Гидрологические и водохозяйственные расчеты

 

2.6.Расчет минимальных расходов воды 

  Определяем минимальные среднемесячные и среднесуточные расходы воды за летне-осенний и зимний периоды обеспеченностью p, равной 80% и 95%, для условия отсутствия данных наблюдений в створе.

    Расходы воды обеспеченностьюp = 80% получают по формулам. Используется методика [1, 2] 

  

, м³/с;

  

, м³/с,

  где q_80,л-о ,q_80,3 – модули минимального стока обеспеченностью 80%, соответственно летне-осеннего и зимнего периодов, значения которых устанавливаем по  картам  минимального  стока  [13,  прил.10,11],

(q_80,л-о=2л/с*км²,q_80,3=3л/с*км²). Переход отQ₈₀ к расходу другой обеспеченности Q_pвыполняем по формуле

  Q_p = Q₈₀λ_p, м³ / с,

  

м³ / с,

  

м³ / с,

  где λ_p – переходный коэффициент, зависящий от географического района и обеспеченности p, определяется по таблице 16:

принимаем λ_p=0.78.

  Минимальные суточные расходыQ_с,80 вычисляем по формуле

  Q _с,80 = Q₈₀*К , м³ / с,

  

м³ / с,

  

м³ / с,

где гдеK - коэффициент,K = 0,74 для водосборов рек на территории РБ в зимний период иK = 0,64 - для летне-осеннего периода. 

  Минимальный суточный расход другой обеспеченности вычисляем умножениемQ _с,80 на переходный коэффициент λ_p,принимаемый по таблице 16, в нашем случае λ_p=1

  Q _с,p = Q _с,80λ_p, м³/c

       

, м³/c

  

, м³/c

  2.7.Определение  стока взвешенных  наносов 

  Водный  поток, транспортирующий наносы,- двухфазный поток, то есть движущаяся среда, состоящая  из жидкой и твердой фаз. В зависимости от форм передвижения потоком различают взвешенные, влекомые и донные наносы.

  Мы  будем рассматривать годовой  сток взвешенных наносов.

  Главные расчетные параметры годового стока  взвешенных наносов- среднегодовые расход и объем наносов, расход наносов обеспеченностью 5%, 25%, 75% и распределение стока наносов по периодам года – весеннему и меженному.

  По  карте средней мутности определяем значение мутности ρ ,для данного района, ρ=50 г/м³[13, прил.12].

  Средний расход взвешенных наносов

  R_o= ρ*Q_o=40*28,49*10^-3=1,139 г/с,

  где Q_o– среднегодовой расход воды, м³ / с, вычислен в п.2.1(Q_o=28,49 м³ / с).

    Годовой расход наносов обеспеченностью  p, %,

  R_р = R_o *К_р, г/с,

    R_5% = R_o *К_5%=1,1396*1,547=1,763 г/с,

    R_25% = R_o *К_25%=1,1396*1,185=1,351 г/с,

    R_75% = R_o *К_75%=1,1396*0,772=0,8798 г/с.

  где К_р – модульный коэффициент.

       Значение К_р определяем по кривой распределения, в зависимости от обеспеченности p, коэффициента асимметрииC_S,R, коэффициентa вариации C_V,R.

  Если  р=5%:   Ф_р= 1,80 , К_р= Ф_р*С_v+1=1,547

  Если  р=25%:   Ф_р= 0,61 , К_р= Ф_р*С_v+1=1,185

  Если  р=75%:   Ф_р= -0,72 , К_р= Ф_р*С_v+1=0,772 

  C_s,R = 2*C_v,R=2*0,304=0,608

      Значение коэффициентa вариации наносов вычисляем по соотношению

  C_v,R= C_v,Q*К=0,19*1,6=0,304

  где C_v,Q – коэффициент вариации годового стока воды, см. п.2.1

  (C_v,Q =0.19);

  К– коэффициент, значение которого для равнинных рек приблизительно равно 1.6 .

