автореферат диссертации по строительству, 05.23.11, диссертация на тему:Разработка региональных норм стока в Сирии для использования при проектировании автомобильных дорог

.РГ6 од

/ О М Я ГЗ 'Г>Р|0 ! «.¡Г!*! К-ч.-^

московский государственны!'!

ордена трудового красного знагенк

АЗГ ОШБКЕЬН О-ДОР-СКНТГЗ ИНСТИТУТ (ШШНЕСКЕЙ УНИВЕРСИТЕТ)

На правах рукописи

АССДЦ Шаза Ибрагим

РАЗРАБОТКА ТШСЕАШШ НОРМ СТОКА 3 СИР*. ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИ ПРСЕКГИРОВАНЙЕ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

Специальность 05.23.11 - Строительство автомобильных дорог и аэродромов

Автореферат диссертации на соисканкз ученой степени кандидата тэзшичэскигмгук

МОСКВА 1993

_1

Работа шаслнена на кайедре изысканий л проектирования дорог Московского государственного ордена Трудового Красного Знамени автоиобияьзо-доразЕого института (технический университет) - ЩЕК.

Научный руководитель. - заслуженный деятель науки и техники РСФСР, академик акздешш транспорта России, доктор техническая наук, профессор В.З.Бабков

Научный консультант - Академик академии транспорта России, доктор тежичесхгс: наук, профессор Б. Ф.Пере вози ик ов

ОфИЦИаДЬЯЫЗ СДПОНЭЕТЫ - ДОНТОр ТвХЕШвСКШС НЗуК, ДрофЗС-

сор Ю.2.Писареа

кандидат технических наук Г.С.Пичуг оз

Ведущая организация - СоаздорВИЙ

Зашита состоится ^ило) 1993 г. в час.в аудитории

42 на заседании специализгфэвадного совета Д 0S.30.0I ВАК при Московском государственном ордена Трудового фасного Знамени автомобильно-дорснноы институте (технический университет) - МАДЙ по адресу: 125829, ГСП-47, г .Москва, А-319, Ленинградский проспект, 64.

О диссертацией ыожао ознакомиться в библиотеке института.

Телефон для справок 155-03-23 ~

Автореферат разослан п2° " 1993 г.

Ученай секретарь специализированного совета Л 053.30.01 ВЖ при МАДй кавдадат технических наук, доцент

Ю.Ы.ЯЯШКОВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЖГШ

Актуальность темы: диссертационная работа посвящена расче-у максимальных расходов вода-одному из основных вопросов проектирования автомобильных дорог. От правильного определения этих всходов во многом зависят размеры отверстий водопропускных и юдосгводных соорунений, проектно-строительные решения со ним, I тгкз.6 объемные и стоимостные показатели строительства.

Довдевыо паводки, Еозннкапцие в различных рзйоках Сирии нередко Ензывашт разрушения автомобильных и яелезннх дорог .мостов I других искусственных сооружений хз~за недостаточной изученности и оценки гидрометеорологических услогйЬ формирования дождевых тазодков, а таете факторов их природно-антрогогенного регулирования. Поэтому потребяосга дальнейшего развития и совершенствоза-шя дорожной сети Сирии, неизученность условий формирования ж рехуэшровакзя максимального довдевого стока, а косев отсутствие нетодичсскк-обосногашюгс подхода к расчетам расхода воды п ЕорклтЕзно-инстружтивной базы этих расчетов и предопределили актуальность и целесообразность проведения настоящего диссертационного исследования. Тэыа работы находится в соответствии с Международной гидрологической программой Ш20Н0, принятой на ее 17 сессии, решениями всесоюзного гидрологического съезда, а также планами развития дорожной сети Сирии.

Цель и задачи работы; Основной цедьп диссертационного исследования является разработка методики расчета максимальных дождевых расходов вода дои определения отверстий водопрсшускннх, водоотводных и водосборных сооружений яра кроэктарованпп, строительстве и эксплуатации автомобильных дорог з Снрзя.

Программа работ дая выполнения поставленной дали кредусьат-ривала решение следущих задач: изучение метеорологических условий формирования максимального стока на водосборах Сирии; исследование 'закономерностей пространственно-временной изменчивости расчетных ливневых характеристик максимального стока в условиях данного реггояа, формулирование и обоснование требований дорожного строительства к методу расчета максимального стока; обоснование выбора наиболее целесообразной модели расчета максимальных расходов воды на основе требований и задач дорогжсгс строительства в Сирии; теоретическое обоснование к разработка

ш

'целесообразной л:етоднпг расчета максимальных расходов врди и объемов докдеБого стога; обоснование и разработка методов уче-тг региональных факторов регулирования максимального стока ¡разработка практических рекомендаций по расчетам максимальных расходов еэдн догдевых паводков.

Методика исследования предусматривала: сбор, систематизацию и анализ качества .исходных данных наблэдений за атмосферными осадками, зафиксированных на опорной гидрометеорологической сети Сирии; анализ и обобщение результатов предшествующих исследований и теоретическое обоснование выбора расчетной модели расчета максимального стока; проведение численного эксперимента по многолетним радам кетесрсмогическах наблюдений до 84 метеостанциям с определением пространственно-временной изменчивости расчетных ливневых характеристик; исследование по выявлению и разработке расчетной зависимости максимального стона с количественным обоснованием ее параметров; обобщение исходных данных по выявлении региональных факторов регулирования максимального стока и разработка "практических рекомендаций; сопоставительный анализ результатов расчета с исходными дднккме наблвденый и оценкой достоверности результатов.

