Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Краткий обзор современного состояния обобщенных методов регулирования и использования речного стока 8
I.I Кривые продолжительности расходов и использования стока 8
1.2. Обобщенные методы регулирования речного стока
1.2.1. Общие замечания II
1.2.2. Методы расчета многолетнего регулирования стока рек 16
Глава 2. Природные условия и характеристики стока рек КНДР. 33
2.1. Краткие сведения о физико-географических условиях. ЗЗ
2.2. Исходные данные .38
2.3. Параметры годового и меженного стока и их изменчивость 41
2.4. Репрезентативность рядов наблюдений и устойчивость статистических параметров годового стока ,49
Глава 3. Внутригодовое распределение стока и его естественная зарегулированность 53
3.1. Основные факторы внутригодового распределения стока .54
3.27 Внутригодовая и многолетняя изменчивость стока. 57
3.2.1. Внутригодовая изменчивость стока 57
3.2.2. Изменения естественной зарегулированности стока рек 62
3.2.3. Оценка многолетнего колебания стока 74
Глава 4. Районирование рассматриваемой рерритории КНДР по гидрологическим характеристикам 83
4.1. Общее положение и критерии районирования 83
4.2. Гидрологические районы и их характеристики 85
Глава 5. Влияние водохранилищ на зарегулированность и использование рек КНДР .92
5.1. Зарегулированность стока рек в зависимости от рабочей емкости водохранилищ 93
5.1.1. Расчет и построение обобщенных водохозяйственных характеристик по основным районам КНДР . 93
5.1.2. Оценка изменения степени зарегулированности стока рек КНДР под влиянием водохранилищ . 102
5.2. Определение коэффициента использования стока рек 105
5.2.1. Исходные гидрологические данные 105
5.2.2:, разработка расчетных зависимостей для определения коэффициента использования стока рек.107
5.3. Использование номограмм и точность расчетов 121
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 124
ЖТГЕРАОТА . 127
ПРИЛОЖЕНИЯ 136
- Кривые продолжительности расходов и использования стока
- Краткие сведения о физико-географических условиях.
- Основные факторы внутригодового распределения стока
- Общее положение и критерии районирования
- Зарегулированность стока рек в зависимости от рабочей емкости водохранилищ
Кривые продолжительности расходов и использования стока
В практике гидрологических и водохозяйственных расчетов для оценки внутригодового распределения стока наиболее широко используется кривая продолжительности суточных расходов. Ее интегральное выражение или кривая нарастающих площадей графика продолжительности от наименьшего до наибольшего распада в зависимости от его величины носит название кривой использования сторса.
Кривые продолжительности расходов и использования стока могут быть составлены для годового, сезонного и более коротких периодов /декада, месяц/. Б практике наиболее часто применяется кривая продолжительности суточных расходов за год.
При наличии данных наблюдений кривая продолжительности суточных расходов за отдельный год может быть построена двумя способами. Один из них заключается в подсчете частоты /абсолютного числа суточных расходов или его доли от числа сутогс в году/ по отдельным интервалам расходов с последующим суммированием частот в сторону уменьшения расходов и с отнесением получаемых таким образом продолшітельностей к нижней границе интервала. Другой способ сводится к непосредственной выборке из годовой таблицы величин расходов, соответствующих определенным значениям продолжительности 30, 90, 180, 270, 355 суток /или в долях года 0.08, 0.25, 0.50, 0.75 и 0.97/ и максимального и минимального расходов, продолжительность которых равна I и 365 суткал. Второй способ более предпочтителен по сравнению с первым.
Иногдацля приближенных рассматриваемых расчетов применяется график продолжительности месячных расходов. Способы его построения для отдельных лет и за многолетний период /срєдішя и абсолютная кривые/ принципиально не отличаются от построения кривой продолжительности суточных расходов /55/.
Кривая использования стока может быть построена непосредственно по графику продолжительности расходов путем разделения его площади горизонтальными линиями соответствующим различным расходам. В дальнейшем определяются частные площади между этими линиями и последовательно суммируются.
Многолетние кривые продолжительности распадов обычно представляются в двух видах. Первый из них как абсолютная или обобщенная кривая, являющаяся результатом расположения в единый ряд суточных расходов за все годы пли результатом осреднения за многолетний период продолжптельностей, соответствующих одинаковым расходам. Они включают в себя абсолютные максимум и минимум" за весь период наблюдений.
Другой вид - средняя кривая продолжительности расходов. Она представляет собой итог осреднения соответствующих одной и той же продолжительности ординат кривых за отдельные годи и ограничивается средними за многолетие величинами максимума и минимума.
Краткие сведения о физико-географических условиях
Корейский полуостров легат на востоке азиатского континента mezruj 33 - 34 градусами северной широты и 124 - 131 градусами восточной, долготы. Северная граница КНдР прилегает к основному массиву азиатского континента. Западная и восточная границы проходят по береговой линии морей, имеющей протяжение 8693 км, что в 6.5 раза больше, чем северная граница /1377 км/.
Площадь рассматриваемого района вішочает более 1/2 террито-рий КНДР, которая составляет 220 тыс.км . Большая часть /более 80%/ рассматриваемой территории является горной местностью и составлена постепенно возвьшающимпся зонами с юга на север и с запада на восток, так как в северном и восточном районе страны находятся высокие хребты, горы и нагорья, а в западном и южном районе - сравнительно невысокие горы и хребты. В среднем высота рассматриваемой территории составляет 482 м над уровнем моря. В особенности, в северной местности и восточном поберехоье сосредоточены горы и хребты с наивысшими отметками 2750 м над уровнем моря. Средняя высота ландшафта сравнительно невысокая, но горные характеристики хорошо проявляются, так как здесь находятся многие горы, имеющие резкие уклоны.
Северная горная местность страны ограничена с востока, запада к юга разными хребтами и горами и соединяется с азиатским континентом. Самой высокой частью на рассматриваемой территории является эта местность. Площади бассейнов, рек небольшие, а полиостью заняты густыми лесами. Водоразделами рек являются горы, достигающие максимальных отметок 2000-2700м над уровнем моря. Реки текут по глубоким речным долинам с большими уклонами на высокогорьях. В результате этих свойств ландшафта эта местность ясно разделена с другими.
"Районы западного и восточного побережья открываются в направлении Восточно-Корейского и Западно-Корейского морей. С севера на юг лежат хребты Тэпэксана и Ранлима, которые находятся блике к восточному побережью, чем к западному. Западные склоны хребтов и гор территории Кореи простираются к западног/у и южному морям. Восточные склоны хребтов обрывистые, а западные склоны более пологие, чем противоположные. В верхней части рек происходят сильные эрозионные врезы, а в нижней части - аккумуляции, так как для всех рек уклоны в верховьях составляют более 70%, а низовья - обычно 5$. Площади бассейнов и длины рек западного побережья значительно больше восточного, В верхней и средней части бассейнов находится густой лес, но но нижняя часть бассейнов используется под высокопроизводительные пашни.
В климатообразовании Кореи основную роль играют сезонные особенности состояния континентальной и океанической подстилающей поверхности, а также циркуляционной режим той части Азии, где господствует дальневосточный муссон. Высокие горы и обрывистые уклоны хребтов являются причинами сильного изменения горизонтального и вертикального градиента воздушного потока.
Летом преобладает влажный воздух и выпадает большое количество осадков, так как в это время теплый и влажный воздушный поток с Тихого океана в виде юго-западного муссона вторгается в западную местность и движится в северо-восточном направлении по долинам горных хребтов.
Основные факторы внутригодового распределения стока
Па реках рассматриваемой территории Ш-Цір внутригодовое распределение стока в основном определяется климатическими факторами. Влияние подстилающей поверхности обычно слабее, чем влияние климатических. Одной из причин этого является то, что в речных бассейнах КНДР практически нет озер и болот, оказывающих наиболее влияние на перераспределение стока. Б его формировании особая роль принадлежит осадкам, испарению, температуре воздуха и их распределению внутри года.
Изменение на протяжении года климатических факторов и их влияния на сток носит следующий характер. Осадки являются основным ігЛшлатнческШ Л фактором, изменение которого по территории носит зональный характер /проявляется зональность как территориальная, так и высотная/. Осадки имеют максимум летом и минимум зимой. Летние осадки частично кнфкдьтрутотся и теряются на испарение и основные части вызывают паводки. Осенние осадки частично идут на пополнение запасов грунтовых вод, поддєршівающих подземное питание рек зимой и в подавляющей доле теряются на испарение и лишь в незначительной части поступают в сток.
Распределение среднего годового стока по территории ХЇІд? целиком и полностью соответствует изменению годовых сумм осадков. Так, например, на река:-: подавляющая часть стока /60-80$/ приходится на период летних паводков, осенью и зимой проходит от 10 до 15/» годового стока. Сезонное распределение осадков следующее: 50-70$ выпадает летом, 20$ - весной, 10$ - зимой, ниже 10$ - осенью.
Кспатэение с водосбора определяется климатом - осадками и Учитывая сравнительно устойчивый сток межени /2Ъ%/ модно предполагать, что подземный сток для рек рассматриваемой территории КНДР довольно значительный. Выделить его долю из общей величины стока чрезвычайно сло;шо в силу недостатка исходных данных.
