СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ
ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ
ХАРАКТЕРИСТИК

СНиП 2.01.14-83

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ СТРОИТЕЛЬСТВА

МОСКВА 1985

РАЗРАБОТАНЫ Государственным гидрологическим институтом Госкомгидромета (руководители темы: д-р геогр. наук А.А.Соколов и д-р техн. наук А.В.Рождественский, ответственные исполнители: д-р геогр. наук В.Е.Водогрецкий, кандидаты техн. наук А.Г.Лобанова и С.М.Тумановская, канд. геогр. наук Б.М.Доброумов, инженеры Э.А.Зайцева и М.А.Жукова) и институтом Гидропроект им. С.Я.Жука Минэнерго СССР (руководители темы: инженеры Б.Ф.Бологуров и О.В.Польский, ответственные исполнители: инженеры М.Б.Лосева и М.В.Смолякова) с участием Института водных проблем А.Н. СССР, Украинского регионального научно-исследовательского института, Закавказкого регионального научно-исследовательского института и Дальневосточного регионального научно-исследовательского института Госкомгидромета, ВНИИ ВОДГЕО и ПНИИИС Госстроя СССР, ЦНИИС и института Союздорпроект Минтрансстроя Азербайджанского государственного университета Минвуза Азербаджанской ССР.

ВНЕСЕНЫ Государственным комитетом СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды.

ПОДГОТОВЛЕНЫ К УТВЕРЖДЕНИЮ Отделом технического нормирования и стандартизации Госстроя СССР.

Исполнители: Е.А.Троицкий и В.А.Кулиничев.

С введением в действие СНиП 2.01.14-83 «Определение расчетных гидрологических характеристик» утрачивают силу Указания по определению расчетных гидрологических характеристик (СН 435-72).

Настоящие нормы распространяются на определение расчетных гидрологических характеристик при проектировании речных гидротехнических сооружений, железных и автомобильных дорог, сооружений мелиоративных систем, систем водоснабжения, планировки и застройки населенных пунктов, генеральных планов промышленных и сельскохозяйственных предприятий, а также при разработке мероприятий по борьбе с наводнениями.

Настоящие нормы не распространяются на определение расчетных гидрологических характеристик при инженерных изысканиях и проектировании объектов, подлежащих строительству на устьевых участках рек, находящихся в зоне влияния морских приливов и отливов, а также на селеопасных реках.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Определение расчетных гидрологических характеристик должно основываться на данных гидрометеорологических наблюдений, опубликованных в официальных документах Государственного комитета СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды в области гидрологии, а при необходимости на дополнительном учете данных инженерно-гидрометеорологических изысканий.

1.2. При определении расчетных гидрологических характеристик необходимо применять следующие приемы расчетов:

а) при наличии данных гидрометрических наблюдений - непосредственно по этим данным;

б) при недостаточности данных гидрометрических наблюдений - приведением их к многолетнему периоду по данным рек-аналогов с более длительными рядами наблюдений;

в) при отсутствии данных гидрометрических наблюдений - по формулам с применением данных о реках-аналогах и картам, основанным на совокупности данных наблюдений всей сети гидрометрических станций и постов данного района или более обширной территории, включая материалы инженерно-гидрометеорологических изысканий.

1.3. В качестве критерия при определении величины расчетной гидрологической характеристики для каждого вида строительства принимается ежегодная вероятность превышения (обеспеченность) этой величины, устанавливаемая нормативными документами, утвержденными или согласованными Госстроем СССР.

1.4. Данные гидрометрических наблюдений следует подвергать проверке, включающей анализ:

полноты и надежности наблюдений за уровнями и расходами воды, наличия данных о наивысших (мгновенных и среднесуточных) и наинизших уровнях воды за время наблюдений при свободном от льда русле, ледяном покрове, ледоходе, заторе льда, заросшем водной растительностью русле, подпоре от нижерасположенной плотины, сбросах воды выше гидрометрического створа и др.;

увязки высотных отметок водомерных постов и уровней за весь период наблюдений;

увязки годового и сезонного стока воды, максимальных и минимальных расходов и уровней воды в пунктах наблюдений по длине реки;

полноты учета стока воды на поймах и в протоках;

обоснованности способов подсчета стока воды по осредненным или ежегодным кривым расходов воды или же другими методами;

обоснованности экстраполяции кривых расходов воды до наивысших и наинизших уровней, а также точности расчета стока воды по кривым расходов за год, сезон, месяц, сутки;

необходимости восстановления наблюдений, пропущенных за отдельные годы, месяцы, дни;

точности расчетов стока воды за зимний и переходный периоды, обоснованности принятых при расчете стока воды коэффициентов, учитывающих зарастание русла водной растительностью, правильности учета деформации русла и переменного подпора;

влияния хозяйственной деятельности на речной сток.

1.5. Данные гидрометеорологических наблюдений низкого качества при невозможности их уточнения исключаются из расчетного ряда наблюдений. В необходимых случаях должен выполняться пересчет стока воды за отдельные дни, месяцы, годы.

1.6. Определение расчетных гидрологических характеристик следует производить по однородным гидрологическим рядам.

Для рек, в бассейнах которых интенсивно разбивается хозяйственная деятельность, необходимо приведение гидрологических рядов к однородным условиям.

Приведение стока к однородным условиям производится:

регрессионными методами с использованием парной и множественной корреляции;

водно-балансовыми методами с учетом изменения всех элементов водного баланса.

Выбор методов определяется наличием и качеством необходимой гидрометеорологической информации. При комплексном учете влияния видов хозяйственной деятельности применяются регрессионные методы, а при дифференцированном - водно-балансовые. Оценка надежности восстановленного речного стока определяется статическими методами. Приведение стока к однородным условиям не производится, если суммарная величина его изменений не выходит за пределы случайной средней квадратической ошибки исходных данных наблюдений.

1.7. Оценка однородности рядов гидрометрических наблюдений осуществляется на основе генетического анализа условий формирования речного стока путем выявления причин, обусловливающих неоднородность исходных данных наблюдений. При необходимости количественной оценки однородности данных наблюдений применяются статистические критерии однородности средних значений и дисперсий с учетом внутрирядных и междурядных корреляционных связей.

1.8. При выборе рек-аналогов необходимо учитывать следующие условия:

возможную географическую близость расположения водосборов;

сходство климатических условий;

однородность условий формирования стока, - однотипность почв (грунтов) и гидрогеологических условий, по возможности близкую степень озерности, залесенности, заболоченности и распаханности;

площади водосборов должны отличаться не более, чем в 10 раз, а их средние высоты (для горных рек) - не более, чем на 300 м;

отсутствие факторов, существенно искажающих величину естественного речного стока (регулирование стока, сбросы, изъятие на орошение и другие нужды).

1.9. Величины расчетных геологических характеристик должны устанавливаться на основе современного и перспективного уровня комплексного использования водных ресурсов.

1.10. Основные гидрологические характеристики:

Расход воды Q , м 3 /с;

Объем стока воды V , м 3 ;

Модуль стока воды q , м 3 /(с×км 2);

Слой стока воды h , мм;

Уровень воды Н , м.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРИ НАЛИЧИИ ДАННЫХ ГИДРОМЕТРИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ

Общие указания

2.1. Определение расчетных гидрологических характеристик при наличии данных гидрометрических наблюдений достаточной продолжительности осуществляется путем применения аналитических функций распределения ежегодных вероятностей превышения.

Примечание. Продолжительность периода наблюдений считается достаточной, если рассматриваемый период репрезентативен (представителен), а величина относительной средней квадратической ошибки расчетного значения исследуемой гидрологической характеристики не превышает 10%.

Оценка репрезентативности ряда наблюдений за п лет производится по рекам-аналогам с числом лет наблюдений N (N >п , при N > 50 лет). Репрезентативность ряда наблюдений за гидрологической характеристикой определяется по разностным интегральным кривым речного стока или сопоставлением кривых распределения речного стока по реке-аналогу за периоды n и N лет.

Если относительные средние квадратические ошибки превышают указанный предел и период наблюдений нерепрезентативен, необходимо осуществить приведение рассматриваемой гидрологической характеристики к многолетнему периоду согласно требованиям пп. 3.1-3.5.

2.2. Эмпирическая ежегодная вероятность превышения Р т гидрологических характеристик определяется по формуле

Р т =т/ (п +1)100%, (1)

где т - порядковый номер членов ряда гидрологической характеристики, расположенного в убывающем порядке;п - общее число членов ряда.

Эмпирические кривые распределения ежегодных вероятностей превышения строятся на клетчатках вероятностей. Тип клетчатки вероятностей выбирается в соответствии с принятой аналитической функцией распределения вероятностей и полученного отношения коэффициента асимметрии C s к коэффициенту вариации C v .

2.3. Для сглаживания и экстраполяции эмпирических кривых распределения ежегодных вероятностей превышения, как правило, применяется трехпараметрическое гамма-распределение при любом отношении C s / C v . При надлежащем обосновании допускается применять биноминальную кривую распределения (при C s > 2C v ) или другие функции распределения вероятностей. При неоднородности ряда гидрометрических наблюдений (различные условия формирования стока) допускается применять усеченные и составные кривые распределения ежегодных вероятностей превышения.

2.4. Параметры аналитических кривых распределения - среднее многолетнее значение, коэффициент вариации C v и отношение коэффициента асимметрии к коэффициенту вариации - устанавливаются по гидрометрическим рядам наблюдений за рассматриваемой гидрологической характеристикой методом наибольшего правдоподобия или методом моментов.