  Средний многолетний объем взвешенных наносов

  V_R=31.5R_o/γ_R=31.5*1,1396/1000=0,0358 млн.м³,

  где γ_R – плотность наносов, γ_R = 1000, кг/м³. 

3. Расчет  водохранилища

  Водохранилище- искусственно созданный водоем для  хранения воды и регулирования стока. Параметры водохранилища, определяющие его размеры, устанавливают на основе водохозяйственного расчета. В данной работе используем балансовый таблично-цифровой метод применительно к первому варианту правил сезонно-годичного регулирования, когда водохранилище заполняется до отметки нормального подпорного уровня (НПУ), а затем производим холостые сбросы.

  Сбросы  в нижнем бьефе (НБ) ограничиваются условиями, исключающими опасность  наводнения в нижнем бьефе и обеспечивающими  требуемую подачу воды нижерасположенным  водопользователям. 

  3.1. Расчет и построение  кривых морфометрических

  характеристик водохранилища 

  К основным характеристикам водохранилища  относят зависимость площади  водной поверхности  и объема воды V от уровня H или глубины h. Кривую называют кривой площадей водной поверхности водохранилища, кривую V=V(H),- кривой объемов, h-средняя глубина, L(H) – литораль, она характеризует мелководные зоны, когда h<2 м. (V = f₁ (H), Ω = f₂ (H), h = f₃ (H)). Кривые наносят на один график и называют их батиграфическими кривыми.

  Площади  водной поверхности  , соответствующие различным уровням воды H, считая поверхность воды горизонтальной, определяют путем планиметрирования площадей, заключенных между отдельными горизонталями.

  Зависимость площадей зеркала будущего водохранилища  от уровней воды в нем дана в  задании к курсовой работе.

  Высота  слоя воды ΔH_i равна разности отметок соседних горизонталей:

  ΔH_i = H_i+1 – H_i, м.

  Средняя площадь зеркала воды между соседними  горизонталями

  

, км²

  Частичный объем воды в слое ΔH_i

  ΔV = Ω_iΔH_i, млн. м³

  Объем воды V для каждой отметки горизонта получаем последовательным суммированием частичных объемов, начиная с наименьшей отметки Н.

Средняя глубина h = V /Ωдля данных отметок наполнения.

Результаты  расчетов сводим в табл. 17.

 Таблица 17 «Расчет координат кривых морфометрических характеристик водохранилища».

    

• По данным табл.17 на миллиметровой бумаге строим морфометрическую характеристику водохранилища, вертикальная ось Н – общая для всех кривых. Для горизонтальных осей выбираем свои масштабы. Таких осей будет три: ось V,млн. м³, Ω,км², h_ср. (См. рис 4). 
  
• Установление  объемов притока  и потребления  воды

        При сезонном регулировании стока за расчетный принимаем годовой сток, обеспеченность которого равна обеспеченности водоотдачи (водопотребления). Нормы обеспеченности для различных водопотребителей и водопользователей зависят от степени уменьшения и бесперебойности в подаче воды и находятся в пределах 75-99% [16]. В работе принимаем обеспеченность, равную 95%. Расчетными величинами притока в маловодном году являются расходы, установленные в результате вычисления внутригодового распределения стока в п.2.2. Помесячные объемы притока V_i есть произведение Q_i · t_i , где t_i – количество секунд в месяце. Выражаем эти объемы в млн.м³, для этого расходы притока умножаем на коэффициенты, значения которых следующие: для II месяца 2,44, для IV, VI, IX, XI – 2,59, для I, III, V, VII, VIII, X, XII – 2,68, для объема годового стока – 31,5, т.е. это количество секунд в месяце, разделенное на 10⁶.

       Величины потребления воды состоят из помесячных суммарных расходов:

1. забираемых непосредственно из верхнего бьефа водохранилища для удовлетворения нужд водопотребления;
2. транзитных расходов, поступающих в нижний бьеф для удовлетворения нужд водопользователей и водопотребителей, а также для поддержания в нижнем бьефе расхода не ниже минимально допустимого для охраны природы (создания минимальных гарантированных элементов потока).

