в качестве нормативного документа постановлением Госстроя России N 218 от 26 декабря 2003 г.

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий Свод правил устанавливает общие положения и требования к организации и порядку проведения инженерных гидрологических расчетов по определению гидрологических характеристик для обоснования проектирования новых, расширения, реконструкции и технического перевооружения действующих предприятий, зданий и сооружений для всех видов строительства и инженерной защиты территорий.

Положения настоящего Свода правил не распространяются на определение расчетных гидрологических характеристик при изысканиях и проектировании объектов, расположенных на участках рек, находящихся в зоне влияния морских приливов, а также на селеопасных реках.

2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

СНиП 2.04.02-84* Водоснабжение. Наружные сети и сооружения

СНиП 2.06.04-82* Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов)

СНиП 11-02-96 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения

СНиП 33-01-2003 Гидротехнические сооружения. Основные положения

СП 11-103-97 Инженерно-гидрометеорологические изыскания для строительства

ГОСТ 19179-73 Гидрология суши. Термины и определения

ГОСТ 27751-88 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету

3 ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

В настоящем Своде правил использованы следующие термины с соответствующими определениями:

гидрологические расчеты: Раздел инженерной гидрологии, в задачи которого входит разработка методов, позволяющих рассчитать значения различных характеристик гидрологического режима.

гидрологические характеристики: Количественные оценки элементов гидрологического режима.

клетчатка вероятностей: Специальные клетчатки с прямоугольной системой координат, построенные таким образом, что на них спрямляются (полностью или частично) различные кривые обеспеченности.

методы гидрологических расчетов: Технические приемы, позволяющие рассчитать, обычно с оценкой вероятности их появления, значения различных характеристик гидрологического режима.

обеспеченность гидрологической характеристики: Вероятность того, что рассматриваемое значение гидрологической характеристики может быть превышено среди совокупности всех возможных ее значений.

расчетная обеспеченность: Обеспеченность гидрологической характеристики, принимаемая при строительном проектировании для установления значения параметров гидрологического режима, определяющих проектные решения.

расчетный расход воды: Расход воды заданной вероятности превышения, принимаемый в качестве исходного значения для определения размеров проектируемых сооружений.

влагоотдача снежного покрова: Процесс поступления на поверхность почвы избыточной (не удерживаемой снегом) гравитационной талой или дождевой воды.

время добегания: Время, в течение которого водная масса проходит заданное расстояние.

запас воды в снежном покрове: Общее количество воды в твердом и жидком состоянии, содержащееся в рассматриваемый момент времени в снежном покрове.

интенсивность дождя: Слой осадков, мм, выпадающих за единицу времени.

интенсивность снеготаяния: Количество воды, мм, образующееся в процессе таяния снега в единицу времени.

коэффициент редукции: Коэффициент, характеризующий интенсивность изменения (убывания) какого-либо одного значения с изменением другого, связанного с ним значения.

объем стока: Количество воды, протекающее через рассматриваемый створ водотока за какой-либо период времени.

редукция интенсивности дождя: Изменение (убывание) средней интенсивности дождя с увеличением его продолжительности.

редукция максимального модуля стока: Изменение (убывание) максимального модуля стока с увеличением площади водосбора.

уклон водной поверхности: Отношение разности отметок уровня воды на рассматриваемом участке к длине этого участка.

водохозяйственный год: Расчетный годичный период, начинающийся с самого многоводного сезона.

лимитирующий период: Часть водохозяйственного года, неблагоприятная для осуществления проектируемых мероприятий либо по водопотреблению и водопользованию, либо по борьбе с наводнениями и осушению болот.

нелимитирующий период: Часть водохозяйственного года за вычетом лимитирующего периода.

свободное состояние русла: Состояние русла, характеризующееся отсутствием препятствий (ледяных образований, водной растительности, сплавного леса и т.д.), которое влияет на зависимость между расходами и уровнями, а также отсутствием подпора.

подпор воды: Повышение уровня воды из-за наличия в русле препятствия для ее движения.

гидрограф: График изменения во времени расходов воды за год или часть года (сезон, половодье или паводок) в данном створе водотока.

4 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

4.1 Свод правил (СП) содержит основные методы и схемы расчета средних годовых, максимальных расходов воды и объемов стока весеннего половодья и дождевых паводков, гидрографов, внутригодового распределения стока, отметок наивысших уровней воды рек и озер и минимальных расходов воды.

