7.71 При оценке возможности формирования заторов учитывают следующие факторы, способствующие заторообразованию:

- более позднее вскрытие участка реки, расположенного ниже по течению, которое имеет место на реках, текущих с юга на север, при выходе рек с гор на равнину и в устьях рек;

- интенсивное снеготаяние и быстрый сброс воды в русловую сеть, чему благоприятствуют большой уклон и малые залесенность, заболоченность и озерность бассейна;

- наличие в пределах участка реки перелома продольного профиля водной поверхности с резким уменьшением уклона и русловых образований, уменьшающих льдопропускную способность русла;

- большая толщина и прочность льда перед вскрытием, наличие зажорных скоплений и наледей в пределах исследуемого участка, интенсивное поступление льда после вскрытия с расположенного выше по течению участка реки, а также с раньше вскрывающихся крупных притоков.

7.72 Расчетный наивысший уровень воды , обусловленный зажором или затором, вычисляют по формуле

где - коэффициент зажорности или заторности речного участка;

; и - уклон водной поверхности, , средняя глубина реки, м, и уровень воды в расчетном створе, м, при расходе и свободном от льда русле;

- расход воды в период зажоро- или заторообразования вероятности превышения .

Коэффициент определяют путем полевых исследований, в ходе которых на временном гидрологическом посту ведут учащенные наблюдения за ледовыми явлениями и уровнем воды в период замерзания или вскрытия. Путем измерения скоростей перемещения льдин или расчета модулей стока оценивают расход и уровень воды. Последний может быть определен и с помощью графической срезки уровней с учетом данных о стоке воды. Уклон водной поверхности измеряют в период со свободным от льда руслом.

При отсутствии полевых работ значение может быть определено по аналогии. При выборе речных участков-аналогов учитывают следующие условия:

- возможную географическую близость расположения;

- однонаправленность течения;

- одни и те же факторы формирования осеннего (весеннего) стока;

- подобие поперечных и плановых форм русла в пределах участков;

- равенство уклонов водной поверхности;

- отсутствие факторов, существенно искажающих естественное развитие процессов зажоро- и заторообразования.

Ориентировочно коэффициент зажорности (заторности) может быть определен также по таблице 7.5 в зависимости от вида ледяного образования и приращения ширины реки в пределах подъема уровня от до .

┌───────────────────────┬────────────────────────────────────────────────┐
│     Вид ледяного      │ Коэффициент мю при Дельта В/В_Qз,р%, равном    │
│      образования      │                                                │
│                       ├───────┬───────┬───────┬────────┬───────┬───────┤
│                       │   0   │  0,2  │  0,4  │  0,6   │  0,8  │  1,0  │
├───────────────────────┼───────┼───────┼───────┼────────┼───────┼───────┤
│Зажор                  │ 27,1  │ 22,2  │ 18,2  │  14,9  │ 12,2  │ 10,0  │
├───────────────────────┼───────┼───────┼───────┼────────┼───────┼───────┤
│Затор                  │ 17,3  │ 14,2  │ 11,6  │  9,5   │  7,8  │  6,4  │
├───────────────────────┼───────┼───────┼───────┼────────┼───────┼───────┤
│Зажор+затор            │ 22,2  │ 18,2  │ 14,9  │  12,2  │ 10,0  │  8,2  │
└───────────────────────┴───────┴───────┴───────┴────────┴───────┴───────┘

┌───────────────────────┬────────────────────────────────────────────────┐

Расход воды рассчитывают через модуль стока, который определяют методом гидрологической аналогии. Помимо обычных требований к реке-аналогу по условиям формирования стока воды в данном случае принимают также во внимание одновременность и направление замерзания (вскрытия) и равенство уклонов.

7.73 Расчетные значения наивысших уровней воды при подвижках льда и ледоходе оценивают по кривой Q = f(H) через расходы, вычисленные по формуле

где - коэффициент, учитывающий соотношение расходов воды при подвижке (ледоходе) и на пике весеннего половодья и несовпадение по годам этих расходов одной вероятности превышения;

- коэффициент, характеризующий изменение гидравлических характеристик водного потока льдом.

Значения коэффициентов и определяют методом аналогии.

7.74 Для ориентировочных расчетов наивысших уровней воды проточных озер в зоне избыточного увлажнения используют зависимость

где - средний многолетний весенне-летний подъем уровня воды в озере над порогом стока, см;

А - площадь водосбора озера, ;

- площадь зеркала озера, ;

- коэффициент, определяемый по данным наблюдений на соседних озерах с близкими соотношениями морфометрических характеристик и режимом стока из водоема.

Для Кольского полуострова и Карелии принимают равным 20, для озер северных и центральных областей европейской территории России - 32.

Переход от среднего многолетнего подъема уровня к подъему расчетной вероятности превышения производят по кривым обеспеченности с параметрами и отношением , установленным также по данным наблюдений на соседних, изученных морфологически однородных озерах.

Зависимость (7.52) применима для отношения менее 250.

В значения расчетных уровней вводят поправки на нагон и ветровое волнение , которые рассчитывают по методикам, приведенным в СНиП 2.06.04. При расчете учитывают расчетную скорость ветра, среднюю глубину водоема и расстояние пункта, для которого производят расчет, от центра тяжести зеркала водоема. Поправку определяют с учетом ветровой защищенности исследуемой береговой зоны, длины разгона волны и других факторов.

Для карстовых, периодически исчезающих озер, а также для озер с искаженным естественным режимом обязательно производство полевых исследований.

Примеры расчета

А.1 Применение критериев Диксона для анализа резко отклоняющихся значений

Рассматривается ряд наблюдений за среднесуточными максимальными расходами воды весеннего половодья на р. Онега - д. Надпорожский Погост с периодом наблюдений 90 лет. Анализ эмпирической кривой распределения показал, что наибольшее резко отклоняющееся от остальной совокупности значение расхода воды, равное 868 , может принадлежать иному распределению. Для проверки однородности был применен критерий Диксона и на основе ранжированного ряда определены пять расчетных статистик критерия: , , , и . Критические значения статистик Диксона без учета асимметрии и автокорреляции при n = 90, и r(1) = 0 для определены по номограммам [3] и соответственно равны: , , , и . Из сравнения расчетных значений статистик с критическими следует, что для всех критериев Диксона. Исходя из вышесказанного гипотезу об отсутствии в ряду наблюдений резко отклоняющегося значения, принадлежащего другому распределению, отклоняют. Поэтому в случае применения "классического" критерия экстремальный расход признают неоднородным и исключают его из ряда наблюдений, если подтвердится, что эта величина имеет большую погрешность, или пересчитывают его эмпирическую обеспеченность для более продолжительного периода.

Если воспользоваться критическими значениями статистик критерия Диксона, обобщенного для асимметричных и автокоррелированных рядов при вычисленных по продолжительному ряду значениях r(1) = 0,19 и , то при сравнении расчетных статистик с критическими из номограмм [3] будут иметь место следующие неравенства:

при ;

при при ;

при ;

при при ;

при при .