   Минимально  допустимые расходы воды для охраны природы определяем отдельно для  холодного и теплого периодов в размере 0,75 от минимальных среднемесячных (30-дневных) расходов 95% обеспеченности. Последние вычислены выше в п.2.6.

   При определении значений расходов, необходимых  для обеспечения водопотребителей и водопользователей, учитываем  расходы сточных и других возвратных вод, поступающих на рассматриваемый  участок реки.

   Объем потребления и его внутригодовое  распределение по месяцам v₁ , выраженное в процентах от годового, даны в задании. Получение абсолютных величин месячного потребления U_i производится в соответствии с заданным процентом месячного потребления от годового U: 


                                          U_i = U · v₁/100, млн.м³,                                                     (34) 


     Объем годового потребления в  первом приближении вычисляем  по формуле 


                                         U = 31,5 · Q₉₅ · 0,70, млн.м³,                                             (35)

   где Q₉₅ – расход годового стока обеспеченностью p = 95%; вычислен в п.2.1.

         Результаты расчетов притока  и потребления сводим в табл.5 (графы 3, 4).

  

Месяцы	Приток		ПотреблениеU,млн. м^3	V-U, млн. м^3		сумма (V-U), млн. м^3	W	S
	Q, м^3/с	V,млн. м^3		+	-		млн.м куб.
1	2	3	4	5	6	7	8	9
III	109,090	292,360	50,256	242,101		242,101	229,887	12,217
IV	34,280	88,780	37,692	51,088		293,189	268,757	12,217
V	17,760	47,597	37,692	9,905		303,094	268,757	9,905
VI	10,010	25,926	62,820		36,894	266,200	268,757
VII	6,510	17,447	81,667		64,220	201,980	231,863
VIII	8,010	21,467	75,385		53,918	148,062	167,643
IX	14,510	37,581	62,820		25,239	122,823	113,725
X	11,010	29,507	43,974		14,467	108,356	88,386
XI	18,260	47,293	43,974	3,319		111,675	73,919
XII	9,760	26,157	43,974		17,817	93,858	77,338
I	6,510	17,447	43,974		26,527	67,331	59,521
II	4,500	10,980	43,974		32,994	34,337	32,994

 
 

• 3.3 Расчет сезонного  регулирования без учета потерь воды

  1) (V – U) – объем избытков или недостатков. Избытки положительные, недостатки отрицательные. Записываем в графы 5, 6.

  2)Объем воды - , t– время в месяцах. Значения для каждого месяца записываем в графу 7. По данным этой графы строится разностная суммарная кривая на миллиметровой бумаге (рис.5).

  3) Наполнение и сброс осуществляются с момента опорожнения водоема вперед по ходу времени в году, начиная с объема W_н= 0. Объем воды в водохранилище на конец каждого месяца вычисляем по формуле:

  W_i,k= W_i,н + (V – U), млн.м³,

  Объем воды в водоеме для нужд водопотребителей и водопользователей изменяется в пределах W_н= 0 до W_н= W_плз.

  4) Полезный объем водохранилища W_плз определяем путем анализа чередований избытков или недостатков (графы 5, 6),W_плз=268,757 млн. м³ 


  3.4 Установление мертвого объема 


       Мертвый объем W_мо и отметку уровня мертвого объема (УМО) у водохранилищ различного назначения определяем исходя из условий заиления этой части емкости в течение определенного периода, обеспечения напора, судоходства, высоты водоподъема, соблюдения санитарно-технических условий, с учетом требований рыбного хозяйства и др.

       В данной работе мертвый объем  принимаем W_мо = (0,11−0,33) W_плз , млн.м³, и он должен вмещать в себя объемы взвешенных и влекомых наносов, попадающих в водохранилище за срок его службы, который принимаем равным Т = 50 лет.

