Приложение 4 (рекомендуемое). Определение расчетных характеристик зимнего стока наледеобразующих водотоков. Расчет и прогноз наледей

Приложение 4
Рекомендуемое

Определение расчетных характеристик зимнего стока наледеобразующих водотоков. Расчет и прогноз наледей

Расчет зимнего стока

4.1. Характеристики зимнего стока наледеобразующих водотоков необходимы для расчета наледей при проектировании противоналедных сооружений и устройств разных типов. Под действием природных факторов сток рек зимой существенно изменяется год от года в течение зимнего сезона, вследствие чего его определение основано на использовании методов математической статистики и теории вероятностей, позволяющих вычислять средние многолетние расходы заданной вероятности превышения (обеспеченности) в многолетнем цикле. Ниже приведены расчеты стока наледеобразующих водотоков для наиболее вероятной ситуации - при наличии данных непродолжительных и эпизодических гидрометрических наблюдений, полученных в период предпроектных изысканий.

4.2. Используются следующие характеристики зимнего стока наледеобразующих водотоков: 1) даты начала и окончания зимнего периода и периода перемерзания водотока; 2) продолжительность зимнего периода , равная сумме продолжительностей периодов со стоком в реке Т и его отсутствия (перемерзания реки) . При продолжительность . Продолжительность зимнего периода исчисляется от даты установления устойчивого ледостава на реке до даты резкого увеличения стока весной, вызванного притоком талых снеговых вод; 3) средний расход за зимний период - конкретного года - ; то же, но за многолетний период (норма) - ; значение среднего зимнего расхода обеспеченностью . Средний зимний расход воды равен частному от деления объема стока за зимний период на продолжительность последнего вне зависимости от того, перемерзает река в расчетном створе или нет; 4) ежегодная повторяемость (вероятность) перемерзания реки : при - река перемерзает ежегодно, при - периодически, при - не перемерзает.

Расчет зимнего стока при наличии и недостаточности данных многолетних гидрометрических наблюдений

4.3. Наличие данных многолетних гидрометрических наблюдений соответствует исходным рядам длиной 20 лет и более, а их недостаточность - от 6 до 19 лет.

При наличии данных многолетних гидрометрических наблюдений расчетам предшествует исследование статистической структуры временных рядов, включающее анализ их репрезентативности, однородности, стационарности по известным в статистике критериям (Стьюдента, Фишера, Колмогорова-Смирнова и пр.). Это позволяет оценить качество исходных данных.

При недостаточности данных гидрометрических наблюдений производится приведение параметров кривых обеспеченности зимнего стока наледеобразующих водотоков к многолетнему периоду по данным многолетних наблюдений на реках-аналогах с помощью парной или множественной линейной регрессии.

4.4. Технология гидрологических расчетов при наличии и недостаточности гидрометрических наблюдений изложены в СНиП 2.01.14-83*(1) и "Пособии"*(2).

Расчет зимнего стока при наличии данных кратковременных и эпизодических гидрометрических наблюдений

4.5. Кратковременными считаются наблюдения, проведенные в течение от 1 до 5 лет, а эпизодическими - в течение одного сезона, вплоть до единичных измерений расходов воды в каком-либо году.

4.6. Расчет нормы зимнего стока основан на использовании метода многократных соотношений (МС) - соотношений между расчетной (нормой) и исходной характеристиками . Их соотношения в виде корреляционной связи устанавливаются по данным наблюдений на реках-аналогах (индекс "а") с длинными рядами, расположенных в районе со сравнительно однородными природными условиями формирования зимнего стока. В таких районах указанные соотношения изменяются в сравнительно небольшом диапазоне. Для примера на рис. П.4.1 приведена карта с ориентировочными границами таких районов в зоне БАМ. В качестве исходных данных целесообразно использовать материалы о стоке в предледоставный период продолжительностью от 1 до 30 суток или единичные измерения расходов воды, полученные в процессе предпроектных изысканий. Использование исходных данных о зимнем стоке дает худшие результаты из-за большой дискретности этой характеристики по территории.