При применении других методов расчетов, не включенных в СП, следует провести анализ, включающий сравнительную оценку погрешностей расчетов с результатами расчетов по методам, изложенным в настоящем СП.

4.2 Региональные особенности гидрологического режима и соответствующие методы определения расчетных характеристик учитываются и регламентируются территориальными строительными нормами (ТСН), имеющими статус нормативного документа субъекта Российской Федерации.

До разработки ТСН следует использовать методы, изложенные в настоящем Своде правил.

4.3 Определение расчетных гидрологических характеристик должно основываться на данных гидрометеорологических наблюдений, опубликованных в официальных документах Росгидромета, и неопубликованных данных последних лет наблюдений, а также на данных наблюдений, содержащихся в архивах Госгидрометфонда, изыскательских, проектных и других организаций, включая материалы опроса местных жителей. При отсутствии данных гидрометеорологических наблюдений в пункте проектирования необходимо проводить гидрометеорологические изыскания.

Кроме того, следует использовать достоверные данные наблюдений за гидрологическими характеристиками по архивным, литературным и другим материалам, относящимся к периоду до начала регулярных наблюдений. При этом необходимо указать источник, на основании которого установлена гидрологическая информация, и произвести оценку достоверности и точности полученных материалов.

4.4 При гидрологических расчетах следует учитывать материалы инженерно-гидрометеорологических изысканий. Учет кратковременных данных осуществляют методами, изложенными в разделе 6. Изыскания осуществляют в соответствии со СНиП 11-02, СП 11-103.

4.5 Данные гидрометрических наблюдений, вызывающие сомнение, следует подвергать проверке, включающей анализ:

— полноты и надежности наблюдений за уровнями и расходами воды;

— наличия данных о наивысших (мгновенных и среднесуточных) и наинизших уровнях воды за время наблюдений при свободном от льда русле, ледяном покрове, ледоходе, заторе льда, заросшем водной растительностью русле, подпоре от нижерасположенной плотины, сбросах воды выше гидрометрического створа, полноты учета стока воды на поймах и в протоках;

— влияния хозяйственной деятельности на речной сток и другие виды анализа.

Ненадежные данные гидрометрических наблюдений при невозможности их уточнения исключают из расчетного ряда наблюдений. В необходимых случаях должен выполняться пересчет стока воды за отдельные периоды.

4.6 Для рек, в бассейнах которых имеет место интенсивная хозяйственная деятельность, существенно нарушающая естественный гидрологический режим рек, определение расчетных гидрологических характеристик производят по двум расчетным схемам.

Первая расчетная схема предполагает приведение гидрологических рядов наблюдений к естественным однородным стационарным условиям воднобалансовыми и регрессионными методами [1], [2]. В расчетное значение гидрологической характеристики, полученной по естественному ряду в соответствии с разделами 5-7 настоящего документа, вводят поправку на влияние хозяйственной деятельности. Численное ежегодное значение поправки представляет собой разность между бытовым и естественным стоками. Значение поправки расчетной вероятности превышения определяют по кривой распределения поправок.

Во второй расчетной схеме гидрологические ряды наблюдений приводят к бытовому стоку за весь период наблюдений в предположении, что сложившийся комплекс хозяйственной деятельности с учетом реальных планов развития народного хозяйства действовал с начала наблюдений. Восстановление бытового стока за весь период наблюдений производят воднобалансовыми и регрессионными методами. Восстановленный ряд проверяют на однородность с использованием генетических и статистических методов. Определение расчетных гидрологических характеристик в этом случае производят по данным за весь период наблюдений без введения поправок на хозяйственную деятельность методами, изложенными в настоящем Своде правил.

Приведение речного стока к естественным условиям не производят, если суммарное значение его изменений не выходит за пределы случайной средней квадратической погрешности исходных данных наблюдений.

Методология предлагаемых двух расчетных схем может быть применена для расчетов основных гидрологических характеристик с учетом влияния возможного регионального антропогенного изменения климата.

4.7 Определение расчетных гидрологических характеристик следует производить по однородным рядам наблюдений. Оценку однородности рядов гидрологических наблюдений осуществляют на основе генетического и статистического анализов исходных данных наблюдений. Генетический анализ условий формирования речного стока заключается в выявлении физических причин, обусловливающих неоднородность исходных данных наблюдений. Для количественной оценки статистической однородности применяют критерии резко отклоняющихся экстремальных значений в эмпирическом распределении (критерии Смирнова-Граббса и Диксона), критерии однородности выборочных дисперсий (критерий Фишера) и выборочных средних (критерий Стьюдента).

Критические значения статистик критериев однородности с учетом автокорреляции между смежными членами анализируемой последовательности и асимметрии эмпирического распределения приведены в Рекомендациях [3].

4.8 Вероятности превышения расчетных гидрологических характеристик для каждого вида строительства устанавливают нормативными документами, утверждаемыми Госстроем России, в зависимости от уровня ответственности сооружений в соответствии с ГОСТ 27751.

4.9 При использовании нескольких независимых (не более трех) методов расчета окончательное расчетное значение рассматриваемой гидрологической характеристики определяют по формуле

, (4.1)

— абсолютные дисперсии погрешностей расчетных значений для каждого метода;

4.10 При выборе рек-аналогов необходимо учитывать следующие условия:

— однотипность стока реки-аналога и исследуемой реки;

— географическую близость расположения водосборов;

— однородность условий формирования стока, сходство климатических условий, однотипность почв (грунтов) и гидрогеологических условий, близкую степень озерности, залесенности, заболоченности и распаханности водосборов;

— средние высоты водосборов не должны существенно отличаться, для горных и полугорных районов следует учитывать экспозицию склона и гипсометрию;

— отсутствие факторов, существенно искажающих естественный речной сток (регулирование стока, сбросы воды, изъятие стока на орошение и другие нужды).

4.11 Гидрологические расчеты для проектируемого сооружения при наличии действующих сооружений на реках должны учитывать возможность их влияния и при необходимости предусматривать согласованные решения по совместной работе вновь проектируемых и существующих сооружений с учетом возможности реконструкции существующих сооружений.

4.12 При проектировании водохозяйственных объектов допускается использование стохастических моделей колебаний стока рек, позволяющих моделировать искусственные ряды гидрометеорологических характеристик требуемой продолжительности. В качестве модели многолетних колебаний стока используют простую цепь Маркова [4], [6].

Источник

Рекомендации по методике определения экстремальных гидрометеорологических характеристик

Купить бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Цена на этот документ пока неизвестна. Нажмите кнопку «Купить» и сделайте заказ, и мы пришлем вам цену.

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО «ЦНТИ Нормоконтроль»

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

В документе изложены приемы анализа имеющихся рядов многолетних наблюдений при определении расчетных гидрологических параметров, разработаны аналитический и графоаналитический методы расчета параметров, изложены способы поиска дополнительной гидрометеорологической информации. Рассмотрены вопросы генетической и статической однородности гидрологических рядов. Дана методика выполнения выдающихся максимумов и оценки их вероятности

Оглавление

1. Основные исходные положения расчетов экстремумов

2. Расчеты максимального стока рек при наличии наблюдений

3. Поиск и анализ гидрометеорологической информации

Этот документ находится в:

Организации:

Чтобы бесплатно скачать этот документ в формате PDF, поддержите наш сайт и нажмите кнопку:

ПНИИИС Госстроя СССР

Рекомендации

Производственный и научно-исследовательский институт по инженерным изысканиям в строительстве (ПНИИИС) Госстроя СССР

по методике определения экстремальных гидрометеорологических характеристик

Москва Огройиздат 1981

Метод годопунктов был эффективно применен в работе 18] для анализа и обоснования формы обобщенных кривых обеспеченности северного полушария. Следовательно, метод годопунктов может применяться для изучения теоретических законов распределения гидрометеорологических характеристик.

Однако для получения расчетных параметров конкретного водного объекта применение метода годопунктов встречает следующее затруднение. Если на данной территории изучено 10 водных объектов, то при объединении их объект А будет иметь одни параметры. Если через несколько лет на той же территории будет изучено 30 водных объектов, то при объединении их тот же объект А будет иметь другие параметры.

В действительности объект А имеет параметры, никак не зависящие от изученности соседних объектов.

Метод годопунктов принципиально противоречит методам расчета экстремальных характеристик для конкретных строительных объектов. Дальнейшее уточнение экстремальных параметров водных объектов должно быть направлено на получение их индивидуальных свойств, а не к нивелированию их, тем более что длительность одиночных рядов непрерывно нарастает. Поэтому надо признать, что метод годопунктов вряд ли может быть перспективным в будущем.