Научная новизна работы состоит в следующих положениях, вы-; носимых на защиту: впервые разработана методика расчета максимальных дождевых расходов воды дня использования при проектировании и строительстве автомобильных дорог, мостов и других водопропускных и водоотводных соорунендй для условий Сирии; впервые произведено пространственно-временное распределение расчетных месячных, суточных оумм и часовых интенсивностей осадков различных вероятностей превышения в районе исследования; уточнено районирование средне-годовых суки осадков;- установлены неизвестные ранее взаимозависимости иевду суточными осадками и месячными, годовыми и месячными; впервые для условий Сирии разработан метод расчета часовой интенсивности догдя по годовым сушам осадков, а такта метод расчета часового слоя доэдя по месячным их суммам, неизвестный ранее в практике гидрологических расчетов.

Практическое значение и реализация результатов работы: разработанная методика мазет быть широко использована в организациях, занимающихся проектированием строительства, реконструкции и ремонте дорог и мостов. Она дает возможность учесть особенности формирования максимального стока как с малых, так и с больших

Гводосборов. Методика расчета и прангяческяе рекомендации по наз-качепию расчетных параметроз этой методики по стелет научно-практической проработки отвечают трэбовашшм к региональным нормам максимального стока принятым для использования в транспортном строительстве. Эта методика кожет быть регламентирована в качестве национальных строительных норм для определения гидрологических характеристик максимального стока при проектировании автомобильных дорог и мостов, с возмонностью использования этих норм на любых конкретных объектах дорожного, гидротехнического и других зидоз строительства в Сирии.

Ашшсбадия работы: Основные положения и результаты исследований доложены и рассмотрены в 1993 г. на заседания кафэдры изыскания и прозктирования автомобильных дорог ШДЕ! и на научно-техническом Совете Совздорпроекта. Основные положения работы воали в Методические рекомендации по определении максимальных расходов воды (Союздорпроект, 1993 г.) и освещены в трудах НАДИ.

Структура и объем шботы: Диссертационная работа состоит пз введения, четырех глав, общих выводов и отклонения. Она содержит

страниц машинописного текста, 77 рисунков, 3§ таблиц. Библиография включает Î2& наименований, в то?* числе S иностранных.

Содержанка работы

В первой главе дан анализ особенностей формирования максимального стока и степени гидрометеорологической кзученности района исследования. Сирийская Арабская Республика (САР) расположена в юго-западной части Азиатского континента. Она занимает сравнительно неболыиуи территориз, равную 185 тыс.кв.км. С востока Сирия граничит с Ираком, с юга - с Иорданией, с севера - с Турцией, г с запада - с Ливаном и Средиземным морги. Параллельно побережью простираются запйдная и восточная цепи гор:со средней высотой 2000 к. От восточной цепи отделяются некоторые горы, мезду которыми располагаются равнинные часта территории с высотой над уровнем »горя*400 м - Сирийские равнины Аль-£азира и Сирийские полупустыни. Эти равнины охватывают северо-восточную и пто-восточную части страны, занимая больше полавиня ее территорий.

Большая часть территории САР располотана в зооэ Средиземноморского климата, отличительной особенностью которого является

I_I

ш

' контраст между сухим теплым лотом к дождливой зимой с неустойчивой погодой. ЕаиблЕзгтелъно 2$ территории Сирии (горння зоны) получает в год; более 1000 мм осадков. В горах регулярно выделает снег на высотах выше отметки 1200 м.

Основной характерной чертой гидрографии Сирии является ее разнообразие. Внутренние области страны маловодные и засушливые. Западные, севернее и восточные ее окраины сорзсекалтся реками, которые летом маловодны с постоянной величиной поверхностного стока. ЗимоЗ ап весной наблвдаются больше разливы рек и наводнения. Источниками формирования водных ресурсов в Сирии являются три характерных региона: I - ареическая облагать; 2 - Эн-доареическая область; 3 - Экзоаресческая область.' Гщгоографгче-ская сеть Сирии весьыа развита и представлена водотоками различных длин, при размерах водосборных площадей от ОД до 1000 кв.на.

Наблюдения за атмоссргрнкми осадками имеют существенное значение для анализа особенностей формирования максимального стока и его расчетов. Еа территории страны уже работает более 175 метеорологических. станврй, но состав и длительность наблюдений на них неравнозначна. На этих метеостанциях ведутся наблюдения за годовыми суммами осадков, (ГС), месячными сушами (КС) и суточными максимумами (Ш), которые публикуются в материалах государственного метеорологического института Сирии.

Анализ этих, ддттттст позволил установить, что исходные материалы по осадкаи включают в себя короткие ряда наблюдений, продолжительностью 10-35 лет. Самые длинные ряды относятся к суточным суммам осадаоз до 45 лет, ко в среднем ряды наблвдений по суточным осадкаи игшнт длительность около 25 лет. Длювиографяче-ские наблюдения производились всего лишь на 16 станциях и лишь в течение короткого срока - периода, равного 10-15 годал.