Технология расчета следующая. На дату измерения расхода воды в расчетном створе в предледоставный период из материалов наблюдений на реках-аналогах выбираются среднесуточные расходы воды и среднемноголетние значения . На двухосной логарифмической клетчатке строится корреляционная связь , которая и является расчетной. Аналогичные графики можно построить и по средним расходам за 10, 15, 20, 30-суточные предледоставные периоды, если проектировщик располагает соответствующими данными наблюдений в расчетном створе. Однако практика показывает, что в этом случае выигрыш в точности определения незначительный по сравнению с использованием единичных измерений расходов воды.

Если гидрометрические наблюдения в предледоставный период проведены в течение ряда лет, то подобные связи строятся за каждый год и по ним устанавливается несколько значений . Среднее из , количество которых равно числу лет наблюдений, принимается за искомый зимний расход воды.

4.7. Метод МС позволяет не только рассчитать рассматриваемую характеристику по данным кратковременных и эпизодических гидрометрических наблюдений, но и каждый раз получить оценку погрешности ее определения , численно равную среднему квадратическому отклонению всех точек от линии регрессии:

, (П.4.1)

где - в %; - норма зимнего стока реки-аналога (фактическое значение), число которых n; - то же, но определенное по кривой регрессии при том же значении аргумента, что и .

Если гидрометрические наблюдения в расчетном створе проведены каждую осень в течение m лет, то пользуясь рассмотренной методикой, получают m значений среднего многолетнего расхода воды. Искомое значение равно среднему из расчетных значений, а его погрешность

, (П.4.2)

где , - число рек-аналогов, использованных в каждом, i-том году. Если равноточны, т. е. их погрешности равны, например, , а m = 5, то формулу (П.4.2) можно записать проще:

.

При использовании рассматриваемой методики два других параметра кривых обеспеченности - коэффициенты вариации и асимметрии определяются так же, как и при отсутствии данных наблюдений.

Пример 1. Определить средний многолетний (норму) зимний расход воды р. Тырма у ж.-д. моста. Площадь водосбора F = 8730 . В створе поста 10 октября 1967 г. во время изыскательских работ измерен только один расход воды Q = 240 .

По карте на рис П.4.1 устанавливаем, что река расположена в VI районе зоны БАМ. По схеме постов гидрологического ежегодника 1967 г. находим, что на территории VI района располагается 11 гидрологических постов на реках-аналогах с длительными периодами наблюдений.

Для расчетов необходимо получить сведения о суточных расходах воды на 10 октября 1967 г. по всем 11 постам. Здесь возможны два варианта: 1) расчеты выполняются в том же 1967 г.; 2) расчеты выполняются спустя несколько лет. В первом варианте за получением данных о ежедневных расходах воды на 10 октября 1967 г. на реках-аналогах следует обратиться в Дальневосточное управление Госкомгидромета в г. Хабаровске. Во втором случае эти данные выписываются из "Гидрологических ежегодников", которые имеются в любом управлении. Следует иметь в виду, что с 1978 г. вместо "Гидрологического ежегодника" в составе изданий Государственного водного кадастра в разделе I "Поверхностные воды" публикуются "Ежегодные данные о режиме и ресурсах поверхностных вод суши".

