§ 24. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ПАРАМЕТРОВ МЕТОДОМ
ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ИНТЕРПОЛЯЦИИ
В районах дорожного строительства, где данные наблюдений за реками
недостаточны или отсутствуют, определение расчетных расходов производят
методами гидрологической аналогии или географической интерполяции.
Первый метод применяется в ограниченных пределах, так как требует
соблюдения ряда условий [10] как для опорного, так и расчетного створов.
Более распространен второй метод — географической интерполяции. В
практике проектных организаций его применяют в комбинации со следующими
способами определения) расходов: а) :по обобщенным формулам; б) по
региональным зависимостям и в) по данным морфометрических изысканий.
При применении того или другого метода расчета должен учитываться
генезис стока, что имеет важное значение как при исследовании расчетных
зависимостей, так и для строительства и эксплуатации мостового перехода.
Применительно к определенному виду стока составлены обобщенные формулы
расходов. В зависимости от сроков наступления половодья или паводка
принимаются решения по очередности производства строительных работ.
Превалирующий вид стока устанавливается на стадии изысканий. Для
первоначальных соображений может быть использована карта преобладающих
видов стока, приведенная в СН 435-72 [142], а также карта
распространения выдающихся паводков и половодий, помещенная в СН 397-69
[141].
Перенос расхода вверх и вниз по реке и от реки-аналога часто встречается
в практике изысканий. Здесь надо учитывать климатический фактор, форму
водосбора, уклон долины реки, заболоченность, озерность, а для больших
рек — направление течения при меридиональном направлении. На реках,
текущих с юга, паводочная волна имеет поддержку от северных притоков,
где весна бывает позже, чем на юге. На реках, текущих с севера,
паводочная волна приходит в зону южных притоков, когда пазодок там уже
прошел. Может возникнуть обратное явление — долины притоков будут
аккумулировать объем стока и уменьшать максимальный расход.
Почти на всех реках имеются так называемые транзитные участки, где
ширина водосбора резко уменьшается по сравнению с верхним участком. В
таких случаях, несмотря на некоторое увеличение площади водосбора, объем
стока распластывается по времени, а максимальный секундный расход
уменьшается. Примером может служить Волга, где от устья Камы к Астрахани
максимум расхода падает на 37%. Наоборот, расходы Енисея и Лены к устью
значительно увеличиваются.
Определение расчетного уровня. На многих реках имеются наблюдения только
за уровнями. В этих случаях ряд уровней используется для определения по
нему уровня расчетной ВП.
Способы непосредственного определения расчетного уровня без построения
кривой расходов ограничиваются двумя условиями: когда створ перехода
совпадает со створом наблюдений за уровнями и когда между створом
наблюдений с многолетним рядом уровней и переходом может быть построен
надежный график связи (коэффициент корреляции (0,8). За пределами этих
условий уровень расчетной ВП используется для оценки границ и
продолжительности подтопления территорий и проектирования защитных
сооружений, для оценки превалирующего вида стока и коэффициента стока.
Обработка рядов наблюдений уровней производится теми же приемами
математической статистики, которые применяются и для обработки расходов.
Следует учитывать, что уровни зависят от физических характеристик
бассейна (в том числе от морфологических характеристик русла реки) в
большей степени, чем расходы. Это обстоятельство отражается на значении
основного параметра кривой распределения — коэффициенте вариации
(изменчивости), который будет меняться в зависимости от отметки нуля
отсчета и емкости паводочного русла. Коэффициенты вариации для глубоких
беопойменных русел по сравнению с коэффициентами вариации для
раскидистых пойменных русел будут всегда меньшими.
Что касается второго параметра кривой распределения — коэффициента
асимметрии, то для раскидистых русел с поймами он, как правило, будет
иметь отрицательное значение или значение, близкое к нулю. Это
объясняется снижением роста уровней при выходе реки на пойму, что при
статистической обработке дает малую сумму положительных отклонений от
нормы по сравнению с суммой отрицательных.
Ориентировочно можно считать, что значения коэффициентов вариации
уровней в 1,5—2 раза меньше значений коэффициентов вариации расходов.
По абсолютному значению коэффициенты вариации уровней для большинства
рек лежат в пределах 0,12—0,40, в то время как коэффициенты вариации
расходов 0,20—0,80.
При определении значений уровней заданных ВП многолетний ряд наблюдений
должен обязательно включать и высокие уровни (ВП 5—2%), при которых
происходит затопление пойм. Кроме того, в расчет вводятся только бытовые
значения уровней, не искаженные факторами местного порядка, например
подпором от плотин или существующих мостов, заторами поверхностного и
донного льда и т. п.