Гідрологічні та водогосподарські розрахунки
2.3
Забезпеченість, її визначення і будова кривої забезпеченості при обмежений
кількості даних
Всі гідротехнічні
споруди розраховуються на певну забезпеченість. Якщо розташувати ряд в
убиваючому порядку, то під забезпеченістю будь-якої величини цього ряду
розуміється імовірність перевищування даного значення і більше нього серед
сукупності всіх можливих значень. Є декілька способів визначення
забезпеченості. Вибір кожного з них, в основному, залежить від довжини ряду
спостережень. Спочатку ми використовуємо спосіб визначення забезпеченості при
наявності короткого 30-40 річного ряду.
Цей спосіб
заключається в слідуючому. Члени хронологічного ряду спостережень за “n” років
розташовують в убиваючому порядку з наданням кожному числу порядкового номера
“m”, який змінюється від 1 до “n”.
Для кожного
значення розраховують імовірність перевищування серед сукупності всіх значень,
що маємо в ряду, за допомогою формули
m
Рm = -------
· 100, % (9)
n + 1
Наносячи на
графік точки з координатами (Рm і Qm), та усереднюючи їх
на око, одержують криву забезпеченості гідрологічної характеристики, що
розглядається
Всі розрахунки
зводжу у табл.3.
Розрахунок
емпіричної кривої забезпеченості
Роки
|
Q, м3/с
|
Q в убиваючому
порядку, м3/с
|
M
|
Qm
К =------
Qср
|
m
P =------100,%
N + 1
|
1961
|
5,4
|
19,6
|
1
|
1,96
|
2,7
|
1962
|
18,6
|
19,3
|
2
|
1,93
|
5,5
|
1963
|
4,7
|
18,6
|
3
|
1,86
|
8,3
|
1964
|
5,1
|
18,56
|
4
|
1,856
|
11,1
|
1965
|
6,0
|
17,5
|
5
|
1,75
|
13,8
|
1966
|
12,3
|
15,78
|
6
|
1,578
|
16,6
|
1967
|
10,4
|
15,6
|
7
|
1,56
|
19,4
|
1968
|
13,6
|
15,1
|
8
|
1,51
|
22,2
|
1969
|
14,9
|
14,9
|
9
|
1,49
|
25,0
|
1970
|
19,6
|
13,6
|
10
|
1,36
|
27,7
|
1971
|
17,5
|
13,3
|
11
|
1,33
|
30,5
|
1972
|
6,1
|
12,5
|
12
|
1,25
|
3,33
|
1973
|
5,9
|
12,3
|
13
|
1,23
|
36,1
|
1974
|
4,0
|
10,4
|
14
|
1,04
|
38,8
|
1975
|
6,4
|
10,3
|
15
|
1,03
|
41,6
|
1976
|
15,78
|
9,8
|
16
|
0,98
|
44,4
|
1977
|
18,56
|
8,9
|
17
|
0,89
|
47,2
|
1978
|
13,3
|
7,4
|
18
|
0,74
|
50,0
|
1979
|
7,22
|
7,4
|
19
|
0,74
|
52,7
|
1980
|
10,3
|
7,22
|
20
|
0,722
|
55,5
|
1981
|
6,62
|
7,1
|
21
|
0,71
|
58,3
|
1982
|
4,7
|
6,62
|
22
|
0,662
|
61,1
|
1983
|
4,0
|
6,4
|
23
|
0,64
|
63,8
|
1984
|
5,3
|
6,1
|
24
|
0,61
|
66,6
|
1985
|
7,1
|
6
|
25
|
0,6
|
65,4
|
1986
|
6,0
|
6
|
26
|
0,6
|
72,2
|
1987
|
7,4
|
5,9
|
27
|
0,59
|
75,0
|
1988
|
8,9
|
5,4
|
28
|
0,54
|
77,7
|
1989
|
15,6
|
5,3
|
29
|
0,53
|
80,5
|
1990
|
19,3
|
5,1
|
30
|
0,51
|
83,3
|
1991
|
7,4
|
4,7
|
31
|
0,47
|
86,1
|
1992
|
12,5
|
4,7
|
32
|
0,47
|
88,8
|
1993
|
15,1
|
4,7
|
33
|
0,47
|
91,6
|
1994
|
9,8
|
4
|
34
|
0,4
|
94,4
|
1995
|
4,7
|
4
|
35
|
0,4
|
97,2
|
2.4 Побудова
аналітичної кривої забезпеченості
Аналітичну криву
забезпеченості будують, а частіше добудовують, при обмежувальному числі даних
спостережень, коли емпірична крива забезпеченості слабо або зовсім на дає
можливості визначити Q або К на кінцевих ділянках, які відносяться до області
великих і малих значень стоку.
