Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Природно-климатические особенности Черноморского побережья Северо-Западного Кавказа 8
1.1 Физико-географические условия южного склона Северо-Западного Кавказа 8
1.2 Климатические особенности Черноморского побережья Кавказа 10
1.3 Гидрогеология. Гидрология рек 13
1.4 Инженерные мероприятия на территории Черноморского побережья Кавказа 16
1.5 Регулирование рек, Ливневая канализация 19
Глава 2. Обзор литературы и постановка задачи 23
2.1.Основные функции водоотведения 23
2.2 Расчетные формулы интенсивности выпадения дождей 25
2.3 Регулирующие резервуары на сетях водоотведения 34
2.4 Расчет регулирования стока дождевых вод 37
2.5 Системы водоотведения 43
2.6 . Загрязненность поверхностного стока 45
2.7 Конструкции регулирующих резервуаров 46
2.8 Постановка задачи 57
Глава 3. Характеристика дождевого стока на Черноморском побережье Кавказа 58
3.1. Особенности выпадения атмосферных осадков на Черноморском побережье 58
3.2 . Основные закономерности выпадения дождей 59
3.3 Повторяемость выпадения осадков 68
3.4 Коэффициенты стока 72
3.5 Особенности формирования дождевого стока со склонов горного рельефа 80
3.6 Наполнение труб при формировании дождевого стока в расчетном сечении 82
3.7 Выводы по главе 89
Глава 4 Мероприятия по повышению экологической эффективности в районе г. Сочи 92
4.1. Экологическая ситуация 92
4.2 Регулирование стока дождевых вод 100
4.3 Модель гидрографа 103
4.4 Режим работы регулирующих резервуаров с напорным отводом воды 112
4.5 Связь между коэффициентом регулирования и высотой резервуара 116
4.6 Выбор расчетных дождей 119
4.7 Выводы по главе 128
Глава 5 Технико-экономические исследования 130
5.1. Технико-экономические исследования трассировки сетей водоотведения 130
5.2 О наивыгоднейшем наполнении дождевых коллекторов 135
5.3 Экономическая оценка регулирующих резервуаров 140
5.4 Оценка эколого-экономического ущерба от принимаемых технологических решений 142
5.5 Обоснование необходимости корректировки нормативных документов и соответствия объема финансирования и нормативных требовании к качеству сбрасываемой в водный объект сточной воды 144
5.6 Выводы по главе 148
Общие выводы 150
Список литературы 152
Приложения
- Инженерные мероприятия на территории Черноморского побережья Кавказа
- Расчет регулирования стока дождевых вод
- Наполнение труб при формировании дождевого стока в расчетном сечении
- Режим работы регулирующих резервуаров с напорным отводом воды
Введение к работе
Актуальность работы. Охрана природных и рекреационных ресурсов и лечебных факторов курортов является делом большой государственной важности.
В 1940 году СНК СССР, постановлением № 500 от 10.04 «Об утверждении Положения о санитарной охране курортов и местностей лечебного значения», установил необходимость создания на всех курортах зон санитарной охраны и утвердил «Положение о санитарной охране курортов». Совет Министров СССР постановлением № 985 от 30.03.1948 г. «Об утверждении границ округов и зон санитарной охраны и мероприятиях по улучшению санитарного состояния курорта Сочи-Мацеста» установил границы зон горно-санитарной охраны. Однако границы эти в связи с расширением курортного района уже не соответствуют действительности и требованиям «Положения о курортах», утвержденного постановлением Совета Министров СССР от 5.09.1979 г. № 654. В настоящее время Сочинский курортный район, южного склона Северо-Западного Кавказа, располагается на Черноморском побережье от Туапсинского района до Абхазии, протяжением по береговой линии на 145 км. Общая площадь района около 350 км , постоянное население свыше 450 тыс. человек.
Рассматриваемая территория вытянута вдоль Черного моря и располагается на отрогах гор Главного Кавказского хребта (рис.1 орографическая карта).Эта территория увлажняется атмосферными осадками в избыточных количествах. Поэтому организация поверхностного стока здесь является главным элементом инженерной подготовки. По функциональному назначению сеть водостоков подразделяется на противоэрозионную и осушительную. Коллекторы противоэрозионного назначения устраивают открытыми и закрытыми. Конструкция и работа осушительной (ливнеот-
водящей) сети аналогична ливневой сети, запроектированной в других регионах России.