2.5. Расчетный коэффициент вариации C v и коэффициент асимметрии C s для трехпараметрического гамма-распределения методом наибольшего правдоподобия следует определять в зависимости от статистик l 2 и l 3 , вычисляемых по формулам:

где k i - модульный коэффициент рассматриваемой гидрологической характеристики, определяемый по формуле

k i =Q i / , (4)

где Q i - погодичные значения расходов воды;

Среднее арифметическое (среднее многолетнее) значение расходов воды, определяемое в зависимости от числа лет гидрометрических наблюдений п по формуле

По полученным значениям статистик l 2 и l 3 определяют расчетный коэффициент вариации и коэффициент асимметрии по обязательному прил. 1.

2.6. Расчетный коэффициент вариации C v и коэффициент асимметрии C s для трехпараметрического гамма - распределения и биномиального распределения методом моментов определяется по формулам:

где а 1 ,..,а 6 ;b 1 , ...,b 6 - коэффициенты, определяемые по обязательным прил. 2 и 3;

C v и С s - соответственно смещенные коэффициенты вариации и асимметрии, определяемые по формулам:

2.7. Расчетные значения отношения коэффициента асимметрии к коэффициенту вариации, а также коэффициента автокорреляции следует принимать как среднее из значений, установленных по данным группы рек с наиболее продолжительными наблюдениями за рассматриваемой гидрологической характеристикой в гидрологически однородном районе.

2.8. Если не представляется возможным произвести расчет согласно требованиям пп. 2.5 и 2.6, допускается применять графоаналитический и графический методы. Параметры биномиального распределения графоаналитическим методом определяются по формулам:

S =(Q 5% +Q 95% -2Q 50%)/(Q 5% -Q 95%); (10)

s=(Q 5% -Q 95%)/(Ф 5% -Ф 95%); (11)

Q 50% -Ф 50% s. (12)

где Q 5% ,Q 50% ,Q 95% - величины расходов воды вероятностью превышения соответственно 5%, 50%, 95%, установленные по сглаженной эмпирической кривой распределения;

Ф 5% ,Ф 50% ,Ф 9 5% - нормированные ординаты биноминальной кривой распределения, соответствующие вычисленному значению коэффициента скошенности S .

Величина коэффициента асимметрии определяется по функциональной зависимости от коэффициента S .

При определении параметров графическим методом используется набор клетчаток вероятностей при фиксированном отношении C s / C v .

2.9. В случае неоднородности исходных данных гидрометрических наблюдений, когда рассматриваемый ряд состоит из неоднородных гидрологических характеристик, эмпирические и аналитические кривые распределения устанавливаются отдельно для каждой однородной совокупности.

Обобщенная кривая распределения вероятностей превышения независимо от условий формирования членов ряда рассчитывается на основе однородных кривых, установленных по однородным данным одним из двух способов:

а) при наличии наблюдений в каждом году всех однородных элементов режима реки (п 1 = п 2 = п 3 = п ) ежегодная вероятность превышения Р % рассматриваемой гидрологической характеристики при любом ее значении определяется по формуле

Р %=100%, (13)

где Р 1 ; Р 2 ; Р 3 - ежегодные вероятности превышения однородных элементов.

При двух однородных гидрологических характеристиках формула (13) принимает вид

Р %=(Р 1 +Р 2 -Р 1 Р 2)100% (14)

Вероятности превышения Р 1 ,Р 2 ,Р 3 однородных элементов в формулах (13) и (14) выражаются в долях от единицы;

б) если в каждом году имеется лишь одно значение рассматриваемой гидрологической характеристики, ежегодные вероятности превышения при любом ее значении определяются по формуле

Р =(п 1 Р 1 +п 2 Р 2 +п 3 Р 3)(п 1 +п 2 +п 3), (15)

где п 1 ,п 2 ,п 3 - числа членов однородных совокупностей.

При двух генетически однородных элементах формула (15) принимает вид

Р =(п 1 Р 1 +п 2 Р 2)(п 1 +п 2). (16)

При наличии в ряду наблюдений нулевых значений рассматриваемой гидрологической характеристики (например, минимальные расходы воды) ежегодные вероятности превышения определяются по формуле

Р =п 1 Р 1 /(п 1 +п 2). (17)

Вероятности превышения Р 1 ,Р 2 ,Р 3 в формулах (15),(16),(17) выражаются в процентах.

Параметры кривых распределения однородных элементов устанавливаются согласно требованиям пп. 2.5,2.6,2.8.

2.10. Для наибольшего или наименьшего членов ряда гидрометрических наблюдений следует указывать доверительные интервалы эмпирической ежегодной вероятности превышения, определяемые по обязательному прил. 4.

2.11. Параметры кривых распределения гидрологических характеристик при наличии обоснованных сведений о выдающихся величинах речного стока следует определять:

А. При учете одного выдающегося значения гидрологической характеристики, не входящего в непрерывный п -летний ряд данных гидрометрических наблюдений:

а) методом наибольшего правдоподобия в зависимости от статистик l 2 и l 3 , определяемых по формулам:

Б. При учете одного выдающегося значения гидрологической характеристики, входящего в п -летний ряд данных гидрометрических наблюдений:

а) методом наибольшего правдоподобия в зависимости от статистик l 2 и l 3 , определяется по формулам:

б) методом моментов - по формулам:

В формулах (18) - (25):N / - число лет, в течении которых выдающееся значение гидрологической характеристики не было превышено.

Эмпирическая ежегодная вероятность превышения выдающегося значения гидрологической характеристики определяется по формуле (1) с заменой п на N / .

2.12. Боковая приточность речного стока между смежными створами определяется одним из следующих способов:

а) суммированием расхода воды притоков с учетом времени добегания, впадающих на участке между двумя створами;

б) по разности средних доходов воды в верхнем и нижнем створах участка реки;

в) по методу водного баланса.

Годовой сток воды рек и его внутригодовое распределение

2.13. При определении расчетных гидрологических характеристик годового стока воды рек надлежит выполнять требования, изложенные в пп. 2.1 - 2.12.

2.14. Для определения внутригодового распределения стока воды при наличии данных гидрометрических наблюдений за период не менее 15 лет принимаются следующие методы:

распределение стока по данным рек-аналогов;

метод компоновки сезонов.

2.15. Внутригодовое распределение стока следует рассчитывать по водохозяйственным годам, начиная с многоводного сезона. Границы сезонов назначаются едиными для всех лет с округлением до месяца.

2.16. Деление года на периоды и сезоны производится в зависимости от типа режима реки и преобладающего вида использования стока. Продолжительность многоводного периода следует назначать так, чтобы в принятые его границы включалось половодье за все годы. Период года и сезон, в котором естественный сток может лимитировать водопотребление, принимаются за лимитирующий период и лимитирующий сезон. В лимитирующий период входят два смежных сезона, из которых один является наиболее неблагоприятным в отношении использования стока (лимитирующий сезон).

Для рек с весенним половодьем за лимитирующий период принимаются два маловодных сезона: лето - осень и зима. При преобладании водопотребления на сельскохозяйственные нужды за лимитирующий сезон следует принимать лето - осень, а для гидроэнергетики и в целях водоснабжения - зиму.

2.17. Для высокогорных рек с летним половодьем при преимущественно ирригационном использовании стока за лимитирующий период принимается осень - зима и весна, а за лимитирующий сезон - весна.

При проектировании отвода избыточных вод для борьбы с наводнениями или при осушении болот и заболоченных земель за лимитирующий период принимается многоводная часть года (например, весна и лето - осень), а за лимитирующий сезон - самый многоводный сезон (например, весна).

Расчетная вероятность превышения величины стока за год, за лимитирующие сезон и период определяется по кривым распределения ежегодных вероятностей превышения (эмпирическим или аналитическим).

2.18. Внутригодовое распределение стока за конкретный год наблюдений принимается в качестве расчетного, если вероятность превышения стока за этот год и за лимитирующие период и сезон близки между собой и соответствуют заданной по условиям проектирования ежегодной вероятности превышения.

2.19. Внутригодовое распределение стока при расчете по методу компоновки определяется из условий равенства вероятностей превышения стока за год, стока за лимитирующий период и внутри его за лимитирующий сезон.

Величину стока сезона, не входящего в лимитирующий период, определяются по разности между стоком за год и стоком за этот период, а величины стока за нелимитирующий сезон, входящий в лимитирующий период,- по разности стока этого периода и сезона.

2.20. При близких значениях коэффициентов вариации и асимметрии речного стока за год и лимитирующие период и сезон расчетное внутригодовое распределение определяется как среднее для всех лет распределение стока воды по месяцам (декадам) в процентах от годового стока воды исследуемой реки.

2.21. При незначительном изменении водопотребления в течение года допускается замена календарного распределения стока воды по сезонам и месяцам кривой продолжительности суточных расходов воды за год.

2.22. При изменении стока воды под влиянием хозяйственной деятельности необходимо привести его к естественному стоку воды реки согласно требованиям п. 1.6. По этим данным определяется расчетное внутригодовое распределение стока воды реки и в результаты расчетов вносятся соответствующие изменения.

Максимальный сток воды рек весеннего половодья и дождевых паводков

2.23. Расчетные гидрологические характеристики максимального стока воды рек весеннего половодья и дождевых паводков следует определять согласно требованиям пп. 2.1 - 2.12.

