14. Максимальный и минимальный уровни за безледный период и периоды ледовых явлений (замерзание, ледостав, вскрытие) отдельных лет и в многолетнем разрезе следует определять по аналогии с требованиями п. 12 настоящего обязательного приложения, а средние многолетние значения экстремумов в указанные фазы режима водоема - по аналогии с требованием п. 13.
15. Наивысшие уровни различной обеспеченности (вероятности превышения) следует определять по эмпирической кривой обеспеченности максимальных годовых уровней, которую строят по многолетнему ряду максимумов. Обеспеченность (в процентах) членов ряда при построении кривой рекомендуется вычислять по формуле
Р=[m/(п+1)]??100,(74)
где m - порядковый номер члена ранжированного (в порядке убывания значений) ряда максимальных годовых уровней; n - число лет наблюдений (количество членов в ряду).
16. Наинизшие уровни различной обеспеченности (вероятности положения ниже заданной отметки) определяют по эмпирической кривой обеспеченности минимальных годовых уровней, построенной по многолетнему ряду минимумов, ранжированному в порядке убывания его членов. Обеспеченность членов ряда Р % при построении кривой рекомендуется вычислять по формуле
Р=100-[m/(п+1)]??100,(75)
где m и п соответствуют обозначениям в формуле (74).
17. Если продолжительность наблюдений за уровнем в заданном пункте А недостаточна, экстремальные значения уровня , различной обеспеченности в этом пункте рекомендуется вычислять с использованием сведений по пункту-аналогу Б с длинным рядом наблюдений по формуле
,(76)
где - экстремальный уровень заданной обеспеченности, определяемый по эмпирической кривой обеспеченности годовых экстремальных уровней в пункте-аналоге Б; и - средние многолетние значения годовых экстремумов соответственно в пунктах А и Б.
Величина определяется осреднением многолетнего ряда годовых экстремумов в пункте Б. Для нахождения нужно сделать выборку 10-15 наибольших (или наименьших) значений месячных экстремумов за период наблюдений в пункте А и такую же выборку за тот же период в пункте Б. Оба ряда полученных значений следует ранжировать в порядке убывания; затем нужно построить график связи между значениями экстремумов с одинаковыми порядковыми номерами в обоих рядах и по значению в пункте Б снять с графика искомое значение в пункте А.
18. Наивысший уровень проточного водоема при отсутствии наблюдений за уровнем рекомендуется определять по кривой расходов Q=f(Z) в истоке согласно СНиП 2.01.14-83 "Определение расчетных гидрологических характеристик".
19. Наивысший уровень бессточного водоема при отсутствии наблюдений за уровнем рекомендуется определять по кривой зависимости объемов данного водоема от отметки уровня. Расчетный уровень при этом принимают соответствующим расчетному объему притока в водоем за период половодья, вычисляемому согласно СНиП 2.01.14-83.
20. Значение наивысшего уровня, полученное расчетным путем при отсутствии наблюдений за уровнем, необходимо откорректировать путем введения поправки (со знаком плюс) на ветровой нагон. Высоту нагона ??ZW м рекомендуется вычислять по формуле
??ZW=2??10-6(W10LW)/(gHср),(77)
где W10 - скорость ветра малой повторяемости на высоте над водной поверхностью, определяемая по требованиям обязательного приложения 13 м/с; LW - расстояние от расчетной точки в створе перехода до нормали к направлению ветра, проходящей через центр тяжести водоема, м; g - ускорение свободного падения, м/с2; Hср - средняя глубина водоема на участке протяженностью LW, м.
Расчет следует выполнять для двух точек, расположенных у противоположных берегов водоема в створе трубопровода. В качестве поправки в каждой точке необходимо принимать наибольшее значение ??ZW из рассчитанных при различных направлениях ветра.
21. Обеспеченность экстремальных уровней при проектировании перехода необходимо задавать в соответствии со СНиП 2.06.04-82. «Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения».
Определение колебаний уровня и расчетных уровней малой повторяемости
22. Годовую величину колебаний уровня определяют как разность между максимальным и минимальным уровнями в году, а многолетнее значение колебаний - как разность между максимальным и минимальным годовыми уровнями за весь многолетний период наблюдений.
Среднюю годовую величину колебаний уровня находят путем осреднения годовых величин колебаний за многолетний период наблюдений.
