Пособие к СНиП 2.05.03-84 "Мосты и трубы" по изысканиям и проектированию железнодорожных и автодорожных мостовых переходов через водотоки (ПМП-91)

     7.6. Линейно-региональные нормы для расчетов максимального дождевого стока в неизученных районах СССР и зарубежных странах

1. Наиболее достоверные данные о максимальном стоке в неизученных районах могут быть получены путем проведения инженерно-гидрометеорологических изысканий в конкретных районах проектирования, обобщения их результатов и разработки на их основе линейно-региональных норм стока.

В составе этих изысканий предусматривают: краткосрочные гидрометрические наблюдения на выборочных створах больших мостовых переходов; массовые полевые морфометрические обследования всех остальных пересекаемых трассой дороги водотоков с определением расходов и уровней воды по следам, меткам паводков прошлых лет, а также по опросам старожилов и местных жителей; обследования для выявления и учета региональных особенностей формирования и регулирования максимального стока; обследования пересекаемых водотоков после прохода паводков в период изысканий; обследования построенных ранее водопропускных сооружений в данном районе.

В результате выполненных обследований должны быть собраны сведения, включающие гидрографические характеристики водосборов; основные параметры построенных ранее водопропускных сооружений и их расположение; местоположение стационарных пунктов гидрометрических наблюдений и данные по ним. Должны быть зафиксированы отметки и даты уровней паводков прежних лет, изучены метеорологические условия формирования максимального стока и выявлены региональные особенности формирования максимального стока и его регулирования. Состав и методология этих работ предусмотрены в методических рекомендациях [37].

При разработке и обосновании линейно-региональных норм максимального стока следует использовать не только результаты полевых краткосрочных обследований и многолетних гидрометрических наблюдений на водомерных постах, но и данные по осадкам в районе изысканий и прилегающих к нему регионов. Сведения об осадках в большинстве районов имеют более продолжительные периоды наблюдений и более доступны. Эти сведения позволяют наиболее полно отразить ливневые и синоптические условия района проложения дороги и обоснованно производить выбор аналогов и географическую интерполяцию и экстраполяцию различных гидрометеорологических параметров максимального стока из районов изученных в районы неизученные.

2. Необходимость выполнения тех или иных изыскательских работ для разработки и обоснования линейно-региональных норм максимального стока следует определять в зависимости от степени гидрометеорологической изученности и сложности природных условий района проектирования, срока проведения, состава и организации изыскательских работ на данном объекте. Сроки начала проведения инженерно-гидрометеорологических изысканий максимального стока на наиболее сложных объектах должны предшествовать другим видам инженерных изысканий. В некоторых случаях может быть необходима постановка экспресс-метеорологических и экспресс-гидрологических наблюдений. Состав работ по экспресс-метеорологическим наблюдениям рассмотрен в методических документах.

3. При разработке и обосновании линейно-региональных норм подлежат выполнению: расчеты расходов по следам паводков и по многолетним наблюдениям; оценка вероятностей превышений наблюдавшихся расходов, уровней и дождевых осадков; построение зависимости максимальных модулей стока от площади водосбора; оценка достоверности исходных материалов и результатов расчетов; расчеты ливневых характеристик максимального стока и обоснование их распределения по территории района изысканий; анализ применимости существующих в заданном районе теоретико-эмпирических формул; обоснование параметров расчетных формул максимального стока; установление методов получения коэффициентов, учитывающих региональные особенности района изысканий и отдельных водотоков; сопоставление результатов расчета по региональной формуле натурными наблюдениями.

Расходы воды по следам, меткам и опросам старожилов вычисляют морфометрическим путем, а расходы воды по данным многолетних гидрометрических измерений статистическими методами.

Наряду со сведениями о высоких паводках представляют интерес сведения о засушливых годах и самых низких паводках, а также частота их чередования, продолжительность выдающихся паводков и размеры причиненных убытков.

По максимальным расходам воды , определенным по данным краткосрочного полевого обследования или гидрометрических измерений, с учетом формулы (7.34) вычисляют натурные максимальные интенсивности водоотдачи

.                                               (7.45)

Значительный разброс значений параметров связан с получением их по расходам воды различной вероятности превышения. Поэтому натурные максимальные интенсивности водоотдачи являются контролем при назначении максимальной интенсивности водоотдачи заданной вероятности превышения.

4. Оценку повторяемости наблюдавшихся паводков и установление расчетных вероятностей выполняют с учетом возможных пределов интенсивности водоотдачи в данном климатическом районе путем сопоставления их натурных и теоретических значений различной вероятности превышения, вычисляемых по формуле

,                                                  (7.46)

где и имеют те же обозначения, что и в формуле (7.34).

Часовая интенсивность дождевых осадков и коэффициент учета неравномерности распределения расчетных осадков по площади водосбора подлежат региональному уточнению при наличии данных метеорологических наблюдений в районе проектирования.

5. В результате ознакомления и изучения собранных материалов производят тщательный анализ синоптической обстановки района с увязкой аналогичных сведений по метеорологическим условиям близлежащих районов. На основании этого анализа составляют карту-схему прохождения ливнеформирующих потоков с указанием направления их движения, времени года и дат формирования особо выдающихся ливней на рассматриваемой территории.

При составлении таких карт нужно использовать материалы аэрологического зондирования маршрутов авиации, а также мировые атласы погоды и другие источники.

При анализе синоптической обстановки должны быть установлены расчетные траектории движения воздушных масс в период выпадения выдающихся дождей, а также произведена оценка возможных смещений наиболее ливнеопасных потоков в пределах заданного района. На основании анализа синоптической обстановки, учета географического положения района изысканий и опорной сети гидрометеорологических наблюдений производят выбор исходных метеостанций, определяют состав и программу работ по обоснованию необходимых ливневых характеристик. Необходимо составить карту расположения пунктов метеорологических наблюдений и перечень метеостанций, привлекаемых к расчетам, с указанием географических координат, высот местности и периода наблюдений.

На исходных метеостанциях производят сбор данных по осадкам за различные интервалы времени (1, 2, 3, 5, 10, 20, 30, 40, 60 мин, 3, 6, 12 ч и 1, 2, 3 суток). Сбор этих данных выполняют в виде выборок ежегодных максимумов осадков за все годы наблюдений и по различным интервалам времени за период наблюдений. Необходимо использовать как материалы самописцев с непрерывной записью хода дождя, так и данных дождемеров. Особое внимание должно быть уделено сбору сведений о выдающихся ливнях.

6. Для установления зависимости максимальной интенсивности осадков от их продолжительности необходимо использовать все имеющиеся записи дождей самописцами или дождемерами. Предварительно производят их систематизацию по пунктам наблюдений, приводят к единой размерности (в мм/мин) и проверяют достоверность этих материалов. По данным статистической обработки для каждого интервала времени вычисляют интенсивности осадков для требуемых вероятностей превышения. По вычисленным значениям строят зависимость интенсивности осадков от продолжительности по каждой метеостанции (рис.7.4).

Рис.7.4. Зависимость интенсивности выпадения дождевых осадков от их продолжительности:

1 - при -0; 2 - при =1; 3 - по материалам наблюдений на метеостанциях района проектирования

7. Для аналитической оценки расчетной интенсивности осадков по продолжительности используют формулу ГГИ.