В рассматриваемом примере расчет проводится спустя несколько лет после выполнения полевых изысканий, когда Гидрологический ежегодник, том 9, вып. 0-5 за 1967 г. уже опубликован. Из таблицы ежедневных расходов воды Ежегодника выписываются расходы воды на 10 октября по всем 11 постам на реках-аналогах. На двухосной логарифмической клетчатке строится график связи средних многолетних зимних расходов воды (ось ординат) и суточных расходов воды на 10 октября (ось абсцисс) по рекам-аналогам (рис. П.4.2). Проводится осредняющая линия так, чтобы по обе стороны от нее располагалось бы одинаковое количество точек. Иногда могут иметь место значительные отклонения отдельных точек от линии регрессии за счет неравномерности выпадения атмосферных осадков по территории района. В этом случае осредняющая линия проводится без учета отклонившихся точек, поскольку такие реки не являются аналогами. По осредняющей линии 1 (см. рис. П.4.2) и измеренному расходу Q = 240  снимаем искомый расход .

Пример 2. Определить зимний расход обеспеченностью 1 и 5% на р. Мама у автодорожного моста, площадь водосбора F = 752 . В течение 1962, 1963 и 1964 гг. осенью проведены гидрометрические работы, в результате которых измерены следующие средние расходы воды за 10-суточные предледоставные периоды ; ;.

По карте на рис. П.4.1 устанавливаем, что река расположена во II районе. По Гидрологическим ежегодникам находим, что во II районе имеется 19 гидрологических постов на реках-аналогах, из которых 7 не действовало в 1962-67 гг. Следовательно, можно использовать данные наблюдений по 12 аналогам.

Основываясь на материалах Гидрологических ежегодников за 1962, 1963 и 1964 гг. по действующим постам на реках-аналогах вычисляются средние расходы воды за те же 10-суточные периоды, в течение которых выполнены гидрометрические наблюдения в створе изысканий. За каждый год строим графики связи . Пример такой связи за один год приведен на рис. П.4.2 (линия 2). По исходным 10-суточным расходам с графиков связи определяем норму зимнего стока ; ; . Вычисляем средний из трех значений:

.

Определяется погрешность вычисленной величины. Для этого по выражению (П.4.1) оценивается среднее квадратическое отклонение точек от линий регрессии на каждом ежегодном графике: ; ; . По формуле (П.4.2) вычисляем искомый результат:

По соответствующей формуле из табл. П.4.4 (см. ниже) для II района определяется коэффициент вариации:

и коэффициент асимметрии

.

Из таблицы трехпараметрического гамма-распределения, приведенной в СНиП 2.01.14-83, для этих значений и находим модульные коэффициенты для 1- и 5%-ной обеспеченности.

и .

Находим искомый результат - зимний сток 1 и 5% обеспеченности

; .

Расчет зимнего стока при отсутствии данных гидрометрических наблюдений

4.8. При отсутствии данных гидрометрических наблюдений в расчетном створе (полевые работы не проведены) точность расчета зимнего стока рассматриваемыми ниже методами существенно ниже по сравнению с указанными выше ситуациями наличия исходной информации. Поэтому такие расчеты могут быть использованы для ориентировочных оценок преимущественно на стадии разработки технико-экономического обоснования проектирования противоналедных сооружений и устройств. Ниже рассмотрены методы расчета зимнего стока наледеобразующих водотоков на примере зоны БАМ.

Технология расчетов следующая:

а) определяется площадь водосбора водотока F до расчетного створа по топографическим картам, обеспечивающим ее точность не меньше 5%;

б) по карте на рис. П.4.1 устанавливается принадлежность исследуемого водотока к одному из шести районов зоны БАМа;

в) по табл. П.4.1 в зависимости от площади водосбора устанавливается возможность перемерзания реки;

Таблица П.4.1. Предельные площади водосборов перемерзающих и неперемерзающих рек зоны БАМ,

Номер района по карте на рис. П.4.1	Перемерзающие реки		Неперемерзающие реки
	ежегодно	периодически
I	50	50-400	400
II	50	50-500	500
III	50000	50000-70000	70000
IV	10000	10000-25000	25000
V	500	50-20000	20000
VI	500	500-4000	4000

г) по табл. П.4.2 определяется ежегодная повторяемость перемерзания в зависимости от площади водосбора и минимального 30-суточного модуля стока 80% обеспеченности за период открытого русла. Последний устанавливается по карте (рис. П.4.3) путем интерполяции между изолиниями для точки, соответствующей центру тяжести водосбора;

