Гидрологические и водохозяйственные расчеты по курсу «Гидрология и гидрометрия» в створе п. Стешицы реки Вилия

Таблица 2.3                                                                                                                                                                           

x	y	Q	t
0,1	-	-	1,62
0,2	0	0	3,23
0,3	0,022	19,29	4,85
0,4	0,12	105,23	6,47
0,5	0,31	271,84	8,08
0,6	0,54	473,53	9,70
0,7	0,74	648,91	11,32
0,8	0,89	780,45	12,94
0,9	0,97	850,60	14,55
1,0	1,0	876,91	16,17
1,1	0,97	850,60	17,49
1,2	0,92	806,76	19,40
1,3	0,85	745,37	21,02
1,4	0,77	675,22	22,64
1,5	0,68	596,30	24,25
1,6	0,59	517,38	25,87
1,7	0,51	447,22	27,49
1,8	0,44	385,84	29,10
1,9	0,37	324,46	30,72
2,0	0,31	271,84	32,34
2,2	0,22	192,92	35,57
2,4	0,15	131,54	38,81
2,6	0,10	87,69	42,04
2,8	0,068	59,63	45,27
3,0	0,045	39,46	48,51
3,5	0,016	14,03	56,59
4,0	0,005	4,38	64,68
5,0	0,0	0,0	80,85

 

2.6.Расчет минимальных  расходов воды

Летне-осенний и зимний периоды- это такие периоды, в которые формируется минимальный сток(в период, когда река переходит на грунтовое питание и поверхностный сток имеет наименьшее значение). Под расходами минимального стока понимают 30-суточные (средние месячные) расходы воды расчетной обеспеченности p, устанавливаемой для разных отраслей экономики по действующим СНиП.

Определим  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.

Для расходов воды обеспеченностью p = 80% получаем:

, м³/с;                                     

           , м³/с,  

В данных двух формулах есть две неизвестные: q_80,л-о ,q_80,3 – это модули минимального стока обеспеченностью 80% летне-осеннего и зимнего периодов, значения которых устанавливаем по  картам  минимального  стока [11,  прил.1,  листы 17, 18], то есть  q_80,л-о=1,3л/с*км², q_80,3=1,8 л/с*км.

Необходимо найти также  значение предельной площади водосбора,которая  зависит от природного района  и  расчетного периода. Находим по [11, табл. 31, с.67] Fпр=1200<F=8770. Значит условие выполнено для правильности вычисления последних двух формул, так как Fпр должно для этих формул меньше F.

Для того, чтобы перейти  к расходу другой  обеспеченности Q_p от Q₈₀ можно воспользоваться формулой:

    Q_p = Q₈₀ · λ_p, м³ / с,               

Для этого нам нужно  определить   λ_p( это переходный коэффициент, зависящий от географического района и обеспеченности p, определяется по [11, табл.32, с.68]). Т.к. у нас  район №3, то принимаем λ_p=0,78.             

   м³ / с,

   м³ / с.                                               

Минимальные суточные расходы Q _с,80 вычисляем по формуле

                          Q _с,80 = Q₈₀*К , м³ / с,                                                                                          

В этой формуле К – переходный коэффициент, его значение принимаем по [11, табл.33, с.68]        ( К_л-о=0,74, К_з=0,74). Значит:

               м³ / с,                                             

                           м³ / с, 

Минимальный суточный расход другой обеспеченности вычисляем умножением Q _с,80 на переходный коэффициент λ_p, принимаемый по [11, табл.32, с.68](λ_p=0,78), т.е. получаем :

                Q _с,p = Q _с,80λ_p , м³/c

                 Q _с,pз = Q _с,80λ_p=11,48*0,78=9,11 м³/c

                Q _с,p = Q _с,80λ_p=8,436*0,78=6,58 м³/c

 

2.7.Определение  стока взвешенных наносов

 

Расчету подлежат среднегодовые  расход и объем наносов, расход наносов  обеспеченностью 5%, 25%, 75% и распределение  стока наносов по периодам года –  весеннему и меженному.

Для начала по карте средней мутности определяем значение мутности ρ для данного района №2, ρ=50 г/м³ ( можно выбрать из промежутка 25-50 г/м³).

Тогда средний расход взвешенных наносов

                                          R_o = ρ*Q_o=50*41,66=2083 , г/с,                                      

В этой формуле  Q_o – среднегодовой расход воды, м³/с, вычислен в п.2.1(Q_o=41,66 м³ / с).

Для определения годового расхода наносов обеспеченностью p, %,воспользуемся формулой:

                                       R_р = R_o *К_р, г/с,

где К_р – модульный коэффициент.