При анализа собранных исходных данных и их систематизации выявилась необходимость выполнения оценки их достоверности и возможности использования для целей исследования формирования и расчетов махсамальшго стока. В результате достаточными и наиболее достозеркымя признаны данные только по 85 метеостанциям. Эти данные и бнхи полстены в основу исследований.

Дорожная сеть в Сирии складывалась исторически. В ее развитии принимали участие ряд зарубежных стран, и в том числе: Франция, Болгария я СССР. Однако материалы прооаботок проектных

[±л ' ' I—

эргашзаций зтих стран весы/я разрознены как но этзя оргакизаци-ил, так и по разлнчнш ведомствам Сирии. Они до сих пор еще малодоступны и не обобщены для целей изучения проблема расчетов максимального стока.

В Сирии, к сожалению, в связи с недостатком иигенерно-тех-нических кадров эксплуатационные службы не ведут наЗлддекий за работой искусственных сооружений на автомобильных дарогах во время паводков и не оценивают ущерб, причиненный ими. Неполнота этих данных определяется, главным образом, недостаточная изученностью максимального стока и отсутствием целенаправленных исследований этой важной для народного хозяйства Сирии проб лета.

Оценивая, в целом степень гндрсмегеорологическсй изученности применительно к требованиям СНмП 2.01.14-83, следует признать,что район исследования относится к малоизученным с отсутствием данных длительных гидрометрических наблюдений по большинству водосборных бассейнов. Подобное положение и предопределило необходимым более тщательное рассмотрение и формулирование целей, задач и методики выполнения диссертационного исследования с цельно привлечения к нему всех имеющихся и доступных исходных данных.

Во второй главе дается анализ теоретических основ наиболее распространкых в практике и теоретически обоснованных методов расчета максимальных расходов воды с цельш обоснования выбора расчетной модели определения максимального дождевого стока в районе исследования. Рассмотрены основные фактора формирования• максимальных расходов воды и сформулированы требования дородного строительства к методам определения расчетных максимумов дождевого стока.

Требования к расчетным нормам и методы расчета максимальных расходов воды цри проектировании транспортных сооружений определяются в России нормативными документами. Одним кз основных таких требований в ряде стран является необходимость временной оценки расчетных максимальных расходов и уровней вода в соответствии с нормативами вероятности превышения ВН.

Анализ норматавннл документов, используемых в России показывает, что для гидрологического обоснования дорстого г других видов капитального строительства метод расчета кжслмального стока и его параметры должны обеспечивать определен*? максимумов расходов со следухщими значениями вероятности поьтсряемости,

Ш

связанными с назначениями и сроками службы разных сооружений: ОД; 0,33; I; 2; 3; 5; 10% для водосборов с шюцздяки бассейнов от 0,0001 до 100000 кв. хм нз зависимо от степени гидрометеорологической изученности. Эти требования справедливы и для проведения диссертационного исследования.

Метод расчета максимального стока должен быть применим для разработки решений на любой стадии проектирования и предусматривать также вогкоя&ость выполнения ьриблшвнных расчетов с требуемой степенью достоверности результатов.

Анализ степени гидрометеорологической изученности территории Сирии, которая выражена б отсутствии данных многолетних гидрометрических Еаб.чадений в неравномерности распределения сети метеостанций н водомерных постов по территории, а также в малой вероятности понвления таких данных на опорной сети наблюдений в бдгжайшие 15 лет • позволила установить, что для обеспечения потребности дорогвэго строительства в данном регионе представляется необходимым разработать метод расчета максимальных расходов зода, отвечающей ряду требований: во-первых, он должен иметь достаточное теоретическое обоснование и основываться на ямещюсся данных многолетних гидромгтеорол.отичэсках наблюдений с возможностью максимального использования боиез доступных результатов полевых краткосрочных обследозаний водсстокоз, производимых при инженерных изысканиях. Он должен учитывать основные особенности и требования дорокного строительства, а ганке региональные особенности формирования и регулирования паводочного дождевого стока.

Произведенный анализ современных методов расчетов максимального довдевого стока, ряда советских и зарубежных авторов выявил отсутствие метода расчета пригодного для прямого применения в Сирии. Поэтому автором был выполнен анализ современной нормативной базы и нахбодее используемых в СНГ и других странах методов с целью выбора и выявления теоретических основ такого расчетного метода определения максимальных дождевых расходов при недостаточности гзщюметрических данных, который мог бы быть положен в основу исследования по разработке требуемого метода.

Нормативно-конструктивная база расчетов максимального стока воды рек с доадевыми паводками включает следущиэ официальные документы: СНиП 2.01.14-83, ВСЯ 63-76 ЦНШС Минтрансстроя,

ÜJ L

КМП-72 1ЩКИС - Главтранспроект, Методические рекомендации Союз- ■ ;орпроекта (СДП-73), 1ЩИИС-СШ. Из зарубешшх г.жтодаз расчета шявлеяо наличие методов расчета сосздних с Сирией стран (Ирак), I такке формулы, используемые зарубежными специалистами для отельных объектов в Сирии.

Анализ результатов научных разработок прежних лат, норма-гавкой база расчетов СНГ, а также ряда проектных рабпт, выполнен-ак. в Сирии и других странах позволил установить, что метод СДП-73 обладает наибольшей теоретической обоснованностью, уаиверсально-зуьо л примеквмосгью для разработки региональных ним кэнсшаль-:юго стока г заданных условиях Сирии. Этот метод позучил наиболь-всо распространение на зарубежных объектах, располдаенных в Афганистане, Узбекистане, Лаосе, Тунисе, Ираке, Непале и в других стрелах. Поэтому в работе был выполнен более подробный анализ этого метода и его тсорзтичесной обоснованности.

Согласно теории добеганич продолжительность иззодочпого стока определяется по формуле:

где Т3 - продоляательность водоотдачи, час; "г - время до-оегалия по склонам к руслу, час.

Коэффициент ухезьшензн (редукции) ъакси£*льяо* интенсивности стока опредеячетса по форлуле:

* яЬг • <2)

Коэфщвцизкт редукции цркьято определять в зэвияыости от влодади водосбора, которую бовыокпо опрзделлть боло? точно но сравнены) со временем добегапгя 'с :

^ = Т&ГГ-'1 '

Эта зависимость используется в практике расчетов для онрг-деленяя редукция максимального модуля стока по нат^рпш данным непосредственных измерений шнсимздьеых расходов воды или по данным теоретических разработок Б.Ф.Перевозникпза. Для натурной оценки ооаоБЕых парэштров редукции С и п. в фзркуз© (3) целесообразно испол.озсга!гго слодузцей зависимости:

Особо вааянм всгрос.ом изучения редугздаз дсгдешх максимумов является вероятностная оценка натурных величин каксимальшос расходов воды, привлекаемых к анализу их расчетных величин.

При наличии одяопазодочкых наблвдензй, их варояткостнуя сценку рекомендуется цроизводазь одновременно несколькими косвенными методами. Особо слокнш случаем, к которым относится территория Сирии, является малочисленность и разрозненность данных натурных измерений довдевых максимумов расходов, не позволявшие осуществить построение зависимостей (4). В этих случаях вероятностная оценка доггдевнх максимумов мсхет бить, по предложению Д.Л. Соколовского, выполнена с использованием стокообразупдих факторов.

Для проекгврованья автомобильные дорог и водопропускных сооружений на них применение расчетного метода обусловлено необходимостью количественной оценки всех расчетных параметров по территории Сирии и создания тем самым региональных норы максимального стока. Уча? атмосферных осадков позволяет не только уточнить лизневые параметры расчета в района исследования, но и произвести теоретическую оценку наблюдавшихся величин водоотдачи, а также открывает возможность для оценки расчетной вероятности превышения максимальных расходов вода.

Количественные ливневые характеристики расчетных максимумов осадков зависят от местных орографических условий. С этой цельл была вяявлева зависимость суточных максимумов (СМ) осадков от высоты местности (I) над уровнем моря и географических координат (широты <р и долготы Я). Анализ этих зависимостей показал отсутствие дахе тенденции увеличения исследуемых максимумов осадков от высоты местности, от долготы и от широты. Вычисленные показа-тела степени рэдукции зависимостей и Ъд сугп=1>[^(Р)]

(п,= 0,47) и (п = 0,41) являются основополагающими для проведения дальнейших исследований по обоснованна параметров расчетной формулы максимальных расходов воды.

В третьей главе автором были выполнены исследования расчетных ливневых характеристик максимального стока. В работе были рассмотрены методические основы и результаты выполненного автором численного эксперимента по определении параметров кривых распределений вероятности превышения (ВП) годовых, месячных, суточных и часовнх сумм осадков.

Расчеты основных параметров кривых распределения годовых суш осадков произведены по 81 метеостанция?! Сирии при общем количестве 2545 годонайлвденил. Анализ этих данных показывает,

Ш I-

что максимальные величины годовых сумм осадков на территории Си-' рии изменяются от 194,7 до 2125,5 мм, среднешогслетние - от 25,3 до 1333 мм, минимальные - от 19,4 до 602,3 нм, коэффициент вариации Су - от 0,2 до 0,7, полетительнне величины коэффициента ассимметрия С3- от 0 до 2,57 (а отрицательные - от 0,04 до 0,41), положительные значения соотношении С^/Су - от 0 до 4,44 (а отрицательные - от 0,12 до 1,71).

Расчета основных параметров кривых распределения (ВП) месячных сумм осадков выполнены по 84 метеостанциям при общем количестве 2545 годонаблвдений. Согласно анализу выполненных расчетов максимальные величины месячных суш (МС) изменяются по территории Сирии от 66,4 до 807,6 мм, средние от 40,2 до 414,2 ш, минимальные - от 10 до 162,7 ш. Коэффициент вариации С-у меняется в пределах 0,23^-1,28, полсзитальнне величины коэффициента ассимметрия - от 0,07 до 4,19 (а отрицательные на четырех рядах - от 0,07 до 0,37), значения соотношений С5/су -от 0,32 до о,41 (а отрицательные - от 0,02 до 1,23).

Расчеты основных параметров кривых распределений (ВП) суточных макскмумоз осадков СМ произведены по 85 метеостанциям при общо!.: количестве 2233 годонаблвдений. ¿наднз этих данных покачивает, что максимальные величины СМ за территории Сирии изменяются от 30,8 до 235,8 ш, средние - от 19,23 до 108,8 мм, минимальные - от 36 до 49,4 мм. Коэффициент вариации - от 0,22 до 0,73, лологттелышэ величины коэффициента ассшшетрвЕ - от 0,15 до 4,93 (а отрицательные на сами рядах - от 0,005 до 0,5), положительные значения соотношений - от 0,23 до 6,49

(а отрицательные - от 0,18 до 1,16).

Расчеты основных параметров кривых распределения часовых интенсивности (а^) осадков произведены по 16 метеостанциям при общем количестве 318 годонаблэдзнкЗ. Анализ этих данных показывает, что 1^авсимельгше часовые интенсивности осадков изменяются в пределах 0,42-1,22 мм/мин, средние - 0,ГМ,57 мм/мин. минимальные - 0,03:0,254 мги/мин. Коэффициент зариации изменяется в пределах 0,36*х, -коэффициент ассишетрт - 0,41-5-2,99, соотношения С5/су - от 0,84*5,92.

Расчеты основных параметров крипте распределения ВП исследуемых величин догдевнх осадков проводились по программе автора на компьютере ЭКЛ. Результаты расчетов предопределили

i_! ш

'возможность изучения их пространственно-временного распределения по территории Сирии. Так, на основе применения метода изогиета были построена карты-схемы распределения по территории Сирии среда:« величин годовых ГС (рисЛ), месячных Ш, суточных СМ и часовых интенсивностей г"^, и соответствующих им значений коэффициентов вариации и ассишзтрии Су и Са . Бее полученные таким образом карты-схемы являются новыми. Карта-схема распределения ГС рис.1 обладает только одним признаком новизны, выражающимся тем, что она основана на наиболее полных и продолжительных данных метеорологических наблюдений. Сопоставлением этой карты-схемы с данными ГС Атласа Мирового Водного Баланса было установлено, что результаты проведенных автором исследований существенно расширяют познания о колебаниях величин годовых суш осадков на территории Сирии и свидетельствуют о большей изменчивости я детальности распределения по территории, чем указывалось в предыдущих исследованиях.

Многолетняя изменчивость исследуемых метеорологических характеристик может быть оценена при наличии данных наблюдений достаточной продолжительности с помощью эмпирических и аналитически кривых распределения вероятности повторений, ^гих характеристик. Для обоснования выбора наиболее оптимальных кривых распределения ВП годовых, месячных, суточных и часовых сумм осадков и определения по ним расчетных величин, было построено 269 клетчатон вероятностей по всем радам наблюдений исследуемых ливневых характеристик на всех 85 рассматриваемых метеостанциях Сирии.

Анализ полученных эмпирических кривых распределения вероятности повторения годовых сумм осадков позволили установить, что 49 из 84 кривых (58,3?) имеют явные признаки положительной асси-мметрш, 29 (34,5%) близки к нормальному распределению и 6(7,2%) характеризуется отрицательной ас симметрией.

Из 84 кривых распределения ВП месячных сумм осадков 63 (82,14%) имеют положительную ассимметрию, П (13,1%) близки к нормальному распределению, 4 (4,76%) характеризуются отрицательной ассиинетргей..

Из 85 кривых ВП суточных максимумов осадков 73 (85,88%) положительно ассншетричны, 8 (9,41%) близки к нормальному распределению, 4 (4,71%) отрицательно ассимметричны.

1_

L

Все 16 эмзиричвских кривых ВП интексивностей часовой про-золнительностя осадков характеризуются положительной ассимиетри-ей.

Для экстраполяции эмпирических кривых распределения ежегодных Вй всех ксследукяк ливневых характеристик было использовано нормативное трехпаракетрическое гамма-распределение при отношении Cs/cv в пределах 1+6 для всех выборок по ГС, МС, СМ и а^^. Их анализ показал, что эти кривые не отвечают достаточно полно характеру исследуемых эмпирических распределений на ряде из них. В результате была установлена необходимость применения кривых распределения другого типа. Была исследована возможность применения биномиальных, графо-аналитических кривых Г.А.Алексеа-Еа и графических параболических кривых с касательными концевыми частями (введенными в практику расчетов Е.Э.Бенани и Б.Ф.Перевозни ковш).

В результате сопоставления этих кривых распределения с эмпирическими кривуш было выявлено, что наряду с трехпараметричес-ким гаша-распределениек наибольшее соответствие натурным данным достигается применением графических параболических кривых. Эти две 1фивые н были использованы для экстраполяции эмпирических распределений для определения расчетных величин.годовых, месячных, суточных и часовых интенсивностей осадков в диапазоне BE 0,1+1С$. Бее результаты расчетов исследуемых величин осадков приведены в полном объеме в диссертации.

В результате анализа пространственно-временной изменчивости полученных расчетных величин ГС, Ш, СМ и а^, с использованием метода изогиэт были разработаны карты-схемы распределения расчетных величин годовых, месячных, суточных и часовых интенсивностей доэдевых осадков 1% и 0,33$ вероятности превышения. Все они являются новыми и могут дать в регионе исследования Солее полноценные материалы деш инженерных расчетов.

Были также построены карты-схемы распространения по территории Сирии косффицзенгов вариации и ассиммзтрии исследуемых максимумов осадков. Ва рис.2 представлена карта-схема распределения коэффициента Су суточных максимумов. Для перехода от ВП = 1/5 к другим критериям целесообразно использовать полученные автором табличные данные по исследуемым нзтеостанциям и карты изогиет, которые представлены в диссертации.

