calcal.ru
💧 Гидрология онлайн

Калькулятор гидрологии

Расчёт стока (рац. коэффициент), формула Маннинга, закон Дарси, метод кривых CN, эвапотранспирация, водный баланс, время добегания, паводок.

Q = C·i·AМаннинг V = R^(2/3)·S^(1/2)/nЗакон ДарсиМетод CNПенман-МонтейтГумбельСП 33-101
Загрузка калькулятора...
8
Инструментов
Сток, Маннинг, Дарси, CN, ET, баланс, Tc, паводок
СП 33-101
Основной СП
Расчётные гидрологические характеристики
100%
Бесплатно
Без регистрации и ограничений
FAO-56
Стандарт ET
Метод Пенман-Монтейт, стандарт ВМО/FAO

Основы инженерной гидрологии

Гидрология изучает круговорот воды в природе, закономерности формирования речного стока и подземных вод. Инженерная гидрология предоставляет расчётные методы для водохозяйственного и строительного проектирования.

🌧️

Поверхностный сток

Формируется из атмосферных осадков, превышающих суммарные потери на инфильтрацию, испарение и депрессионное хранение. Пиковый расход паводка зависит от площади и формы водосбора, интенсивности дождя, состояния почв. В России осложняется снеготаянием — основным источником стока в большинстве рек.

🏔️

Подземные воды и Дарси

Фильтрация в насыщенных пористых средах описывается законом Дарси (1856): скорость фильтрации пропорциональна гидравлическому градиенту. Базисный сток рек формируется преимущественно за счёт дренирования грунтовых вод. Коэффициент фильтрации — ключевой параметр для проектирования дренажа.

🌊

Русловые процессы

Движение воды в открытых руслах описывается уравнениями Сен-Венана. Для практических расчётов применяют формулу Маннинга или Шези. Число Фруда разделяет спокойный (Fr < 1) и бурный (Fr > 1) режим течения. Нормативное регулирование — СП 101.13330.2012 и СП 100.13330.2016.

Гидрологические особенности России

Снеговой сток

Главный источник

В большинстве рек России основной сток формируется при весеннем снеготаянии: 50–80% годового объёма проходит за 1–2 месяца. Расчёт снеготаяния регламентирует СП 33-101-2003. Для равнинных рек определяющий параметр — запас воды в снеге (СВЗ), измеряемый снегомерными маршрутами Росгидромета.

Нормативы: СП 33-101-2003, РД 52.88.699-2008

Расчётные паводки и обеспеченности

Нормативный расчёт

Основной метод расчёта паводков в России — трёхпараметрическое гамма-распределение Крицкого-Менкеля, стандартизованное в СП 33-101-2003. Параметры: среднее значение, коэффициент вариации Cv и коэффициент асимметрии Cs. Для большинства рек России Cs/Cv ≈ 2. Обеспеченности: P = 1% соответствует T = 100 лет.

Нормативы: СНиП 33-01-2003, СП 33-101-2003

Крупнейшие реки России

Справка

Лена: L = 4400 км, Q₀ = 17 100 м³/с (устье); Енисей: L = 3487 км, Q₀ = 19 600 м³/с; Обь: L = 5410 км, Q₀ = 12 600 м³/с; Волга: L = 3531 км, Q₀ = 8100 м³/с (до перекрытия). Реки Сибири характеризуются высокой долей ледникового питания и длительным ледоставом — до 7 месяцев на севере.

Нормативы: Данные Росгидромета, Государственного водного реестра

Дренаж и мелиорация

Инженерный расчёт

Осушение сельскохозяйственных земель в зонах избыточного увлажнения (Нечернозёмная зона, Западная Сибирь) базируется на законе Дарси. Дренажный модуль стока рассчитывается по СП 100.13330.2016. Ключевые параметры: коэффициент фильтрации K и глубина залегания грунтовых вод. Россия занимает 3-е место в мире по площади мелиорированных земель.

Нормативы: СП 100.13330.2016, СП 31.13330.2012

Ливневая канализация городов

Городская гидрология

Расчёт ливневой канализации выполняется по методу предельных интенсивностей (СП 32.13330.2018). Время добегания Tc определяет расчётную продолжительность дождя. Расход в коллекторе: Q = q · A, где q — расчётный модуль стока [л/(с·га)]. В России расчётная обеспеченность для уличной сети — P = 0.33–2% (T = 0.5–3 года), для магистральных коллекторов — T = 5–10 лет.

Нормативы: СП 32.13330.2018, СП 104.13330.2016

Практические советы по использованию

🎓

Для студентов-гидрологов

  • •Начните с вкладки «Рац. коэф.» для типовых задач курса «Инженерная гидрология».
  • •Вкладка «Метод CN» — обязательна при изучении потерь стока и гидрологии городов.
  • •Используйте «Паводок» (Гумбель) для задач по вероятностному анализу рядов наблюдений.
  • •Вкладка «Водный баланс» поможет разобраться с природными зонами России.
🔧

Для инженеров-гидравликов

  • •Вкладка «Маннинг» позволяет быстро проверить пропускную способность канала или трубы.
  • •Тип сечения: прямоугольный, трапецеидальный (m=1.5), круглый — выберите нужный.
  • •Число Фруда автоматически определяет режим течения — критично для гидравлических прыжков.
  • •Проверяйте скорость: для земляных каналов V_max ≈ 0.8–1.5 м/с (во избежание размыва).
🏗️

Для проектировщиков дренажа

  • •Вкладка «Дарси» рассчитает расход через грунт — основа для дренажных систем.
  • •Коэффициент фильтрации K берите из лабораторных испытаний или таблиц СП 11-105-97.
  • •Для расчёта заглубления дрен используйте формулу Дюпюи (расширение закона Дарси).
  • •Проверьте тип грунта по K — калькулятор определяет его автоматически.
🌧️

Для расчётов ливневой канализации

  • •Определите Tc по формуле Кирпича (вкладка «Время добегания»), затем перейдите к «Рац. коэф.».
  • •Коэффициент стока C для смешанных городских территорий берите 0.5–0.7.
  • •Интенсивность расчётного дождя i — по СП 131.13330.2020 для вашего климатического района.
  • •Паводок T = 1–5 лет для городских сетей по СП 32.13330.2018.

Как пользоваться калькулятором гидрологии

1

Выберите расчётный метод

Восемь вкладок: «Рац. коэф.» для ливневого стока, «Маннинг» для расчёта канала, «Дарси» для подземных вод, «Метод CN» для расчёта слоя стока, «Эвапотранспирация» (Торнтвейт или Пенман-Монтейт), «Водный баланс», «Время добегания» (Кирпич), «Паводок» (Вейбулл / Гумбель).

2

Введите исходные данные

Каждое поле снабжено подсказкой с типичными значениями и ссылками на нормативы. Для метода CN — выберите кривую числа по типу почв и землепользования. Для Маннинга — выберите тип сечения (прямоугольное, трапеция, круг) и материал русла.

3

Получите мгновенный результат

Расчёт выполняется в реальном времени при изменении любого поля. Помимо числовых значений отображаются качественные оценки: класс паводка, тип грунта по коэффициенту фильтрации, режим течения по числу Фруда, статус водного баланса.

4

Используйте встроенные справочники

Каждая вкладка содержит справочные таблицы: коэффициенты стока C по типам покрытий, коэффициенты n Маннинга по материалам, типы грунтов по K Дарси, природные зоны России с параметрами водного баланса, расчётные уровни безопасности по СП 33-101.

Часто задаваемые вопросы

ЧАСТЫЕ ВОПРОСЫ

Часто задаваемые вопросы

Метод рационального коэффициента (Q = C · i · A) — простейший способ оценить пиковый расход поверхностного стока с малых водосборных бассейнов площадью до 5–10 км². C — коэффициент стока (0–1), учитывающий инфильтрацию, перехват и депрессионное хранение; i — интенсивность расчётного дождя [мм/ч]; A — площадь водосбора [га]. В России применяется при проектировании ливневой канализации и малых водопропускных сооружений согласно СП 33-101-2003 и СП 32.13330.2018.
Коэффициент Маннинга n характеризует гидравлическую шероховатость русла. Типичные значения по СП 101.13330.2012 и ТД 1901.01-90: бетонный лоток — 0.013–0.015; земляной канал без растительности — 0.020–0.025; земляной канал с редкой травой — 0.025–0.030; гравийное дно — 0.025–0.035; горная река с крупными камнями — 0.040–0.050; поймы рек с кустарником — 0.050–0.100. При расчёте регуляционных и дренажных каналов для орошения и осушения земель используйте СП 100.13330.2016.
Закон Дарси (q = K · J) описывает ламинарную фильтрацию воды через пористую среду (грунт, горную породу) и применяется при расчёте подземного стока, дренажа и водозаборов. Уравнение Маннинга (V = R^(2/3) · S^(1/2) / n) описывает турбулентное течение в открытых каналах и трубах с незаполненным сечением. Оба закона используются в комплексных гидрологических моделях: Дарси — для базисного стока, Маннинг — для транзита паводка по руслу.
Метод CN (Curve Number) разработан USDA SCS (ныне NRCS) для расчёта поверхностного стока с дождевого события. CN зависит от типа почвы (группы A, B, C, D по водопроницаемости) и характера землепользования. Группа A — хорошо дренированные пески (CN≈30–40); D — глины с высоким поверхностным стоком (CN≈80–90). Городская застройка: CN = 85–95; леса: CN = 30–65; посевы: CN = 65–80. В России метод применяется в соответствии с Методическими рекомендациями Росводресурсов и ТД 1901.
Потенциальная эвапотранспирация (PET) — количество воды, которое испарилось бы при неограниченном запасе влаги в почве. Реальная эвапотранспирация (AET) ограничена фактическим запасом влаги: AET ≤ PET. Метод Пенман-Монтейт (стандарт FAO-56) рассчитывает эталонную ET₀ для хорошо увлажнённого газона. Метод Торнтвейта — упрощённый, только по температуре. В условиях России PET летом в степной зоне достигает 800–900 мм/год, тогда как реальные осадки — 300–400 мм.
Уравнение водного баланса: P = Q + ET + ΔS. Осадки P измеряются сетью метеостанций или берутся по СП 20.13330.2017. Сток Q определяется по данным гидрологических постов или расчётами. ET — по формулам Пенман-Монтейт, Торнтвейта или фактическому испарению. ΔS — изменение запасов в почве и грунтовых водах за расчётный период. В многолетнем осреднении ΔS ≈ 0. Водный баланс — основа гидрологических расчётов при проектировании водохранилищ по СП 33-101-2003.
Время добегания Tc — время движения воды от наиболее удалённой точки водосбора до замыкающего (расчётного) створа. Является ключевым параметром: именно расчётный дождь продолжительностью Tc вызывает наибольший пиковый расход. Формула Кирпича (1940): tc = 0.0078 · L^0.77 · S^(-0.385), где L — длина водотока [м], S — уклон. Применяется совместно с методом рационального коэффициента и методом CN при проектировании ливневой канализации по СП 32.13330.2018.
Расчётная обеспеченность по СП 33-101-2003 и СНиП 33-01-2003: гидротехнические сооружения I класса — T = 10 000 лет (P = 0.01%), II класса — T = 1000 лет (P = 0.1%), III класса — T = 500 лет (P = 0.2%), IV класса — T = 100 лет (P = 1%). Мосты и трубы: T = 50–300 лет в зависимости от категории дороги (СП 35.13330.2011). Ливневая канализация в городах: T = 0.33–2 года (ежегодные ливни).
Распределение Гумбеля (GEV тип I) — специальный закон распределения для максимальных значений. Его теоретическое обоснование: максимум из большого числа независимых случайных величин стремится к распределению Гумбеля (теорема об экстремальных значениях Фишера-Типпета). В гидрологии ежегодные максимальные расходы хорошо описываются этим законом. Альтернативы: логнормальное, Пирсона III, логПирсона III (применяется в США). В России стандартом является трёхпараметрическое распределение Крицкого-Менкеля (СП 33-101).
Основные нормативы: СП 33-101-2003 «Определение основных расчётных гидрологических характеристик» — базовый документ по гидрологическим расчётам; СП 100.13330.2016 «Мелиорация. Актуализация СНиП 2.06.03-85» — орошение и осушение; СП 101.13330.2012 «Подпорные стены, шлюзы, рыбозащитные сооружения»; СП 32.13330.2018 «Канализация»; ГОСТ Р 54429-2011 «Оценка гидрологических характеристик»; РД 52.88.699-2008 Росгидромета — методические указания по определению расчётных гидрологических характеристик.
Лиана Арифметова
АВТОРverifiedред. calcal.ru

Лиана Арифметова

Создатель и главный редактор

Миссия: демократизировать сложные расчёты. Превратить страх перед числами в ясность и контроль. Девиз: «Любая повторяющаяся задача заслуживает своего калькулятора».

