автореферат диссертации по строительству, 05.23.16, диссертация на тему:Методика расчета максимального дождевого стока применительно к дорожным сооружениям Республики Ливан

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

СУБХ МУХАММЕД БАДР

На правах рукописи

О?

Методика расчета максимального дождевого стока применительно к дорожным сооружениям республики Ливан

Специальность 05.23.16 -"гидравлика и инженерная гидрология"

АВТОРЕФЕРАТ Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва -1994 г. ^__^

г . ,1

Работа выполнена в Московском Государственном Ордена Трудового Красного Знамени автомобильно-дорожном институте (Технический университет) на кафедре "Гидравлика".

• Научный руководитель - кандидат технических наук, профессор Н.М.Константинов Научный руководитель - Академик А.Т.России, доктор технических наук, профессор Б.Ф.Перевозников Официальные оппоненты: 1 - доктор технических наук,

профессор Ю.В.Писарев 2 - кандидат технических наук,Пичугов ,Г.С. Ведущая организация 3 - АОЗТ "Интервод изыскания"

Зашита состоится "1В" утоня 1994 г. в 14 час. 1

в ауд. 42 на заседании специализированного совета ВАК РФ К

053.30.03 прИ Московском автомобильно-дорожном институте (Технический

университет) по адресу: 125829, Москва, ГСП-47, Ленинградский проспект, 64.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке института. Телефон для

справок 155-03-28.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью, просим направлять в специализированный совет института.

Автореферат разослан ^ ^//у/аД^ 1994 г.

Ученый секретарь специализированного совета • кандидат технических

наук. Профессор / 0*3- Воля

тел. 155-03-56

ии

т

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теми: Диссертационная работа посвящена одному из основных (опросов проектирования автомобильных дорог - расчету максимального юверхностного стока. От правильного определения максимальных расходов воды во многом зависят размеры отверстий водопропускных и водоотводных сооружений, 1роектно-стр0!1тельные решения по ним, а также объемные и стоимостные юказатели строительства и эксплуатации дорог.

Дождевые паводки, возникающие в различных районах Ливана нередко позывают разрушения автомобильных и железных дорог, мостов и других 1скуственных сооружений. Одними из основных причин таких разрушений является ^достаточная изученность и инженерная оценка гидрометеорологических условий формирования дождевых паводков, а также факторов природно-актропогенного их зегулирования.

Потребности дальнейшего развития и совершенствования дарожной сети Чивана, неизученность условий формирования и регулирования максимального стока, I также отсутствие методически обоснованного подхода к расчетам максимальных исходов воды и нормативно-инструктивной базы этих расчетов и предопределили геобходимость проведения настоящего диссертационного исследования. Тема работы ¡аходится в соответствии с Международной гидрологической программой, с )ешениями пятого Всесоюзного гидрологического съезда, а также с планами развития I совершенствования дорожной сети Ливана.

Цель и задачи работы: Основной целью диссертационного исследования шляется разработка методики расчета максимальных дождевых расходов воды для шределения отверстий водопропускных, водоотводных и водосборных сооружений 1ри проектировании, строительстве и эксплуатации автомобильных дорог в Ливане.

Необходимость, выполнения поставленной цели предусматривала решение ледутощих задач: изучение метеорологических условий формирования «аксимального стока на водосборах Ливана; исследование закономерностей [ространственно-временной изменчивости расчетных характеристик максимального тока в условиях данного региона, формирование и обоснование требований орожного строительства к методу расчета максимального стока; обоснование выбора _! 1 3 !

Г 1

наиболее целесссаразяой модели расчета максимальных расходов воды на основе требований и задч дорожного строительства в Ливане; теоретическое обоснование и разработка целесообразной методики расчета максимальных расходов воды и объемов дождевого стокг; обоснование и разработка методов учета региональных факторов регулирования ветсиыального стока, разработка практических рекомендаций по расчетам махап«321>лых расходов волы дождевых паводков.

Методы Есслеяовяття предусматривали: сбор, систематизацию и анализ качества имеюютгя данных гидрометеорологических измерений,-зафиксированных на опорных попах наблюдений в районе исследования и прилегающих к нему странах; анализ и ' обобщение результатов предшествующих исследований и теоретическое обоснование выбора расчетной модели расчета максималеп-ою стока; проведение численного эксперимента по многолетним рядам наблюдений с оценкой прострзнствекко-Еремеиной изменчивости расчетных гидрометеорологических характеристик; вживление и разработку расчетных зависимостей максимального стока и региональных факторов его регулирования с количес! венным определением их параметров; сооаставятельиый анализ результатов исследования с исходными данными наблюдений к оценкой достоверности результатов.

Научная таги^иа работы состоит в следующих положениях, выносимых на защиту: предлегг^ критерии вероятности превышения расчетных паводочных расходов воды дгя дорог Ливана; разработана методика расчета максимальных расходов воды для использования при проектировании и строительстве автомобильных дорог, мостов и других водопропускных сооружений в условиях Ливана. В сссхг,вг этой методики произведено пространственно-временное распределение расчетных годовых, месячных, суточных сумм • и часовых интенсивносгей ссадков различных вероятностей превышения в районе исследования; уточнено районирование средне-годовых сумм осадков; установлены неизвестные ранее взаимозгзасимосги между суточными осадками и месячными, годовыми и месячными, длг условий Ливана; разработан метод расчета часовой интенсивности дождевых осадив по годовым их суммам. Выносимые на защиту результаты исследования ггдкотся новыми для условий Ливана.

1_и

т

Практическое значение и реализация результатов р.--5-тты.

Разработанная методика может быть широко использована в практике гидрологических расчетов, и в том числе в организациях, занимающихся проектированием, строительством, реконструкцией и ремонтом автомобильных дорог я мостов. Эта методика дает возможность учесть особенности формирования максимального стока как с малых, так и с больших водосборов. Метсаика расчета и практические рекомендации по степени научно-практической проработки и своему :оставу отвечают требованиям, предъявляемым к региональным нормам максимального стока в транспортном строительстве. Они могут был в дальнейшем использованы в качестве национальных строительных норм дст определения расчетных характеристик максимального стока при проектировании автомобильных цорог и мостов, с возможностью использования этих норм на лк>5их конкретных объектах не только дорожного, но и гидротехнического и других в и доз капитального строительства в Ливане.

Аппробацмя работы. Основные положения и результаты исследований положены и рассмотрены в 1993 и в 1994 гг. на заседании кафедры гидравлики МАДИ и на заседании научно-технического совета Союздорпроеста.

Структура и объем работы: диссертационная работы состоят из введения, четырех глав, общих выводов и приложения. Она содержит 206 страниц машинописного текста, 34 рисунка, , 33 таблицы, библиография включает 145 наименований, в том числе б иностранных.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

В первой главе дан анализ особенностей формирования максимального стока я степени гидрометеорологической изученности района исследования. Республика Ливан расположена на восточном побережье Средиземного моря. Общая площадь гтраны составляет 10400 кв. км. На севере и востоке Лизан граничите Сирией, а на юге с Израилем, а с запада к нему примыкает Средиземное море. Несмотря на небольшую величину, территория страны обладает разнообразными и :пецифическими природными условиями и региональными факторами формирования

максимального стока. —|

Г -1

Большая часть территории Ливана занята горными массивами. Из них более значительны два горных хребта, пересекающих страну с севера на юг, со средней высотой 2500 н. На востоке Ливана вдоль его северо-восточной границы с Сирией расположены го^а хребта Антиливан. Они переходят на юге в горный массив Хермон.

Ливан рассоложен между Средиземным морем и бадей Шама (Сирия), чем и определяются саювные климатические особенности условий формирования и регулирования ксетмального паводочнога стока в этой стране. Приблизительно 25% территории горка зоны Ливана получает в году более 1200-1500 мм осадков. В районе Бекаа когсчество осадков достигает 250 мм (на севере "Рас Баальбгк") и 6-!0 мм в центре и ш юге (Ксара). Наиболее ливнеобильной является западная часть Ливана.