LÜJ

: Для расшгрения информации и достижения больззй достоверности расчетных величин исследуемых характеристик была исследована возможность установления соотношений мевду годовыми и месячными максимумами осадков, месячными и суточными, годозыыи и час озими осадками, а также ыевду суточными и часовыми максимумами осад-коз. Было проанализировало 200 графо-аналитических построений. Анализ этих соотпошэшга выявил значительный разброс точек и позволил установить иеаду нимп только корреляционные зависимости, не имещие явного функционального характера. В результате было выявлено существование нормальной корргляппл с црякызи линиямк регрессии. В результате расчета были опрзделзнн коэффициент кор-реляцгш 31 , коэффициент достоворксоти Кд и аараметры л^ний регрессии -У по х з х пс у для ргзнх^с характеристик.

Корреляционный анализ соотнопюкзй месячных суш осадков с годоэьлш показал, что для 81 метеостанции из 84 существует четкая г-орраляцпонная зависимость (К^> 3), а дся 3 имеется лишь тенденция к корреляции (Кд< 3). Коэффициент корреляции для раз-пыу. метеостанций изменяется в пределах 0,19*0,56. Анализ положения расчетных линий регрессия у по х и у по у позволил установить, что они определяв лага грашгегше погс-теник разброса точек в диапазоне наибольших макс7"мумов, но нэ могут служить расчетными ддя выра^снм езязл мевду величии™ ГС к МО.

Б результате доима ¿^счетных зависимостей ГС =/{ЫС) было установлено, что объективная аналитическая оценка соотношений величин IX! к ¡'.1С может быть выполнена лишь при кспользоглст эк-вьза;эн?но2 дсньп рзгресоии, поэтому они были построены для ьссх 84 исследуемых соотношений ГС и Ь5С. Их анализ позволяет счц^ать, что эквивалентные лзэии регрсссж могут применяться гз.чествь расчетных дас=8 при: короагих рядах набгадсний пли

отс/тсте^ данных ро ЫС.

/л^ига'Пнчк анализ для установления зависимости суточные: с>;л1 ооадкоБ- от месячных был Егтолнен по £4 метеостанциям. Анализ выпояы;ннп£ расчетов позволил установить, что козффЕТИ-с;:т :'оррч.:чцап кзмегтетоя в предегл^ 0,1М),&1, а наиболее од-т::мал1"ыгя! дая г'.-яипгюской оценки соотэотаетгЁ величин И и МО яв^яжг'сл эккиъалеятнне зитчип регрессии л в результате расчетов была построена карта-схека проотранс1вен>:о1-о изменения кеэффицижа корреляции ыеаду хрогюлоютеекзглй валютками СМ и МС. . ,

¿и 1—1

В результате исследований соотношений часовых суш осадков с суточный было выявлено, что коэффициент корреляции мевду никл изменяется в пределах-0,05*0,92, а коэффициент корреляции соотношений часовых сумм осадков с годовыми суммами в пределах -0,05*0,63. Анализ полонении линий регрессии зависимостей ГС = у (Нча0) для тех метеостанций, в которых корреляционные зависимости Кд> 3, показал, что угол между ними чмеет большее значение (как и разброс точек), чем на всех других исследуемых соотношениях мезду ГС и МС, МС и СМ, а также Н^, и СМ. Поэтому полученные автором результаты соотношений ГС = | (Нчас) не дзет уверенности в возможности непосредственного их использования для расчетов, а следовательно, и для их пространственно-временного распределения.

Для установления зависимости максимальной интенсивности осадков от их продоляштзльности были использованы все имеющиеся записи дождан самописцами в 16 метеостанциях Сирии и были определены максимальные годовые величины антенсивностей за сутки, час, 30 мин, а для нескольких наблэдений и за 15-минутный интервал времени. По всем этим интервалам были построены графики зависимостей а = ■{• (Т). Эти данные были положены в основу установления расчетных величин осадков по времени их выпадения и описаны зависимостями ^а = "ШдФЗ. По ним и были определены недостающие величины интексивностей за 5, 10-, 20- и 120-минутные интервалы времени (ад, а^, а^, ах20^ к установлены расчетные величины интеясивностей за 30 • и 60-минутные интервалы времени (а30* ЗесР' Г°Д°ВИМ максимумам а^, а^, а^, а^д, а^ и а120 <*ыл произВ0Ден 'численный эксперимент и на клетчатках вероятностей превышения исследуемых максимумов были вычислены расчетные величины этих максимумов с использованием метода экстраполяции кривых распределения. Все результаты расчетов приведены в диссертации.

Для данньгх всех 16 метеостанций были построены зависимости а = -р (Т) для ВП I и Ъ%. Использование формулы 1ТИ для оценки результатов этих расчетов показало, что величины показателя редукции по территории Сирии изменяются в пределах 0,68* 0,95, а величины предельной интенсивности осадков колеблются в диапазоне 10*83.

Дай анализа возможных соотношений часовых суш осадков,

1_1

'с годоеыми, месячными к суточными сукмгми осгдков били использована значения, их расчетные величины, подученные автором по результатам предаествущих исследований. На основании этих данных и при ВП = 155 были построены графики зависимостей:

„„ ,.гс _ Нчас КС _ Нчас - см _ Нчас

"де Нас ~ Ч^Г • к час " ТКГ ' к час ~ ЛЯГ ' >'

Анализ установлена^ зависимостей свидетельствует, что' натурные данные располагаются на графиках как две самостоятельные группы точек. Это является следствием фактических различий в формировании и выпадении доздевых осадков по территории Сирии. Таким образом, было установлено; что вся территория Сирии шкет подразделяться на два района, которые бшгк названы северным и шным. В результате анализа трех анализируемых зависимостей было установлено, что зависимость к 5£с = -р (1С) лучше всего соответствует натурным данным и аналитическое выраяение этой зависимости характеризуется следущгааи двумя формулами, соответственно, для северного и юнного района Сирии:

к гс _ 10_ . /ц\ .