Цель и задачи исследований. На основе реальных наблюдений за метеорологической обстановкой и анализа климатических особенностей Черноморского побережья разработать обоснованные характеристики для расчета дождевого стока. Для достижения этой цели в работе решены следующие задачи:
проведен анализ и обработка результатов многолетних наблюдений за характером, режимом и количеством осадков в холодные и теплые периоды года;
проведены исследования и расчет системы отведения поверхностного стока с учетом геоморфологической, геологической, гид-ро-геологической, гидравлической и геолого-метологической оценки территории. Определены максимальные расходы ливневого стока и распределение ливневого стока по месяцам года;
дана качественная и количественная характеристики основных загрязнителей поверхностного стока и оценено их влияние на санитарное состояние водоемов;
определены оптимальные параметры резервуара-отстойника дождевых стоков;
проведен расчет максимального предотвращенного ущерба и затрат на водоохранные мероприятия по его недопущению.
Научная новизна. Научная новизна работы состоит в следующем:
разработана методика определения характеристик дождевого стока в данных климатических условиях;
определены параметры кривой обеспеченности максимальных суточных осадков для Черноморского побережья;
суточные слои осадков выражены через период однократного превышения для условий г. Сочи;
- установлена модель дождевого стока для определения объемов
регулирующих резервуаров, позволяющая оптимизировать их
объем.
Достоверность исследования обеспечена апробированными методиками исследований и способами обработки результатов наблюдений.
Практическое значение работы. Результатом проведенных аналитических исследований является создание новой методики расчета и проектирования дождевых сетей водоотведения и определение оптимальных размеров регулирующих резервуаров применительно к курортной зоне Черноморского побережья.
Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на международных научно-технических конференциях и семинарах:
Акватера, 11-14 ноября 2003г.;
Экологически чистые технологии, товары и услуги России, 11-12 сентября 2003г. (СПбГТУ);
56-ая конференция молодых ученых. Актуальные проблемы современного строительства, СПбГАСУ 28-30 октября 2003г.;
61-ая международная конференция. СПбГАСУ, 4-5февраля 2004г.;
Международная научно-теоретическая конференция СПЕГПУ, 10-12 марта, 2004г.;
Вторые академические чтения РААСН в ПГУПСе, март 2004 г;
3-я международно-практическая конференция «Строительство в прибрежных курортных регионах, СГУТиКД, апрель 2004 г.;
57-ая СПбГАСУ молодых ученых и специалистов, 20-21 мая 2004г.
Публикации. Основные результаты и положения исследований изложены в 8 публикациях.
Объем и структура диссертации.Диссертационная работа изложена на 167 страницах машинописного текста и состоит из введения, 5 глав,
*
списка литературы из 149 наименований, содержит 32 таблицы, 32 рисунка, а также приложения.
Инженерные мероприятия на территории Черноморского побережья Кавказа
Город Сочи является районом с избыточным увлажнением. Среднегодовое количество осадков 1500 мм, но в отдельные годы выпадает более 2000 мм. Для района характерны периоды с обильными атмосферными осадками, которые сменяются продолжительными сухими периодами. Анализ данных многолетних наблюдений за осадками показывает, что в период сентябрь-апрель выпадает 1073 мм, а в период май-август только 326 мм или 28%.
Для рассматриваемого района характерны интенсивные и продолжительные ливни с одновременным охватом всей территории от Главного Кавказского хребта до моря. Так, в январе осадки выпадают на протяжении 160 часов, а в июле - только 30 часов. Общегодовая продолжительность выпадения осадков: 700 часов в Новороссийске, 1040 часов в Сочи и 1710 часов в Ачишхо. В течение года в Сочи число дней с осадками 160, а на Ачишхо -240.