       Средний многолетний объем взвешенных наносов V_R вычислен в п.2.7.

       Объем взвешенных наносов, заполняющий  водохранилище за Т лет, определяем по формуле

  W_взв = V_R(1-δ)Т =0,035896 *(1- 0,3)*50=1,2564 млн м³,                   


  где δ – транзитная часть наносов  мелких фракций, сбрасываемых из водохранилища  в многоводные периоды; в среднем  δ = 0,3 – 0,4(принимаем δ =0,3).

         Объем влекомых наносов, заполняющий  водохранилище за Т лет, определяем по формуле  


                м³,                                                 


  где β – отношение плотности влекомых к плотности взвешенных наносов (для равнинных рек β = 0,001- 0,1) (принимаем  β = 0,01);

        γ_вл - плотность влекомых наносов; γ_вл = 1,5 – 1,8 т/м³(принимаем γ_вл =1,65).

        Объем водохранилища, занимаемый  наносами, определяем как сумму 


                W_нан = W_взв + W_вл=1,2564+10,878=12,1344 млн м³.                                     


       Сравниваем значение  (0,11 - 0,33)*W_плз=0,11*268,757=29,56 (млн.м³) с W_нан= 12,1344 (млн.м³) и большее из них принимаем за величину мертвого объема.

  W_мо = 29,56 млн.м³.

   

       В объем твердых веществ не  включаем отложения от размыва  берегов. 


  3.5. Расчет сезонного  регулирования стока  с учетом потерь  воды

  на  испарение, фильтрацию, льдообразование 


  3.5.1. Дополнительное испарение

  Дополнительные  потери воды на испарение являются следствием того, что создание водохранилища  приводит к затоплению значительной территории, и часть суши заменяется водной поверхностью.

  Дополнительное  испарение– это разность между испарением с водной поверхности и с поверхности суши до устройства водоема за один и тот же период времени.

  Норму испарения с поверхности воды за безледоставный период определяем по карте изолиний [1, с.306] или [13, прил.13]:

  Z_ов =550 мм.

  При сезонном (годичном) регулировании  стока расчетную обеспеченность  слоя испарения с водной поверхности  приближенно принимают равной

  p’ = 100 – p=100−95=5, %,

  где р – обеспеченность стока расчетного маловодного года, которая в данном случае равна 95%.

  Коэффициент перехода от нормы к испарению  в засушливый год определяем по [1, табл.160]:К’_р  = 1,2.

  Испарение с поверхности водохранилища  за безледоставный период в засушливый год при расчетной обеспеченности p’ вычисляем как

  Z’_вр=  Z_ов · К_р’=550*1,2=660 мм.

  Распределение испарения с поверхности водохранилища  по месяцам за безледоставный период производим по данным табл.12, взятым из [1].

  Норма испарения с поверхности суши (суммарное испарение) за безледоставный период устанавливаем по карте изолиний [1, с.39] или [13, прил.14]:

  Z_ос =505 мм.

  Принимая  коэффициенты вариации и асимметрии кривых обеспеченности с поверхности  суши C_v= 0,12, C_s = 0,

  Испарение с поверхности суши за год расчетной  обеспеченности определяется, как

  Z_р^,_c = Z_ос · К’_рс =505*1,2=606 мм.

  Распределение испарения с поверхности суши Z_р^,_c по месяцам за безледоставный период производим по данным табл.19. 