Как известно, увеличение длины рек и площади их водосбора влияет па увеличение продолжительности и уменьшение пика весеннего половодья и доццевых паводков, способствуя большей выравненнос-ти внутригодового распределения стока. Размеры речных бассейнов являются регуляторами стока. При отсутствии других мощных аккумуляторов стока, например, озер, карста и др, затушевывающих влияние размера бассейна, внутригодовоы ход стока с увеличением площади бассейна несколько выравнивается. Так, например, в районе северной части восточного побережья на реках, которые имеют малые водосборы, волны паводков достигают замыкающих створов после нескольких часов от начала дождя, а в районе западного побережья - спустя десятих часов. /66, 99/.
Большие уклоны поверхности речных бассейнов КНДР способствуют быстрому отеканию поверхностных вод. В то же время значительная плотность речной сети приводит к интенсивному дренированию подземных вод.
Общее положение и критерии районирования
Гидрологическим районом принято называть генетически однородный (по условиям происхождения и развития слагающих его природных факторов) участок территории, характеризующийся более или менее однородным водным режимом рек. В таком районе все другие природные условия по своему происхождению и развитию также идентичны.
Основным показателем однородности гидрологического района является однотипность и однозначность происходящих на его территории гидрологических явлений. По своей площади гидрологические районы вследствие того или иного сочетания природных условий могут быть на равнинных территориях большими (сотни тысяч квадратных километров) и средними (десятки тысяч квадратных километров), а в горных областях - преимущественно малыми (тысячи и сотни квадратных километров).
К числу критериев гидрологического районирования можно отнести однородность климатических условий, однородность типов питания рек внутригодового хода главнейших элементов водного режима и амплитуд колебаний средних, максимальных и минимальных расходов воды половодий, паводков, межени, продолжительности ледостава и др.
Типичность водного режима рек той или иной гидрологической зоны /гидрологического района/ должна выявляться по большинству рек, а на каздой реке - по наибольшей повторяемости тех или иных гидрологических явлений, обладающих более или менее однородным рехшмом /63, 64/
Районирование рассматриваемой территории ІшдР автором выполнено по следующим основнім гидрологическим параметрам: по внутригодо-вому распределению стока и коэффициенту естественной зарегулирована ности - р , а также по коэсяшциенту вариации годового стока с, .
Коэффициент естественной зарегулпрованности 4 выражает суммарное влияние физико-географических факторов на внутрпгодовое распределение стока рек, а коэффициент Cv слу;:шт критерием неравномерности средних годовых расходов воды в многолетнем распределении.
Как отмечалось выше, эти коэффициенты изменяются, с одной стороны, по географическим зонаїл /зависит от зональных ландшафтных условий/, с другой стороны от размера бассейна, определяющих степень естественной зарегулированности стока.
Зарегулированность стока рек в зависимости от рабочей емкости водохранилищ
Обобщенной водохозяйственной характеристикой принято называть зависимость коэффициента регулирования стока от величины полезной емкости водохранилища. Коэффициент регулирования ccL представляет собой отношение расхода отдачи из водохранилища зарегулировашюго водохранилищем расхода/ Q3ap к среднемяоголет-неглу расходу /норме/ Q.f и характеризует степень возмопого зарегулирования стока водохранилищем.
CJTII зависимости автором разработаны применительно к замыкающим створам рек выделенных гидрологических районов территории КБдТ.
Расчет И построение обобщенных водохозяйственных характеристик проведены по данным среднемесячных расходов за 20-летшш период по следующим рекам и пунктам наблюдений:
- первый район ; первый подрайон : р.Тэдонган - п.Кансо, рДхончхоиган - п.Хянсан, р.Гурепган - п.Нонбон ; второй подрайон: р.Ресонган - п.Кымчхон, р.Івдшнган - п.Кчхон ; третий подрайон: р.Рехунган - п.Ехун ; - второй район: р.Чхунманган - п.Уси, р.Амрокган - п.Сішфа ; - третий район: р.Оранчхон - п.Оран и р.Ыенганчхон - п.Ыенган,
В общей сложности расчеты и построения водохозяйственных характеристик выполнены по 10 рекам для 10 створов.
Расчеты зависимостей коэффициента регулирования cL от полезной емкости водохранилища- d= j- (Х/ПОле%.) произведены по известной методике советских ученых С.IIЛСрицкого и. м. .ыенкеля /56, 57, 58 ... 61/, широко используемой в практике водохозяйственного проектирования. Сущность этой методики сводится к следующему.
Емкость водохранилища, необходимая для зарегулирования стока, разбивается на две ее составляющие: сезонную, необходимую для выравнивания сезонных колебаний стока и многолетнюю, предназначенную для выравнивания многолетних колебаний стока.
-95 Способы определения сезонной емкости при сезонном (К - Л) и в зоне многолетнего (К dL) регулирова-нпя стока различные / дт - модульный коэойшциент годового стока расчетной обеспеченности/. В первом случае, сезонная емкость является единственным источником покрытия дефицита стока /разности медцу естественными расходами воды и расходами водопотребления/ в маловодную мекень. В зтом случае сезонная емкость определяется величиной этого дефицита и подсчитываетоя по выражению:
