Водохозяйственные расчеты

2.1 Построение топографических характеристик водохранилища

Имеем план местности района, заданный сечением горизонталей. Разбиваем наш план на квадраты и подсчитываем площади водного зеркала.

Рис.3 Топографические условия района строительства

Заносим высчитанные площади, объемы и среднюю глубину водохранилища при разных отметках горизонталей в таблицу 2.1. По результатам таблицы строим графики зависимости V =f(H), F =f(H), h =f(H).После определения мертвого и полезного объема на графике (рис.4) наносим отметки УМО и НПУ.

Таблица 2.1

Определение данных к построению характеристик водохранилища

2.2 Определение объемов заиления и потерь воды из водохранилища

Мертвый объем водохранилища – объем, заключенный между дном и зеркалом воды на отметке УМО.

Зная норму стоку ,объем наносов определяем по формуле:

где: Q=7,5 м³/с-норма годового стока;

p – норма годовой мутности , 35 г/м³;

γ – объемный вес наносов, 1,0 т/м³;

Тогда объем наносов равен:

Определяем объем заиления водохранилища за период его эксплуатации:

где: Т – срок работы водохранилища, 105 лет.

Величина заиления от переработки берегов принимается равной 5% от объема заиления, т.е.

Тогда полный объем заиления равен:

Далее по рис.4 определяем среднюю глубину, которая составляет h=6м. Т.к. данная глубина больше минимально допустимой то принимается полный объем заиления за мертвый. Т.е. V=VМО=0,908 млн.м³.

По рис.4 определяем отметку УМО, она равна 125,8 м.

Определяем потери из водохранилища.

Величину потерь на испарение определяем по формуле и сводим в таблицу 2.2.

где: Zв и Х- испарение сводной поверхности и норма осадков для района проектирования (560мм и 650мм)

αc – коэффициент стока( 0,35)

Таблица 2.2

Значения испарения по месяцам года

В нашем примере при плохих гидрологических условиях принимаем потери на фильтрацию – 40% в год или 2% в месяц.

2.3 Определение полезного объема водохранилища сезонно-годичного регулирования

1. Расчёт полезного объема водохранилища.

Полезный объем водохранилища определяем путем сопоставления графика притока и потребления табличным способом с учетом потерь при регулировании по первому варианту, т.е. расчет ведем с момента опорожнения и ведем «ходом назад» (против часовой стрелки), вычитая избытки и прибавляя недостатки и потери, до получения к началу какого-то месяца наибольшей величины объема (после чего объем начнет уменьшаться). Эта наибольшая величина объема и будет равна полезному объему плюс мертвый – полный объем водохранилища. Далее возвращаемся к моменту опорожнения и ведем расчет «ходом вперед», вычитая недостатки и потери и прибавляя избытки до момента, пока расчет не замкнется. Если величина окончательного объема превысит величину полного объема водохранилища, то в графу окончательного записываем полный объем, а полученная разница записывается в графу сброса.

Все расчеты сводим в таблицу 17.

Исходные данные для расчета (приток W и потребление åq) рассчитаем следующим образом. Имея внутригодовое распределение стока (таблица 14), умножаем значение каждого месячного расхода на количество секунд в месяце (2592000) и получаем приток W за месяц. Например, для III месяца W=1,99×2592000=5158080 м³ = 51,6 млн.м³. Далее, рассчитанная сумма притока за год (119,96 м³), умножаем на 0,75 и распределяем равномерно по месяцам 119,96×0,75=89,97/12=7,5 млн.м³. Заносим эти одинаковые значения в графу 3. Далее находим разницу между притоком и потреблением и записываем в графы 4 и 5 (в зависимости от знака).

Дальнейший расчет ведем построчно. Записываем мертвый объем (0,91) в графы 6 и 13 на начало марта и конец февраля и к значению в графе 13 (нижнему) прибавляем недостаток за II месяц (графа 5) и записываем на начало II месяца (графа 6): 0,91 + 8,58 = 9,49. Находим среднее между значениями в графах 13 и 6 и записываем в графу 7 напротив II месяца: (0,91+9,49)/2=5,2. Далее по графику находим площадь зеркала F и записываем в графу 8. В графу 9 переписываем значения дополнительного испарения из таблицы 16. Определяем потери на испарение по формуле . Потери на фильтрацию принимаем в размере 2% от величины расчетного объема (хорошие гидрологические условия) и заносим в графу 11: 5,2×2/100=0,1. В графе 12 записываем суммарные потери: 0,00+0,1=0,1. Далее к предварительному объему в графе 6 прибавляем суммарные потери в графе 12 и записываем в графу 13: 9,49+0,1=9,6. И так далее до получения максимального значения величины .

Если продолжить расчет дальше, то получаемые объемы будут уменьшаться. Поэтому, полученная наибольшая величина объема и представляет собой искомый полезный объем водохранилища плюс мертвый объем.

Поэтому заканчиваем расчет «ходом назад». Возвращаемся к исходному пункту (моменту опорожнения) и продолжается расчет «ходом вперед», т.е. вычитаются недостатки прибавляются избытки.

Далее рассчитываются сбросы по формуле:

R1 = 0,91 + 125,9 – 108,164 – 1,088 = 19,372

R2 = 108,164 + 0,11 – 108,164 – 1,095 =-0,985

R3 = 108,164 + 20 – 108,164 – 1,11 = 18,89

R4 = 108,164 + 23,67 – 108,164 – 1,158 = 22,512

По результатам расчета проводится проверка

272,32 = 204,24 + 8,291 + 59,789

272,32 = 272,32

и рассчитывается полезный объем водохранилища

Далее по рисунку 4 определяем, что отметка НПУ = 204,5 м.

Таблица 17. Расчет водохранилища сезонно-годичного регулирования стока с учетом потерь по второму способу.