В результате анализа архивных и литературных источников, г также выполненных полевых обследований ряда водотоков в период 1989-1990 гг, автору удалось уточнить годы и установить причину появляния особо опасных наводнений. Наиболее сильные наводнения в Ливане произошли в 1952, 1955, 1959, 1963, 1967, 1973, 1981, 1982.1989, 1992 ц 1993 годах.

По частоте и разрушительной силе наводнений Ливан следует отнести к одним из ливнскгспг^х районов мира. Как показывает сопоставительный анализ, аналогами Ливага по этим признакам наводнений могут быть прибрежные районы Средиземного в Черного морей. Северные районы Ирана, Бурятия, Читинская область, районы Дальнего Востока России, а также Юго-Восточная Азия.

Основные источником формирования паводков, вызывающих эти разрушительные кагоднения, являются дождевые атмосферные осадки.

Большинство пунктов гидрометеорологических наблюдений в Ливане было разрушено в период известных военных действий. Утеряна (или была уничтожена) значительная сеть архивных данных и других источников официальной гидрометеорологической информации. Это в значительной мере затрудняет проведение исследований с использованием результатов многолетних метеорологических измерений, проводившихся в прежнее время в Ливане.

/

:_! и._!

г _ -

Эти исходные условия и предпосылки определили необходимость максимального возможного привлечения к исследованию всех имеющихся в Ливане данных, а также данных соседних стран и а первую очередь Скрин, а также использования метода географической интерполяции этих данных в исследуемые районы Ливана.

Дорожная сеть в Ливане складывалась на протяжении многих лет. В ее развитии принимали участие национальные организации, а также рзд иностранных фирм, и в том числе: Франция, Бельгия, Польша. Однако имевшие иесто проектные материалы по строительству дорог весьма разрознены и до сих пор este недоступны и не обобщены для целей изучения проблемы расчетов максимального стока.

Оценивая в целом степень гидрометеорологической изученности Ливана применительно к требованиям СНиП 2.0I.I4-83, следует признать, что район исследования относится к малоизученным с отсутствием данзых длительных гидрометрических наблюдений по большинству водосборных бассейнов. Подобное положение и предопределило необходимым более тщательное рассмотрение и формирование целей, задач и методики выполнения диссертационного исследования с целью привлечения к нему всех имеющихся и доступных исхсдзых данных из прилегающих к Ливану стран.

Во второй главе дается теоретический анализ наиболее ргспространенных методов расчетов максимальных расходов воды с целью обоснования выбора оптимальной расчетной модели определения максимального дождевого стока в районе исследования. Рассмотрены основные факторы формирования паведочных расходов воды и требования дорожного строительства к методу их расчетов.

Отсутствие в Ливане нормативной базы по проектирования автомобильных дорог и мостов и по определению гидрологических характеристик предопределило необходимость проведения исследований по выявлению и обоснованию расчетных критериев вероятностям превышения паводочных расходов воды.

В результате изучения особенностей и перспектив развитая дорожной сети Ливана, а.также выполненной классификации автомобильных дорог с различными их транспортно-эксллуатационными показателями и степенью капитальности

Г 1

представилось возможным рекомендовать следующие расчетные критерии вероятности превышения (ВП) паводочных расходов воды:

Таблица 1,-

Категории дорог Ливана во их народнохозяйственной значимости I II III и менее

ВП для иостов и водопро-пусхных труб, % 0.33 1 . 2 3

ВП для водоотводных канав и кюветов, % 1 2 3 4

ВП для спида воды с поверхности дорог м мостов, % 1 1 2 3

Адализ современных требований дорожного строительства в Ливане позволил установить, что методы расчета максимального стока и его параметры должны обеспечивать определение максимумов паводочных расходов воды с вероятностью превышения: 0,1, 0,33, 1, 2, 3, 4, 5, 10, 50% для водосборов с площадями бассейнов от 0,0001 до 100000 км2 независимо от степени их гидрометеорологической изученности.

