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

 

 

 

3.5.3. Потери  воды на образование льда

Приближенное определение  потерь воды, обусловленное оседанием  льда на берегах водохранилища за каждый месяц ледоставного периода, производим по формуле (учитываем мертвый объем W_мо)

                           Δ W_мл = 0,9 · 10^-2(Ω_н – Ω_к)· d_лм = 9ΔΩ d_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_н устанавливаем по объемам воды в водохранилище на начало и конец каждого месяца ледоставного периода с использованием морфометрической характеристики.

Для определения помесячной толщины льда 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 =W_δ/ Ω_δ [1, рис.154]. То есть =154,65/65=2,379.

В данной формуле Ω_δ=65 – площадь зеркала водохранилища, соответствующая объему W_δ. Среднюю толщину льда за каждый месяц d_лм определяем в соответствии со схемой типового нарастания льда на период ледостава в [18,табл.9] в процентах от d_лмах. Значит d_лмах=0,68 см.

Полученные значения помесячных толщин льда в см заносим в табл.3.5.

Таблица 3.5.Типовой ход нарастания толщины льда в озерах и потери воды

на льдообразование

Месяцы ледоставного периода		XII	I	II	III
Средняя за месяц  толщина льда  водохранилища	в % от максимальной	35	65	90	100
	68	23,8	44,2	61,2	68
Потери воды на  льдообразование  , млн. м3		9,272	3,097	13,660	0,000

Окончательно получено:

Δ W_млXII = 9(73-57,85) ·68·10^-3=9,272, млн.м³;

Δ W_млI = 3,097, млн.м³;

Δ W_млII = 13,660, млн.м³;

Δ W_млXII = -21,989, млн.м³;

 

3.5.4. Расчет сезонного регулирования стока

табличным методом с учетом потерь воды

1. Данные о притоке и общем полезном потреблении переносим из табл.3.2 (графы 3, 4) в табл.3.6 (графы 2, 3).
2. В табл.3.6 (графы 4, 5, 6) переносим объемы потерь воды из табл.3.3, 3.4, 3.5.
3. Вычисляем санитарные попуски S’ за каждый месяц:

                                      S’ = 0,75 · К · Q_{min л-0,3}, млн.м³,                               

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

      Q_{min л-0,3} – расходы минимального стока летне-осеннего и зимнего периодов обеспеченностью р = 95%, см. п.2.6. Вычисленные значения S’ размещаем в табл.3.6, графа 7.

4. Устанавливаем суммарное помесячное потребление воды с учетом потерь и санитарных попусков путем суммирования названных объемов, и полученные данные заносим в табл.3.6, графа 8.
5. Выявляем объемы избытков и недостатков воды и заполняем графы 9 и 10 табл.3.6.
6. Принятое значение мертвого объема водохранилища W_мо вносим в строку последнего месяца межени, графа 11 табл. 3.6, 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. 3.6.

 

Таблица 3.6.   Табличный расчет сезонного регулирования стока с учетом потерь воды из водохранилища

                                                                                                                                                                                          

Месяцы	Приток  , млн. м3	Потребление  , млн. м3	Потери воды,  млн. м3			Санитарные  пропуски ,  млн. м3	Потребление  с учетом потерь  и санитарных  пропусков, , млн. м3	,  млн. м3		Наполнение  , млн. м3	Сброс ,  млн. м3
								+	-
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
III	178,73	39,69		2,112		18,31	60,112	118,618
IV	301,40	24,81	0,000	3,864		12,78	41,454	259,946
V	94,07	24,81	0,866	5,394		13,23	44,32	49,75
VI	20,28	49,61	0,448	5,394		12,78	68,23		47,95
VII	15,20	64,50	1,656	5,174		13,23	84,56		69,36
VIII	7,96	59,54	1,454	4,584		13,23	78,818		70,858
IX	4,90	49,61	1,133	3,827		12,78	67,35		62,45
X	12,30	34,73	1,257	3,105		13,23	52,322		40,022
XI	19,58	34,73	0,813	2,602		12,78	50,925		31,345
XII	29,67	34,73		2,320	9,272	18,31	64,632		34,962
I	17,37	39,69		2,168	3,097	18,31	63,265		45,895
II	9,22	39,69		1,963	13,660	16,67	71,983		62,763
∑428,314   ∑554,772										89,22