Аналітичні криві
забезпеченості будують при відомих параметрах Q (Qср), Сн,
і Сs за допомогою таблиць трьохпараметричного гамма або біномального
розподілу.
В таблиці
біномального розподілу приводяться нормовані відхилення модульних коефіцієнтів
КР% від одиниці (тобто від середнього значення) які виражені в
частках коефіцієнта варіації в залежності від забезпеченості при фіксованих
коефіцієнтах асиметрії. Ці відхилення називаються числами Фостера і
визначаємося за формулою:
КР% -
1
ФР% = ----------
(10)
Сн
З формули (10)
можна записати
КР% =
ФР% Сн + 1 (11)
Тоді витрати
завданої забезпеченості, в свою чергу, визначаємося як
QР% =
Кр% Q = (ФР% Сн + 1) Q (12)
У подальшому
порядок побудови кривої забезпеченості аналогічний попередньому параграфу.
Для побудови цієї
кривої забезпеченості необхідно скористатися величинами Qср, Сн,
Сs, які одержані в підрозділах 3.1 і 3.2 і додатком, в якому
приведені числа Фостера. Всі розрахунки зводжу в таблицю 4.
Визначення
теоретичних значень
Р, %
|
0,01
|
0,1
|
5
|
10
|
25
|
Фр%
|
4,63
|
3,81
|
1,77
|
1,32
|
0,62
|
КР%
|
3,32
|
2,91
|
1,89
|
1,66
|
1,31
|
QР%
|
33,27
|
29,16
|
18,94
|
16,63
|
13,13
|
К, %
|
50
|
75
|
90
|
95
|
99
|
99,9
|
|
ФР%
|
-0,08
|
-0,71
|
-1,22
|
-1,49
|
1,96
|
-2,4
|
|
КР%
|
0,96
|
0,65
|
0,39
|
0,26
|
0,02
|
-0,2
|
|
QР%
|
9,62
|
6,51
|
3,9
|
2,61
|
0,21
|
-2,0
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.5 Побудова
кривих повторюваності і забезпеченості при достатній кількості даних
Цей спосіб
застосовується при великому об’ємі спостережень (більше 50 років). Криві
повторюваності і забезпеченості будують за згрупованими даними. Для цього всю
амплітуду коливань випадкової величини А = Qmax - Qmin
(різниця між максимальними і мінімальними величинами в ряду спостерігаючої
величини) ділять на інтервали, або розряди ДQ, і підраховують, скільки значень
потрапило в кожний з них, тобто визначаємо абсолютну частоту ni.
Число інтервалів
С призначають від 10 до 15 в залежності від числа спостережень N, таким чином,
щоб відобразити основні риси розглядаючої статистичної сукупності. Інтервали ДQ
призначають однаковими. За їх величини приймають таке число, щоб після ділення
А/С не лишалось залишку.
Відібрані
інтервали не повинні перекриватися, щоб сусідні значення спадаючого ряду не
потрапили в суміжні інтервали Контролем при підрахунку абсолютних частот по
розрядам є очевидна рівність
∑ni
= Н (13)
Для кожного
інтервалу розраховують відносну частоту
ni
mi =
----- (14)
N
При цьому,
ураховуючи формулу (14) одержують
∑mi
= 1 (15)
Всі розрахунки
зводжу в таблицю 5.
Емпіричній
розподіл середньорічних витрат води
№№ інтервалу
|
ДQ, м3/с
|
Частота
|
Накопичена відносна
частота Уmi
|
Абсолютна ni
|
Відносна, mi
|
1
|
198 – 189
|
1
|
0,021
|
0,021
|
2
|
188 – 179
|
2
|
0,042
|
0,063
|
3
|
178 – 169
|
3
|
0,063
|
0,1255
|
4
|
168 – 159
|
3
|
0,063
|
0,188
|
5
|
158 – 149
|
3
|
0,063
|
0,2505
|
6
|
148 – 139
|
7
|
0,146
|
0,3965
|
7
|
138 – 129
|
8
|
0,167
|
0,5635
|
8
|
128 – 119
|
7
|
0,146
|
0,7095
|
9
|
118 – 99
|
11
|
0,229
|
0,9385
|
10
|
98 – 89
|
1
|
0,021
|
0,9595
|
11
|
88 – 79
|
1
|
0,021
|
0,9805
|
12
|
78 – 69
|
1
|
0,021
|
1,0000
|
У
|
|
48
|
1,0000
|
1,0000
|
Страницы: 1, 2, 3
|
|