Привлечение дополнительной информации должно осуществляться не путем расчета по годопунктам, а путем поиска экстремальных характеристик, в том числе исторических. Хорошим методическим примером такого поиска является, например, работа [16],

Если говорить о конкретных географических регионах, то метод годопунктов можно пытаться применить только на незначительной части территории нашей страны — на юге Украины и в некоторых районах Казахстана.

И еще один аспект этого метода. Часто употребляют выражение годосооружения. Считают, что если есть сведения, например, о паводках на 100 малых сооружениях на каком-то участке дороги за 20 лет, то наибольший из наблюденных паводков имеет вероятность л ___1____

Что касается метода аналогии, то он должен применяться с крайней осторожностью. В настоящее время метод аналогии является доминирующим в гидрологических расчетах. Считается, что применение этого метода почти всегда правомерно, хотя рассчитывается вместо одной реки другая с поправками, вычисляемыми весьма условным способом.

Под приведением короткого ряда к длительному периоду в настоящих Рекомендациях понимается поиск въедающегося Экстремума.

Ряд-аналог можно использовать только в тех случаях, когда он содержит выдающийся экстремум. При этом надо учитывать, что экстремумы в каждом пункте формируются неповторимым путем.

Метод композиции является перспективным, но для его применения

в расчетах требуются еще значительные гидрометеорологические исследования.

2. РАСЧЕТЫ МАКСИМАЛЬНОГО СТОКА РЕК ПРИ НАЛИЧИИ НАБЛЮДЕНИЙ

2.1. Расчеты экстремальных гидрологических величин рассматриваются в настоящих Рекомендациях на примере максимального стока рек.

Расчетные значения максимального стока определяются по биномиальной кривой обеспеченности или по кривой трехпараметрического гамма-распределения, параметры которых — среднее многолетнее значение расхода Q_{0 7} коэффициент изменчивости С_¥ и коэффициент асимметрии С^

устанавливаются по расчетному ряду наблюдений.

2.2. По данным многолетних наблюдений формируются ряды ежегодных экстремальных значений стока, отдельно для расходов талых вод и дождевых паводков. В случаях, когда такое разделение невозможно (например, для северных районов с поздними половодьями в период дождей, для некоторых горных районов и др.), формируется один ряд наибольших годовых экстремумов.

2.3. В качестве критерия при назначении величины расчетной характеристики в настоящих Рекомендациях принята ежегодная (однократная) вероятность этой величины.

Примечание. В литературе можно встретить разнообразные употребления понятия ’’вероятность”. Так, в волновой теории вероятность определяется ”в системе волн” (СНиП 1Г-57-75). Наибольшая из 100 волн считается имеющей вероятность 1%. Если период волнения Т * 12 с, то 100 волн проходят за 20 мин. Таким образом, выражение ’’вероятность 1%” относят и к повторяемости один раз в 100 лет, и к повторяемости один раз в 20 мин.

Динамика изменения этих параметров должна подвергаться тщательному анализу. При добавлении в каждом новом году максимального расхода в ряд наблюдений параметры Q₀, С_у и с_& изменяются. В большей или меньшей степени это происходит ежегодно; при появлении же выдающихся величин параметры изменяются настолько значительно, что выбор их расчетного значения, особенно параметра становится основной проблемой расчета.

Анализ динамики изменения параметров выполняется при помощи составления графика их ежегодного изменения (п.2.5.).

2.5. Построение графика ежегодного изменения параметров выполняется следующим образом.

По результатам обработки таких рядов строятся графики, где по оси абсцисс отложено время (продолжительность сформированных рядо^ а по оси ординат — значения параметров.

Изложенный метод построения, который условно назван ’’методом определения ежегодного изменения параметров”, дает возможность выявить тенденции изменения параметров Q₀>C_V и с$, а следовательно, приблизиться к определению их расчетной величины. Употребляя выражение ’’ежегодное”, имеется ввиду подчеркнуть непрерывное изменение их во времени.

Ниже даются примеры построения таких графиков.

Пример 3. Построение графика ежегодного изменения параметров кривой обеспеченности (рис. 2).

На графике показаны:

1. Ежегодные максимальные расходы воды.