 

Так как сумма колонки 10 больше чем 9 и разница составляет 126,458, то будем уменьшать значения в колонке 8 на 10,65. В итоге получаем новую таблицу3.6'

 

 

 

Таблица 3.6'.   Табличный расчет сезонного регулирования стока с учетом потерь воды из водохранилища

                                                                                                                                                                                          

Месяцы	Приток  , млн. м3	Потребление  , млн. м3	Потери воды,  млн. м3			Санитарные  пропуски ,  млн. м3	Потребление  с учетом потерь  и санитарных  пропусков, , млн. м3	,  млн. м3		Наполнение  , млн. м3	Сброс ,  млн. м3
								+	-
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
III	178,73	39,69		2,112		18,31	49,462	129,268		128,838	0,43
IV	301,40	24,81	0,000	3,864		12,78	30,804	270,596		270,167	0,43
V	94,07	24,81	0,866	5,394		13,23	33,67	60,4		399,005	0,43
VI	20,28	49,61	0,448	5,394		12,78	57,58		37,3	458,975
VII	15,20	64,50	1,656	5,174		13,23	73,91		58,71	421,675
VIII	7,96	59,54	1,454	4,584		13,23	68,168		60,208	362,975
IX	4,90	49,61	1,133	3,827		12,78	56,7		51,8	302,757
X	12,30	34,73	1,257	3,105		13,23	41,672		29,372	250,957
XI	19,58	34,73	0,813	2,602		12,78	40,275		20,695	221,585
XII	29,67	34,73		2,320	9,272	18,31	53,982		24,312	200,89
I	17,37	39,69		2,168	3,097	18,31	52,615		35,245	176,578
II	9,22	39,69		1,963	13,660	16,67	61,333		52,113	141,333
∑460,264 ∑458,975										89,22

 

4.Определение  расчетного расхода

воды для проектирования водосборных сооружений

 

Величину расчетного максимального  расхода воды Q_р.сб, подлежащего пропуску через сооружение гидроузла, определяем с учетом трансформации половодья или паводка (срезки максимального расхода) за счет временного задержания части объема воды в водохранилище.

Регулирование высокого стока  с использованием емкости водохранилища  производим с целью уменьшения размеров водосборных сооружений и снижения вероятности наводнений в нижнем бьефе.

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 Q*p, а основание – время t, которое вычисляем по объему половодья расчетной обеспеченности V_пол:

                                                                       .                                                              

В свою очередь, объем V_пол определяем планиметрированием площади расчетного гидрографа с учетом масштабов расхода и времени.

                                млн.м³

Объем трансформирующей емкости W_тр определяем различно для водохранилища сезонного или многолетнего регулирования. При сезонном регулировании стока трансформирующая емкость в работе принимается равной полезному объему водохранилища W_плз исходя из предпосылки, что уровень ежегодной сработки равен уровню метрового объема и форсировки уровня не происходит. Отметка гребня водосборных отверстий – на уровне метрового объема.

Величина сбросного расхода Q_рсб определяем по формуле

                м³/с.

   

 

 

 

 

Заключение

  

  В результате выполненных расчетов:

1. подобрана теоретическая кривая распределения на основе имеющихся данных наблюдений(методом моментов). Определение значений годового, максимального и минимального стока на основе сравнения со справочными данными достигают 97%;
2. определили характерные объемы, уровни глубины водохранилища, включая показатели глубоководности при указанных глубинах. Основные параметры водохранилища показали на графике морфометрической характеристики;
3.   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;  
4. показатели регулирования стока водохранилища: