Водогосподарський розрахунок водосховища

Таблиця 8. Побудова біномінальної кривої забезпеченості.

У = 30 У = 0 У = 1,56844

Визначивши параметри кривої забезпеченості, переходимо до обчислення її ординат (табл.9), за додатком СН 435-72 (додаток А) встановлюємо значення Ф при С = 2, оскільки ряд спостережень тривалістю 30 років недостатній для обчислення його за формулою, а потім розраховуємо значення і .

С = 2 * 0,233 = 0,47

Таблиця 9. Обчислення ординат кривої забезпеченості.

Теоретичну криву забезпеченості також будуємо на рис.2 на основі даних забезпечення і забезпечених витрат .

4. Визначення припливу води до водосховища

Середній річний стік відповідає 50% забезпеченості. Для визначення річного стоку іншої забезпеченості використовують коефіцієнт варіації, розрахований за даними табл. 8.

Розрахунковий приплив води у водосховищі обчислюємо за формулою:

,

де А - площа водозбору, км (А = 19,5 км2);

Q - середня багаторічна витрата води, визначається за формулою:

,

де М0 - модуль стоку, л/с/км (М0 = 3,7 л/с/км);

Т - кількість секунд у році;

Кр - модульний коефіцієнт забезпеченості Р (Р = 80%), розраховується за формулою:

,

де Фр - нормоване відхилення ординати кривої забезпеченості від середнього значення (число Фостера - Рибкіна).

Обчислення:

Q =

Кр = -0,85 * 0,233 + 1 = 0,802

W = 116683,2 * 0, 802 * 19,5 = 1824808,565 = 1825 тис.

Таблиця 10. Розподіл припливу за місяцями року

5. Побудова графіків морфометричних характеристик водосховищ

Морфометричні характеристики - це залежність площ і об'ємів W водосховищ від глибини води перед греблею Н. Для побудови характеристик визначаємо площі на плані водосховища в горизонталях, окреслені кожною горизонталлю. Скористаємося методом палетки. Переносимо план балки на папір у клітинку розміром 0,50,5 см. Визначаємо найбільш низьку позначку в створі греблі - це буде відмітка 0, після цього підраховуємо кількість клітинок, що вмістили фігуру, обкреслену кожною горизонталлю. Отриманий розмір множимо на ціну поділки кожної клітинки (залежить від масштабу плану). Всі зведемо у табл. 11. За її даними будуємо графіки топографічних характеристик у координатах у та х, відкладаючи по осі у позначки рівнів води в метрах, а по осі х - площу дзеркал водосховища на різних відмітках висоти (одна крива) й об'єми водосховища (інша крива).

Таблиця 11. Морфометрична характеристика водосховища

6. Визначення нормативних рівнів води у водосховищах

До нормативних рівнів води у водосховищі й об'ємів відносять звичайно РМО - рівень «мертвого» об'єму, НПР - нормальний підпертий рівень і ФПР - форсований підпертий рівень. Об'єми води між рівнями називаються відповідно мертвим, корисним, форсованим. «Мертвий» об'єм визначають із наявності значної кількості умов. У нашому випадку їх буде 2:

а) із санітарних умов. Для того щоб не було інтенсивного прогрівання всієї маси води й виникнення умов для розвитку малярійного комара, приймають глибину води біля греблі не менше ніж 2 - 2,5 м. Відповідний цій глибині об'єм і буде «мертвим»;

17,3 + 2,2 = 18,5 м

Wсан = 18 тис. м3

б) із умов замулення водосховища «мертвий» об'єм обчислюють за формулою:

, ,

де - середньо багаторічна каламутність, прийнята для Полтавської обл. 50 - 200 мг/л; за варіантами:

16 варіант - 125 мг/л,

W - річний стік, тис.м3

Т - термін служби водосховища (приймається 50-200 років);

- густина наносів (1,1-1,4т/м).

Обчислення:

WМО = =15206,73804 м3= 15,21 тис. м3

За дійсний об'єм приймаємо більший із двох випадків. За прийнятим «мертвим» об'ємом визначаємо з морфометричних характеристик РМО. НПР звичайно вибирають, виходячи з вимог водоспоживачів, не затоплення цінних земель й об'єктів, мінімального підтоплення територій. У завданні НПР приймається в межах між останньою та передостанньою горизонталями, що огинають контур балки. Далі за графіком морфометричних характеристик визначаємо розмір об'єму й площі дзеркала водосховища при НПР.

Розмір корисного об'єму водосховища:

.

Обчислення:

Wкор = 470 - 15 = 455 тис. м3

Середній об'єм водосховища:

.

Обчислення:

Wср = 15 + 0,5 *470 = 243 тис. м3

За графіком морфометричних характеристик за визначаємо середню площу водосховища.

7. Розрахунок втрат води з водосховища

Основні втрати води, які носять постійний характер, - це втрати на випаровування та фільтрацію.

Утрати на фільтрацію залежать від геологічної будови ложа водосховища, рівня ґрунтових вод, відстані до знижень, що дренують, і глибини. Найбільш простим способом визначення втрат води на фільтрацію вважається спосіб із застосуванням даних водосховища-аналога, котре знаходиться в подібних природних умовах. У таких випадках користуються даними, рекомендованими М.В. Потаповим:

Таблиця12. Норма втрат на фільтрацію

Утрати на випаровування за варіантами, середні за рік, визначені за картами ізоліній, наведено в табл. 13.

Таблиця 13. Середній багаторічний шар випаровування

Дані за варіантами з табл. 13 необхідно перевести із середніх величин у забезпечену величину. Забезпеченість випаровування визначається за формулою:

Ри = 100 - Р,

де Р - забезпечення річного стоку за варіантом (Р = 80%).

Коефіцієнт варіації випаровування змінюється незначно і зазвичай приймається для степової - 0,15.

Обчислення:

Ри = 100 - 80 = 20 %

Переведення середньої величини випаровування в забезпечену здійснюється за формулою:

Ер = Е*К,

де К - визначається за даними Б.Д. Зайкова (К = 1,09).

Обчислення:

Ер = 65*1,09 = 70,85

Далі норму випаровування з конкретного водосховища обчислюють за формулою, в котрій ураховуються місцеві умови,

,

де Кн -- поправковий коефіцієнт на глибину водоймища (Кн = 0,98 );

-- поправковий коефіцієнт на площу водоймища (Кw = 1,11).

Кз - поправковий коефіцієнт на захищеність водойми від вітру деревною рослинністю, будівлями, крутими берегами й іншими перешкодами (Кз = 0,91).

Обчислення:

Е = 70,85*0,98*0,98*1,11 = 75,53 см

Отримана величина Е характеризує прошарок випаровування (у сантиметрах) протягом сезону. Отриманий розмір сезонного випаровування з 1 га площі водойми розподіляємо у середині року відповідно до відсотків внутрішньо річного розподілу випаровування для степової зони, що наведені в табл.13.

Таблиця 14. Розподіл випаровування за місцями року

8. Водогосподарський розрахунок водосховища

Водогосподарський розрахунок водосховища виконують у формі табл.15. У першому стовпчику таблиці записують календарний ряд місяців розрахункового року цифрами. У другому стовпчику вміщують внутрішньо річний розподіл припливу за місяцями з табл. 10.

Третій стовпчик - споживання нетто - заповнюється цифрами споживання, максимум якого припадає на літні місяці. Звичайно, для початку це близько 200 тис. м3 усього за рік із розподілом за літніми місяцями (червень, липень, серпень).

Четвертий і п'ятий стовпчики - це норми втрат, куди вписуються дані на фільтрацію та випаровування.

Шостий і сьомий стовпчики - утрати на фільтрацію та випаровування, котрі отримуємо шляхом добутку норм утрат на середню площу водосховища.

Восьмий стовпчик - споживання брутто -- додають величину споживання нетто до значень утрат на фільтрацію і випаровування. Проведені обчислення перевіряємо шляхом підсумовування річних сум відповідних стовпчиків:

.

Дев'ятий і десятий стовпчики заповнюємо, виходячи з помісячного розрахунку за формулою:

приплив мінус споживання брутто.

Результат із знаком «+» заносять у стовпчик 9, із знаком «-» у стовпчик 10. Підсумовуючи цифри в стовпчиках, виконуємо таку перевірку:

.