3. Величина коэффициентов изменчивости С_у и асимметрии С^ вычислена методом моментов по формулам •

вычислена методом наиболь-

4. Величина коэффициентов С_у и шего правдоподобия по формулам :

и по номограмме для вычисления параметров трехпараметрического гамма-распределения и С^ методом приближенно наибольшего

Из графика видно, что выдающийся расход Q 8 3200 м 3 /с прошел в 1956 г., на 26-м году наблюдений. До 1956 г. за 25 лет наблюдений коэффициент C_v изменялся в пределах 0,85-1,0 при подсчете по методу моментов и 0,88-1,08 — по методу наибольшего правдоподобия.

После появления в 1956 г. расхода 3200 м 3 /с коэффициент резким скачком увеличился до 1,37 по одному методу и до 1,4 — по второму.

В последующие 19 лет (1956-1975 гг.) коэффициент С не снижался, что следовало бы ожидать, а колебался в сравнительно небольших преде-

1350 1360 Число лет wo fS7$

Что касается коэффициента асимметрии С_& то здесь расхождения вычислений по методам моментов и наибольшего правдоподобия, естественно, больше. Однако к последнему году наблюдений и здесь обнаруживается некоторая тенденция к снижению различий.

Пример 4. Построение графика ежегодного изменения параметров кривой обеспеченности (рис. 3).

Река Арканзас, США. Площадь бассейна 11 750 км2. Выдающийся расход 1921 г. — 2 880 м 3 /с. Таблица расходов дана в прил. 2.

На графике показаны:

1. Ежегодные максимальные расходы.

Выдающийся расход на реке Арканзас прошел в 1921 г., на 27-м году наблюдений. При этом средний расход Q₀ возрос от 260 до 360, т.е. на 38%.

Коэффициент С_v резким скачком увеличился с 0,55 до 1,45, после чего на протяжении 40 лет снижался от 1,45 до 1,28. График наглядно показывает всю трудность проблемы нахождения расчетного коэффициента С_у. Совершенно ясно, что существовавшая до выдающегося паводка величина С_у * 0,55 занижена, а величина C_v* 1,45 является завышенной. Расчетное значение лежит в огромном диапазоне 0,55 C SL

Расходы вероятностью, например, 1% выглядят так (берем крайние случаи):

после 26 лет наблюдений (период 1895—1920 гг.):

после 27 лет наблюдений (период 1895—1921 гг.) :

2.6. При статистической обработке многолетних рядов максимальных расходов воды следует учитывать, что не всякий ряд (даже продолжительностью 50 лет, см. примеры 5, 6, 7) пригоден для определения расчетных параметров кривой обеспеченности. Ряды, пригодные для определения параметров, назовем условно расчетными. Одно из необходимых условий расчетного ряда — наличие в ряду или вне его одного или более выделяющегося расхода (критерий выделяющегося расхода дан в п.2.8.).

Рис. 3. Г рафик ежегодного изменения параметров Q_Qt C_yt С_$ на р. Арканзас (США), определенных по методу моментов

Что касается необходимой продолжительности расчетного ряда, то общие указания здесь дать затруднительно. Полезно проследить, как изменялись взгляды на этот вопрос. В 1948 г. в ГОСТ 3999-48 рекомендовался период 15 лет, в 1957 г. в СН 2-57 — уже 20 лет, в Указаниях СН 435-72 — от 25 до 50 лет (по физико-географическим зонам). Учитывая примеры 5, 6, 7, надо думать, что возрастание требуемого периода будет продолжаться. Очень многое зависит от наличия в ряду выдающихся величин, поэтому вопрос о необходимой продолжительности ряда нельзя уложить в стандартные периода. Очевидно, по этой причине в проекте новых Указаний СН 435 вообще не дается никаких рекомендаций на этот счет.

Принадлежность ряда к расчетному определяется при помощи графика ежегодного изменения параметров. Соответствующие примеры приводятся ниже.

Пример 5. Анализ того, является лирасчетным ряд максимальных расходов на реке Араке у Карадонлы. Площадь бассейна 96700 км2. Выдающийся расход 1969 г. — 2800 м 3 /с. Таблица расходов дана в прил. 3.

Параметры ряда по методу м * л 12—1968 гг.:

Несмотря на полученную незначительную величину коэффициента С_$, было назначено обычное соотношение c sf^v = 3. Кривая обеспеченности дана на рис. 4д. Отметим, что по этой кривой повторяемость расхода 1969 г. равна 1250 лет,

2. Допустим, что расчет выполняется в 1969 г. после выдающегося паводка 1969 г. (такой расчет также выполнялся Бакинским отделением Гидропроекта).

Параметры ряда за период 1912—1969 гг.:

Кривая обеспеченности при G s/ C v

3 дана на рис. 4J5. При этой кривой повторяемость расхода 1969 г. равна 300 лет.

3. Анализ пригодности ряда для определения параметров кривой обеспеченности.

Построим график ежегодного изменения параметров (рис. 5). Обращает на себя внимание то, что асимметрия на протяжении всего периода наблюдений близка к нулю или незначительна, чего никогда не бывает в рядах максимальных расходов. В 1968 г. прошел наибольший паводок за весь предшествующий период • 1820 мЗ/с, и все-таки асиммет

ры получили обычные соотношения.

До паводка 1969 г. первые 9 членов ранжированного ряда имели следующие значения: 1820, 1610, 1591, 1568, 1512, 1420, 1369, 1360, 1346 мЗ/с, т * е * различия соседних членов ничтожны. За исключением расхода 1820 остальные 8 наблюдались за период 50 лет, т.е. один раз в 6 лет. Тогда можно принять, что расход 1820 наблюдается никак не реже одного раза в 20—25 лет. Это типичный пример того, что (п.2.7), т.е. что расход 1820 не может стоять во главе 50-летнего ряда.

Период повторения. N, пет 10000 WOO fО00 200 tOO 20 10 5

Рис. 4. Кривые обеспеченности по р. Аракс-Кара-донлы:

Можно сделать вывод, что ряд максимальных расходов р Араке у Карадонлы до паводка 1969 г. не мог служить основой для определения параметров кривой обеспеченности. Описание расчетов кривой обеспеченности, выполненных в Бакинском отделении Гидропроекта, имеется в работах [36,37].

4. Рекомендуемый расчет параметров для рАраке с.Карадонлы.

Основной вопрос — как оценить повторяемость (вероятность) расхода 1969 г.

Бакинское отделение Гидропроекта приняло в 1971 г. эту повторяемость равной * 73 года. Когда по существующей методике построили кривую обеспеченности, получили # а 270 лет. Здесь сразу нарушается основное требование инженерного расчета — те величины, которые принимаются в начале расчета, должны быть равны получаемым в результате расчета. Методы моментов и наибольшего правдоподобия не могут выполнить это требование. Следовательно, расчет надо выполнять графоаналитическим методом.

5. Следует выполнить поиск данных о ранее наблюдавшихся выдающихся паводках на реке Араке, в частности, имеются сведения о таком паводке в 1877 г.

Пример 6. Река Волга у г.Куйбышева. Площадь бассейна

1210 ОООкм^. Имеются наблюдения с 1881 г.

Первые 15 расходов таковы:

Рис. 5. График ежегодного изменения параметров Q_Q, C_yt С_& Карадонлы, определенных по методу моментов р

Не повторяя подробный анализ, проведенный по реке Араке, можно сделать вывод, что если бы не было расхода (1926 г.), то ряд,

несмотря на свою длительность, был бы ограниченно пригоден для определения параметров кривой обеспеченности, так как все последующие расхода почти не различаются.

Строим график ежегодного изменения параметров (рис. 6), из которого видно, что отношение С$/ С У колеблется от 0 до 0,5, только однажды, на 41-м году наблюдений, достигая 1. Такие соотношения C_s/C_v не свойственны максимальным расходам, особенно дождевого происхождения. Только на 51-м году наблюдений появился расход, поднявший отношение £$/C_v до 2 (для дождевых паводков это еще мало).

Следовательно, до появления расхода 1978 г. ряд, имея длину 50 лет, не мог служить основой для определения расчетных параметров.

Пример 8. Выбор расчетного периода для определения параметров при помощи графика ежегодного изменения.

Рекомендовано к изданию решением секции гидрогеологии и гидрологии НТС ПНИИИС Госстроя СССР 29 июня 1979 г.

Рекомендации разработаны Производственным и научно-исследовательским институтом по инженерным изысканиям в строительстве (ПНИИИС) Госстроя СССР на основе обобщения опыта гидрологических расчетов максимального стока рек при инженерных изысканиях для различных видов строительства. В Рекомендациях изложены приемы анализа имеющихся рядов многолетних наблюдений при определении расчетных гидрологических параметров, разобраны аналитический и графоаналитический методы расчета параметров, изложены способы поиска дополнительной гидрометеорологической информации. Рассмотрены вопросы генетической и статистической однородности гидрологических рядов. Дана методика выполнения анализа выдающихся максимумов и оценки их вероятности.