Ливни вызывают большие паводки на реках, а при совпадении со снеготаянием - катастрофические. В отдельные годы (1956, 1960, 1966гг) ливневые дожди продолжались от 3 до 7 суток, в результате чего в отдельных пунктах сумма осадков составляла 350-450 мм (табл.4). Снежный покров играет решающую роль в формировании водного режима рек, берущих начало на Главном Кавказском хребте. Число дней со снежным покровом увеличивается с высотой от 8—9 в прибрежной зоне до 227 дней на Главном Кавказском хребте. Снегом бывает покрыта более половины территории побережья. Максимальные накопления снегозапасов производятся на отметках выше 1600 м., где минусовые температуры держатся на протяжении 120 дней, а осадки достигают максимума.
На Ачишхо среднегодовая высота снега к началу апреля — 490 см, а эквивалентный ей запас воды равен 1966 мм, что составляет 75% годового количества осадков. Снеготаяние на Ачишхо продолжается 2,5 месяца (до 15 июня). Снег не успевает таять в горах на отметках выше 2700 м. На Черноморском побережье эти территории составляют 2,6 км2 и располагаются в верховьях р. Мзымты. Коренные породы междуречья Туапсе-Псоу обводнены спорадически. Повышенная обводненность дочетвертичных образований связана с их трещиноватостью, а глинистые разности сочинской свиты олигоцена практически безводны. В зоне свободного водообмена (5-20 м и до 50 м) подземные воды преимущественно пресные. Питание их инфильтрацион-ное - атмосферные осадки и грунтовые воды четвертичных отложений. Разгрузка осуществляется на склонах в виде родников (дебит до 0,1 л/с). Среди подземных вод склоновых отложений наибольшей водо-обильностью характеризуются элювиальные оползневые и грубообломоч-ные делювиально-пролювиальные отложения с сезонным уровнем колебания. Воды пойменных террас в приустьевых частях гидрокарбонатные, кальциевые (пресные до 0,5-0,8 г/л), и их питание определяется режимом стока рек. Подземные воды делятся на верховодку и постоянные горизонты. Верховодка образуется всюду, но задерживается только на равнинных участках с глинистыми прослоями. Постоянные горизонты подземных вод представляют собой непрерывный поток, обводняющий все отложения, лежащие выше коренных пород, являющихся водоупором. Берег Черного моря в междуречье Туапсе-Псоу слабо извилистого очертания. Его экспозиция по общему направлению береговой линии характеризуется азимутом - 130. Естественными геоморфологическими границами этого участка являются на севере мыс Кадош, на юге - мыс Кон-стантиновский и сопрягающийся с ним глубоководный каньон. Искривления берега прослеживаются на дельтовых выступах рек Псезуапсе, Шахе, Мзымта, а также на плавных мысах Уч-Дере и Сочи. На Черном море отсутствуют приливно-отливные явления. Внутренний ход уровня определяется, прежде всего, стоком рек, осадками и испарением, которые изменяются по сезонам года и повторяются ежегодно. В период интенсивных штормов сгонно-нагонные явления вызывают колебания уровней моря. С января по июль наблюдается подъем уровней, после чего он понижается, достигая минимальных отметок в октябре-ноябре. Годовая амплитуда колебания моря составляет 86-91 см, а многолетняя достигает 111 см у г. Туапсе и 105 см у г. Сочи. Колебания уровня моря возникают при сгонно-нагонных ветрах и достигают 20-30 см. Нагонные изменения уровня происходят при штормовых ЮВ и ЮЗ направлениях ветра (февраль-август). Сгоны чаще всего наблюдаются с сентября по декабрь при СВ ветрах. В море ежегодно сбрасывается огромное количество пресной воды множеством крупных, средних и малых рек (более 4 миллиардов куб. метров воды). Средняя соленость морской воды колеблется в пределах 17,2 -18,4 %о. Прибрежная территория прорезана более чем 130-ю крупными, средними и малыми реками, в том числе Туапсе и Магри с расходами (при 1% обеспеченности) 62 м. В межень русла многих рек пересыхают. В паводки ширина потока некоторых рек достигает 350-400 м. Сток рек тесно связан с осадками. В течение года на реках побережья проходит в среднем 5-6 паводков. Продукты выветривания осадочных горных пород — известняков, песчаников и мергелей, составляют основную часть объема. Взвешенных и влекомых наносов рек. Годовой объем взвешенных наносов зависит от среднегодового расхода рек (табл.5). Сток влекомых наносов по измерениям И.В. Богомоловой составляет 27-42% от взвешенных. Исходя из зависимости между площадями водо сборов рек F (км ), среднегодовыми расходами Q (м /с), и среднегодовыми объемами влекомых наносов W (тыс.м3) и принимая соотношение между влекомыми и взвешенными наносами 0,3 в табл.6 приведены результаты подсчета применительно к устьевым створам указанных рек.