Определим значение К_р по кривой распределения, в зависимости от обеспеченности p, коэффициента асимметрии Cs,R, коэффициентa вариации Cv,R.

(К_5%=1,4, К_25%=1,255, К_75%=0,825)

                              C_s,R = 2*C_v,R=2*0,417=0,835                                   

Значение коэффициентa вариации наносов вычисляем по соотношению

                              C_v,R = C_v,Q* К=0,261*1.6=0,417                    

Значение C _v,Q ( коэффициента вариации годового стока воды) берем из п.2.1

(C _v,Q =0,261), а значение коэффициента  К для равнинных рек приблизительно равно 1.6 [15].

                                 

Значения 1,85, 0,58 и -0,825 взяты  по таблице Фостера-Рыбкина по [12] в зависимости от обеспеченности р и Cs,R.

 

3. Расчет водохранилища

Водохозяйственными задачами решается много задач, и одна из них- регулирование стока. При расчетах регулирования используем вероятностные, балансовые методы и их сочетание. В данной курсовой 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

 Эти кривые совмещаются на одном чертеже, рис. 3. Они представляют собой связь объемов воды V, площадей зеркала Ω, средних глубин h*, показателя глубоководности водохранилища a с уровнями в нем Н, т.е.

                           _.

Данные кривые можно будет  построить после того, как посчитаем  таблицу3.1.

Таблица3.1. Расчет координат кривых морфометрических характеристик водохранилища

 

 

 

 

H,м	Ω,км2	ΔH,м	Ώ,км2	∆V	V	h,м
				млн.м3
1	2	3	4	5	6
220,0	0,0	3,0	2,0	6	0,00	0,00
223,0	6,0				6,0	1,0
		2,0	9,053	18,106
225,0	12,5				24,106	1,93
		3,0	20,622	61,866
228,0	30,0				85,972	2,87
		2,0	39,114	78,228
230,0	49,0				164,2	3,35
		2,0	61,541	123,082
232,0	75,0				287,282	3,83
		2,0	94,29	188,58
234,0	115,0				475,862	4,14

 

 

В первой и второй колонке  таблицы3.1 выписаны данные из задания  по курсовому проекту(зависимость  площадей зеркала будущего водохранилища  от уровней воды в нем.

Высота слоя воды ΔH_i равна разности отметок соседних горизонталей(колонка 3 таблицы3.1):

                            ΔH_i = H_i+1 – H_i, м.                                                       

При этом мы принимаем, что водная поверхность водохранилища горизонтальна.

Средняя площадь зеркала  воды между соседними горизонталями(колонка 43 таблицы3.1):

                            , км².                                            

Частичный объем воды в  слое ΔH_i(колонка 5 таблицы3.1):

                                        ΔV = Ω_iΔH_i, млн. м³.                                                    

Колонка 6 таблицы3.1 представляет собой объем воды V для каждой отметки горизонта. чтобы ее посчитать, необходимо последовательно суммировать частичных объемов, начиная с наименьшей отметки Н.

Средняя глубина = V /Ω для данных отметок наполнения и записывается в колонку 7 таблицы3.1.

И теперь по этим данным табл. 3.1 на миллиметровой бумаге можем строить морфометрическую характеристику водохранилища( принимаем вертикальную ось Н для всех кривых общей).(рис 3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2 Установление объемов притока и потребления воды

Для расчета этого пункта мы расчеты сводим в таблицу 3.2. Составим эту таблицу, а ниже опишем эти расчеты.

Таблица 3.2.

Месяцы	Приток		ПотреблениеU,млн. м3	V-U, млн. м3		сумма(V-U), млн. м3	W	S
	Q, м3/с	V,млн. м3		+	-		млн.м куб.
1	2	3	4	5	6	7	8	9
3	66,69	178,73	39,69	139,04		139,04	66,4	72,64
4	116,37	301,40	24,81	276,59		415,63	270,35	72,64
5	35,1	94,07	24,81	69,26		484,89	270,35	69,26
6	7,83	20,28	49,61		29,33	455,56	270,35
7	5,67	15,20	64,50		49,3	406,26	241,02
8	2,97	7,96	59,54		51,58	354,68	191,72
9	1,89	4,90	49,61		44,71	309,97	140,14
10	4,59	12,30	34,73		22,43	287,54	95,43
11	7,56	19,58	34,73		15,15	272,39	73
12	11,07	29,67	34,73		5,06	267,33	57,85
1	6,48	17,37	39,69		22,32	245,01	52,79
2	3,78	9,22	39,69		30,47	214,54	30,47
Контроль 710,68-496,14=484,89-279,35=214,54