Mathematical Engineering · МФТИ · редактирует каталог с 2012 года

Был ли этот калькулятор полезен?

ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ

Инструмент справочный — не заменяет эксперта

Только для информационных целей. Все расчёты, результаты и данные, предоставляемые инструментом, носят исключительно ознакомительный и справочный характер. Они не являются профессиональной консультацией — медицинской, юридической, финансовой, инженерной или иной.

Точность результатов. Калькулятор основан на общепринятых формулах и методиках, однако фактические результаты могут отличаться в зависимости от индивидуальных условий, исходных данных и применяемых стандартов. Мы не гарантируем полноту, точность или актуальность приведённых расчётов.

Профессиональные решения — медицинские, финансовые, инженерные — должны приниматься только после консультации с квалифицированным специалистом. Не используйте автоматический расчёт как единственное основание для важных решений.

Ограничение ответственности. Авторы и разработчики сервиса не несут ответственности за прямой или косвенный ущерб, возникший из-за использования данных расчётов. Пользователь принимает на себя всю ответственность за интерпретацию результатов.

СМЕЖНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ

Похожие калькуляторы

15

Калькулятор гляциологии

Масс-баланс ледника, водный эквивалент снега SWE, закон течения Глена, толщина льда, ELA, вклад в подъём уровня моря.

/glaciology-calculator

Калькулятор минералогии

Определение минералов по свойствам, шкала Мооса, закон Брэгга, кристаллические системы, удельный вес, индексы Миллера.

/mineralogy-calculator

Калькулятор петрологии

Классификация горных пород по TAS и AFM, нормативный состав CIPW, магнезиальность Mg#, геотермический градиент, литостатическое давление.

/petrology-calculator

Калькулятор сейсмологии

Магнитуда Рихтера, моментная магнитуда, энергия землетрясения, шкала MSK-64, расстояние до эпицентра, закон Гутенберга-Рихтера.

/seismology-calculator

Калькулятор почвоведения

Текстурный треугольник, плотность и пористость почвы, ЕКО, органическое вещество, нормы удобрений NPK, гидропроводность.

/soil-science-calculator

Калькулятор вулканологии

Индекс VEI, скорость лавы, вязкость магмы, высота эруптивной колонны, тефра, пирокластические потоки, вулканические газы.

/volcanology-calculator

Калькулятор палеонтологии

Радиоуглеродное датирование ¹⁴C, геохронологическая шкала, оценка массы организма, индекс Шеннона, скорость осадконакопления.

/paleontology-calculator

Калькулятор зоологии: метаболизм, популяции и биоразнообразие

Зоологические расчёты онлайн: аллометрия, правило Клейбера, индекс Шеннона, метод Линкольна-Петерсена, конвертер возраста животных.

/zoology-calculator

Калькулятор морской биологии: солёность, плотность воды и продуктивность океана

Расчёты по морской биологии онлайн: солёность воды (PSU), плотность по UNESCO EOS-80, скорость звука, фотическая зона и продуктивность.

/marine-biology-calculator

Калькулятор биологии: рост популяций и клеток

Расчет экспоненциального и логистического роста популяций, времени генерации и удвоения бактерий. Моделирование динамики.

/biology-calculator

Калькулятор водного следа

Рассчитайте свой личный водный след. Узнайте, сколько воды тратится на ваш образ жизни: душ, еда, вещи.

/water-footprint-calculator

Калькулятор метеорологии

Индекс жары, ветровой холод, относительная влажность, атмосферное давление, высота облаков, шкала Бофорта, УФ-индекс.

/meteorology-calculator

Калькулятор переработки отходов: вес, деньги, эко-след

Посчитайте вес отходов, потенциальный доход от сдачи вторсырья и ваш вклад в экологию (CO2, деревья).

/waste-recycling-calculator

Калькулятор экологической химии

Индекс качества воды и воздуха, ПДК по российским нормам, расчёт рассеивания загрязнителей, конвертер экологических единиц.

/environmental-chemistry-calculator

Калькулятор океанографии

Плотность морской воды, параметры волн, сила Кориолиса, слой Экмана, скорость звука, приливы, геострофические течения.

/oceanography-calculator
ТЕГИ:#Наука и природа#Геонауки#наука#природа#исследования#биология#гидрология#расход воды#паводок#водосборный бассейн#речной сток#калькулятор#бесплатно#онлайн#расчёт