2.24. Для рек с продолжительностью стояния максимальных расходов воды сутки и более расчет производится по среднесуточным значениям, менее суток - по мгновенным расходам воды. В случае прохождения максимального расхода воды между строками наблюдений, необходимо исследовать соотношения между среднесуточными и мгновенными максимальными расходами воды.

2.25. При невозможности разделения максимальных годовых расходов воды на максимумы дождевых и талых вод допускается построение кривых распределения ежегодных вероятностей превышения максимальных расходов воды независимо от их происхождения.

2.26. Расчетные максимальные расходы воды зарегулированных рек определяются исходя из расчетного максимального расхода воды реки в естественном незарегулированном состоянии с изменением его в результате хозяйственной деятельности в бассейне реки и трансформации проектируемыми или действующими водохранилищами.

На реках с каскадным расположением гидроузлов расчетные максимальные расходы воды следует определять с учетом влияния вышележащих гидроузлов на приток к нижерасположенным и с учетом боковой приточности между гидроузлами.

2.27. К значениям величин расчетных максимальных расходов воды Q Р% вероятностью превышения 0,01 следует прибавлять гарантийную поправку DQ Р% , определяемую по формуле

где а - коэффициент, характеризующий гидрологическую изученность рек: для гидрологически изученных рек принимается равным 1,0, а для слабоизученных - 1,5:

п пр - число лет наблюдений с учетом приведения к многолетнему периоду;

Е р% - величина, характеризующая случайную среднюю квадратическую ошибку расчетного расхода воды ежегодной вероятности превышения Р =0,01%, определяемая по обязательным прил. 5 и 6.

Значение величины гарантийной поправки DQ Р% должно приниматься не более 20% значения величины максимального расхода воды Q Р% . Принимаемый расчетный расход с учетом гарантийной поправки не должен быть меньше, чем наибольший наблюденный расход.

2.28. Гидротехнические сооружения, разрушение которых приводит к катастрофическим последствиям со значительным ущербом, необходимо проверять на пропуск максимального расхода воды вероятностью превышения Q = 0,01% с учетом гарантийной поправки.

2.29. Для временных водопропускных гидротехнических сооружений расчетные ежегодные вероятности превышения максимальных расходов воды принимаются согласно п. 1.3.

2.30. При пропуске весенних половодий (дождевых паводков) через гидроузлы, образующие каскад, расчетные сбросные расходы воды нижележащих гидроузлов следует определять с учетом влияния вышележащего гидроузла, а также боковой приточности с частных водосборов между гидроузлами, соответствующей расчетной вероятности превышения для рассматриваемого нижележащего гидроузла. Расчет максимальных расходов воды боковой приточности производится согласно требованиям п. 2.12.

Минимальный сток воды рек

2.31. Определение расчетных минимальных расходов воды рек производится согласно требованиям пп. 2.1 - 2.12.

При значительных расхождениях аналитической кривой и фактических данных наблюдений применяются эмпирические кривые распределения вероятностей превышения.

2.32. Расчетные минимальные расходы воды рек определяются для зимнего и летнего сезонов и включают следующие характеристики: минимальный среднесуточный расход, минимальный среднемесячный расход за календарный месяц, или за 30 дней, с наименьшим стоком.

Наивысшие уровни воды рек и озер

2.33. Расчетные наивысшие уровни воды рек в створе поста допускается определять (при неоднородности данных) по эмпирической кривой распределения ежегодных вероятностей превышения наивысших срочных уровней воды, относящихся к фазово-однородным условиям режима реки. Эмпирическая ежегодная вероятность превышения наивысших уровней воды рек определяется согласно требованиям п. 2.2. При определении вероятности превышения выдающегося уровня воды необходимо соблюдать требования п. 2.11.

2.34. Для рек, на которых наивысшие уровни воды наблюдаются в разные сезоны и обусловлены различными фазами режима (например, снеговыми половодьями, дождевыми паводками и др.), кривые распределения ежегодных вероятностей превышения рассчитываются для обеих групп фазово-однородных уровней воды согласно требованиям п. 2.9.

2.35. При наличии на реке ледовых явлений для определения наивысших уровней воды применяются две кривые распределения ежегодных вероятностей превышения: одна - для наблюденных наивысших уровней воды, а вторая - для наивысших уровней воды при свободном состоянии русла, которые определяются по кривой расходов воды Q = f (H ).

2.36. Определение наивысших уровней воды при свободном состоянии русла в случае однозначной связи уровней и расходов воды производится с увязкой равнообеспеченных значений наивысших уровней воды, определенных согласно требованиям п. 2.34, и расходов воды - пп. 2.1-2.12.

2.37. Перенос расчетных наивысших уровней воды с одного пункта в другой при свободном состоянии русла в зависимости от наличия данных гидрометрических наблюдений производится одним из следующих способов:

а) по кривым расходов воды Q = f (H ) для бесприточных и малоприточных участков;

б) по кривым связи соответственных уровней воды;

в) по уклону или продольному профилю водной поверхности.

2.38. При переносе на соседние створы расчетных наивысших уровней воды на горных участках рек должно учитываться влияние местных искривлений поверхности воды в результате скоростного напора.

Перенос расчетных наивысших уровней воды в пределах участков рек, находящихся в подпоре,производится по кривым подпора.

2.39. Перенос на другие створы расчетных наивысших уровней воды в период ледохода, при отсутствии заторов льда на участке реки производится по графикам связи соответственных уровней воды или по кривым расходов воды Q = f (H ) и расходам воды Q р% , определяемым по формуле

Q / р% = Q р% /К зим, (27)

где Q р% - расход воды расчетной ежегодной вероятности превышения, м 3 /с;

К зим - коэффициент, учитывающий изменение гидравлики потока во время ледохода, принимаемый по данным наблюдений в опорном пункте.

2.40. Перенос расчетных наивысших заторных уровней воды в пределах участков до 3 км на малых и средних реках и до 10 км на больших реках производится по уклону водной поверхности при высоком уровне. На большие расстояния перенос расчетных заторных уровней воды осуществляется при наличии данных о продольном профиле водной поверхности.

Примечание. В тексте СНиП категории рек (большие, средние, малые) в зависимости от площади водосбора приняты в соответствии с ГОСТ 19179-73.

2.41. Определение расчетных наивысших уровней воды озер следует производить по кривым распределения ежегодных вероятностей превышения уровней воды озер теми же приемами, что и для рек. При назначении расчетных уровней воды озер, полученных по кривым распределения ежегодных вероятностей превышения этих гидрологических характеристик, необходимо учитывать высоту ветрового нагона DН в, определяемую по СНиП 2.06.04-82.

2.42. Перенос наивысших уровней воды озер опорного водомерного поста к другим постам производится по графикам связи уровней воды с учетом волнения и ветрового нагона.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРИ НЕДОСТАТОЧНОСТИ ДАННЫХ ГИДРОМЕТРИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ И ЖИЛИЩНО-КОММУНАЛЬНОМУ КОМПЛЕКСУ
(ГОССТРОЙ РОССИИ)

Система нормативных документов в строительстве

СВОД ПРАВИЛ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ РАСЧЕТНЫХ ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

DETERMINATION OF DESIGN HYDROLOGICAL PERFORMANCE

СП 33-101-2003

УДК 556.16 (083.74)

ПРЕДИСЛОВИЕ

1 РАЗРАБОТАН Государственным гидрологическим институтом (ГГИ) Росгидромета, научный руководитель - д-р техн. наук А.В. Рождественский, ответственные исполнители: д-р техн. наук В.А. Бузин, канд. геогр. наук Б.М. Доброумов, канд. техн. наук А.Г. Лобанова, д-р техн. наук В.А. Лобанов, канд. геогр. наук Г.А. Плиткин, канд. техн. наук С.М. Тумановская и Проектным и научно-исследовательским институтом по инженерным изысканиям в строительстве (ПНИИИС) (ответственный исполнитель - д-р техн. наук М.В. Болгов) с участием Российского государственного гидрометеорологического университета (РГГМУ) (ответственный исполнитель - д-р геогр. наук А.М. Владимиров), Института водных проблем (ИВП) (ответственный исполнитель - канд. техн. наук Л.Ф. Сотникова)

2 ВНЕСЕН Управлением технического нормирования, стандартизации и сертификации в строительстве и ЖКХ Госстроя России

3 ОДОБРЕН для применения в качестве нормативного документа постановлением Госстроя России № 218 от 26 декабря 2003 г.

4 ВЗАМЕН СНиП 2.01.14-83

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий Свод правил устанавливает общие положения и требования к организации и порядку проведения инженерных гидрологических расчетов по определению гидрологических характеристик для обоснования проектирования новых, расширения, реконструкции и технического перевооружения действующих предприятий, зданий и сооружений для всех видов строительства и инженерной защиты территорий.
Положения настоящего Свода правил не распространяются на определение расчетных гидрологических характеристик при изысканиях и проектировании объектов, расположенных на участках рек, находящихся в зоне влияния морских приливов, а также на селеопасных реках.

СНиП 2.04.02-84* Водоснабжение. Наружные сети и сооружения
СНиП 2.06.04-82* Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов)
СНиП 11-02-96 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения
СНиП 33-01-2003 Гидротехнические сооружения. Основные положения
СП 11-103-97 Инженерно-гидрометеорологические изыскания для строительства
ГОСТ 19179-73 Гидрология суши. Термины и определения
ГОСТ 27751-88 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету

3 ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

В настоящем Своде правил использованы следующие термины с соответствующими определениями:
гидрологические расчеты: Раздел инженерной гидрологии, в задачи которого входит разработка методов, позволяющих рассчитать значения различных характеристик гидрологического режима.
гидрологические характеристики: Количественные оценки элементов гидрологического режима.
клетчатка вероятностей: Специальные клетчатки с прямоугольной системой координат, построенные таким образом, что на них спрямляются (полностью или частично) различные кривые обеспеченности.
методы гидрологических расчетов: Технические приемы, позволяющие рассчитать, обычно с оценкой вероятности их появления, значения различных характеристик гидрологического режима.
обеспеченность гидрологической характеристики: Вероятность того, что рассматриваемое значение гидрологической характеристики может быть превышено среди совокупности всех возможных ее значений.
расчетная обеспеченность: Обеспеченность гидрологической характеристики, принимаемая при строительном проектировании для установления значения параметров гидрологического режима, определяющих проектные решения.
расчетный расход воды: Расход воды заданной вероятности превышения, принимаемый в качестве исходного значения для определения размеров проектируемых сооружений.
влагоотдача снежного покрова: Процесс поступления на поверхность почвы избыточной (не удерживаемой снегом) гравитационной талой или дождевой воды.
время добегания: Время, в течение которого водная масса проходит заданное расстояние.
запас воды в снежном покрове: Общее количество воды в твердом и жидком состоянии, содержащееся в рассматриваемый момент времени в снежном покрове.
интенсивность дождя: Слой осадков, мм, выпадающих за единицу времени.
интенсивность снеготаяния: Количество воды, мм, образующееся в процессе таяния снега в единицу времени.
коэффициент редукции: Коэффициент, характеризующий интенсивность изменения (убывания) какого-либо одного значения с изменением другого, связанного с ним значения.
объем стока: Количество воды, протекающее через рассматриваемый створ водотока за какой-либо период времени.
редукция интенсивности дождя: Изменение (убывание) средней интенсивности дождя с увеличением его продолжительности.
редукция максимального модуля стока: Изменение (убывание) максимального модуля стока с увеличением площади водосбора.
уклон водной поверхности: Отношение разности отметок уровня воды на рассматриваемом участке к длине этого участка.
водохозяйственный год: Расчетный годичный период, начинающийся с самого многоводного сезона.
лимитирующий период: Часть водохозяйственного года, неблагоприятная для осуществления проектируемых мероприятий либо по водопотреблению и водопользованию, либо по борьбе с наводнениями и осушению болот.
нелимитирующий период: Часть водохозяйственного года за вычетом лимитирующего периода.
свободное состояние русла: Состояние русла, характеризующееся отсутствием препятствий (ледяных образований, водной растительности, сплавного леса и т.д.), которое влияет на зависимость между расходами и уровнями, а также отсутствием подпора.
подпор воды: Повышение уровня воды из-за наличия в русле препятствия для ее движения.
соответственные уровни воды: Уровни воды на двух гидрологических постах, относящиеся к одинаковым фазам уровенного режима, - гребням резко выраженных подъемов или самым низким точкам.
гидрограф: График изменения во времени расходов воды за год или часть года (сезон, половодье или паводок) в данном створе водотока.

4 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

4.1 Свод правил (СП) содержит основные методы и схемы расчета средних годовых, максимальных расходов воды и объемов стока весеннего половодья и дождевых паводков, гидрографов, внутригодового распределения стока, отметок наивысших уровней воды рек и озер и минимальных расходов воды.
При применении других методов расчетов, не включенных в СП, следует провести анализ, включающий сравнительную оценку погрешностей расчетов с результатами расчетов по методам, изложенным в настоящем СП.
4.2 Региональные особенности гидрологического режима и соответствующие методы определения расчетных характеристик учитываются и регламентируются территориальными строительными нормами (ТСН), имеющими статус нормативного документа субъекта Российской Федерации.
До разработки ТСН следует использовать методы, изложенные в настоящем Своде правил.
4.3 Определение расчетных гидрологических характеристик должно основываться на данных гидрометеорологических наблюдений, опубликованных в официальных документах Росгидромета, и неопубликованных данных последних лет наблюдений, а также на данных наблюдений, содержащихся в архивах Госгидрометфонда, изыскательских, проектных и других организаций, включая материалы опроса местных жителей. При отсутствии данных гидрометеорологических наблюдений в пункте проектирования необходимо проводить гидрометеорологические изыскания.
Кроме того, следует использовать достоверные данные наблюдений за гидрологическими характеристиками по архивным, литературным и другим материалам, относящимся к периоду до начала регулярных наблюдений. При этом необходимо указать источник, на основании которого установлена гидрологическая информация, и произвести оценку достоверности и точности полученных материалов.
4.4 При гидрологических расчетах следует учитывать материалы инженерно-гидрометеорологических изысканий. Учет кратковременных данных осуществляют методами, изложенными в разделе 6. Изыскания осуществляют и соответствии со СНиП 11-02, СП 11-103.
4.5 Данные гидрометрических наблюдений, вызывающие сомнение, следует подвергать проверке, включающей анализ:
- полноты и надежности наблюдений за уровнями и расходами воды;
- наличия данных о наивысших (мгновенных и среднесуточных) и наинизших уровнях воды за время наблюдений при свободном от льда русле, ледяном покрове, ледоходе, заторе льда, заросшем водной растительностью русле, подпоре от нижерасположенной плотины, сбросах воды выше гидрометрического створа, полноты учета стока воды на поймах и в протоках;
- влияния хозяйственной деятельности на речной сток и другие виды анализа.
Ненадежные данные гидрометрических наблюдений при невозможности их уточнения исключают из расчетного ряда наблюдений. В необходимых случаях должен выполняться пересчет стока воды за отдельные периоды.
4.6 Для рек, в бассейнах которых имеет место интенсивная хозяйственная деятельность, существенно нарушающая естественный гидрологический режим рек, определение расчетных гидрологических характеристик производят по двум расчетным схемам.
Первая расчетная схема предполагает приведение гидрологических рядов наблюдений к естественным однородным стационарным условиям воднобалансовыми и регрессионными методами , . В расчетное значение гидрологической характеристики, полученной по естественному ряду в соответствии с разделами 5-7 настоящего документа, вводят поправку на влияние хозяйственной деятельности. Численное ежегодное значение поправки представляет собой разность между бытовым и естественным стоками. Значение поправки расчетной вероятности превышения определяют по кривой распределения поправок.
Во второй расчетной схеме гидрологические ряды наблюдений приводят к бытовому стоку за весь период наблюдений в предположении, что сложившийся комплекс хозяйственной деятельности с учетом реальных планов развития народного хозяйства действовал с начала наблюдений. Восстановление бытового стока за весь период наблюдений производят воднобалансовыми и регрессионными методами. Восстановленный ряд проверяют на однородность с использованием генетических и статистических методов. Определение расчетных гидрологических характеристик в этом случае производят по данным за весь период наблюдений без введения поправок на хозяйственную деятельность методами, изложенными в настоящем Своде правил.
Приведение речного стока к естественным условиям не производят, если суммарное значение его изменений не выходит за пределы случайной средней квадратической погрешности исходных данных наблюдений.
Методология предлагаемых двух расчетных схем может быть применена для расчетов основных гидрологических характеристик с учетом влияния возможного регионального антропогенного изменения климата.
4.7 Определение расчетных гидрологических характеристик следует производить по однородным рядам наблюдений. Оценку однородности рядов гидрологических наблюдений осуществляют на основе генетического и статистического анализов исходных данных наблюдений. Генетический анализ условий формирования речного стока заключается в выявлении физических причин, обусловливающих неоднородность исходных данных наблюдений. Для количественной оценки статистической однородности применяют критерии резко отклоняющихся экстремальных значений в эмпирическом распределении (критерии Смирнова - Граббса и Диксона), критерии однородности выборочных дисперсий (критерий Фишера) и выборочных средних (критерий Стьюдента).
Критические значения статистик критериев однородности с учетом автокорреляции между смежными членами анализируемой последовательности и асимметрии эмпирического распределения приведены в Рекомендациях .
4.8 Вероятности превышения расчетных гидрологических характеристик для каждого вида строительства устанавливают нормативными документами, утверждаемыми Госстроем России, в зависимости от уровня ответственности сооружений в соответствии с ГОСТ 27751.
4.9 При использовании нескольких независимых (не более трех) методов расчета окончательное расчетное значение рассматриваемой гидрологической характеристики g определяют по формуле
, (4.1)
где qi - значение рассматриваемой гидрологической характеристики, определенное различными методами;
- абсолютные дисперсии погрешностей расчетных значений для каждого метода;
k - число методов.
4.10 При выборе рек-аналогов необходимо учитывать следующие условия:
- однотипность стока реки-аналога и исследуемой реки;
- географическую близость расположения водосборов;
- однородность условий формирования стока, сходство климатических условий, однотипность почв (грунтов) и гидрогеологических условий, близкую степень озерности, залесенности, заболоченности и распаханности водосборов;
- средние высоты водосборов не должны существенно отличаться, для горных и полугорных районов следует учитывать экспозицию склона и гипсометрию;
- отсутствие факторов, существенно искажающих естественный речной сток (регулирование стока, сбросы воды, изъятие стока на орошение и

СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

СНиП 2.01.14-83

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ СТРОИТЕЛЬСТВА

МОСКВА 1985

РАЗРАБОТАНЫ Государственным гидрологическим институтом Госкомгидромета (руководители темы: д-р геогр. наук А.А.Соколов и д-р техн. наук А.В.Рождественский, ответственные исполнители: д-р геогр. наук В.Е.Водогрецкий, кандидаты техн. наук А.Г.Лобанова и С.М.Тумановская, канд. геогр. наук Б.М.Доброумов, инженеры Э.А.Зайцева и М.А.Жукова) и институтом Гидропроект им. С.Я.Жука Минэнерго СССР (руководители темы: инженеры Б.Ф.Бологуров и О.В.Польский, ответственные исполнители: инженеры М.Б.Лосева и М.В.Смолякова) с участием Института водных проблем А.Н. СССР, Украинского регионального научно-исследовательского института, Закавказкого регионального научно-исследовательского института и Дальневосточного регионального научно-исследовательского института Госкомгидромета, ВНИИ ВОДГЕО и ПНИИИС Госстроя СССР, ЦНИИС и института Союздорпроект Минтрансстрояб Азербайджанского государственного университета Минвуза Азербаджанской ССР.

