ЕДИНИЧНЫЙ ГИДРОГРАФ

– Очень часто требуется спрогнозировать гидрограф паводка в результате известного шторма.

– Для решения этой задачи существует большое количество методов

• Метод единичного гидрографа является наиболее популярным и широко используемым методом для прогнозирования гидрографа паводка в результате известного шторма.

– Впервые предложен Шерманом в 1932 году

Определение : Единичный гидрограф определяется как гидрограф прямого стока в результате выпадения единичной глубины (1 см) избыточного количества осадков, выпадающих равномерно по бассейну и с одинаковой скоростью в течение определенного времени (D часов).

– Термин “единица” относится к единичной глубине избытка осадков, которая обычно принимается равной 1 см.

– Продолжительность используется в качестве префикса к конкретному гидрографу единицы.

Определение единичного гидрографа подразумевает следующее:

1. Единичный гидрограф представляет собой единовременную реакцию водосбора на единичный избыток осадков продолжительностью D-ч для получения гидрографа прямого стока. Он связывает только прямой сток с избытком осадков. Следовательно, объем воды, содержащийся в единичном гидрографе, должен быть равен избытку осадков. Поскольку избыток осадков по определению составляет 1 см, площадь под единичным гидрографом равна объему, определяемому глубиной воды в 1 см на водосборной площади.

2. Считается, что осадки имеют средняя интенсивность избыточных осадков (ER) 1/D см/ч для продолжительности D-ч ливня

3. Распределение ливня считается равномерным по всему водосборному бассейну.

Типичный единичный гидрограф продолжительностью 6 ч (продолжительность избытка осадков составляет 6 ч)

Допущения в теории единичного гидрографа

1. Инвариантность времени: Это подразумевает, что прямой отклик стока (т.е. Гидрограф прямого стока (DRH) для данного эффективного дождя (ER) на водосборе инвариантен во времени, т.е. он всегда один и тот же, независимо от того, когда он происходит.

2. Линейная реакция: Предполагается, что реакция прямого стока на избыток осадков является линейной. Линейная реакция означает, что если вход вызывает выход вызывает выход и вход вызывает выход вызывает выход то вход даёт выход даёт выход . Следовательно, если то то .

Если избыток осадков за время D часов в r раз больше единичной глубины, то ординаты результирующей ДРГ будут в r раз больше соответствующих ординат гидрографа единицы времени D часов. Поскольку площадь под ДРГ продолжительностью D часов должна быть в r раз больше площади под соответствующим гидрографом единицы измерения продолжительностью D часов, основание ДРГ будет таким же, как и основание гидрографа единицы измерения.

Предположение о линейном отклике позволяет использовать метод суперпозиции для получения ДРГ.

Если последовательно выпадают два ливня продолжительностью D часов, то их суммарный эффект (т.е. результирующий ДРГ) получается путем наложения соответствующих ДРГ, при этом необходимо учитывать правильную последовательность событий.

Применение единичного гидрографа

1. РРП на водосборе в результате данного ливня может быть определена, если имеется соответствующий единичный гидрограф.

2. Предположим, что имеется единичный гидрограф D-h и гиетограмма ливня.

3. Первоначальные потери и потери на инфильтрацию оцениваются и вычитаются из гиетограммы ливня для получения ERH

4. Затем ERH делится на M блоков продолжительностью D ч каждый.

5. Затем избыток осадков в каждом блоке продолжительностью D-ч последовательно накладывается на гидрограф блока для получения различных кривых DRH. Ординаты этих кривых DRH соответствующим образом запаздывают для получения надлежащей временной последовательности и затем складываются в каждом временном интервале для получения требуемого чистого DRH, вызванного ливнем.

Рассмотрим последовательность из M значений превышения нормы осадков каждая продолжительностью D часов. u(t) – ордината единичного гидрографа D-h в t часов от начала.

– Прямой сток, обусловленный в момент времени t составляет

Прямой сток, обусловленный в момент времени (t-D) составляет

Таким образом, в любой момент времени t общий прямой сток равен

– После вычисления чистого ДРВ добавляется расчетный базовый сток для получения общего гидрографа паводка

Читайте далее: