Методика расчета суточного слоя осадков с заданной вероятностью превышения

Суточные слои жидких атмосферных осадков H_p заданной вероятности превышения р_об рекомендуется определять по кривым обеспеченности (распределения вероятностей превышения) H_p = f (p), которые строятся по данным метеостанций (ближайших к объекту канализования) с длительным периодом наблюдения (не менее 25 лет) или по объединенному ряду годовых максимумов суточных осадков на нескольких соседних метеостанциях, что обеспечивает устойчивость и надежность кривой распределения вероятностей превышения [4; 6].

Аналитическая кривая обеспеченности характеризуется тремя стандартными статистическими параметрами [4]:

средним значением

H = S H_i / n;

коэффициентом вариации

;

коэффициентом асимметрии

,

где H ₁, H ₂,..., H_i, H_n - наблюдавшиеся за n лет наибольшие суточные слои осадков.

Для аналитического выражения кривых обеспеченности суточных осадков применяется логарифмически нормальная кривая обеспеченности, если c_s ³ 3 c_v, и бинормальная кривая, если c_s £ 3 c_v.

Предлагаемая методика расчета суточных слоев осадков подробно изложена М.И. Алексеевым и А.М. Кургановым в специальной литературе [4; 6]. При отсутствии длительных рядов наблюдений за количеством осадков для конкретных территорий при выполнении расчетов допускается пользоваться обработанными статистическими данными УГМС. Значения величин H, c_s и c_v для различных климатических районов Российской Федерации и стран СНГ приведены в справочной и технической литературе [4; 6; 7].

Пример расчета суточного слоя осадков H_p различной обеспеченности (вероятности превышения) для г. Москвы.

Суточные слои осадков H_p различной обеспеченности вычисляются по формуле (1), приведенной в справочнике А.М. Курганова [6]:

H_p = H (1 + c_v Ф), (1)

где Ф - нормированные отклонения от среднего значения при разных значениях обеспеченности р_об, %, и коэффициента асимметрии c_s; c_v - коэффициент вариации суточных осадков.

Параметры приведенной формулы (H, Ф, c_v и c_s) определяются по таблицам, приведенным в литературе [4; 6; 7].

По табл. 6 справочного пособия [6] или Приложения 7 книги [7] находим, что для Москвы:

H = 33,2 мм; c_s = 2,3; c_v = 0,37.

Для определения нормированного отклонения от среднего значения ординат Ф используется логарифмически нормальная кривая обеспеченности, так как для Москвы коэффициент асимметрии кривой обеспеченности c_s > 3 c_v = 3 · 0,37.

По таблице Приложения 3 книги [7] (или по таблице Приложения 2 книги [4]) при коэффициенте асимметрии c_s = 2,3 находят значения Ф при разных значениях обеспеченности p, %. Затем по формуле (1) выполняют расчет суточных слоев осадков различной обеспеченности за теплый период года, которые заносятся в таблицу.

Поскольку при расчетах систем водоотведения для выражения вероятности события обычно пользуются периодом однократного превышения расчетной интенсивности дождя P, годы, в таблице для наглядности приведены результаты пересчета вероятности ежегодного превышения р_об в период однократного превышения P, которые связаны между собой законом распределения независимых событий Пуассона:

р_о6 = (1 – е ^{- s} ) 100 % = (1 – е ^{-1/ р} ) 100 %. (2)

Период однократного превышения P, лет	Обеспеченность роб, %	Нормированное отклонение от среднего значения Ф	Суточный слой жидких атмосферных осадков Hp, мм
	1,95	-	-
	4,9	1,88	56,36
	9,5	1,22	48,19
		-	-
		0,38	37,87
		-0,03	32,83
		-0,48	27,3
0,5		-0,865	22,57
0,33		-1,04	20,4
0,22		-1,195	18,5

Таким образом, для промышленных предприятий второй группы максимальный слой осадков за дождь, сток от которого должен отводиться на очистные сооружения в полном объеме, следует принимать равным 27,3 мм при расчете сети дождевой канализации на период однократного превышения расчетной интенсивности дождя 1 год. Это примерно в 2,2 раза меньше наблюдаемого суточного максимума осадков в Москве, равного 61 мм [2], который ранее рекомендовалось использовать при расчете очистных сооружений поверхностного стока с территории предприятий второй группы.

Приложение 7