ВНЕСЕНЫ Государственным комитетом СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды.

ПОДГОТОВЛЕНЫ К УТВЕРЖДЕНИЮ Отделом технического нормирования и стандартизации Госстроя СССР.

Исполнители: Е.А.Троицкий и В.А.Кулиничев.

С введением в действие СНиП 2.01.14-83 «Определение расчетных гидрологических характеристик» утрачивают силу Указания по определению расчетных гидрологических характеристик (СН 435-72).

Настоящие нормы распространяются на определение расчетных гидрологических характеристик при проектировании речных гидротехнических сооружений, железных и автомобильных дорог, сооружений мелиоративных систем, систем водоснабжения, планировки и застройки населенных пунктов, генеральных планов промышленных и сельскохозяйственных предприятий, а также при разработке мероприятий по борьбе с наводнениями.

Настоящие нормы не распространяются на определение расчетных гидрологических характеристик при инженерных изысканиях и проектировании объектов, подлежащих строительству на устьевых участках рек, находящихся в зоне влияния морских приливов и отливов, а также на селеопасных реках.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Определение расчетных гидрологических характеристик должно основываться на данных гидрометеорологических наблюдений, опубликованных в официальных документах Государственного комитета СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды в области гидрологии, а при необходимости на дополнительном учете данных инженерно-гидрометеорологических изысканий.

1.2. При определении расчетных гидрологических характеристик необходимо применять следующие приемы расчетов:

а) при наличии данных гидрометрических наблюдений - непосредственно по этим данным;

б) при недостаточности данных гидрометрических наблюдений - приведением их к многолетнему периоду по данным рек-аналогов с более длительными рядами наблюдений;

в) при отсутствии данных гидрометрических наблюдений - по формулам с применением данных о реках-аналогах и картам, основанным на совокупности данных наблюдений всей сети гидрометрических станций и постов данного района или более обширной территории, включая материалы инженерно-гидрометеорологических изысканий.

1.3. В качестве критерия при определении величины расчетной гидрологической характеристики для каждого вида строительства принимается ежегодная вероятность превышения (обеспеченность) этой величины, устанавливаемая нормативными документами, утвержденными или согласованными Госстроем СССР.

1.4. Данные гидрометрических наблюдений следует подвергать проверке, включающей анализ:

полноты и надежности наблюдений за уровнями и расходами воды, наличия данных о наивысших (мгновенных и среднесуточных) и наинизших уровнях воды за время наблюдений при свободном от льда русле, ледяном покрове, ледоходе, заторе льда, заросшем водной растительностью русле, подпоре от нижерасположенной платины, сбросах воды выше гидрометрического створа и др.;

увязки высотных отметок водомерных постов и уровней за весь период наблюдений;

увязки годового и сезонного стока воды, максимальных и минимальных расходов и уровней воды в пунктах наблюдений по длине реки;

полноты учета стока воды на поймах и в протоках;

обоснованности способов подсчета стока воды по осредненным или ежегодным кривым расходов воды или же другими методами;

обоснованности экстраполяции кривых расходов воды до наивысших и наинизших уровней, а также точности расчета стока воды по кривым расходов за год, сезон, месяц, сутки;

необходимости восстановления наблюдений, пропущенных за отдельные годы, месяцы, дни;

точности расчетов стока воды за зимний и переходный периоды, обоснованности принятых при расчете стока воды коэффициентов, учитывающих зарастание русла водной растительностью, правильности учета деформации русла и переменного подпора;

влияния хозяйственной деятельности на речной сток.

1.5. Данные гидрометеорологических наблюдений низкого качества при невозможности их уточнения исключаются из расчетного ряда наблюдений. В необходимых случаях должен выполняться пересчет стока воды за отдельные дни, месяцы, годы.

1.6. Определение расчетных гидрологических характеристик следует производить по однородным гидрологическим рядам.

Для рек, в бассейнах которых интенсивно разбивается хозяйственная деятельность, необходимо приведение гидрологических рядов к однородным условиям.

Приведение стока к однородным условиям производится:

регрессионными методами с использованием парной и множественной корреляции;

водно-балансовыми методами с учетом изменения всех элементов водного баланса.

Выбор методов определяется наличием и качеством необходимой гидрометеорологической информации. При комплексном учете влияния видов хозяйственной деятельности применяются регрессионные методы, а при дифференцированном - водно-балансовые. Оценка надежности восстановленного речного стока определяется статическими методами. Приведение стока к однородным условиям не производится, если суммарная величина его изменений не выходит за пределы случайной средней квадратической ошибки исходных данных наблюдений.

1.7. Оценка однородности рядов гидрометрических наблюдений осуществляется на основе генетического анализа условий формирования речного стока путем выявления причин, обусловливающих неоднородность исходных данных наблюдений. При необходимости количественной оценки однородности данных наблюдений применяются статистические критерии однородности средних значений и дисперсий с учетом внутрирядных и междурядных корреляционных связей.

1.8. При выборе рек-аналогов необходимо учитывать следующие условия:

возможную географическую близость расположения водосборов;

сходство климатических условий;

однородность условий формирования стока, -однотипность почв (грунтов) и гидрогеологических условий, по возможности близкую степень озерности, залесенности, заболоченности и распаханности;

площади водосборов должны отличаться не более, чем в 10 раз, а их средние высоты (для горных рек) - не более, чем на 300 м;

отсутствие факторов, существенно искажающих величину естественного речного стока (регулирование стока, сбросы, изъятие на орошение и другие нужды).

1.9. Величины расчетных геологических характеристик должны устанавливаться на основе современного и перспективного уровня комплексного использования водных ресурсов.

1.10. Основные гидрологические характеристики:

Расход воды Q , м 3 / с;

Объем стока воды V , м 3 ;

Модуль стока воды q , м 3 / (с× км 2);

Слой стока воды h , мм;

Уровень воды Н , м.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРИ НАЛИЧИИ ДАННЫХ

ГИДРОМЕТРИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ

Общие указания

2.1. Определение расчетных гидрологических характеристик при наличии данных гидрометрических наблюдений достаточной продолжительности осуществляется путем применения аналитических функций распределения ежегодных вероятностей превышения.

Примечание. Продолжительность периода наблюдений считается достаточной, если рассматриваемый период репрезентативен (представителен), а величина относительной средней квадратической ошибки расчетного значения исследуемой гидрологической характеристики не превышает 10%.

Оценка репрезентативности ряда наблюдений за п лет производится по рекам-аналогам с числом лет наблюдений N (N > п , при N > 50 лет). Репрезентативность ряда наблюдений за гидрологической характеристикой определяется по разностным интегральным кривым речного стока или сопоставлением кривых распределения речного стока по реке-аналогу за периоды n и N лет.

Если относительные средние квадратические ошибки превышают указанный предел и период наблюдений нерепрезентативен, необходимо осуществить приведение рассматриваемой гидрологической характеристики к многолетнему периоду согласно требованиям пп. 3.1-3.5.

2.2. Эмпирическая ежегодная вероятность превышения Р т гидрологических характеристик определяется по формуле

Р т =т/ (п +1)100%, (1)

где т - порядковый номер членов ряда гидрологической характеристики, расположенного в убывающем порядке; п - общее число членов ряда.

Эмпирические кривые распределения ежегодных вероятностей превышения строятся на клетчатках вероятностей. Тип клетчатки вероятностей выбирается в соответствии с принятой аналитической функцией распределения вероятностей и полученного отношения коэффициента асимметрии C s к коэффициенту вариации C v .

2.3. Для сглаживания и экстраполяции эмпирических кривых распределения ежегодных вероятностей превышения, как правило, применяется трехпараметрическое гамма-распределение при любом отношении C s / C v . При надлежащем обосновании допускается применять биноминальную кривую распределения (при C s > 2C v ) или другие функции распределения вероятностей. При неоднородности ряда гидрометрических наблюдений (различные условия формирования стока) допускается применять усеченные и составные кривые распределения ежегодных вероятностей превышения.

2.4. Параметры аналитических кривых распределения - среднее многолетнее значение , коэффициент вариации C v и отношение коэффициента асимметрии к коэффициенту вариации - устанавливаются по гидрометрическим рядам наблюдений за рассматриваемой гидрологической характеристикой методом наибольшего правдоподобия или методом моментов.