Рекомендации предназначены для инженерно-технических работников проектно-изыскательских и научных организаций.

Рекомендации составил кандидат технических наук Ф.В.ЗАЛЕССКИЙ.

Замечания и предложения по содержанию настоящих Рекомендаций просим направлять по адресу: Москва. 105058, Окружной проезд, 18, ПНИИИС.

Р ‘М7(0ТГ- 7 ‘8Т Инст РУ кт ‘* но Р мат •• Х®Ь1П.— 88— 80. 3202000000

На рис. 7 показана кривая изменения коэффициента С_у на реке Чирчик. При каждом появлении выделяющегося максимума происходят перепады величины С_у, Приемлемая для строительного проектирования величина С _v получается где-то в районе ряда ”а”, приблизительно

при л* 34 года (или в диапазоне 30-40 лет). Очевидно одно, что ряд ”б” продолжительностью 56 лет хотя и является более длительным, дает менее надежную величину С _v.

где Р_т — оценка вероятности члена, занимающего ftt-e место в ранжированном ряду длиной it.

Параметр OL принимает следующие значения: если ориентироваться на математическое ожидание искомой вероятности, то CL = 0; при медианном значении вероятности а = 0,3; при а = 0,5 вероятность отнесена к середине отрезков, на которые ряд разбит. Соответствующие формулы даны в табл. 2.

Вероятность первого члена ряда А по формуле (5)

Выше приведена трактовка параметра ас с точки зрения математической статистики. Инженерная интерпретация этого параметра — поиск коэффициента запаса. Наиболее осторожна 1-я формула, наименее — 3-я. Однако за пределы _D__i__( м *2«) не выходит ни одна из них.

В реальных рядах, мобилизуя архивные, исторические данные, получают величину А/₁, равную нескольким сотням лет, во много раз больше продолжительности наблюдений. Поэтому очевидно, что для первых членов ряда указанные формулы непригодны. Вероятность выдающихся величин должна определяться путем гидрологического анализа и соответствующим образом наноситься на клетчатку (п.2.12).

Нельзя согласиться с тем, что в двух одинаковых по объему выборках вероятности первых номеров одинаковы, несмотря на то, что рас-

Методика определения и вероятностного прогнозирования экстремальных (максимальных и минимальных) значений гидрологических и метеорологических характеристик требует непрерывного совершенствования.

В соответствии с главой СНиП 2-1-74* ’’Система нормативных документов” внесено дополнение в п. 1.6 о том, что рекомендации разрабатываются научно-исследовательскими институтами на основе результатов научных исследований и должны быть направлены на дальнейшее совершенствование проектирования и строительства.

Строительное проектирование выдвигает свои, особые требования к их нормированию. Необходимо обеспечивать достаточную надежность проектируемых сооружений и вводить целесообразные коэффициенты запаса. В предлагаемых Рекомендациях намечаются некоторые решения этой задачи.

Хотя все приведенные в Рекомендациях примеры касаются максимального стока рек, однако предлагаемые исходные положения и методические приемы в той или иной степени могут учитываться при расчетах ряда параметров гидрологии и строительной климатологии; в первую очередь это касается вопросов однородности рядов многолетних наблюдений, роли выдающихся величин, оценки вероятности членов ранжированных рядов, надежности расчетных параметров и др.

Расчет параметров стока на основании проведенных наблюдений является достаточно разработанной областью гидрологии, и все же даже в этом случае методика определения экстремумов еще далека от требуемого уровня, в чем не трудно убедиться из предлагаемых Рекомендаций.

Следует отметить еще одно важное обстоятельство. В эмпирических формулах, полученных для случаев, когда наблюдения отсутствуют, недостатки в методике обработки рядов сказываются на точности определения параметров.

Рекомендации разработаны канд. техн. наук ЗАЛЕССКИМ Ф.В.

1. ОСНОВНЫЕ ИСХОДНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТОВ ЭКСТРЕМУМОВ

1.1. Одной из главных задач гидрологических расчетов является определение экстремальных расчетных гидрологических и метеорологических характеристик. От этих характеристик зависят генеральные параметры проектируемых сооружений и их стоимость.

Совершенствование методики расчета экстремальных характеристик способствует повышению достоверности определения их расчетных воздействий, обеспечению нормального функционирования гидротехнических, транспортных, мелиоративных и других сооружений.