Гидрометеорологическая изученность территории Ливана характеризуется отсутствием данных многолетних гидрометрических наблюдений, недостаточностью и неравкомерносгао сети метеостанций и водомерных постов, а также малой вероятностью псавлекия таких данных на опорной сети наблюдений в ближайшие 1520 лет.

В подобякх условиях для обеспечения потребности дорожного строительства Ливана в рас.гашх гидрологических характеристиках представилось необходимым разработать метод расчета максимальных расходов воды, отвечающий и ряду других дополнительных требований. Так он должен иметь достаточное теоретическое обоснование, основываясь ие только на данных многолетних гидрометеорологических наблюдений, но к на возможности максимального использования более доступных результатов полевых краткосрочных обследований водостоков, производимых при инженерных изысканиях. Он должен учитывать также региональные природно-техногенные особенности формирования и регулирования паводочного дождевого сгоха.

Отсутствие метода расчета для прямого применения в Ливане предопределило еобходимость выполнения анализа наиболее применимых в СНГ и других странах етодов определения паводочного стока при недостаточности гидрометрических анных. Этому анализу подлежали методы СНиП 2.01.14-83, ВСН 63-76 (ЦНИИС 1интрансстроя), НИИП-72, (ЦНИИС - Глаптранспроект), Методические екомендации Союздорпроекта (СДП_73), а также приближенный маод ЦНИИС-

:дп.

Анализ современной нормативной базы расчетов СНГ, а также ряда научных проектных работ, выполненных в Сирии, Тунисе, Ираке и других сгргнах позволил становнть, что наибольшей универсальностью и применимостью дга разработки егиональных норм максимального стока в условиях Ливана обладает .истод СДП_73. 'тот метод имеет достаточную теоретическую обоснованность, он получил аспространение на зарубежных обьектак строительства, расположенных в .фганистане, Узбекистане, Лаосе, Непале, Кубе и в других страна*. В настоящей аботе был выполнен подробный анализ этого метода, его теоретической боснованности и применимости, по результатам которого метод СДП_73 и был оложен в основу разработки региональной методики расчета максимальных асходов воды в условиях Ливана.

В третьей главе рассмотрена методология обоснования расчетных ливневых арактеристик максимального дождевого стока применительно к исходным етеорологическим данным района исследования. Произведен анализ методических снов численного эксперимента по определению параметров кривых распределения ероятносгей превышения годовых, месячных и суточных сумм дождавых осадков с елью выполнения расчетов по установлению расчетов по установлению величин садков требуемой повторяемости. В основу этого эксперимента были положены екомендации СНиП 2.01.14-83.

Расчеты основных параметров кривых распределения вероятностей ревышения исследуемых сумм осадков были выполнены по 23 опорным [етеостанвдям, включая две метеостанции (Бейрут, Ксара), расположенные на ерритории Ливана. Расчеты проводились на компьютере" 1С1-3 во специально азработанным автором алгоритму и программе. _!

л.

Анализ папученных в результате выполненных расчетов основных параметров эмпирических распределений годовых сумм осадков (ГС) показал, что среднемноголетаве величины этих сумм осадков изменяются от. 1242,1 мм (Мистаф) до 127 мм (На£аж). В Бейруте и Ксаре эти величины составляют соответственно 890 и 264 мм. Коэффициенты вариации годовых сумм осадков изменяются от 0,34 до 0,124 (Теклей). а коэффициенты аснметрии от 0,57 (Хама) до -0,41 (Сидная).

Среднешзоголетние величины месячных сумм осадков (МС) изменяются от 361,6 мм (Мшзгф) до 50,21 мм (Набик). Коэффициенты вариации месячных сумм осадков измевсатся от 0,47 (Клсер) до 0,26 (Таль-Шхаб), а коэффициенты асимметрии от 1,46 САрцда) до -0,007 (Растай).