час ~ ТШ4 - (0'

гс 1 ^

91.2 1-Й"

= . (6)

Соотношения интенсивности часовой продолжительности осадков с годовыми характеризуются следующими зазнсиглостяли:

Чао** -.фж • М

На основе формул (7) и (8) были огределены величины ачас 1'% для всех 84 метеостанций. С использованием метода згзохъе^ была построена карта-схема распределения часовой интенсивности осадков при ЗП - 1у£*"по территории Сирии. Методом интерполяции и экстраполяции удалось получить все значения для требуемых Ы1 от 0,1 до 10$ по всем метеостанции С?фш. При этом, вычисленные значешл величин ачас с- БП разной I ж Ъ% совпали с данными, ранее полученшаги Б.Ф .Перевознкковш .гля соответствух»-щих лзвневых районов и подтвердили характер нормативных очертаний зависимостей ачас = f (]|) в диашзене БП (0,1>1С$), |_|

^установленных Сопздоряроекгом. '

В четвертой ггаве рассмотрев методика расчета максимальных расходов воды дондевых паводков в условиях Сирии и рекомендации по ее практическому применению и в rot-; июле: расчетная форгула; методы обоснования входящих в нее параметров и кс количественные значения; аккумуляция паводочного стока перед малыми водопропускными сооружениями; потери стока на заполнение ' оессточных емкостей; учет мекенного стока; наличия на водосборах нескольких параллелыих дорог, лерехватывахздах сток; оценка потенциально-зозысягных максимумов дотаевого стока и их экологической опасности.

По результатам выполненных исследований представилось возможным рекомендовать следующую структуру расчетной формулы для определения максимальных расходов воды требуемых ВП: Qp = 16J7.apci.0CCFip ; (9)

при ар- flL4ae.Kt-Kf. (ю)

где Эр - расчетная интенсивность доэдевых осадков, соответствующая требуемой ВП для расчетного расхода воды, мц/мин; площадь водосбора, км2; о^ - расчетный коэффщиент суммарных потерь склонового стока; ^ - коэффициент редукции максимального дождевого стока; б"0 - коэ|фтрекТ~йутгарного учета факторов регулирования максимального стока; а^^ - максимальная часовая интенсивность доядя требуемой ВП, мм/мин, определяемая по карте-схеме ливневого районирования полученной автором; коэффициезт редукция осадков по площади водосбора; Kj. - коэффициент редукции осадков по площади одновременного охвата доздеи.

Для анализа одновременного распределения доздей, автором были использованы данные разных лет об осадках одновременно зафиксированных з разных местах территории Сирии. По ним были построены карты-схемы одновременного распределения дождей. Редукцию слоя осадков по пяощада было принято учитывать коэффициентом неравномерности осадков по площади, определяеммым следующей зависимостью:

v Н Еср.взз.

Kf= -Н^- ' (II)

где Hi ср.взв - средневзвесенный слой осадков по площади, мм; HQ - слой осадков в центре дождя, мм. В результате исследования

I_I Lizl

■получена расчетная зависимость К^ = f (F), рекомендуемая к применению (ркс.З).

Теоретические изменения коэффициента Kt бшш установлены по результатам предшествующих исследований Союздорпроекта для тринадцати ливневых районов мира, и в том числе по территории Сирии. Изучение исзодных взаимозависимостей коэффициента К^. с площадью водосбора позволило установить, что в качестве аналогового критерия для его определения может быть принята годовая сутама осадков 1% ВП и ее пространственно-временное распределение по территории. Рекомендуемые коэффициенты Kt и К| приведены в диссертации.

Коэффициент редукции максимального стока в региональных гидрологических расчетах принято определять по теоретячэекой зависимости (е = f (я ) с переменным показателем степени этого вида рздукции по всему диапазону изменения водосборных площадей. Средняя часть этой зависимости коже г быть оценена по натурным данным с учетом показателя степени редукции п , опрзделяе-шм по зависимости модуля максимального стока от плоцадк водосбора.

Для водосборов Сирии ж в качестве расчетных рекоь:е:-;э,ута;ся величины этого коэффициента ip с необходимостью устанавливать промежуточные значения коэффициента Q> к:тбрполяцпа£ рекомендуемых ззлгчш. Величины этого коэффициента елездоны в диссертации.

Недостаточность исхсдшл: дан^пх, а также отсутствие иссле-довгннй и опытЕо-зкспернпонтадьнкх рзйот по инфильтрации CTOiCa в пзчво-грунты водосборов шздопределшш зеобходгжюгь ясаоль-зованея ее данной стадгта исследования метода экспортной оценки суммарных потерь стока, на основа аяалокй" с кзу^енкыьн ьоди-сборкыш бассейнами и регионами других стран.