Таблица П.4.2. Площадь водосбора перемерзающих рек зоны БАМ,

Частота (вероятность) перемерзания, P_п	Минимальный 30-суточный сток 80%-й обеспеченности, л/с км2, в период открытого русла
	1,0	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0	7,0	8,0
1,0	1000	320	160	100	75	60	-	-
0,80-0,99	-	700	340	220	160	120	90	70
0,60-0,79	-	1200	600	400	280	200	160	120
0,40-0,59	-	2600	1100	900	600	460	340	280
0,20-0,39	-	6000	3000	1800	1200	900	700	500
0,19	-	12000	7000	4000	3000	2000	1600	1200

д) по табл. П.4.3. устанавливается средняя многолетняя продолжительность перемерзания и даты его начала на реках с ежегодным отсутствием стока в зависимости от известной водосборной площади бассейна F, определенной по топографической карте или специальным исследованиям до расчетного створа и принадлежности реки к какому-либо из шести районов на карте (см. рис. П.4.1). Средняя многолетняя продолжительность периода с периодическим перемерзанием () равна произведению найденного по табл. П.4.3 значению на величину , выраженную в долях единицы и установленную по табл. П.4.2;

е) по расчетной формуле (табл. П.4.4) рассчитывается среднее многолетнее значение зимнего стока ;

ж) определяется значение зимнего расхода воды заданной обеспеченности с использованием коэффициентов вариации и асимметрии . Последние вычисляются по таблице П.4.4 в зависимости от площади водосбора F;

з) вычисляется объем зимнего стока по формуле:

, (П.4.3)

в которой - продолжительность зимнего сезона (устанавливается по табл. П.4.5).

Таблица П.4.3. Средняя дата начала и продолжительности периода перемерзания ежегодно перемерзающих рек зоны БАМ

Номер района по карте на рис. П.4.1	Характеристика	Площадь водосбора, км2
		50	100	500	1000	2000	5000	10000
III	Д_нп	-	2.11	13.11	19.11	24.11	2.12	11.12
	Т_п	-	185	175	165	158	148	140
IV	Д_нп	-	56.10	31.10	4.11	12.11	17.11	26.11
	Т_п	-	210	182	170	163	151	140
V	Д_нп	-	15.11	25.11	5.12	20.12	10.01	2.02
	Т_п	-	170	162	150	130	110	90
VI	Д_нп	21.11	27.11	19.12	-	-	-	-
	Т_п	155	115	130	85	55	15	-

Таблица П.4.4. Параметры формул для расчета характеристик зимнего стока по площади водосбора F ():
; .

N района по карте на рис. П.4.1	Норма зимнего стока, --- 3 Q , м /с 3		Коэффициент вариации зимнего стока, C v		Коэффициент асимметрии зимнего стока, C s
	a	n	v	m
I II III IV V VI	0,08 1,23 0,08 0,76 0,40 0,73	1,10 1,15 1,17 1,06 0,81 1,01	с = 0,33 | 0,4 | 0,07 | | 3,5 | 0,23 | | 32,8 | 0,52 | | 1,4 | 0,16 | | 1,4 | 0,16 |		3 С v 4 C v 2 С v 2 C v 2 C v 2 C v

Таблица П.4.5. Временные характеристики зимнего стока рек зоны БАМ

Наименование характеристики		Номера районов
		I	II	III	IV	V	VI
Дата начала устойчивых ледовых явлений	средняя	15.10	17.10	7.10	8.10	20.10	25.10
	ранняя	7.10	9.10	27.9	28.9	4.10	15.10
	поздняя	1.11	28.10	18.10	19.10	25.10	3.11
Дата начала истощения зимнего стока	средняя	29.10	30.10	17.10	19.10	25.10	13.11
	ранняя	16.10	24.10	4.10	9.10	13.10	30.10
	поздняя	11.11	18.11	24.10	30.10	8.11	20.11
Продолжительность зимнего стока, T_з, сутки	средняя	183	181	186	196	169	157
	наименьшая	175	170	168	178	147	142
	наибольшая	192	199	207	219	185	176

