TURINYS
ĮVADAS 3
1. ŽEIMENOS UPĖS 5% TIKIMYBĖS MAKSIMALAUS LIŪTIES POPLŪDŽIŲ DEBITO
SKAIČIAVIMAS 4
1.1. Debito skaičiavimas pagal ilgalaikius stebėjimo duomenis 4
1.1.1. Statistinė eilė, vidutinis debitas ir į tikimybės kreivės parametrų
skaičiavimo lentelę įeinantieji nariai 4
1.1.2. Variacijos ir asimetrijos koeficientai 6
1.1.3. Statistinių parametrų paklaidos 7
1.1.4. Teorinės tikimybės kreivės skaičiavimas 8
1.2. Debito skaičiavimas neturint stebėjimo duomenų 11
IŠVADOS 13
NAUDOTOS LITERATŪROS SĄRAŠAS 14
PRIEDAI 15
ĮVADAS
Hidrologija – mokslas, tiriantis įvairių vandens telkinių savybes,
dinamiką ir ryšį su kitais geografinės srities elementais [2, p. 5].
Mokslininkų atliekami vandens telkinių stebėjimai ir tyrimai atskleidė
įvairius dėsningumus, kurie dabar atsispindi įvairiuose hidrologiniuose
skaičiavimuose.
Hidrologiniai skaičiavimai glaudžiai susieti su hidrologinių
reiškinių analize, matematine statistika, tikimybių teorija bei matematiniu
modeliavimu, norint užtikrinti būsimo hidrotechnikos statinio
ilgalaikiškumą ir ekonomiškumą. Šios pastato charakteristikos tiesiogiai
priklausys nuo jo kategorijos. Jeigu planuojamas hidrotechnikos statinys
turės ypač reikšmingą įtaką, kaip vandentiekio ir vandentvarkos (gyventojų
aprūpinimas vandeniu) ar hidroenerginis (Kauno hidroelektrinė), jo
ekonomiškumui bus skirtas mažesnis dėmesys, o hidrologiniai bei
hidrotechniniai skaičiavimai ypač sugriežtės. Jo griūvimo ar laikino
nefunkcionavimo galimybės turi būti mažai tikėtinos ir skaičiuojamos pagal
hidrologinius ir hidrotechninius metodus su atitinkamomis nustatytomis
tikimybėmis. Mažiau svarbūs statiniai (pvz.: rekreaciniai, žuvininkystės)
įvertinami mažiau griežtomis tikimybėmis.
Šis darbas susideda iš dviejų dalių. Pirmos dalies darbo tikslas –
hidrologiniais skaičiavimo metodais apskaičiuoti upės maksimalų momentinį
lietaus-liūčių poplūdžių debitą turint ilgalaikius hidrologinius stebėjimus
ir neturint jų. Antros dalies tikslas – pagal apskaičiuotą maksimalų
prognozuojamą debitą suprojektuoti vidutinio reikšmingumo hidrotechnikos
statinį – upės vamzdinę pralaidą per kelią.
Per kelią bus projektuojama upės Žeimena vamzdinė pralaida. Žeimena –
upė Švenčionių rajone kurios ilgis 80 km, o baseino plotas 2813 km2. Ši upė
yra Neries dešinysis intakas. Žeimena išteka iš Žeimenių ežero ir teka į
pietus ir pietvakarius. Iki Pabradės slėnis platus (iki 5 km), su
terasomis, vaga vingiuota. Didžiausi upės intakai: dešinieji – Kiauna,
Lakaja, Dubinga, Jusinė; kairieji – Saria, Mera. Deltos baseine yra virš 60
ežerų, kurie užima 7 % upės baseino ploto. Žeimenos vidutinis nuolydis 46
cm/km, vidutinis debitas žiotyse 27 m3/s. Prie Žeimenos deltų įsikūrę
nedideli miesteliai: Pabradė ir Švenčionėliai [3, p. 480 ].
Darbe naudojami 22 stebėjimo metų duomenys gauti iš vandens matavimo
stoties ties Pabrade 17,5 km nuo žiočių. Vamzdinė pralaida bus
projektuojama 15, 3 km nuo upės žiočių.