При обоснсвашс: коэффициента cpriapTJX потерь стока принято целесообразны!: испокьзоваьгге ыетодатгзсзия'с подхода,"' предусматривающего для конкретного потно-грунтсн учета обобщзнных аналоговых критериев в внде регионального показателя степени редукции иаиакального стока. Фактическое значение показателя степени редукции максимального стока следует рассматривать как один из основных аналоговых критериев для обобщенной оценки коэффициента потерь стока. Из zee:: критериев потери стока на

LH! 1_I

r-j

155 ,

aicp.b3b, mm

1

ISO

KO

130

120

no

100

90

I. Pararsaa a - 2. 25.12.1980 A - 3. 13.01.1363 * - 4. 7.02,1377. > - 5. I7.0I.IS64 a - 6. I3.iz.I384 0-7. 7.03.1973 e - 3. 5.0I.I980 a- 9. 7.12.1970 e-IO. 2S.0I.ISS2 O-ir. 19.OI. 1970 a-12. 9.03.1962 0-13. 21.02.1973

SOOO

I0C03 IEOCO 20000 25003 30000 35000 40000 45000 50000 55000

Phc. 3. Kpjffias asascmocT E,-cp.33b =f(?¿) aoxnek pasjrKTEOÍi npojOJnerTSJrBEOOrSr.

lil

—-J

¡территории Сирии ка данной стадии изучения косвенно в срдетрую-щем выражении могут обуславливаться среднегодовыми суммами осадков, распределением их по территории и сргзнимосткс с известными регионами-аналогами. С учетом этих данных были определены аналоговые рекомендуемые величины этого коэффициента, приведенные в диссертации.

В оснозу дальнейшего уточнений, коэффициентов <f, <=¿0 , Kf • ^ас М0ГУТ паложенн данные непосредственных полевых краткосрочных обследований водостоков, производимых при инженерных изысканиях автомобильных дорог. Соответствующие рекомендации более детально приведены з диссертации. В ней детально рассмотрены и методы учета факторов естественного и искусственного регулирования максимального стока, клеящие наибольшее влияние в условиях Сирии.

Основные результаты и выводы:

На основе выполненных теоретически 'и экспериментальных исследований автором разработаны региональные нормы максимального ливневого стока и практические рекомендации по расчету максимальных расходов вода для проектирования автомобильных дорог и сооружении на них на всей территории Слрик.

Наряду с возможностью непосредственного практического использования разработанных региональных норм на конкретных объектах Сирии, они могут бить регламентированы в этой стране э качестве строительных нора или другого уровня нормативов при определении расчетных гидрологических характеристик для проектирования автомобильных дорог.

Выполненные автором пространственно-временные проработки расчетных параметров региональных норм максимального ливневого .стока з диапазоне вероятностей превышения от 0,1 до 10% позволяют обеспечивать юс применение не только в азтодорожком строительстве, не и при железнодорожном, гидротехническом, водохозяйственном и других ввдах капитального строительства в исследуемом регионе.

Разработка региональных норм максимального ливневого стока и практических рекомендаций по кх применение в условиях Сирии составляет главный научный результат диссертационного исследования.

120J I_I

г "">

' К частным результатам диссертационной работы, пмеззцкм самос-то.1те.1ьное значение для гидрологического обоснования и научного сопровождения строительства объектов различного народнохозяйственного предназначения, могут быть отнесены следующие:

1. Установлена возможность и экспериментально подтверждено применение параболических критос распределения ехегодных вероятностей превышения огзгодпкх часовых интеясззностей доадевых осадков как метода экстраполяции и расчета многолетних данных наблюдений по часовому временному як-герзагу.

2. Экспериментально подтверждена возможность применения параболических кривых распределения ежегодных вероятностей превышения к расчетам годовых, месячных и суточных сумм дождевых осадков, характерных для метеорологических условий Сирии.

3. Произведены пространственно-временные распределения расчетных годознх, месячных, суточгшх суш доздевкх осадков и часовня их интэнсизностей по всей территории Сирии, предназначенные для расчетов максимального стека, а также открывающие возможность их практического использования для оценки составляющих водного баланса и определения соответствующих климатических характеристик в регпоне исследования.

4. Разработана и проверена экспериментально методика расчета часовой штенсишости дождевых осадков по годовым, месячным

и суточным годовым их максимумам.

5. Установлена региональная зависимость для определения редукции одновременного выпадения доздевнх осадков по площади территории исследуемого региона. Отмеченные выше результата диссертационного исследовании не были ранее известны и являются новыми.

Направленность и результаты диссертационной работы отвечают меядународной программе гидрологических исследований ШЕСКО, принятой на 17 Генеральной ее сессии, а также требованиям строительного нормирования в странах СНГ. Результаты работы могут содействовать расширении сведений о колебаниях различных гидрометеорологических характеристик максимального стока.

Задачей дальнейшие исследований по данной проблеме является совершенствование отдельных методик расчета, постановка более широких натурных исследований за работой построенных сооружений, изучение и учет влияния хозяйственной деятельности человека на

'формирование максимального стока, сбор а обобщение сведений о паводках к других гидрометеорологических характеристиках,а так-яе изучение и разработка мер по максимальной охране водных ресурсов к окружащей среды при устройстве дорог и сооружений на них.

Основные положения диссертации опубликованы в следующей работе:

"Рекомендации по расчету максимальных дсэдевых расходов воды при проектировании автомобильных дорог в Сирии". Ы.: Ссюз-дорпроект, 1933г.- 34 с.