Совершенствование указанной методики уменьшает аварийность и приводит к увеличению сроков эксплуатации сооружений, а также сокращению эксплуатационных расходов.

В итоге повышается надежность и срок службы сооружений, т.е. достигается максимальная эффективность капитальных затрат.

1.2. Улучшение методики определения экстремальных характеристик дает возможность уточнить вероятностное прогнозирование так называемых стихийных явлений.

Речные наводнения, катастрофические ливни, морские штормовые нагоны и другие проявления экстремальных гидрометеорологических факторов затрагивают интересы общества, имеют особое значение. Совершенствование методики расчета экстремумов способствует безопасности людей, сохранности материальных ресурсов.

Особенно опасны внезапные экстремумы, обусловленные причинными явлениями, длящимися немногие часы.

1.3. Задачи охраны гидросферы и атмосферы требуют надежных количественных сведений об экстремальных гидрометеорологических явлениях и их повторяемости (вероятности). Только при наличии таких сведений можно будет оптимизировать задачи охраны природной среды.

1.4. Настоящие Рекомендации дополняют методологию инженерной гидрологии современными требованиями, вытекающими из практики проектирования и строительства.

Не вызывает сомнения, что гидрология для строительных целей может и должна иметь свои, специфические методики. Именно такие специфические методики должны содержаться в нормативных документах, вносимых на утверждение Госстроя СССР и других ведомств для целей строительства.

Нельзя требовать, чтобы гидрологические расчеты слепо и безоговорочно опирались на материалы измерений в той форме, в какой они получены в результате наблюдений и которые имеются на сегодняшний день. Должны быть допущены обоснованные отступления от этой информации, так как последняя часто не является репрезентативной. Надо учитывать, что в ряде мало изученных районов страны количество информации вообще ничтожно, однако гидрология все равно вынуж-

дена решать свои задачи для обеспечения проектирования и строительства исходными данными.

1.5. Метод построения кривой обеспеченности в строительной гидрологии исходит из основного тезиса — расчетная кривая, обеспеченности, предназначенная для строительного проектирования, должна по возможности меньше зависеть от ежегодного изменения параметров, происходящего вследствие непрерывного добавления информации (данных наблюдений). Это достигается путем поиска и учета выдающихся экстремумов.

Наблюдения показывают, что на отрезке времени около 100 лет могут наблюдаться характеристики повторяемостью 200—300 лет. Проектирование и строительство ведутся с расчетом в среднем на одно-два столетия, при этом важно обеспечить сохранность и надежность сооружений в продолжение именно этого периода. Следовательно, расчетная кривая обеспеченности должна проводиться с учетом этих выдающихся характеристик.

Если следовать существующей методике, то обычно поиск выдающихся явлений не выполняется, а при появлении выдающегося максимума приходится увеличивать параметры кривой обеспеченности, увеличивается расчетный расход и проект подлежит переделке.

В отношении таких объемных трудов (около 3500 пунктов), как каталоги ГГИ по максимальному талому и дождевому стоку [ 14, 23]₉ следует учитывать, что видимо через каждые 3—4 года они в большей своей части будут нуждаться в уточнении или пересмотре, так как приводимые в них параметры кривой обеспеченности меняются в зависимости от добавляющихся данных наблюдений. Такое же положение и с экстремальными величинами строительной климатологии.

1.6. Расчет по методу предельных состояний (глава СНиП Л-А.10-71) должен быть распространен и на гидрологические воздействия. Соответствующие разработки являются первоочередной задачей тех институтов, которые являются головными для разных видов сооружений (гидротехнические сооружения — Гидропроект Минэнерго, автомобильные и железные дороги — Союздорпроект и ЦНИИС Минтрансстроя и тщ.).

В главе СНиП П-А.10-71 ’’Строительные конструкции и основания. Основные положения проектирования” говорится [34], что степень ответственности и капитальности зданий и сооружений, а также значимость последствий наступления тех или иных предельных состояний учитывается в необходимых случаях коэффициентами надежности/^.

В настоящее время при проектировании вводится система коэффициентов запаса. При проектировании морских причалов над расчетным уровнем принимается запас 1 м; при проектировании подходных насыпей к мостам возвышение насыпи над расчетным уровнем принимается с запасом 0,5 м и т.д.

Общий коэффициент запаса равен

Расчеты на ЭВМ для данных Рекомендаций выполнены в Лаборатории математических методов ПНИИИС инж. Клюхиной Е.В.

Источник