Расчет наледей речных вод

4.9. Наиболее важными расчетными характеристиками наледей речных вод при выборе и проектировании противоналедных сооружений и устройств являются вероятность их ежегодного образования на участке и толщина (мощность). Ниже рассматривается методика их расчета на примере зоны БАМ для участка реки в районе замыкающего створа.

При отсутствии данных наблюдений перечисленные характеристики определяются следующим образом:

а) вероятность ежегодного образования наледей на участке определяется по табл. П.4.6 в зависимости от площади водосбора водотока;

Таблица П.4.6. Вероятность ежегодного образования речных наледей на участке P реки в зависимости от площади водосбора

F км2	<50	50-100	100-500	500-1000	1000-5000	5000-10000	>10000-
P	0,8	0,9	0,8	0,6	0,4	0,3	0,15

б) толщина наледи заданной вероятности превышения (обеспеченности) рассчитывается по следующим уравнениям в зависимости от принадлежности участка реки к одному из двух районов, границы которых приведены на карте (рис. П.4.4):

I район (П.4.3)

II район , (П.4.4)

где - высота местоположения участка реки, м. абс.; - мощность наледи речных вод 5%-ной обеспеченности, определенная по карте на рис. П.4.4 путем интерполяции между изолиниями этой характеристики, см; - переходный коэффициент толщины наледи речных вод от значений 5%-ной обеспеченности к значениям других обеспеченностей (табл. П.4.7).

Таблица П.4.7. Переходные коэффициенты от значений толщины наледей речных вод 5%-ной обеспеченности к значениям других обеспеченностей P

P, %	1	2	4	5	10	20
K_р	1,41	1,22	1,04	1,00	0,12	0,63

Пример 3. Рассчитать толщину наледи речных вод 1%-ной обеспеченности на р. Олекма в п. Средняя Олемка. Площадь водосбора 37300 , высота местоположения створа 495 м абс.

На карте на рис. П.4.4 в месте расположения створа определяем толщину наледи 5%-ной обеспеченности, приведенную к площади водосбора 5000  и высоте 600 м над уровнем моря - . По той же карте определяем, что участок реки в расчетном створе расположен в районе I. По табл. П.4.7 находим переходный коэффициент от толщины 5%-ной обеспеченности к толщине 1%-ной обеспеченности - . Расчет искомой характеристики выполняем по уравнению (П.4.3):

.

По табл. П.4.6 находим ежегодную вероятность образования наледи на этом участке реки - 0,15.

Пример 4. Рассчитать толщину наледи речных вод 10%-ной обеспеченности на р. Купа - п. Мука. Площадь водосбора 2220 , высота местоположения участка реки в расчетном створе 344 м абс.

Расчет выполняем в той же последовательности, что и в примере 3. По карте на рис П.4.4 для участка в створе определяем толщину наледи 5%-ной обеспеченности - , по табл. П.4.7 - . Определение искомой характеристики выполняем по уравнению (П.4.4):

.

По табл. П.4.6. определяем ежегодную вероятность образования наледи на участке - 0,4.

Расчет наледей подземных вод

4.10. Наиболее важными расчетными характеристиками наледей подземных вод являются их объем, средняя и максимальная мощность в конце зимы заданной вероятности превышения.

4.11. При наличии данных наблюдений о средней многолетней площади наледей подземных вод F*(3) их объем , средняя и максимальная мощность заданной обеспеченности Р рассчитываются по уравнениям:

; (П.4.5)

; (П.4.6)

, (П.4.7)

где - средний многолетний объем наледи в конце зимы, H - средняя многолетняя мощность наледи определяются с помощью формул:

, (П.4.8)

где и F в тыс. и тыс. .

