Тема 7.Максимальный расход воды

1. Понятие максимального и максимального расчетного расходов

В гидрографе каждого года, построенном для любой реки всегда можно выделить один или несколько периодов, в течение которых, проходящие по реке расходы воды превышают расходы за все остальное время года. Внутри каждого из таких многоводных периодов один из расходов является наибольшим или максимальным.

Исследования максимальных расходов является одной из важнейших задач гидрологии. Понятно, что гидротехнические сооружения не могут строиться с расчетом на пропуск неограниченно большого расхода воды, и их пропускная способность не превышает некоторой заданной «расчетной» величины.

Максимальным расчетным расходом называют расход, на пропуск которого рассчитывают водопропускные и водосбросные отверстия гидротехнического сооружения.

Занижение максимального расчетного расхода может привести к переполнению водохранилища, затоплению сооружений в нижнем бьефе, разрушению плотины.

Завышение максимального расчетного расхода приводит к удорожанию строительства, увеличению сроков строительства, снижению экономической эффективности.

Расчетная ежегодная вероятность превышения (обеспеченность) максимальных расчетных расходов устанавливается нормативными документами, которые определяют ее в зависимости от рода сооружения, класса его капитальности и условий эксплуатации.

Класс капитальности сооружения	I	II	III	IV
Обеспеченность, %	0,01	0,1	0,5	1

1.2.Факторы формирования максимальных расходов воды.

Максимальные расходы рек образуются:

1) От таяния зимних запасов снега на равнинах;

2) От таяния горных снегов и ледников;

3) От выпадения дождей и ливней;

4) От совместного действия снеготаяния и дождей;

5) От режима температур воздуха (дружность половодья);

6) От остаточной величины грунтового питания;

7) От суммы отрицательных температур за зимний период, которая характеризует и степень промерзания грунтов;

8) Высотная зональность, экспозиция склонов, формы водосбросов, наличия карста и т.д.

9) Синоптические процессы - основополагающие факторы в формировании величины и характера весеннего половодья.

10) Косвенные, но очень важные гидрометеорологические факторы - затененность снежного покрова лесом, наличие пойм, количество проток, характер подстилающей поверхности, наличие болот!, наличие озер!)

11) Многопиковость в гидрографе половодья - необходимо разделить (выделить) разнородные по происхождению максимальные расходы.

Многофакторность условий формирования максимального расхода не дает оснований говорить о существовании какой-либо зависимости между величинами наибольших расходов последующих лет ряда, поэтому ежегодно наблюдающийся наибольший расход и ряд, составленный из них, можно считать случайной величиной и случайным рядом.

Поэтому для расчетов Q_max применяются:

1. Статистические приемы исследования наибольших расходов воды, основанные на использовании многолетних или непродолжительных гидрологических наблюдений в расчетном или ближайших створах;

2. Расчеты по эмпирическим формулам (как метод предварительных решений);

При составлении проектных заданий и технических проектов сооружений (мостов, плотин и т.д.) для уверенности в правильности установления расчетного максимального расхода воды лучше принимать оба метода. Это диктуется тем, что при занижении Q_maxбудут разрушения объектов, а при завышении - увеличиваются финансовые расходы.