Расчет регулирования стока дождевых вод
Комплекс инженерных сооружений и санитарных мероприятий, предназначенных для сбора, отвода (транспортирования) за пределы обслуживаемых объектов, очистки, обезвреживания и обеззараживания загрязненных сточных вод и выпуска их в водоемы, называется водоотводя-щей системой. Кроме того, водоотводящие системы должны обеспечить отвод и очистку дождевых вод, образующихся вследствие выпадения атмосферных осадков и таяния снега [30, 51, 67, 132].
Удаление атмосферных осадков, выпавших на поверхность земли, является одним из основных требований благоустройства населенных мест и площадок промышленных предприятий.
Для отведения поверхностного стока с территорий городов и промышленных предприятий сооружаются дождевые системы водоотведения. Поверхностный сток с застроенных территорий значительно загрязнен (по взвешенным веществам, по БПК2о, и по нефтепродуктам), и поэтому органы санитарно-эпидемиологической службы, охраны и использования водных ресурсов требуют его очистку с целью предотвращения загрязнения водных объектов. С ростом промышленности и увеличением спроса на воду хорошего качества использование поверхностного стока с каждым годом приобретает все большее значение. Этому вопросу уделяется и в России и за границей много внимания. В настоящее время этот вопрос решается путем осуществления ряда мероприятий. Такими мероприятиями являются: пересмотр процессов технологии производства с целью снижения потерь производства; уменьшение количества и загрязненности промышленных стоков; переработка части промышленных стоков, с целью извлечения полезных веществ для народного хозяйства; использование поверхностных стоков в промышленности и сельском хозяйстве для орошения огородных и технических культур; упорядочение сброса условно чистых поверхностных стоков в водоемы, без вреда для них и др. [30, 51, 67].
Не достаточное внимание к своевременному отведению атмосферных осадков нередко приводит к затоплению территорий, перерывам в работе промышленных предприятий и транспорта. В настоящее время при застройке населенных пунктов многоэтажными зданиями устраиваются современные системы поверхностного водоотведения, в основном закрытого типа, в подземных трубопроводах. Здания оборудуются внутренними водостоками. Таким образом, система сбора и отведения поверхностных сточных вод в целом для районов новой застройки решена. Для районов же старой застройки в населенных пунктах эта проблема в настоящее время весьма актуальна.
В интересах настоящего и будущих поколений в России принимаются необходимые меры для охраны и научно обоснованного, рационального использования земли и ее недр, водных ресурсов, растительного и животного мира, для сохранения в чистоте воздуха и воды, обеспечения воспроизводства природных богатств и улучшения окружающей человека среды.
Основным назначением систем дождевого водоотведения является теперь не только осушение территории, предотвращение заболачивания, понижение уровня грунтовых вод и создание санитарных условий для застройки, проживания и трудовой деятельности населения, но и организованный отвод поверхностного стока на очистные сооружения.
При отсутствии отведения дождевых вод значительные массы воды скапливаются на поверхностях улиц, проездов и застроенных территорий -это нарушает нормальное движение пешеходов и транспорта, а иногда приводит к затоплению нижележащих участков и расположенных на них зданий. Устройство систем водоотведения в населенных местах является крайне важным фактором градостроительства, позволяющим по-новому решать вопросы планировки и застройки городов. План жилищного и промышленного строительства, обусловливает увеличение объема сооружения систем водоотведения. Таким образом, в современных условиях строительство систем отведения дождевого стока приобретает особо важное значение, а проектирование их усложняется. Более остро ставится вопрос об устранении неоправданных затрат на капитальные вложения при проектировании сооружений, о надежности и совершенствовании самой системы отведения поверхностных вод. В системах водоотведения расходы от дождей возникают эпизодически, а величина их изменяется в широких пределах. Одной из наиболее сложных проблем расчета дождевых систем водоотведения является прогнозирование максимальных расходов и объемов стока, нормирование расчетных интенсивностей дождей. Советские ученые в своих теоретических и экспериментальных исследованиях вопросов, связанных с гидрометеорологическими основами расчета дождевой системы водоотведения, внесли ценный вклад в практику расчета дождевой сети, предложив теоретические обоснования решения вопросов отведения дождевого стока. К наиболее важным гидравлическим исследованиям, выполненными советскими учеными, следует отнести работы академиков Н. Н. Павловского и СВ. Яковлева, а также профессоров, д.т.н. П. Ф. Горбачева, Н. Н. Белова, Ботука Б. О., Зака ГЛ., Абрамова Л. Т., Шигорина Г. Г., Федорова Н. Ф., Шифрина С. М., Ласкова Ю. М., Курганова А. М., Алексеева М. И., Нечаева А. П.., к. т. н. Молокова М В и других. Материалы о составе поверхностного стока, полученные ими в разное время, дали возможность сделать вывод, что в результате улучшения благоустройства и организации уборки городов концентрация загрязнении в поверхностном стоке значительно уменьшается. Основы расчета дождевых сетей в России были заложены профессорами П. Ф. Горбачевым и Н.Н. Беловым. В дальнейшем эти расчеты продолжены сотрудниками Лен НИИ АКХ доктором технических наук Г. Г. Шигориным и канд. техн. наук М. В. Молоковым, а также профессорами Б. О. Ботуком, Г. Л. Заком Л. Т. Абрамовым и А. М. Кургановым. Как правило, для полной характеристики дождей необходимо знать его продолжительность, интенсивность и повторяемость. Продолжительность дождя измеряют в часах и минутах по лентам самопишущих дождемеров. Под интенсивностью дождя понимают количество осадков, выпавших на единицу поверхности в единицу времени. Различают интенсивность выпадения дождей по слою / и по объему.
Наполнение труб при формировании дождевого стока в расчетном сечении
В зависимости от степени благоустройства объекта водоотведения, рельефа местности, расходов сточных вод по категориям их загрязненности, климатических условий, вида и мощности водных объектов, в которые сбрасываются сточные воды, и других факторов принимаются раздельная (полная и неполная), полураздельная, общесплавная, и комбинированная системы водоотведения.
При полной раздельной системе (рис. 2.3, а) на объекте водоотведения укладываются две сети труб — одна для бытовых и производственных сточных вод, другая - для отведения поверхностного стока, т.е. дождевых, талых и поливомоечных вод. При неполной раздельной системе поверхностный сток отводится по открытым лоткам и каналам.(рис. 2.3, б )
При общесплавной системе все виды сточных вод отводятся по одной сети трубопроводов. (2.3, в) Для разгрузки общесплавной сети при сильных дождях на ней обычно устраивают ливнеспуски, через которые в случае возникновения больших расходов часть бытовых, производственных и дождевых сточных вод сбрасывается в ближайший водоем. Недостатком системы является эпизодический сброс в водоем некоторой части бытовых и производственных сточных вод без очистки. Однако протяженность общесплавной сети меньше сети полной раздельной системы.
Полураздельная система отличается от полной тем, что в ее составе предусматривается устройство общесплавного главного коллектора, который обычно располагается вдоль объекта (водотока, водоема) и две раздельные сети труб. В местах примыкания дождевой сети к коллектору устраивают разделительные камеры. По коллектору сточные воды всех категорий - бытовые, производственные и поверхностный сток поступают на очистные сооружения, (рис. 2.3, г). Однако во время сильных дождей часть дождевой воды и первые наиболее загрязненные порции дождевой воды при всех дождях отводятся на очистные сооружения. Загрязненные воды при этом в водоем никогда не попадают. В этом преимущество полураздельной системы.