 


  

  Таблица 19 «Расчет дополнительного испарения из водохранилища» 


  

Элементы  баланса	За  период	Внутресезонное расширение,%
		IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Испарение с поверхности  воды Zp'вм,%	100%	4	13	18	22	19	12	7	5
Слой  испарения Zp'вм,мм	660	26,4	85,8	118,8	145,2	125,4	79,2	46,2	33,0
Испарение с поверхности воды Zp'см,%	100%	8	12	18	20	17	10	4	3
Слой  испарения Zp'см,мм	606	48,48	72,72	109,08	121,2	103,02	60,6	24,24	18,18
Расчёт  дополнительного испарения Zp'дм,мм	54	22,08	13,08	9,72	24,0	22,38	18,6	21,96	14,82
Средний объём воды Wм,млн.м3	-	298,32	298,32	279,87	229,31	170,24	130,62	110,71	105,19
Средняя площадь зеркала Ωм,км2	-	66	66	62	51	42	34	30	28,5
Потери  воды ∆Wмz,млн.м3	-

 
 
 
 


  

     Величины помесячного расчетного  дополнительного испарения устанавливаем  по разности

  Z_р^,_дм = Z_р^,_вм - Z_р^,_см , мм.

     Их заносим в табл.12 и они  являются исходными данными для  последующих расчетов.

      Потери воды на дополнительное  испарение с зеркала водохранилища  определяем для каждого месяца  безледоставного периода по выражению

  ΔW_мz = Z_р^,_дм  · Ω_м · 10^-3, млн.м³,

  где Ω_м – средняя за месяц площадь зеркала водохранилища, км².

  Расчетное испарение за период ледостава принимаем  равным нулю.

  Среднюю площадь зеркала водохранилища  за каждый месяц Ω_iм определяем по среднему объему воды в водохранилище за этот месяц с использованием ранее построенной морфометрической характеристики, см. п.3.1, рис.3.

       Средний объем воды за месяц  получаем как среднее значение  из объемов на начало и конец  месяца, выбираемых из табл.5, с  учетом полученного мертвого  объемаW_мо:

  W_мi = 0,5*(W_н.м.i +W_к.м.i )+W_мо. 
 


  3.5.2. Потери воды на  фильтрацию

  Фильтрация  – очень сложное и еще недостаточно изученное явление. Подпор, создаваемый плотиной водохранилища, затопление и подтопление значительной территории приводят к изменению режима грунтовых вод в зоне влияния водохранилища, увеличению потерь воды на фильтрацию. Потери воды на фильтрацию в основном состоят из фильтрации через дно и берега водохранилища.

  Для определения потерь воды на фильтрацию используем приближенные нормативы. Для  неблагоприятных гидрогеологических условий (в данном случае ложе сложено  водопроницаемыми грунтами, возможность  грунтового питания отсутствует) нормативное значение потерь на фильтрацию за месяц от объема водохранилища (в %) составляет 1,5-3 % .

      Исходя из гидрологических условий  чаши рассматриваемого водохранилища  (по исходным данным) и данным  табл.20 потери воды на фильтрацию принимаем в размере 2% от среднего за каждый месяц объема воды в водохранилище.

  Средние  объемы воды за каждый месяц устанавливаем с учетом мертвого объема, то есть среднее значение из объемов на начало и конец месяца + мертвый объем.

      Результаты расчета представляем в табл.20.

  Таблица 20«Потери воды на фильтрацию»

  

Месяцы	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	I	II
Средний объем воды за месяц Wм,млн.м3	341.19	578.12	578.12	551.32	466.58	359.75	242.713	104.25	104.25	139.2	104.25	104.25
Потери  на фильтрацию ΔWмф	6.82	11.56	11.56	11.026	9.33	7.195	4.85	2.08	2.08	2.78	2.08	2.08

 
 


  3.5.3. Потери воды на  образование льда

  На  образование ледяного покрова затрачивается  определенное количество воды. С наступлением теплого периода года лед тает, и вся вода остается в водохранилище. Поэтому сам процесс ледообразования  никакой убыли воды из водохранилища  не вызывает.

  Потери  воды вызваны оседанием льда на берегах водохранилища за каждый месяц ледоставного периода. Определим их по формуле:

  ΔW_мл = 0,9 · 10^-2(Ω_н– Ω_к)· d_лм = 9ΔΩd_лм ·10^-3, млн.м³,

  где d_лм – средняя в данном месяце толщина льда, см;

         Ω_н – площадь зеркала водохранилища к началу месяца, км²;

         Ω_к – площадь зеркала водохранилища к концу месяца, км²;

         0,9 – отношение плотности льда  к плотности воды.