23. Среднюю годовую величину колебаний уровня АZ см при отсутствии данных наблюдений рекомендуется рассчитывать по формуле
АZ=??,(78)
где ?? - параметр, определяемый по данным наблюдений за уровнем на смежных морфологически однородных водоемах, для которых АZ и kF известны (?? равен 20 для Северо-Запада ETC и 32 для северных и центральных областей ETC); kF - коэффициент, равный отношению площади бассейна водного питания водоема к площади зеркала водоема.
Применение формулы (78) ограничено значениями kF??250. Формула неприменима для водоемов с аномальным и искаженным естественным режимом уровня.
24. Годовую величину колебаний уровня расчетной обеспеченности при отсутствии данных наблюдений следует определять по теоретической кривой обеспеченности, которая строится по значениям коэффициента асимметрии Сs=0 и коэффициента вариации Cv, равного коэффициенту вариации годовых величин колебаний уровня изученных водоемов данного региона.
25. Годовые величины колебаний уровня различной обеспеченности при наличии многолетних наблюдений необходимо определять по эмпирической кривой обеспеченности.
Многолетнюю величину колебаний уровня заданной обеспеченности определяют по эмпирическим кривым обеспеченности годовых экстремальных уровней как разность между максимальным и минимальным значениями уровня, имеющими одинаковую обеспеченность, равную заданной.
26 Величины колебаний уровня в безледный период и периоды ледовых явлений необходимо определять, в соответствии с требованиями п. 22 и 25 настоящего обязательного приложения, путем выборки данных наблюдений не за весь год, а за указанные периоды или фазы режима водоема.
27. Кратковременные колебания уровня (продолжительностью от нескольких часов до нескольких суток), вызываемые ветровыми сгонами-нагонами, сейшами и попусками ГЭС (на речных водохранилищах), определяют по записям уровня самописцем или по данным учащенных наблюдений на гидрологическом посту.
При отсутствии наблюдений величины сгона и нагона рекомендуется вычислять по формуле (77), величину сейшевых колебаний уровня допускается принимать приближенно равной величине сгонно-нагонных колебаний, а величину колебаний ??ZQ м, вызванных попуском ГЭС, вычислять приближенно по формуле
??ZQ=??Qп/(ВВ),(79)
где ??Qп - изменение расхода за время попуска, м3/с; ВВ - ширина и Hср - средняя глубина водохранилища на участке расположения перехода, м; g - ускорение свободного падения, м/с2.
Формулу (79) целесообразно применять для руслового приплотинного участка протяженностью несколько десятков километров, а также для руслового участка в зоне выклинивания подпора, если водохранилище входит в каскад и ограничено гидроузлом в верхнем (входном) створе, через который осуществляются попуски.
28. Средний суточный уровень малой повторяемости - 1 раз в п лет - необходимо рассчитывать по многолетней эмпирической кривой обеспеченности средних суточных уровней в соответствии со значениями обеспеченности Р % (табл. 29) при анализе режима уровня за весь год, а для безледного периода и периодов ледовых явлений (замерзание, ледостав, вскрытие) значения обеспеченности (табл. 29) следует умножить на частное от деления продолжительности года на продолжительность соответствующего периода (в сутках).
Таблица 20
|
Годы |
1 |
5 |
10 |
20 |
50 |
100 |
|
Р % |
0,27384 |
0,05477 |
0,02738 |
0,01369 |
0,00548 |
0,00274 |
29. Значения среднего годового, среднего месячного уровней и средних уровней за безледоставный период и периоды ледовых явлений повторяемостью 1 раз в n лет (вероятностью превышения (1/n) 100%) следует определять по многолетним эмпирическим кривым обеспеченности названных уровней в соответствии с заданным значением обеспеченности (вероятности превышения).
30. Для построения надежных многолетних кривых обеспеченности уровней, оказанных в п. 29 настоящего обязательного приложения, для гидрологического поста А с коротким рядом наблюдений п пользуются следующим приемом.
Выбирают ближайший к рассматриваемому посту А и участку расположения перехода трубопровода пункт-аналог Б с длинным рядом наблюдений N и строят многолетнюю за N лет кривую обеспеченности уровней в пункте Б, затем - кривые обеспеченности за период п лет синхронных наблюдений в обоих пунктах и график связи значений уровня, соответствующих одинаковой обеспеченности на обеих кривых. По графику связи осуществляют переход от ординат (значений уровня) многолетней кривой обеспеченности уровней в пункте-аналоге Б к ординатам искомой многолетней кривой обеспеченности в заданном пункте А.