Результати лівої та правої частини рівності повинні цілком збігатися. Далі розраховують стовпчики 11 і 13 одночасно, попередньо взявши з морфометричних характеристик дані про об'єм водосховища при НПР (). Потім необхідно перевірити, щоб сума значень стовпчика 10 не перевищувала . Якщо перевищує, потрібно зменшити споживання нетто до прийнятних розмірів.

Знаходимо момент переходу даних у стовпчиках 9 та 10 із знака «-» на знак «+», причому знак «+» має бути найбільшим у сумі. Першу цифру зі знаком «+» переписуємо в стовпчик 11 , наче наповнюючи водосховище. Потім продовжуємо додавати надлишки помісячно, наповнюючи ємність. Якщо в середні місяці зустрічаються надлишки, а в інші - нестача, її віднімають з об'єму водоймища, що наповнюється. Таким чином, останнє наповняють до , надлишки записують у графу 13.

У період нестачі витрачають воду з водосховища. Пройшовши повний оберт по всіх 12-ти місяцях, повертаємося до початку розрахунку. Можливий випадок, коли водосховище може бути не наповнене до . Робочий об'єм до кінця місяця (стовпчик 12) заповнюють шляхом різниці між значеннями повного об'єму кожного місяця (графа 11) і «мертвого» об'єму. Стовпчик 14 містить одну цифру, яка дорівнює сумі викидів (сума даних стовпчика 13).

Споживання з водосховища (стовпчик 15) визначаємо як робочий об'єм водосховища, наявний на початку розрахунку в стовпчику 11 після річного обороту.

Площі дзеркала водосховища (стовпчик 17) установлюємо за морфометричними характеристиками залежно від повного об'єму (стовпчик 11). Потім розраховуємо як середнє по всіх 12-ти місяцях і порівнюємо з , отриманою раніше за . Робимо висновок про помилку, якщо вона є.

9. Визначення максимальних витрат дощових і талих вод

Обчислення максимальної витрати води весняної повені

Розрахункову максимальну витрату весняної повені за даною забезпеченістю Р = 1 % для четвертого класу споруд визначаємо за формулами:

, ,

, ,

де А - площа водозбору, (39 км2);

- залісеність водозбору, (5 %);

- заболоченість водозбору, (17 %);

- прошарок стоку весняної повені, (45 мм);

К - параметр, що характеризує дружність повені й обумовлений звичайно в розрахунках за даними річок-аналогів, можна прийняти для наших розрахунків К = 0,03;

= 1,25 для площ водозбору до 50 км2;

М - коефіцієнт, який ураховує нерівність статистичних параметрів прошарку стоку і максимальних витрат води; при Р = 1 % М = 1;

- коефіцієнт, котрий характеризує вплив озер, водосховищ, приймається =1;

- коефіцієнт, що враховує зниження максимальної витрати води в заліснених басейнах, визначається за вищенаведеною формулою;

- коефіцієнт, що враховує зниження максимальної витрати води в заболочених басейнах, визначається за вищенаведеною формулою;

- коефіцієнт, котрий залежить від типу болота; = 0,6;

- додаткова площа водозабору, що враховує зниження редукції, км, для лісостепової - 2 км2;

- показник ступеня редукції, прийнятий для лісостепової зони - 0,25.

При fл =5% a1=1,0 .

Розрахунки:

1) ;

2) ;

3) ;

4) Qp% = %

Розрахунок максимального стоку води рік дощових паводків

Обчислюємо за формулою граничної інтенсивності стоку

; ;

.

У цих формулах =1 і аналогічний попередньому;

А - водозбірна площа, (39 км2);

=1, перехідний коефіцієнт до іншої ймовірності;

- добовий шар опадів, (169 мм);

- коефіцієнт стоку для рівнинних рік;

і - поздовжній ухил водотоку;

- збірний коефіцієнт стоку для одиничного водозбору (0,14),

- коефіцієнт редукції (1);

- максимальний модуль дощового стоку;

для лісостепової - 60 хв.;

L - довжина водотоку, (17,5 км) ;

m - гідравлічний параметр русла (11);

t - параметр (1/3).

Розрахунки:

1)

2)

3)

Размещено на Allbest.ru