1. ŽEIMENOS UPĖS 5% TIKIMYBĖS MAKSIMALAUS LIŪTIES POPLŪDŽIŲ
DEBITO SKAIČIAVIMAS
1. . Debito skaičiavimas pagal ilgalaikius stebėjimo duomenis
Pagal ilgalaikius hidrologinius stebėjimų duomenis galima
tiksliausiai nustatyti jų projektines tikimybes. Turint ilgalaikius upės
debitų stebėjimo duomenis, maksimalių liūties poplūdžių arba pavasario
potvynių debito dydis yra randamas pagal tokią skaičiavimo tvarką:
1. sudaroma statistinė eilė,
2. skaičiuojama vidutinė debito reikšmė,
3. skaičiuojami debitų moduliniai koeficientai,
4. skaičiuojama kiekvieno debito procentinė tikimybė,
5. skaičiuojami variacijos ir asimetrijos koeficientai,
6. skaičiuojamos empirinių tikimybių kreivės parametrų paklaidos,
7. skaičiuojama teorinė tikimybės kreivė [3, p. 25-26].
Taigi reikiamą maksimalų liūties poplūdžių debito dydį, turint
ilgalaikius upės Žeimena stebėjimo duomenis, skaičiuosiu pagal aukščiau
nurodytą skaičiavimo tvarką.
1.1.1. Statistinė eilė, vidutinis debitas ir į tikimybės
kreivės parametrų skaičiavimo lentelę įeinantieji nariai
Pirmiausia turimus ilgalaikius upės stebėjimų duomenis (metus,
debitus) surašiau į sudarytą tikimybės kreivės parametrų skaičiavimo
lentelę (žr. 1.1 lentelė). Visų dvidešimt dvejų stebėjimo metų debitai buvo
perrašyti mažėjančia tvarka (Qi).
1.1. lentelė. Tikimybės kreivės parametrų skaičiavimas
Tada skaičiuoju vidutinį debitą – vieną iš pagrindinių tolimesnių
skaičiavimų charakteristiką. Vidutinis debitas išreiškia pirmą hidrologijos
hipotezę: „Upės debitas per palyginti trumpą laikotarpį svyruoja apie
kažkokią pastovią vidutinę reikšmę“ [3, p. 5]. Vidutinis debitas
išreiškiamas
formule:
Q0 = [pic], (1.1)
čia:
Q0 – vidutinis aritmetinis debitas;
Qi – i-tųjų metų debitas;
n – stebėjimo metų skaičius.
Q0 = [pic]m3/s.
Toliau apskaičiuoju ir įrašau į 1.1. lentelę duomenis, kurie bus
reikalingi tolimesniems skaičiavimams.
Kiekvieno nario modulinis koeficientas. Jis parodo kiekvienų metų
debito santykį su vidutiniu debitu ir randamas pagal formulę:
[pic], (1.2)
čia*:
Ki – i-tojo statistinio debito modulinis koeficientas.
Įrašius modulinių koeficientų reikšmes (Ki) apskaičiuoju (Ki-1), (Ki-
1)2, ( Ki-1)3. Σ(Ki-1)=0 parodo ar skaičiavimuose nebuvo padaryta klaidų, o
Σ(Ki-1)2 ir Σ( Ki-1)3 bus naudojamos vėliau.
Užbaigiant tikimybės kreivės parametrų skaičiavimo lentelę, į jos
paskutinį stulpelį surašau apskaičiuotas debitų tikimybes, kurios
skaičiuojamos naudojant Čegodajevo formulę:
[pic] (1.3)
čia:
m – statistinės debitų eilės debito eilės numeris.
1.1.2. Variacijos ir asimetrijos koeficientai
Šiame skaičiavimo etape skaičiuoju variacijos ir asimetrijos
koeficientų reikšmes, kurios apibūdina atitinkamai hidrologinės eilės
duomenų išsisklaidymo laipsnį ir išsisklaidymo asimetriškumą – netolygųjį
pasisikirstymą apie vidutinį debitą [3, p. 19]. Naudoju šias formules:
Cv = [pic] (1.4)
Cs = [pic] (1.5)
čia:
Cv – variacijos koeficientas;
Cs – asimetrijos koeficientas.
* po formulėmis paaiškinti dydžiai nebus kartotinai aiškinami kitose