31. Перечисленные в настоящем обязательном приложении характеристики режима уровня необходимо учитывать при оценке изменения глубин в створе перехода трубопровода, при расчетах элементов волн, при расчетах переформирования берегов и деформаций дна береговых отмелей, при расчетах вдольбереговых перемещений наносов и оценках заносимости прорезей, а также при выборе технических средств и сроков проведения строительных работ.
ПРИЛОЖЕНИЕ 13
Обязательное
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЖИМА ВЕТРА
Получение исходных данных
1. Характеристики режима ветра на участке расположения перехода трубопровода через водоем следует определять по данным многолетних систематических наблюдений за ветром на ближайшей и репрезентативной для участка водоема метеорологической станции УГКС. С точки зрения репрезентативности предпочтительными являются островные и плавучие станции, а из береговых станций - расположенные на открытой местности и ближе к водоему и створу перехода трубопровода.
2. Переход от скорости ветра в выбранном опорном пункте к скорости на участке расположения перехода трубопровода через водоем следует осуществлять по графику связи скоростей, который строится по материалам синхронных наблюдений за период гидрологических изысканий на участке. Синхронными наблюдениями должен быть охвачен широкий диапазон изменения скорости ветра всех направлений.
В случае частичной защищенности ветроизмерительных приборов график связи скорости ветра необходимо строить для отдельных направлений или групп направлений ветра.
3. Скорости ветра в пункте временных наблюдений на участке расположения перехода трубопровода должны быть приведены к высоте 10 м под водной поверхностью путем умножения на коэффициент, равный 1,1 и 0,9 при измерениях ветра на высотах соответственно 5 и 20 м и более над поверхностью водоема. Кроме того, скорости, измеренные флюгером, требуется откорректировать умножением на коэффициент, равный 0,95 для скоростей около 25 м/с и 0,9 для скоростей W10??30 м/с.
4. Для получения текущей информации о ветре на сети метеорологических станций УГКС следует использовать Метеорологические ежемесячники и Метеорологические ежегодники, а для получения обобщенных многолетних характеристик ветра - Справочник по климату СССР (ч. III, ветер).
Определение средней скорости ветра
5. Средние суточные значения скорости ветра определяют осреднением данных наблюдений в стандартные сроки или ежечасных данных за сутки, средние месячные значения - осреднением средних суточных скоростей за месяц и средние годовые значения - осреднением месячных скоростей за год.
6. Средние месячные значения скорости ветра в многолетнем разрезе определяют путем осреднения средних значений за один и тот же месяц всего ряда лет наблюдений. Среднее многолетнее значение скорости вычисляют осреднением средних месячных скоростей в многолетнем разрезе за все месяцы года.
7. По средним, а также максимальным и минимальным месячным значениям скоростей ветра за многолетний период наблюдений следует построить график годового хода этих скоростей, а по средним годовым значениям - график многолетнего хода скоростей ветра. На оба графика наносят горизонтальной линией среднее многолетнее значение скорости.
8. Средние значения скорости за безледный период и периоды ледовых явлений в отдельные годы определяют путем осреднения средних суточных значений скорости за каждый из указанных периодов, а в многолетнем разрезе - путем осреднения полученных значений скорости за весь ряд лет наблюдений.
Определение обобщенных характеристик режима ветра
9. Обобщенными многолетними характеристиками режима ветра на участке расположения перехода трубопровода через водоем являются повторяемость и обеспеченность (вероятность превышения) ветра различной скорости и разных направлений, а также повторяемость и обеспеченность продолжительности непрерывного действия ветра различной скорости и разных направлений.
10. Повторяемость ветра заданной скорости и заданного направления следует определять как число случаев наблюдений такого ветра, выраженное в процентах от общего числа систематических наблюдений за многолетний период. Сведения о повторяемости требуется представлять в виде таблицы распределения данной характеристики по градациям скорости и направления ветра, а также в виде розы ветров (рис. 37) или графика повторяемости ветра различной скорости по направлениям (рис. 38).
Рис. 37. Poза ветров (повторяемость ветра различной скорости по направлениям).
1-5 - W10 соответственно 1-5, 5-10, 10-15, 15-20,>20 м/с.
11. Обеспеченность скорости ветра следует определять как число случаев наблюдений ветра заданной скорости и выше, выраженное в процентах от общего числа систематических наблюдений за многолетний период, и представлять в виде частных (для отдельных направлений ветра) и обобщенной (для всех направлений) кривых обеспеченности.