  Значение  площадей Ω_к, Ω_нопределяем по кривой площади Ω=H(Ω), то есть по объемам воды в водохранилище на начало и конец каждого месяца ледоставного периода с использованием морфометрической характеристики (рис 3).

  Максимальная  толщина ледяного покрова за период ледостава определяется из условия  перехода температуры через 0⁰С в положительную область. Устанавливаем максимальную величину ее в конце ледостава d_лмах, см, в зависимости от средней глубины водохранилища при наибольшем его объеме W_δ за ледоставный период h = W_δ / Ω_δ [13, рис 5.]. Здесь Ω_δ – площадь зеркала водохранилища, соответствующая объему W_δ. Среднюю толщину льда за каждый месяц d_лм определяем по формуле:  


где - относительная толщина льда за каждый месяц ледоставного периода в процентах от максимальной толщины льда d, _лмах, ее значения принимаются по таблице:

   


Водоемы в бассейнах рек	Значения по месяцам ледоставного периода, %
	XI	XII	I	II	III	IV
Западной  Двины	25	55	77	91	100	30
Днепра	20	55	75	95	100	25
Немана	6	60	85	95	100	25
Западного Буга	-	45	80	92	100	7

 


    Полученные значения помесячных  толщин льда в см заносим  в табл.21. 


  Таблица 21«Типовой ход нарастания толщины льда в озерах и потери воды

  на  льдообразование» 
 
 


№	Наименование	Месяцы ледоставного периода
		XI	XII	I	II	III	IV
1	Толщина льда dл мах, см	4,38	43,8	62,05	69,35	73	18,25
2	Объем воды на начало месяцаWн, млн.м	104,25	104,25	139,2	104,25	104,25	341,19
3	Объем воды на конец  месяцаWk, млн.м	104,25	139,2	104,25	104,25	341,19	378,12
4	Площадь зеркалаQн на начало месяца, км2	52	52	60	52	52	123
5	Площадь зеркалаQk на конец месяца, км2	52	60	52	52	123	185
6	Потери воды за месяц ΔWмл, млн.м3	0	0	4,47	0	0	0

 


  3.5.4. Расчет сезонного  регулирования стока

  табличным методом с учетом потерь воды

        Последовательность  проведения расчетов:

1. Данные о притоке и общем полезном потреблении переносим из табл.18 (графы 3, 4) в табл.22 (графы 2, 3).
2. В табл.22 (графы 4, 5, 6) переносим объемы потерь воды из табл.19, 20, 21.
3. Вычисляем санитарные попуски S’ за каждый месяц:

        S’ = 0,75 · К ·Q_minл-0,3, млн.м³,                                

  где К – месячный временной коэффициент, см. п.3.2;

  Q_minл-0,3 – расходы минимального стока летне-осеннего и зимнего периодов обеспеченностью р = 95%, см. п.2.6. Вычисленные значения S’ размещаем в табл.22, графа 7.

4. Устанавливаем суммарное помесячное потребление воды с учетом потерь и санитарных попусков путем суммирования названных объемов, и полученные данные заносим в табл.22, графа 8.
5. Выявляем объемы избытков и недостатков воды и заполняем графы 9 и 10 табл.22.
6. Принятое значение мертвого объема водохранилищаW_мо вносим в строку последнего месяца межени, графа 11 табл.22, для которого приток меньше суммарных потребностей в воде (V<U_сум).
7. Начиная с этого месяца, «ходом назад», т.е. так же, как и в расчете регулирования стока без учета потерь воды, рассчитываем объем водохранилища, необходимого для восполнения дефицита между суммарным потреблением и притоком. Необходимый объем водохранилища устанавливаем в виде W_ki для последнего перед меженью многоводного месяца (V<U_сум).
8. При весеннем заполнении  водохранилища всплывший лед учитываем в виде дополнительных ресурсов воды с записью их величины с обратным знаком.
9. Проверку возможности наполнения  водохранилища производим «ходом вперед», начиная с первого и кончая последним месяцем многоводного периода. Если воды не хватает для заполнения водохранилища, уменьшаем потребление и расчеты повторяем.
10. Излишки воды направляем на сброс, графа 12 табл.22.
11. Строим совмещенный хронологический график хода притока V и потребленияU_сум по месяцам в виде ступенчатой линии, а ход изменения объема водыWв водохранилище – в виде ломаной.
12. Определяем нормальный подпорный уровень (НПУ) по кривой W = f₁(H) для полученного полного объема водохранилища W=W_плз + W_мо.
 