Среднеьгл столетние величины суточных максимумов (СМ) изменяются от 85,82 мм (Миспф) до 19,75 мм (Набик). Коэффициенты вариации этих сумм осадков измешхяся от 0,515 (Харабо) до 0,19 (Теклей).

Для иссаедования характера асимметричности распределения вероятностей превышения изучаемых сумм осадков и выбора оптимальной модели их экстраполяции » области редких повгоряемостей (Рэ) были построены на клетчагках вероятности превышения эмпирические кривые ГС «• ! (Рэ), МС •= í (Рэ) и СМ =

Анализ зп1х кривых позволил установить, что из 23 кривых годовых, максимумов (ГО 56,52% имеют явные признаки положительной асимметрии, 34,78% близки к нормальному, а 8,7% характеризуются отрицательной асимметрией. Из 28 исслсдусалх эмпирических кривых вероятности превышения месячных сумм осадхов (МС) £6,96% имеют • явные признаки положительной асимметрии, 8,69 % близки к нормальному, а 1,35% характеризуются слабовыраженной отрицательной асимметрией, кривые вероятности превышения суточных сумм осадков (СМ) в количестве 9130% имеют явные признаки положительной асимметрии, 4,34% близки к нормальному, а 4,34% характеризуются слабовыраженной отрицательной асимметрией.

Из 69 анализируемых эмпирических кривых распределения годовых, месячных и суточных сумм дождевых осадков большинство из них (79,71%) обладает яви л»!! призл;;)-ачи положительной асимметрии. Другой особенностью всех

¡(Рэ)

Г -1

69 анализируемых кривых валяется наличие в них значительных максимумов, что выражается отскоком одной или двух первых точек на этих эмпирических кривых от остальных точек.

' Разнообразие признаков асимметрии, наличие у большинства эмпирических -кривых признаков положительной асимметрии, а также наличие значительных-максимумов ГС, МС, СМ предопределили исходные предпосылки для начального выбора расчетных кривых распределения вероятностей превышения этих максимумов.

В качестве исходных для проведения исследований по подбору, анализу к обоснованию выбора расчетных кривых распределения вероятностей превышения изучаемых метеорологических характеристик были приняты нормативные аналитические кривые трехпараметрического гамма-распределения С.Н.Крицкого и М.Ф.Менкеля, кривые биноминального распределения, (выраженного графоаналитическим методом Г.А.Алексеева), а такяе параболические кривые полного и частичного очертания с касательными прямолинейными вставками в концевых их частях, разработанные и внедренные в практику расчетов последних лет Б.Ф.Перевозниковым, Жедда Эльмоэз Бенали и Шеза А.И.

Построение всех этих типов кривых и анализ сопоставления по наилучшему их соответствию опытным данным были выполнены раздельно по каждой из 69 эмпиричесхих кривых. Выполненные исследования по сопоставлению различных типов кривых распределения вероятности (ВП) годовых, месячных и суточных сумм осадков с эмпирическими кривыми в диаппазоне ВП 3-95-% позволили установить, что в качестве расчетных могут быть приняты параболические кривые, обладающие наибольшим соответствием натурным данным и учитывающие особенности эмпирических распределений исследуемых величин осадков (ГС, МС, СМ) в районе исследований.

В результате проведения экстраполяции кривых эмпиричесхих распределений вероятности превышения годовых, месячных и суточных сумм осадков по 23 опорным метеостанциям с использованием 69 параболических кривых вероятности превышения годовых, месячных и суточных сумм осадков были получены расчетные величины ГС, МС и СМ в требуемом диапазоне вероятности превышения.

'_! Ни

г

Рис.1.

