Сторінка
1

До побудування нової нормативної бази в галузі максимального стоку на річках України

На сьогодні в країнах колишнього союзу, в тому числі й в Україні, діє нормативний документ по розрахунках максимальних витрат води на річках, який було запропоновано ще в 1972 році, а потім дещо змінено в 1983 році. Фахівцями неодноразово на авторитетних конференціях і симпозіумах приверталася увага розробників на невідповідність у багатьох випадках розрахункових максимумів паводків і повеней матеріалам спостережень, особливо у випадках, коли місцеві особливості формування стоку суттєво відрізняються від фонових. Удосконалення діючої нормативної бази не можливо в принципі – через емпіричний підхід при її створенні. Досить звернутися до відомих базових структур БНіПу, щоб переконатися в цьому.

Так, для весняної повені (без наведення поправок) використовується формула [7]:

, (1)

де qm – максимальний модуль повені, ko – коефіцієнт “дружності” повені, Ym – розрахунковий шар стоку, F – площа водозбору, Fo – додаткова площа, за допомогою якої ураховується зменшення інтенсивності редукції на малих водозборах.

Згідно з дослідженнями [4], чисельник є максимальний модуль схилового стоку q¢m, тоді

. (2)

Коефіцієнт редукції максимального модуля qm/q¢m дорівнює

. (3)

Його верхньою фізичною границею повинно бути qm/q¢m=1.0 при F®0. Але якщо з цього боку розглянути (3), то легко переконатись, що при F®0

, (4)

за винятком, коли Fо=1.0.

З структури (1) не ясно, до котрого з параметрів (ko чи Ym) відносяться поправки на залісеність та заболоченість. При розрахунках дощових паводків в залежності від розмірів водозбірних площ використовується не одна, а дві формули (зауважимо, що їх “склеювання” не забезпечується:

а) при F>100-200 км2

; (5)

б) при F<100-200 км2

, (6)

де - ординати кривих редукції середньої інтенсивності опадів у часі, Н1% - добовий максимум опадів, h - коефіцієнт стоку.

У теоретичному відношенні (5) взагалі ну відповідає фізичним вимогам до граничних значень qm, бо qm/q¢m дорівнює одиниці не за умови F®0, а при F=200 км2. Вважаємо, що більш обгрунтованим було б (5) записати у загальному вигляді

. (7)

Щодо функції , то вона використовується помилково, бо як показано в [3], замість неї в (6)повинна входити інша величина, а саме:

, (8)

де (n+1)/n – коефіцієнт нерівномірності схилового припливу, То – тривалість схилового припливу, tp – час руслового добігання паводкових хвиль.

Таким чином, використана (майже безпідстевно) в СНіПі функція тотожня осередненому в межах tp коефіцієнту повноти схилового припливу

. (9)

Наведене вище дає змогу прийти до висновку про суттєві недоліки структурного плану в діючому БНіПі 2.01.14-83 і необхідність розробки більш досконалої нормативної бази, яка б відповідала світовим досягненням сучасної гідрології, а саме головне – достовірно описувала процеси трансформації схилового припливу в русловий стік.

Як на думку авторів, побудувати розрахункову схему для визначення максимальних витрат води під час паводків чи повіней досить надійно можна, виходячи із рівняння руслових ізохрон

, (10)

де fi – міжізохронні площі, eі – коефіцієнти русло-заплавного регулювання в межах міжізохронних ділянок.

Максимальна витрата води буде дорівнювати:

а) за tp<To

, (11)

де - шар стоку, найбільший у межах tp, тобто

, (12)

k1 – гідрографічний коефіцієнт, який співпадає з раніше запропонованим А.М.Бефані [1]

; (13)

б) за tp³To

, (14)

де V – швидкість руху паводкових хвиль в руслах, k2 – гідрографічний коефіцієнт

. (15)

Вирази (11) і (14) можна узагальнити у вигляді

. (16)

Рівняння (16) вперше було отримано А.М.Бефані [1], який реалізував модель руслових ізохрон, виходячи з передумов що: 1)коефіцієнт щільності руслової мережі залишається незмінним в межах річкових водозборів; 2)русло-заплавне регулювання відбувається однаково на різних ділянках річкової мережі. Але, як відомо, це не зовсім так – на малих водозборах і розгалужених річкових системах процеси регулювання паводків мають свої особливості. Вони полягають в тім, що при зростанні водозбірних площ відбувається закономірне і поступове збільшення відношення ширини річки до її середньої глибини.