4.12. Коэффициент вариации объема и мощности наледей подземных вод рассчитывается по уравнениям:

; (П.4.9)

. (П.4.10)

Коэффициент асимметрии объема наледей подземных вод определяется по уравнению:

. (П.4.11)

Коэффициент асимметрии мощности наледей постоянный и равен 0,6.

4.13. Модульный коэффициент заданной обеспеченности назначается по таблице*(4) отклонений от среднего значения ординат биномиальной кривой в зависимости от заданной обеспеченности и параметров кривой распределения вероятностей, вычисленных указанными выше способами.

Пример 5. Рассчитать максимальную мощность наледи подземных вод 2%-ной обеспеченности на р. Нилан в п. Попутный. По результатам полевых изысканий ее площадь составляет F = 2,3 тыс. .

Расчет выполняется в следующей последовательности:

а) по уравнению (П.4.8) определяем средний многолетний объем наледи:

;

б) вычисляем среднюю многолетнюю мощность наледи

;

в) по выражению (П.4.10) рассчитываем коэффициент вариации мощности наледи:

;

г) по таблице нормированных отклонений от среднего значения ординат биномиальной кривой обеспеченности, приведенной в "Пособии", определяем ;

д) находим искомый результат по уравнению (П.4.6):

.

Пример 6. Рассчитать объем наледи подземных вод 5%-ной обеспеченности на р. Ангаракан (3 км от устья) в бассейне р. Верхн. Ангары.

Расчет выполняется в следующей последовательности:

а) по Каталогу наледей зоны БАМ (вып. 3. Наледи бассейна р. Верхней Ангары. - Л.: Гидрометеоиздат, 1982) определяем среднюю многолетнюю площадь наледи ;

б) по уравнению (П.4.8) определяем средний многолетний объем наледи:

;

в) по уравнениям (П.4.9) и (П.4.11) вычисляем коэффициенты вариации и асимметрии наледи:

;

;

г) по упомянутой выше таблице в "Пособии" находим ;

д) вычисляем искомый результат по уравнению (П.4.5)

.

Прогноз развития наледей подземных вод

4.14. Наледеобразование меняется год от года, в нем наблюдаются многолетние периоды различной продолжительности с пониженной и повышенной интенсивностью наледепроявлений. С точки зрения противоналедной борьбы особенно опасными могут быть периоды многолетнего цикла с усиленным развитием наледей, когда отрицательное воздействие последних на инженерные сооружения наибольшие.

4.15. В табл. П.4.8 приведены матрицы вероятностей перехода годовых значений средней мощности и объема наледей в заданные диапазоны этих величин. Вся амплитуда многолетней изменчивости морфометрических характеристик разграничена на пять диапазонов или фаз: I - характеристика <= 59% нормы; II - 60 - 89% нормы; III - 90 - 109% нормы; IV - 110 - 139% нормы; V - 140% нормы. Вероятность (частота) перехода из одной фазы в другую представляет частное от деления числа случаев каждого из пяти альтернативных исходов на общее число случаев за многолетний период. В матрицах по главной диагонали помещены значения вероятностей (в долях единиц) перехода фаз развития наледей в самих себя. Остальные элементы матриц представляют собой значения вероятностей перехода фаз соответствующей строки фазы одноименных столбцов. Эти данные могут быть использованы для вероятностного ежегодного прогноза наледей.

Пример 7. Дать вероятностный прогноз развития в конце зимы 1981 г. средней мощности и объема наледи в бассейне руч. Безымянный, если по результатам наблюдений в конце зимы 1980 г. эти характеристики были равны соответственно 1,15 м и 1200 тыс. . Средние многолетние значения их по проектным данным равны 1,53 м и 1500 тыс. .