Карта-схема распределения часовой интенсивности

дождя, 17. вероятности превышения. | 12

Г . . -1

Расчетные величины годовых, месячных и суточных сумм осадков предопределили возможность выполнения пространственно-временного распределения исследуемых ливневых характеристик различной вероятности превышения - по территории района исследования с использованием метода географической интерполяции рассмотренного в данной разделе диссертации. Для наиболее часто используемых в дорожном строительстве Ливана вероятностей превышения 0,33 и 1"% были построены карты-схемы пространственно-временных колебаний годовых, месячных и суточных сумм осадков (рис.1), которые восполняют имевший место до настоящего исследования пробел знаний о распределении этих величин осадков по территории данного региона.

Для возможности использования укрупненных величин дождевых осадков к определению расчетных ливневых характеристик максимального стока подлежали изучению соотношения между годовыми и месячными максимумами, а также между месячными и суточными. По всем исследуемым метеостанциям были построены графические соотношения: Мс = Е (ГС) и СМ = Г (МС).

Анализ этих построений позволил установить, что на всех из них отсутствует возможность аппроксимации исследуемых соотношений функциональными зависимостями из-за значительного разброса точек. В связи с этим был осуществлен поиск корреляционных соотношений по всем исследуемым построениям. В результате установлено существование линейного характера корреляции.

Анализ корреляционных соотношений между максимальными годовыми, месячными и хронологическими годовыми суммами осадков МС = 5 (ГС) позволил установить, что на 22 метеостанциях имеется, корреляционная зависимость и лишь на одной метеостанции (Теклей) имеет место только тенденция к корреляции. Коэффициент корреляции по всем этим соотношениям изменяется от 0,59 (Теклей, Изра) до 0,86 (Кнестра) и распределяется между ними в процентном (%) и количественном (П) отношениях от общего числа метеостанций следующим образом:

И................0,59-0,62 0,63-0,69 0,7-0,86

%, (П) ... 22 (5) 26 (6) 52 (12)

Выполненный анализ показал, что только по 12 из 23 исследуемых соотношений коэффициент корреляции достигает величин, которые могут быть

'_I 1±и

т

признаны объективно достаточными для аналитической оценки зависимостей МС = Г (ГС). Для практических целей было принято целесообразным характеризовать пространственное изменение коэффициента корреляции по территории района исследования по соответствующим разработанным картам-схемам.

Анализ положения расчетных линий регрессии на исследуемых соотношениях позволил установить, что они определяют только граничные положения разброса натурных точек в диапазоне наибольших максимумов и не могут из-за этого быть приняты расчетными для определения МС по ГС. С учетом результатов предшествующих исследований в качестве расчетных для расширения информации о пространственно-временных изменений величин МС по территории Ливана и их определения по данным о ГС при коротких рядах наблюдений признано целесообразным использовать эквивалентные линии регрессии, занимающие среднее положение между граничными линиями регрессии.

Аналогичный анализ был выполнен по поиску возможных взаимосвязей между месячными и суточными суммами осадков максимальных в году. Расчеты коэффициентов корреляции и параметров линий регрессии между исследуемыми годовыми максимумами были произведены по всем опорным метеостанциям, а их результаты представлены в диссертации. Выявлено, что коэффициент корреляции (Ю между величинами МС и СМ изменяется в пределах от -0.11 (Теклей) до 0,71 (Харабо). Величины этого коэффициента по общему количеству метеостанций (П) и их процентному соотношению распределяются следующим образом:

й................-0,11-0,49 0,5-0,6 0,61-0,71

%,(П) .... 44 (10) 26 (6) 30(7)

Только на семи метеостанциях (т.е. в 30% случаях) коэффициент корреляции превышает 0,6, а коэффициент вариации равный 0,7 и выше отмечены-лишь на трех метеостанциях. Поэтому признано нецелесообразным картирование полученных коэффициентов корреляции в настоящей работе, хотя расчетные данные позволяют в случае такой надобности выполнить разработку соответствующей карты схемы.

Практическое применение исследованных соотношений между МС и СМ связано с меньшей уверенностью в достоверности получения расчетных величин СМ, '-! .

Г -I

чем использование соотношений между МС и ГС для оценки расчетных величин МС по известным величинам ГС.

Поиск возможных зависимостей между часовыми суммами дождевых осадков и суммами суточных, месячных и годовых осадков позволил установить, что наиболее устойчивые связи имеют место между часовыми и годовыми суммами дождевых осадков. Для того, чтобы определить часовые суммы осадков по годовым было принято анализировать не часовые суммы осадков, а переходные коэффициенты от суточных сумм к часовым:

Кчас = СМ : Нчас, (1)

. . где: Нчас - часовой слой дождя.

Анализ соотношений между Кчас и годовыми суммами дождевых осадков 1 % вероятности превышения, а также географического положения исследуемых метеостанций позволил установить, что район исследования характеризуется двумя различными условиями формирования часовых сумм осадков, что выражается следующими двумя зависимостями:

Западный район Ливана: Восточный район Ливана:

17 20

Кчас =---------- (2) Кчас =---------- (3)

ГСт< ГСт*

В выражениях (2) и (3) показатели степени редукции равны: т,= 0,49, тд= 0,60. Результаты этого анализа предопределили возможность районировать территорию Ливана на два эти района. Карта-схема такого районирования представлена в диссертационной работе.

Сопоставление результатов расчета коэффициента Кчас, вычисленных по многолетним данным и зависимостям (2) и (3) позволило рекомендовать эти зависимости в качестве расчетных для определения часовых сумм осадков по известным данным о них на всех опорных метеостанциях. По всем 25 опорным метеостанциям были определены часовые интенсивности дождевых осадков 1% ВП с использованием следующей формулы:

СМ1% Кчас

ачае1°/ =----------------

60

15 I

Для перехода от часовых интенсивностей дождевых осадков 1% ВП к требуемой ВП рекомендуется следующая формула:

ачас, р = ачас, 1 % КР <5>

где ачас, р - часовая интенсивность осадков требуемой ВП; Кр - переходный коэффициент от величин часовой интенсивности осадков I% ВП к часовым интенсивностям требуемой ВП, для определения которого признано возможным использование соотношений суточных сумм осадков различной ВП к суточной сумме осадков 1% ВП.

По результатам выполненных расчетов были определены часовые интенсивности осадков различной ВП и произведено их районирование с построением карты-схемы распределения величин ачас]у по территории Ливана.

В четвертой главе расмотрена методика обоснования расчетов максимальных расходов воды. В качестве расчетной рекомендована следующая формула: <2т = 16,7арс1рФАб; + С>г , м3/с, (6)

при

ар = ачас КГ ^ • • <7)

где: ар - расчетная интенсивность дождевых осадков (мм/мин) требуемой ВП; К, - коэффициент редукции часовой интенсивности дождевых осадков, устанавливаемый по региональной зависимости К1 = Г (А) обоснованной с помощью аналогового критерия в виде годовых сумм осадков; А - площадь водосбора, км^; Ф -коэффициент редукции максимального дождевого стока в зависимости от размеров водосборов, определяемый по региональной теоретической зависимости Ф = [(А) для условий Ливана при переменном показателе степени редукции максимального стока п=0,4; (1р - коэффициент потерь склонового стока, установленный с помощью аналогового критерия в виде ГС по известным его величинам в СНГ и Сирии; (^г -расход грунтовых вод на начало формирования максимального дождевого стока, м^/с; КИ - коэффициент учета неравномерности выпадения дождей по площади водосбора; (}г - расход грунтовых вод на время формирования максимального дождевого стока, м^/с; б,- суммарвый коэффициент учета регулирующего влияния особенностей водосборных бассейнов и русловой сети при природных или техногенных их проявлениях и определяемый по формуле:

• Г ' I 16 1

г -»

б>-б.бфбпб£. <8>

где б[ - коэффициент учета регулирующего влияния террасированного земледелия на склонах водосборов; бф - то же формы водосборов; бп - коэффициент учета регулирующего влияния в русле водотоков; б£ - то же при наличии на водосборах автомобильных или железных дорог.