2.5. Расчетный коэффициент вариации C v и коэффициент асимметрии C s для трехпараметрического гамма-распределения методом наибольшего правдоподобия следует определять в зависимости от статистик l 2 и l 3 , вычисляемых по формулам:

(2)

(3)

где k i - модульный коэффициент рассматриваемой гидрологической характеристики, определяемый по формуле

k i =Q i / , (4)

где Q i - погодичные значения расходов воды;

Среднее арифметическое (среднее многолетнее) значение расходов воды, определяемое в зависимости от числа лет гидрометри ческих наблюдений п по формуле

По полученным значениям статистик l 2 и l 3 определяют расчетный коэффициент вариации и коэффициент асимметрии по обязательному прил. 1.

2.6. Расчетный коэффициент вариации C v и коэффициент асимметрии C s для трехпараметрического гамма - распределения и биномиального распределения методом моментов определяется по формулам:

где а 1 , .., а 6 ; b 1 , ..., b 6 - коэффициенты, определяемые по обязательным прил. 2 и 3;

C v и С s - соответственно смещенные коэффициенты ва риации и асимметрии, определяемые по формулам:

(8)

(9)

2.7. Расчетные значения отношения коэффициента асимметрии к коэффициенту вариации, а также коэффициента автокорреляции следует принимать как среднее из значений, установленных по данным группы рек с наиболее продолжительными наблюдениями за рассматриваемой гидрологической характеристикой в гидрологически однородном районе.

2.8. Если не представляется возможным произвести расчет согласно требованиям пп. 2.5 2.6, допускается применять графоаналитический и графический методы. Параметры биномиального распределения графоаналитическим методом определяются по формулам:

S =(Q 5% +Q 95% -2Q 50%)/(Q 5% -Q 95%); (10)

s =(Q 5% -Q 95%)/( Ф 5% -Ф 95%); (11)

=Q 50% - Ф 50% s . (12)

где Q 5% , Q 5 0% , Q 95% - величины расходов воды вероятностью превышения соответственно 5%, 50%, 95%, установленные по сглаженной эмпирической кривой распределения;

Ф 5% , Ф 50% , Ф 9 5% - нормированные ординаты биноминальной кривой распределения, соответствующие вычисленному значению коэффициента скошенности S .

Величина коэффициента асимметрии определяется по функциональной зависимости от коэффициента S .

При определении параметров графическим методом используется набор клетчаток вероятностей при фиксированном отношении C s / C v .

2 .9. В случае неоднородности исходных данных гидрометрических наблюдений, когда рассматриваемый ряд состоит из неоднородных гидрологических характеристик, эмпирические и аналитические кривые распределения устанавливаются отдельно для каждой однородной совокупности.

Обобщенная кривая распределения вероятностей превышения независимо от условий формирования членов ряда рассчитывается на основе однородных кривых, установленных по однородным данным одним из двух способов:

а) при наличии наблюдений в каждом году всех однородных элементов режима реки (п 1 = п 2 = п 3 = п ) ежегодная вероятность превышения Р % рассматриваемой гидрологической характеристики при любом ее значении определяется по формуле

Р %=100% , (13)

где Р 1 ; Р 2 ; Р 3 - ежегодные вероятности превышения однородных элементов.

При двух однородных гидрологических характеристиках формула (13) принимает вид

Р %=( Р 1 +Р 2 -Р 1 Р 2)100% (14)

Вероятности превышения Р 1 , Р 2 , Р 3 однородных элементов в формулах (13) и (14) выражаются в долях от единицы;

б) если в каждом году имеется лишь одно значение рассматриваемой гидрологической характеристики, ежегодные вероятности превышения при любом ее значении определяются по формуле

Р =( п 1 Р 1 +п 2 Р 2 +п 3 Р 3)(п 1 +п 2 +п 3), (15)

где п 1 , п 2 , п 3 - числа членов однородных совокупностей.

При двух генетически однородных элементах формула (15) принимает вид

Р =( п 1 Р 1 +п 2 Р 2)(п 1 +п 2). (16)

При наличии в ряду наблюдений нулевых значений рассматриваемой гидрологической характеристики (например, минимальные расходы воды) ежегодные вероятности превышения определяются по формуле Р =п 1 Р 1 / (п 1 +п 2). (17)

Вероятности превышения Р 1 , Р 2 , Р 3 в формулах (15), (16), (17) выражаются в процентах.

Параметры кривых распределения однородных элементов устанавливаются согласно требованиям пп. 2.5, 2.6, 2.8.

2.10. Для наибольшего или наименьшего членов ряда гидрометрических наблюдений следует указывать доверительные интервалы эмпирической ежегодной вероятности превышения, определяемые по обязательному прил. 4.

2.11. Параметры кривых распределения гидрологических характеристик при наличии обоснованных сведений о выдающихся величинах речного стока следует определять:

А. При учете одного выдающегося значения гидрологической характеристики, не входящего в непрерывный п -летний ряд данных гидрометрических наблюдений:

а) методом наибольшего правдоподобия в зависимости от статистик l 2 и l 3 , определяемых по формулам:

; (19)

(20)

(21)

Б. При учете одного выдающегося значения гидрологической характеристики, входящего в п -летний ряд данных гидрометрических наблюдений:

а) методом наибольшего правдоподобия в зависимости от статистик l 2 и l 3 , определяется по формулам:

б) методом моментов - по формулам:

(24)

(25)

В формулах (18) - (25): N / - число лет, в течении которых выдающееся значение гидрологической характеристики не было превышено.

Эмпирическая ежегодная вероятность превышения выдающегося значения гидрологической характеристики определяется по формуле (1) с заменой п на N / .

2.12. Боковая приточность речного стока между смежными створами определяется одним из следующих способов:

а) суммированием расхода воды притоков с учетом времени добегания, впадающих на участке между двумя створами;

б) по разности средних доходов воды в верхнем и нижнем створах участка реки;

в) по методу водного баланса.

Годовой сток воды рек и его

внутригодовое распределение

2.13. При определении расчетных гидрологических характеристик годового стока воды рек надлежит выполнять требования, изложенные в пп. 2.1 - 2.12.

2.14. Для определения внутригодового распределения стока воды при наличии данных гидрометрических наблюдений за период не менее 15 лет принимаются следующие методы:

распределение стока по данным рек-аналогов;

метод компоновки сезонов.

2.15. Внутригодовое распределение стока следует рассчитывать по водохозяйственным годам, начиная с многоводного сезона. Границы сезонов назначаются едиными для всех лет с округлением до месяца.

2.16. Деление года на периоды и сезоны производится в зависимости от типа режима реки и преобладающего вида использования стока. Продолжительность многоводного периода следует назначать так, чтобы в принятые его границы включалось половодье за все годы. Период года и сезон, в котором естественный сток может лимитировать водопотребление, принимаются за лимитирующий период и лимитирующий сезон. В лимитирующий период входят два смежных сезона, из которых один является наиболее неблагоприятным в отношении использования стока (лимитирующий сезон).

Для рек с весенним половодьем за лимитирующий период принимаются два маловодных сезона: лето - осень и зима. При преобладании водопотребления на сельскохозяйственные нужды за лимитирующий сезон следует принимать лето - осень, а для гидроэнергетики и в целях водоснабжения - зиму.

2.17. Для высокогорных рек с летним половодьем при преимущественно ирригационном использовании стока за лимитирующий период принимается осень - зима и весна, а за лимитирующий сезон - весна.

При проектировании отвода избыточных вод для борьбы с наводнениями или при осушении болот и заболоченных земель за лимитирующий период принимается многоводная часть года (например, весна и лето - осень), а за лимитирующий сезон - самый многоводный сезон (например, весна).

Расчетная вероятность превышения величины стока за год, за лимитирующие сезон и период определяется по кривым распределения ежегодных вероятностей превышения (эмпирическим или аналитическим).

2.18. Внутригодовое распределение стока за конкретный год наблюдений принимается в качестве расчетного, если вероятность превышения стока за этот год и за лимитирующие период и сезон близки между собой и соответствуют заданной по условиям проектирования ежегодной вероятности превышения.

2.19. Внутригодовое распределение стока при расчете по методу компоновки определяется из условий равенства вероятностей превышения стока за год, стока за лимитирующий период и внутри его за лимитирующий сезон.

Величину стока сезона, не входящего в лимитирующий период, определяются по разности между стоком за год и стоком за этот период, а величины стока за нелимитирующий сезон, входящий в лимитирующий период, - по разности стока этого периода и сезона.

2.20. При близких значениях коэффициентов вариации и асимметрии речного стока за год и лимитирующие период и сезон расчетное внутригодовое распределение определяется как среднее для всех лет распределение стока воды по месяцам (декадам) в процентах от годового стока воды исследуемой реки.

2.21. При незначительном изменении водопотребления в течение года допускается замена календарного распределения стока воды по сезонам и месяцам кривой продолжительности суточных расходов воды за год.

2.22. При изменении стока воды под влиянием хозяйственной деятельности необходимо привести его к естественному стоку воды реки согласно требованиям п. 1.6. По этим данным определяется расчетное внутригодовое распределение стока воды реки и в результаты расчетов вносятся соответствующие изменения.

Максимальный сток воды рек

весеннего половодья и дождевых паводков

2.23. Расчетные гидрологические характеристики максимального стока воды рек весеннего половодья и дождевых паводков следует определять согласно требованиям пп. 2.1 - 2.12.

2.24. Для рек с продолжительностью стояния максимальных расходов воды сутки и более расчет производится по среднесуточным значениям, менее суток - по мгновенным расходам воды. В случае прохождения максимального расхода воды между строками наблюдений, необходимо исследовать соотношения между среднесуточными и мгновенными максимальными расходами воды.