Наледь на руч. Безымянном относится к I группе. Вычисляем модульные коэффициенты мощности H и объема W в 1980 г.

; .

Следовательно, в 1980 г. мощность и объем наледи находятся во II фазе.

По табл. П.4.8 (матрица а) определяем: с наибольшей вероятностью 0,51 можно утверждать, что в 1981 г. мощность наледи будет находиться во II фазе, а ее значение, соответствующее этой фазе, будет находиться в пределах 0,92-1,36 м. По табл. П.4.8 (матрица б) аналогичным образом прогнозируем значение объема наледи в 1981 г.; наиболее вероятно (Р = 0,600), что объем наледи из II фазы перейдет в III фазу. Тогда значение объема будет в пределах 1350-1635 тыс. .

Пример 8. Требуется спрогнозировать объем Салликитской наледи в конце зимы 1991 г., если по данным наблюдений в 1990 г. он был равен 250 тыс. . Среднемноголетнее значение объема этой наледи по данным полевых изысканий равно 205 тыс. .

Наледь относится ко 2 группе. Определим модульный коэффициент ее объема в 1990 г.:

,

откуда следует, что объем находится в IV фазе многолетнего цикла развития.

По табл. П.4.8 (матрица б) находим, что из IV фазы объем наледи с наибольшей вероятностью 0,50 перейдет в V фазу, т. е. в 1991 г. он будет больше 287 тыс. .

4.16. Физический прогноз основан на использовании гидрометеорологических факторов наледеобразования: предшествующего увлажнения, снежного покрова и суровости зимы. С помощью физического прогноза целесообразно прогнозировать только объем наледей, поскольку их средняя мощность и площадь являются производными от объема и зависят, главным образом, от топографии местности. При прогнозе максимальных объемов наледей в конце зимы в качестве показателей перечисленных гидрометеорологических факторов используются сумма атмосферных осадков за май-сентябрь предшествующего года, высота снежного покрова на дату образования наледи и сумма отрицательных среднесуточных температур за период наледеобразования по ближайшей метеорологической станции, если прогнозируется развитие единичной наледи (объективный прогноз) или по данным группы станций для фонового прогноза наледеобразования в районе или на участке дороги.

В качестве количественных показателей ежегодных объемов наледей и перечисленных выше гидрометеорологических факторов используются базразмерные# величины - модульные коэффициенты, представляющие отношения ежегодных значений этих характеристик к их среднемноголетним значениям.

4.17. Расчет модульных коэффициентов объема наледей выполняется по следующим уравнениям в зависимости от района:

для центральной и восточной части зоны БАМ (Якутия, север Амурской области, Дальний Восток):

; (П.4.12)

для Забайкалья:

; (П.4.13)

для Прибайкалья (бас. р. Купы):

; (П.4.14)

для Прибайкалья (бассейн pp. Коршунихи и Муки):

; (П.4.15)

для Прибайкалья (басе. р. Куты):

; (П.4.16)

где модульные коэффициенты: - объема наледей; - сумма отрицательных среднесуточных температур за период наледеобразования; - сумма атмосферных осадков за май-сентябрь; - высота снега на дату образования наледи.

Таблица П.4.8. Матрицы вероятностей перехода фаз развития мощности (а) и объема (б) наледей подземных вод

1. Наледи объемом более 1 млн.  и мощностью более 1,5 м

а)

Фазы	I	II	III	IV	V
I	0	0	0	0	0
II	0	0,51	0	0,490	0
III	0	0,143	0,714	0,143	0
IV	0	1,0	0	0	0
V	0	0	0	1,0	0

б)

Фазы	I	II	III	IV	V
I	0	0	0	0	0
II	0	0,200	0,600	0,200	0
III	0	0,333	0,556	0,111	0
IV	0	0,200	0,200	0,600	0
V	0	0	0	0	0

2. Наледи объемом менее 1 млн.  и мощностью менее 1,5 м

а)