Комбинированная система водоотведения представляет собой сочетание общесплавной и раздельной систем. Объясняется это тем, что бытовые и производственные воды из новых районов города отводятся на очистные сооружения, а ливневые воды по самостоятельной водосточной сети направляют в ближайшие водоемы. При такой системе часть районов города имеет общесплавную систему, а другая часть (новые районы) - полную раздельную.
Выбор той или иной системы водоотведения производится с учетом всех местных условий, определяющих выгодность ее применения в санитарном и экономическом отношениях. Регулирующие резервуары, прежде всего, следует предусматривать при раздельной системе водоотведения.
Применительно для рассматриваемого региона на первых этапах строительства сооружений для дождевого водоотведения, по-видимому, наиболее уместно использовать раздельную систему.
Основными источниками загрязнения поверхностного стока, формирующегося на городской территории и промышленных площадках, являются продукты эрозии почвы, пыль, строительные материалы, а также сырье, продукты и полупродукты, хранящиеся на открытых складских площадках, выбросы в атмосферу, различные нефтепродукты, попадающие на территорию в результате их пролива, неисправностей автотранспорта и другой техники, и. т. д.
Атмосферные воды значительно загрязняются при прохождении приземных загрязненных слоев атмосферы и, особенно в процессе стока их по поверхности земли. Содержание загрязняющих веществ в них зависит от концентрации этих веществ в атмосферном воздухе и на открытых городских поверхностях к моменту выпадения осадков.
Известно, что на загрязненность поверхностного стока в значительной мере влияют такие факторы, как благоустройство территории города, плотность населения, интенсивность движения транспорта и пешеходов. Эти показатели постоянно изменяются в процессе урбанизации и социального развития городов. Научные исследования показали, что дождевые и талые воды содержат большое количество загрязняющих веществ, оказывающих отрицательное воздействие на флору и фауну природных водоемов. Содержание биогенных элементов в атмосферных водах достаточно велико и способно вызвать цветение даже проточных водоемов. На основании выполненных исследований установлено, что в ФРГ неочищенные поверхностные сточные воды вносят в водоемы более 50% загрязнении, поступающих со всеми видами городских сточных вод, в США оно составляет 30-40%.
Конструкция регулирующих резервуаров может быть разной. В настоящее время уже известны несколько типов конструкций резервуаров для накопления и регулирования поверхностных вод. Из предложенных в литературе конструкций резервуаров можно отметить несколько видов, которые наиболее полно отвечают предъявленным к ним требованиям.
Резервуар представляет собой железобетонную емкость с днищем в виде лотков, объединенных в секции опорожнения системой шиберов. Сточная вода попадает в резервуар по трубопроводу 1, который заведен в галерею задвижек и через насадки 5 попадает в лотки опорожнения 6. Эта система позволяет регулировать подачу поступающего в резервуар расхода с небольшим интервалом. Опорожнение резервуара происходит самотеком через трубопроводы 2, выходящие от приямков 4, расположенных в сборном канале опорожнения 7. При опорожнении резервуара с наполнением, превышающем высоту поперечной перегородки 8, вода поступает в канал опорожнения через верх перегородки. При уменьшении глубины слоя воды в резервуаре до высоты секции опорожнения, открываются последовательно шиберы опорожнения 9, и вода подается для смыва осадка в лотках опорожнения 6.
Режим работы регулирующих резервуаров с напорным отводом воды
В тёплый период, как и в холодный, наибольшее количество осадков выпадает на Черноморском побережье. На участке Туапсе-Адлер осадки колеблются в пределах 650-800 мм. В отдельные годы суммы осадков за месяц могут значительно отличаться от средних многолетних сумм. Так, в Сочи при июльской норме 97 мм в 1956 г. Отмечено 269 мм, а в 1938 г. - 2 мм. Однако повторяемость аномальных сумм осадков за месяц невелика -не более 1% от общего числа случаев. Самое большое количество осадков, выпадающие не более одного раза в 100 лет, наблюдалось на южном склоне Большого Кавказа - в Сочи 581 мм и на Ачишхо 1020 мм.