Анализ существующих методов определения коэффициентов Ф, с!0, Кр, ачас позволил выявить и обобщить наиболее надежные и нормативно" обоснованные способы и формулы, которые могли бы быть использованы в условиях Ливана. Проведение такого анализа и обобщения вызвано необходимостью разработки и формулирования комплексных практических рекомендаций по расчету максимальных расходов воды при проектировании водопропускных сооружений на базе выполненных исследований.

Для определения величин Кр была принята следующая формула: Ш ср.взз.

Кр =------------, (9)

1 Но

где Н| ср.взв. - средневзвешенный слой дождя по площади его выпадения, мм; Но - слой осадков в центре дождя.

К исследованию были привлечены 11 наиболее значительных дождей, зафиксированных в период 1962-80 гг. По результатам этих исследований были получены следующие расчетные величины:

А, гыс.км2 .... О 0,5 1 1,5 2 2,5 5

Кр ......................1 0,83 0,69 0,55 0,43 0,37 0,18

Для возможности определения расходов воды в отверстиях дорожных водопропускных сооружений был выполнен критический анализ и обобщение существующих методов учета частичной аккумуляции паводочного стока перед дорогой с целью выработки практических рекомендаций для условий Ливана. По результатам этого анализа были сформулированы соответствующие рекомендации.

ци

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ Н РЕЗУЛЬТАТЫ:

На основе выполненных исследований были разработаны региональные нормы и практические рекомендации по расчету максимальных расходов воды для проектирования автомобильных дорог применительно к территории Ливана.

По предназначению, степени проработки параметров расчетной формулы и их пространственно-временному распределению предлагаемая методика и практические рекомендации отвечают требованиям, предъявляемым к региональным нормам максимального стока для применения в дорожном строительстве.

Наряду с возможностью непосредственного практического использования разработанных региональных норм на конкретных обьектак Ливана, они могут быть использованы в этой стране в качестве строительных норм или другого уровня технических нормативов при определении расчетных гидрологических характеристик для проектирования автомобильных дорог.

По результатам исследования были предложены расчетные критерии вероятностей превышения максимальных расходов воды для определения отверстий водопропускных сооружений на автомобильных дорогах Ливана и обоснованы количественные величины этих критериев.

Выполненные автором пространственно-временные проработки расчетных параметров региональных норм максимального ливневого стока в диапазоне вероятностей превышения от 0,1 до 50% позволяют обеспечивать их применение не только в автодорожном строительстве, но и в железнодорожном, гидротехническом, водохозяйственном и других видах капитального строительства в исследуемомо регионе.

Разработка региональных норм максимального ливневого стока и практических рекомендаций для их применения в условиях Ливана составляет главный научный результат диссертационного исследования. К частным результатам диссертационной работы, имеющим самостоятельное знячение для гидрологического обоснования и научного сопровождения строительства объектов различного народнохозяйственного предназначения, могут быть отнесены следующие:

1. Экспериментально подтверждена возможность применения параболических кривых распределения ежегодных вероятностей превышения к расчетам годовых, '-!

)

г -I

месячных н суточных сумм дождевых осадков, применительно к метеорологическим условиям Ливана;

2. Произведены пространственно-временные распределения расчетных годовых, месячных, суточных сумм осадков и часовых их интенснтаостей по всей территории Ливана, предназначенных для расчетов максимального стока, а также открывающие возможности их практического использования для оценки составляющих водного баланса и определения соответствующих гадрометеоорологнческих характеристик в регионе исследования;

3. Разработана методика расчета часовой интенсивности дождевых осадков по годовым их максимумам;

4. Установлена региональная зависимость для определения расчетных критериев одновременного выпадения дождевых осадков по плоиязи исследуемого региона.

Отмеченные выше результаты диссертационного исследоваияя не были ранее известны. Они получены лично автором и выносятся на публичную защиту для соискания ученой степени кандидата технических наук.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующей работе: "О расчете расходов поды для условий Ливана". Журнал "Автомобильные дороги" N 8. 1993г. Стр. 26-27-