Фазы	I	II	III	IV	V
I	0,3	0	0,34	0,36	0
II	0,071	0,357	0,286	0,143	0,143
III	0	0,778	0,222	0	0
IV	0	0,454	0,273	0,273	0
V	0	0	0	1,0	0

б)

Фазы	I	II	III	IV	V
I	0,650	0	0,050	0,100	0,200
II	0,625	0,250	0	0	0,125
III	0	0	0	1,0	0
IV	0,250	0,250	0	0	0,500
V	0,583	0,250	0	0	0,167

Дата окончания формирования наледи определяется с помощью табл. П.4.9.

Таблица П.4.9. Продолжительность формирования наледей зависимости от их объема W

W, тыс. м3	5	10	50	100	500	1000	5000
тау, сут	18	40	95	115	150	160	200

4.18. Для прогноза значений максимальных объемов наледей в конце зимы какого-либо конкретного года необходимы следующие данные:

а) среднемноголетние значения объемов наледей W, которые определяются путем вышеописанного расчета или по материалам полевых изысканий;

б) среднемноголетние значения показателей гидрометеорологических факторов: - сумма атмосферных осадков за май-сентябрь, h - высота снежного покрова на дату образования наледей, - сумма отрицательных среднесуточных температур воздуха за период наледеобразования - берутся из климатических справочников;

в) значения тех же показателей гидрометеорологических факторов в год прогноза - суммы атмосферных осадков за май-сентябрь и высота снежного покрова определяются по данным ближайшей метеостанции или метеопоста, а сумма отрицательных среднесуточных температур воздуха по специальному прогнозу, осуществляемому территориальным управлением Госкомгидромета по заявке потребителя.

Пример 9. Дать прогноз объема наледи в бассейне руч. Прозрачный в конце зимы 1990 г., расположенной в Южной Якутии в районе малого БАМа. Среднемноголетнее значение объема этой наледи по проектным данным равно W = 790 тыс. . Среднемноголетние значения гидрометеорологических факторов по данным районного климатического справочника равны: , высота снежного покрова на дату образования наледи h = 4 см, сумма отрицательных среднесуточных температур воздуха за период наледеобразования °С. Для расчета последней характеристики использована табл. П.4.9, по которой определена средняя многолетняя продолжительность развития этой наледи по величине ее объема.

По данным наблюдений на ближайшей метеостанции или посту установлено, что сумма осадков с мая по сентябрь 1989 г. равна 433 мм, высота снежного покрова на дату начала образования наледи в 1989 г. равна 5 см по данным метеостанции, а сумма отрицательных средних суточных теператур# воздуха за период наледеобразования по прогнозу составляет 444°С.

Вычисляем модульные коэффициенты этих характеристик на год прогноза:

; ; .

Поскольку наледь расположена в зоне малого БАМа, то прогноз производится по уравнению (П.4.12)

.

Таким образом, прогнозное значение максимального объема наледи на руч. Прозрачный в конце зимы 1990 г. равно

.

______________________________

*(1) СНиП 2.01.14-83 "Определение расчетных гидрологических характеристик" (издание официальное). - М.: Стройиздат. 1985. - 36 с.

*(2) Пособие по определению расчетных гидрологических характеристик. - Л.: Гидрометеоиздат, 1984. - 448 с.

*(3) По отдельным районам зоны БАМ площадь наледей может быть определена по "Каталогу наледей зоны БАМ". Вып. 1. Наледи верхней части бассейна р. Чары. Вып. 2. Наледи бассейна р. Муки. Вып. 3. Наледи бассейна р. Верхней Ангары. - Л.: Гидрометеоиздат, 1980, 1981, 1982, а также по фондовым материалам, данным проектных изысканий.

*(4) Таблица приведена в "Пособии по определению расчетных гидрологических характеристик" (Л.: Гидрометеоиздат, 1984. - 448 с.)