На территории Черноморского побережья отмечается наибольшие суточные максимумы осадков - около 150-200 мм. Средиземноморский зимний максимум осадков характерен для Черноморского побережья Кавказа, особенно на участке Туапсе-Адлер. Зимний максимум осадков здесь в два раза превышает летний. Количество летних осадков равно количеству зимних, или зимние суммы превышают летние.
На Черноморском побережье в течение холодного сезона число дней с осадками больше 0,1 мм увеличивается до 90. Максимум числа дней с осадками больше 10 мм наблюдается зимой - в декабре-январе. Минимум же числа дней с осадками больше 10 мм наблюдается в мае. Летом число дней с осадками больше 0,1 мм в Сочи составляет 75
Процесс выпадения атмосферных осадков чрезвычайно сложен и непосредственно связан с наличием в атмосфере влаги, с динамическими и температурными условиями, с условиями конденсации паров и другими явлениями. Многообразие и изменчивость факторов, вызывающих выпадение осадков, предопределять разнообразие в интенсивности выделения осадков, которая к тому же ещё и непрерывно изменяется по ходу выпадения дождей, в любой местности за многолетний период.
Невозможно зафиксировать два одинаковых по силе дождя. Вместе с тем некоторые общие закономерности выпадения дождей существуют. Каждый дождь характеризуется количеством выпавшей воды, измеряемым толщиной слоя (мм) или объемом (л) воды на единицу площади (1 га) и продолжительностью выпадения (в минуту, секунду или часах).
Производной этих основных величин как отношения количества выпавших осадков к продолжительности их выпадения является интенсивность дождей. В процессе выпадения интенсивность дождя непрерывно изменяется. Различают мгновенную интенсивность в какой-то момент времени и среднюю интенсивность за какой-либо промежуток времени.
Количество выпавших осадков, интенсивность их выпадения за тот или иной период, общая продолжительность выпадения относятся к категории случайных явлений. Количественные закономерности в случайных явлениях при массовых их повторениях рассматриваются в Теории вероятностей. Она оперирует с такими понятия, как события и его вероятность.
Событие - это всякий факт, который может произойти или не произойти. Вероятность (или частота появления события) - это количественная оценка возможности появления данного случайного события. Случайной величиной в Теории вероятности считается такая, которая может принять то или иное значение, причем заранее не известно, какое, но известна вероятность появления того или иного её значения. Случайная величина характеризуется совокупностью возможных её значений и вероятностью, с которой эти значения могут появляться.
Климатические и гидрографические явления, как правило, в результате обработки данных наблюдений, имеют асимметричный вид распределения плотности вероятностей.
Интегральное выражение закона распределения обычно выражают функцией обеспеченности. Обеспеченность - это вероятность появления случайной величины, равной или большей заданного значения, или вероятность превышения случайной величины. Для технических расчетов важной характеристикой дождя является интенсивность его выпадения. Зависимость средней интенсивности дождя от интервалов времени его выпадения и вероятности повторения можно определить статистической обработкой дождей по материалам самописцев. Данные записей выпадения дождей, зафиксированные простым самописцем даже за длительный период времени (25-50 лет), не являются абсолютно надежными, поэтому предпочтительны данные плювиографа за период не менее 25 лет.
Способ расшифровки данных о выпадении дождей по записям самописцев состоит в следующем. Задаваясь каким-либо периодом времени (например, 5, 10, 20, и т.д.) для каждого из них по записи плювиографа отыскивают участок, на котором зафиксированы данные о наибольшем количестве осадка для дождей этой продолжительности. Средняя интенсивность для этого участка и будет наибольшей в принятом периоде времени. Для принятых периодов расшифровываются все дожди, выпадающие на данной местности. Максимальные интенсивности для разных периодов продолжительности группируются в убывающем порядке по каждому из них. Из полученных убывающих рядов могут быть определены интенсивности для любого периода превышения. Для выбранного периода превышения получают ряд максимальных интенсивностей, отвечающих 10, 20, 30 мин. и т.д. По полученным данным находят зависимость q =J(t)