 


 
 
 


  Таблица 15 «Табличный расчет сезонного регулирования стока с учетом потерь воды из водохранилища»

  

Месяцы	Приток V,млн.м3	Потребление, U,млн.м3	Потери  воды,млн.м3			Санитар.попуски S',млн.м3	Потреб-е  с учетом потерь и  санитар.попусков Uсум,млн.м3	V-Uсум,млн.м3		НаполнениеW,млн.м3	Сброс S,млн.м3
								+	-
1,000	2,000	3,000	4,000	5,000	6,000	7,000	8,000	9,000	10,000	11,000	12,000
III	292,360	50,256		5,580	108,000	18,697	182,533	109,827		608
IV	88,780	37,692	1,457	5,970		18,069	63,188	25,592		717,802
V	47,597	37,692	0,863	5,970		18,697	63,222		15,625	743,394
VI	25,926	62,820	0,603	11,026		18,069	92,518		66,592	727,769
VII	17,447	81,667	1,224	5,600		10,780	99,271		81,824	661,177
VIII	21,467	75,385	0,940	3,400		10,780	90,505		69,038	579,353
IX	37,581	62,820	0,632	4,850		10,418	78,720		41,139	510,315
X	29,507	43,974	0,659	2,610		10,780	58,023		28,516	469,177
XI	47,293	43,974	0,422	2,100		10,418	56,914		9,621	440,661
XII	26,157	43,974		1,960	10,080	10,780	66,794		40,637	431,041
I	17,447	43,974		1,510	23,400	18,690	87,574		70,127	390,404
II	10,980	43,974		0,920	239,780	17,023	301,697		290,717	320,277
∑									Wм.о=	29,560

 


  

  4.Определение  расчетного расхода

  воды  для проектирования водосборных сооружений 


     Регулирование высокого стокаводохранилища  производим с целью уменьшения  размеров водосборных сооружений  и снижения вероятности наводнений  в нижнем бьефе. С учетом  трансформации половодья или  паводка за счет временного  задержания части объема воды  в водохранилище определяем величину расчетного максимального расхода воды Q_р.сб, подлежащего пропуску через сооружение гидроузла.

     Исходными данными являются расчетный  гидрограф половодья, построенный  выше в п.2.5, отметка водосбросного  сооружения, начальное наполнение  водохранилища, морфометрическая  характеристика водохранилища.

     В данной курсовой работе трансформацию  гидрографа половодья осуществляем  упрощенным способом Д.И. Кочерина, широко распространенным в практических расчетах. Для этого расчетный гидрограф условно принимаем треугольной формы. Высота треугольника равна максимальной ординате расчетного гидрографа Qp, а основание – время t, которое вычисляем по объему половодья расчетной обеспеченности V_пол: 


  

. 


  Для расчета объемV_полвоспользуемся планиметрированием площади расчетного гидрографа с учетом масштабов расхода и времени. Проводим на гидрографе треугольник, стороны которого отсекают одинаковые площади гидрографа.

  

 млн.м³

Где  - среднесуточный расход половодья, вычисленный в п.2.4, м /с²; 86400 -

количество секунд в сутках. 