2.25. При невозможности разделения максимальных годовых расходов воды на максимумы дождевых и талых вод допускается построение кривых распределения ежегодных вероятностей превышения максимальных расходов воды независимо от их происхождения.

2.26. Расчетные максимальные расходы воды зарегулированных рек определяются исходя из расчетного максимального расхода воды реки в естественном незарегулированном состоянии с изменением его в результате хозяйственной деятельности в бассейне реки и трансформации проектируемыми или действующими водохранилищами.

На реках с каскадным расположением гидроузлов расчетные максимальные расходы воды следует определять с учетом влияния вышележащих гидроузлов на приток к нижерасположенным и с учетом боковой приточности между гидроузлами.

2.27. К значениям величин расчетных максимальных расходов воды Q Р% вероятностью превышения 0, 01 следует прибавлять гарантийную поправку D Q Р% , определяемую по формуле

(26)

где а - коэффициент, характеризующий гидрологическую изученность рек: для гидрологически изученных рек принимается равным 1.0, а для слабоизученных - 1, 5:

п пр - число лет наблюдений с учетом приведения к многолетнему периоду;

Е р% - величина, характеризующая случайную среднюю квадратическую ошибку расчетного расхода воды ежегодной вероятности превышения Р =0, 01%, определяемая по обязательным прил. 5 и 6.

Значение величины гарантийной поправки D Q Р% должно приниматься не более 20% значения величины максимального расхода воды Q Р% . Принимаемый расчетный расход с учетом гарантийной поправки не должен быть меньше, чем наибольший наблюденный расход.

2.28. Гидротехнические сооружения, разрушение которых приводит к катастрофическим последствиям со значительным ущербом, необходимо проверять на пропуск максимального расхода воды вероятностью превышения Q = 0, 01% с учетом гарантийной поправки.

2.29. Для временных водопропускных гидротехнических сооружений расчетные ежегодные вероятности превышения максимальных расходов воды принимаются согласно п. 1.3.

2.30. При пропуске весенних половодий (дождевых паводков) через гидроузлы, образующие каскад, расчетные сбросные расходы воды нижележащих гидроузлов следует определять с учетом влияния вышележащего гидроузла, а также боковой приточности с частных водосборов между гидроузлами, соответствующей расчетной вероятности превышения для рассматриваемого нижележащего гидроузла. Расчет максимальных расходов воды боковой приточности производится согласно требованиям п. 2.12.

Минимальный сток воды рек

2.31. Определение расчетных минимальных расходов воды рек производится согласно требованиям пп. 2.1 - 2.12.

При значительных расхождениях аналитической кривой и фактических данных наблюдений применяются эмпирические кривые распределения вероятностей превышения.

2.32. Расчетные минимальные расходы воды рек определяются для зимнего и летнего сезонов и включают следующие характеристики: минимальный среднесуточный расход, минимальный среднемесячный расход за календарный месяц, или за 30 дней, с наименьшим стоком.

Наивысшие уровни воды рек и озер

2.33. Расчетные наивысшие уровни воды рек в створе поста допускается определять (при неоднородности данных) по эмпирической кривой распределения ежегодных вероятностей превышения наивысших срочных уровней воды, относящихся к фазово-однородным условиям режима реки. Эмпирическая ежегодная вероятность превышения наивысших уровней воды рек определяется согласно требованиям п. 2.2. При определении вероятности превышения выдающегося уровня воды необходимо соблюдать требования п. 2.11.

2.34. Для рек, на которых наивысшие уровни воды наблюдаются в разные сезоны и обусловлены различными фазами режима (например, снеговыми половодьями, дождевыми паводками и др.), кривые распределения ежегодных вероятностей превышения рассчитываются для обеих групп фазово-однородных уровней воды согласно требованиям п. 2.9.

2.35. При наличии на реке ледовых явлений для определения наивысших уровней воды применяются две кривые распределения ежегодных вероятностей превышения: одна - для наблюденных наивысших уровней воды, а вторая - для наивысших уровней воды при свободном состоянии русла, которые определяются по кривой расходов воды Q = f(H ) .

2.36. Определение наивысших уровней воды при свободном состоянии русла в случае однозначной связи уровней и расходов воды производится с увязкой равнообеспеченых значений наивысших уровней воды, определенных согласно требованиям п. 2.34, и расходов воды - пп. 2.1-2.12.

2.37. Перенос расчетных наивысших уровней воды с одного пункта в другой при свободном состоянии русла в зависимости от наличия данных гидрометрических наблюдений производится одним из следующих способов:

а) по кривым расходов воды Q = f(H ) для бесприточных и малоприточных участков;

б) по кривым связи соответственных уровней воды;

в) по уклону или продольному профилю водной поверхности.

2.38. При переносе на соседние створы расчетных наивысших уровней воды на горных участках рек должно учитываться влияние местных искривлений поверхности воды в результате скоростного напора.

Перенос расчетных наивысших уровней воды в пределах участков рек, находящихся в подпоре, производится по кривым подпора.

2.39. Перенос на другие створы расчетных наивысших уровней воды в период ледохода, при отсутствии заторов льда на участке реки производится по графикам связи соответственных уровней воды или по кривым расходов воды Q = f(H ) и расходам воды Q р% , определяемым по формуле

Q / р% = Q р% / К зим , (27)

где Q р% - расход воды расчетной ежегодной вероятности превышения, м 3 / с;

К зим - коэффициент, учитывающий изменение гидравлики потока во время ледохода, принимаемый по данным наблюдений в опорном пункте.

2.40. Перенос расчетных наивысших заторных уровней воды в пределах участков до 3 км на малых и средних реках и до 10 км на больших реках производится по уклону водной поверхности при высоком уровне. На большие расстояния перенос расчетных заторных уровней воды осуществляется при наличии данных о продольном профиле водной поверхности.

Примечание. В тексте СНиП категории рек (большие, средние, малые) в зависимости от площади водосбора приняты в соответствии с ГОСТ 19179-73.

2.41. Определение расчетных наивысших уровней воды озер следует производить по кривым распределения ежегодных вероятностей превышения уровней воды озер теми же приемами, что и для рек. При назначении расчетных уровней воды озер, полученных по кривым распределения ежегодных вероятностей превышения этих гидрологических характеристик, необходимо учитывать высоту ветрового нагона D Н в , определяемую по СНиП 2.06.04-82.

2.42. Перенос наивысших уровней воды озер опорного водомерного поста к другим постам производится по графикам связи уровней воды с учетом волнения и ветрового нагона.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРИ НЕДОСТАТОЧНОСТИ ДАННЫХ ГИДРОМЕТРИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ

3.1. При недостаточности данных гидрометрических наблюдений приведение параметров кривых распределения ежегодных вероятностей превышения гидрологических характеристик (Q , H , h ) к многолетнему периоду с применением парной и множественной регрессии осуществляется при соблюдении следующих условий:

где п / - число лет совместных наблюдений;

R - коэффициент корреляции между величинами гидрологических характеристик исследуемой реки и реки-аналога;

к - коэффициент регрессии;

s k - средняя квадратическая ошибка коэффициента регрессии.

Примечание. Для оценки параметров кривых распределения допускается применение графических и графоаналитических методов приведения к многолетнему периоду, а также использование метеорологических факторов, период наблюдений за которыми превышает период наблюдений за рассматриваемой г8идрологической характеристикой.

3.2. Приведение параметров кривых распределения ежегодных вероятностей превышения рассматриваемой гидрологической характеристики (например, расходов воды Q ) к многолетнему периоду осуществляется в двух вариантах:

а) средняя многолетняя величина определяется по формуле

/ , а - соответственно для исследуемой реки и реки-аналога среднее арифметические величины гидрологической характеристики, вычисленные за период совместных наблюдений п / лет;

, а - соответственно для исследуемой реки и реки-аналога средние многолетние величины гидрологической характеристики за N лет;

s п / ,s п / , а - соответственно для исследуемой реки и реки-аналога среднее квадратические отклонения гидрологической характеристики за совместный период п / лет.

Коэффициент вариации определяется по формуле

где s N , а - среднее квадратическое отклонение гидрологической характеристики за N -летний период для реки-аналога;

б) по погодично восстановленным по уравнениям регрессии значениям гидрологической характеристики совместно с данными гидрометрических наблюдений рассчитываются параметры кривых распределения согласно требованиям пп. 2.5, 2.6.

Систематическое преуменьшение коэффициента вариации исключается путем дополнительного расчета погодичных величин Q / i по формуле

(31)

где Q i - погодичные величины гидрологических характеристик, рассчитанные по уравнению регрессии.

3.3. Приведение расчетных гидрологических параметров к многолетнему периоду наблюдений осуществляется последовательно по нескольким уравнениям регрессии в порядке убывания парного или множественного коэффициентов корреляции при соблюдении требований п. 3.1.

3.4. При наличии нелинейных связей между гидрологическими характеристиками восстанавливать их ежегодные величины необходимо за период гидрометрических наблюдений на реке-аналоге. Параметры распределения определяются по восстановленным значениям стока совместно с данными гидрометрических наблюдений.