     Объем трансформирующей емкостиW_тр определяем по таблице 15 (колонка11).  Выбираем наибольшее значение W_тр . При этом надо учесть то, что этот объем включает мертвый объем.

  Тогда величину сбросного расхода Q_рсб определяем по формуле 


   м³/с. 
 
 
 


  Заключение

  В результате выполненных расчетов:

      1) подобрана теоретическая кривая  распределения на основе имеющихся  данных наблюдений. 

     2)  определили расход и объем взвешенных и влекомых  наносов размытой обеспеченности. Исходя из этого определили полезный и мертвый объем водохранилища. При этом объем водохранилища, занимаемый наносами, не превышает мертвого объема. По полученным кривым морфометрических характеристик рассчитали потери на испарение, льдообразование, фильтрацию, а также установили уровни мертвого объема и нормального подпорного;

    3)  показатели регулирования стока водохранилища:

           коэффициент регулирующей емкости  β = W_плз /V_о=743,394/897,435=0,829

  коэффициент зарегулированной отдачи α = ΣU/ V_о=1241,557/897,435=1,383

                           где   V_о – средний годовой объем стока

    V_о = 31,5*Q_год=31,5*28,49=897,435 м³

        Q_год – среднегодовой расход, п.2.1;

      4) величина трансформирующего объема  обратнопропорционально влияет  на величину сбросного расхода,  чем больше трансформирующий  объем, тем меньше сбросной  расход. При изменении режима  стока не оказывается влияния  на транспортирование наносов,  а также на изменение и переформирование  русла. Достаточно сильные изменения  русла происходят на реках  с зарегулированным стоком, располагающихся  вблизи подпорного гидроузла.  Донные частицы сносятся с  приплотинного участка, а пополнения  их нет. Это происходит из-за  того, что в створе гидроузла  расход русловых наносов равен  нулю и образуется размыв.   
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


  Литература

1. Ресурсы поверхностных вод СССР. В 20 т. Т.5. Белоруссия и Верхнее Поднепровье. Ч.1. – Л.: Гидрометеоиздат,1966.
2. Тюльпанов А.И. и др. Краткий справочник рек и водоемов БССР. – Мн.:Госиздат БССР, 1949.
3. Атлас БССР. – М.-Мн.:Изд-во АН БССР, 1958.
4. Температура воздуха //Справочник по климату СССР. – Л.: Гидрометеоиздат, 1973. – Вып.7, Ч.1.
5. Осадки //Справочник по климату СССР. – Обнинск, 1975. – Вып. 7, Ч.2, Т.1,2.
6. Ветер //Справочник по климату СССР. – Л.:Гидрометиоиздат,1966. – Вып. 7, Ч.3.
7. Влажность воздуха, атмосферные осадки и снежный покров // Справочник по климату СССР. – Л.:Гидрометиоиздат,1968. – Вып. 7, Ч.4.
8. Влажность воздуха //Справочник по климату СССР. – Обнинск, 1977. – Вып. 7, Ч.5.
9. Температура почвы //Справочник по климату СССР. – Л.: Гидрометеоиздат, 1973. – Вып. 7, Ч.8.
10. Солнечная радиация и радиационный баланс //Справочник по климату СССР. – Мн., 1971. – Вып. 7.
11. Пособие по определению расчетных гидрологических характеристик. – Л.: Гидрометеоиздат, 1984.
12. СНиП 2.06.01-86. Гидротехнические сооружения. Основные положения проектирования. – М.: Стройиздат, 1986.
13. Юхновец В. Н .Методические указания к курсовой работе по курсу «Гидрология и гидрометрия» для студентов специальности 1-70 04 01, Минск-2010
14. Клибашев К.П., Горошков И.Ф. Гидрологические расчеты. – Л.: Гидрометеоиздат, 1970.
15. Плешков Я.Ф. Регулирование речного стока. – Л.: Гидрометеоиздат, 1972.
16. Расчет построение кривых обеспеченностей расходов воды рек- Минск, 2009г.