3.5. Расчетные значения отношения коэффициента асимметрии к коэффициенту вариации C s /C v принимаются согласно требованиям п. 2.7.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ

ХАРАКТЕРИСТИК ПРИ ОТСУТСТВИИ

ДАННЫХ ГИДРОМЕТРИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ

СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

СНиП 2.01.14-83

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ СТРОИТЕЛЬСТВА

МОСКВА 1985

РАЗРАБОТАНЫ Государственным гидрологическим институтом Госкомгидромета (руководители темы: д-р геогр. наук А.А.Соколов и д-р техн. наук А.В.Рождественский, ответственные исполнители: д-р геогр. наук В.Е.Водогрецкий, кандидаты техн. наук А.Г.Лобанова и С.М.Тумановская, канд. геогр. наук Б.М.Доброумов, инженеры Э.А.Зайцева и М.А.Жукова) и институтом Гидропроект им. С.Я.Жука Минэнерго СССР (руководители темы: инженеры Б.Ф.Бологуров и О.В.Польский, ответственные исполнители: инженеры М.Б.Лосева и М.В.Смолякова) с участием Института водных проблем А.Н. СССР, Украинского регионального научно-исследовательского института, Закавказкого регионального научно-исследовательского института и Дальневосточного регионального научно-исследовательского института Госкомгидромета, ВНИИ ВОДГЕО и ПНИИИС Госстроя СССР, ЦНИИС и института Союздорпроект Минтрансстрояб Азербайджанского государ-ственного университета Минвуза Азербаджанской ССР.

ВНЕСЕНЫ Государственным комитетом СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды.

ПОДГОТОВЛЕНЫ К УТВЕРЖДЕНИЮ Отделом технического норми-рования и стандартизации Госстроя СССР.

Исполнители: Е.А.Троицкий и В.А.Кулиничев.

С введением в действие СНиП 2.01.14-83 «Определение расчетных гидрологических характеристик» утрачивают силу Указания по опреде-лению расчетных гидрологических характеристик (СН 435-72).

Настоящие нормы распространяются на определение расчетных гидрологических характеристик при проектировании речных гидротех-нических сооружений, железных и автомобильных дорог, сооружений мелиоративных систем, систем водоснабжения, планировки и застройки населенных пунктов, генеральных планов промышленных и сельско-хозяйственных предприятий, а также при разработке мероприятий по борьбе с наводнениями.

Настоящие нормы не распространяются на определение расчетных гидрологических характеристик при инженерных изысканиях и проекти-ровании объектов, подлежащих строительству на устьевых участках рек, находящихся в зоне влияния морских приливов и отливов, а также на селеопасных реках.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Определение расчетных гидрологических характеристик должно основываться на данных гидрометеорологических наблюдений, опубли-кованных в официальных документах Государственного комитета СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды в области гидрологии, а при необходимости на дополнительном учете данных инженерно-гидрометеорологических изысканий.

1.2. При определении расчетных гидрологических характеристик необходимо применять следующие приемы расчетов:

а) при наличии данных гидрометрических наблюдений - непосред-ственно по этим данным;

б) при недостаточности данных гидрометрических наблюдений - приведением их к многолетнему периоду по данным рек-аналогов с более длительными рядами наблюдений;

в) при отсутствии данных гидрометрических наблюдений - по формулам с применением данных о реках-аналогах и картам, основан-ным на совокупности данных наблюдений всей сети гидрометрических станций и постов данного района или более обширной территории, включая материалы инженерно-гидрометеорологических изысканий.

1.3. В качестве критерия при определении величины расчетной гидрологической характеристики для каждого вида строительства принимается ежегодная вероятность превышения (обеспеченность) этой величины, устанавливаемая нормативными документами, утвержден-ными или согласованными Госстроем СССР.

1.4. Данные гидрометрических наблюдений следует подвергать проверке, включающей анализ:

полноты и надежности наблюдений за уровнями и расходами воды, наличия данных о наивысших (мгновенных и среднесуточных) и наинизших уровнях воды за время наблюдений при свободном от льда русле, ледяном покрове, ледоходе, заторе льда, заросшем водной растительностью русле, подпоре от нижерасположенной платины, сбросах воды выше гидрометрического створа и др.;

увязки высотных отметок водомерных постов и уровней за весь период наблюдений;

увязки годового и сезонного стока воды, максимальных и мини-мальных расходов и уровней воды в пунктах наблюдений по длине реки;

полноты учета стока воды на поймах и в протоках;

обоснованности способов подсчета стока воды по осредненным или ежегодным кривым расходов воды или же другими методами;

обоснованности экстраполяции кривых расходов воды до наивысших и наинизших уровней, а также точности расчета стока воды по кривым расходов за год, сезон, месяц, сутки;

необходимости восстановления наблюдений, пропущенных за отдельные годы, месяцы, дни;

точности расчетов стока воды за зимний и переходный периоды, обоснованности принятых при расчете стока воды коэффициентов, учитывающих зарастание русла водной растительностью, правильности учета деформации русла и переменного подпора;

влияния хозяйственной деятельности на речной сток.

1.5. Данные гидрометеорологических наблюдений низкого качества при невозможности их уточнения исключаются из расчетного ряда наблюдений. В необходимых случаях должен выполняться пересчет стока воды за отдельные дни, месяцы, годы.

1.6. Определение расчетных гидрологических характеристик следует производить по однородным гидрологическим рядам.

Для рек, в бассейнах которых интенсивно разбивается хозяйственная деятельность, необходимо приведение гидрологичес-ких рядов к однородным условиям.

Приведение стока к однородным условиям производится:

регрессионными методами с использованием парной и множест-венной корреляции;

водно-балансовыми методами с учетом изменения всех элементов водного баланса.

Выбор методов определяется наличием и качеством необходимой гидрометеорологической информации. При комплексном учете влияния видов хозяйственной деятельности применяются регрессионные методы, а при дифференцированном - водно-балансовые. Оценка надежности восстановленного речного стока определяется статическими методами. Приведение стока к однородным условиям не производится, если суммарная величина его изменений не выходит за пределы случайной средней квадратической ошибки исходных данных наблюдений.

1.7. Оценка однородности рядов гидрометрических наблюдений осуществляется на основе генетического анализа условий формирования речного стока путем выявления причин, обусловливающих неодно-родность исходных данных наблюдений. При необходимости коли-чественной оценки однородности данных наблюдений применяются статистические критерии однородности средних значений и дисперсий с учетом внутрирядных и междурядных корреляционных связей.

1.8. При выборе рек-аналогов необходимо учитывать следующие условия:

возможную географическую близость расположения водосборов;

сходство климатических условий;

однородность условий формирования стока,-однотипность почв (грунтов) и гидрогеологических условий, по возможности близкую степень озерности, залесенности, заболоченности и распаханности;

площади водосборов должны отличаться не более, чем в 10 раз, а их средние высоты (для горных рек) - не более, чем на 300 м;

отсутствие факторов, существенно искажающих величину естест-венного речного стока (регулирование стока, сбросы, изъятие на ороше-ние и другие нужды).

1.9. Величины расчетных геологических характеристик должны устанавливаться на основе современного и перспективного уровня комплексного использования водных ресурсов.

1.10. Основные гидрологические характеристики:

Расход воды Q, м3/с;

Объем стока воды V, м3;

Модуль стока воды q, м3/(с×км2);

Слой стока воды h, мм;

Уровень воды Н, м.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРИ НАЛИЧИИ ДАННЫХ

ГИДРОМЕТРИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ

Общие указания

2.1. Определение расчетных гидрологических характеристик при наличии данных гидрометрических наблюдений достаточной продолжи-тельности осуществляется путем применения аналитических функций распределения ежегодных вероятностей превышения.

Примечание. Продолжительность периода наблюдений считается достаточной, если рассматриваемый период репрезентативен (представителен), а величина относительной средней квадратической ошибки расчетного значения исследуемой гидрологической характеристики не превышает 10%.

Оценка репрезентативности ряда наблюдений за п лет производится по рекам-аналогам с числом лет наблюдений N (N > п, при N > 50 лет). Репрезентативность ряда наблюдений за гидрологической харак-теристикой определяется по разностным интегральным кривым речного стока или сопоставлением кривых распределения речного стока по реке-аналогу за периоды n и N лет.

Если относительные средние квадратические ошибки превышают указанный предел и период наблюдений нерепрезентативен, необходимо осуществить приведение рассматриваемой гидрологической харак-теристики к многолетнему периоду согласно требованиям пп. 3.1-3.5.

2.2. Эмпирическая ежегодная вероятность превышения Рт гидро-логических характеристик определяется по формуле

Рт=т/(п+1)100%, (1)

где т - порядковый номер членов ряда гидрологической харак-теристики, расположенного в убывающем порядке; п - общее число членов ряда.

Эмпирические кривые распределения ежегодных вероятностей превышения строятся на клетчатках вероятностей. Тип клетчатки вероятностей выбирается в соответствии с принятой аналитической функцией распределения вероятностей и полученного отношения коэффициента асимметрии Cs к коэффициенту вариации Cv.

2.3. Для сглаживания и экстраполяции эмпирических кривых расп-ределения ежегодных вероятностей превышения, как правило, применяется трехпараметрическое гамма-распределение при любом отношении Cs / Cv. При надлежащем обосновании допускается применять биноминальную кривую распределения (при Cs > 2Cv) или другие функции распределения вероятностей. При неоднородности ряда гидро-метрических наблюдений (различные условия формирования стока) допускается применять усеченные и составные кривые распределения ежегодных вероятностей превышения.

2.4. Параметры аналитических кривых распределения - среднее мно-голетнее значение, коэффициент вариации Cv и отношение коэф-фициента асимметрии к коэффициенту вариации - устанавливаются по гидрометрическим рядам наблюдений за рассматриваемой гидро-логической характеристикой методом наибольшего правдоподобия или методом моментов.