.
На рис. 1 показаны батиграфические кривые водохранилища (прилагается).
2 Определение минимального уровня воды УМО.
Минимальный уровень воды соответствует уровню мертвого объема УМО. Мертвый объем водохранилища расположен ниже уровня наибольшего возможного опорожнения водохранилища и необходим для его нормальной эксплуатации.
Мертвый объем определяют из ряда условий:
а) санитарно-технических;
б) заиления;
в) из условий обеспечения командования над оросительными каналами;
г) из условия напора на ГЭС;
д) из условия судоходства;
е) из условия рыбоводства.
В нашей работе требуется определить мертвый объем водохранилища, исходя из санитарно-технических условий. Для обеспечения нормального качества воды и глубин нормами принимаются hср 2,5 м и .
По кривой Нср=Нср(Н) (рис. №1) для Нср=2,5 м определим УМО=225,5 м абс. и соответственно этой отметке по V=V(Н) определим Vмо=85 млн.м3. Задаемся Lлитораль=0,35 и определяем соответственно мертвый объем=175 млн.м3 при отметке УМО=227,5.
3. Расчет водохранилища сезонно-годичного регулирования стока.
Сущность сезонного регулирования стока состоит в накоплении воды в водохранилище в многоводные периоды года с целью покрытия недостатков в притоке над потреблением в маловодные периоды.
Отличительной особенностью сезонного регулирования является использование стока только в пределах одного водохозяйственного года, причем размер потребления ниже расчетного стока заданной вероятности превышения.
В прямой задаче находят полезную емкость водохранилища при известном притоке, плановой отдаче, величинах потерь воды и начальном наполнении. Период, в течение которого происходит заполнение емкости, называется периодом накопления, а периодом частичного или полного опорожнения соответствует сработка. Избытки стока над потреблением сбрасываются без использования на полезные цели в нижний бьеф и называются холостыми сбросами.
Полезный объем водохранилища определяют путем сопоставления расчетного стока и полезной отдачи. Расчетный гидрограф, выраженный в объемах месячного стока (млн. м3) – это результат расчета внутригодового распределения стока методом компоновки. (табл. №2).
Анализируя данные, замечаем:
1) что в VIII месяце W<U, следовательно, необходимо регулирование стока;
2) так как W года >U года, то достаточно сезонного регулирования стока;
3) избытки (∆b) непрерывно продолжаются с сентября по июль и в сумме составляют 1833,46 млн.м3, недостаток стока (∆d) наблюдается только в августе и составляет 17,18 млн.м3.
Чередование периодов накопления и последующей сработки называется тактом работы водохранилища. В рассматриваем примере водохранилище наполняется и опорожняется 1 раз и по характеру работы является однотактным.
Рис. №3
Начало расчетного водохозяйственного года приходится на момент, когда приток начинает превышать потребление; в нашем случае – с сентября месяца.
Так как недостаток притока (∆d) есть единственный в течение года, то его величина дает нам необходимый полезный объем нашего водохранилища, т.е. Vплз=17,18 млн.м3.
Полный объем водохранилища определим:
Vплн= Vнпу= Vплз+ Vмо= 17,18+ 175 = 192,18 млн.м3.
Высотная отметка нормального подпорного уровня Ннпу определим по кривой объемов V =V(H), Ннпу =228 м абс.
|
Данные для определения характера работы водохранилища |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица №2 |
||||
|
Месяцы |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
Год |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
|
Приток млн м. куб. р. Сура с. Кадышево при Р=80% |
125,99 |
92,29 |
125,99 |
144,44 |
1 190,78 |
293,81 |
154,31 |
132,82 |
128,36 |
105,75 |
115,75 |
125,99 |
2 736,28 |
|
Плановая отдача U , млн.м. куб. |
40,00 |
40,00 |
40,00 |
40,00 |
150,00 |
150,00 |
150,00 |
150,00 |
40,00 |
40,00 |
40,00 |
40,00 |
920,00 |
|
Избыток (+) или недостаток (-), млн. м. куб. |
85,99 |
52,29 |
85,99 |
104,44 |
1 040,78 |
143,81 |
4,31 |
-17,18 |
88,36 |
65,75 |
75,75 |
85,99 |
1 816,28 |
4. Определение режима работы водохранилища балансовым таблично-цифровым расчетом.
Расчет производится по месячным интервалам времени для водохозяйственного года при заданных условиях регулирования.
Расчет проходит в два этапа:
– предварительный (без учета потерь воды на испарение и фильтрацию);
– окончательный (с учетом последних).
В графе (6) в 1-й строчке выписываем мертвый объем Vмо=175 млн.м3.
Далее по ходу времени, т.е. на конец последующего месяца, вычисляем фиктивные наполнения, не ограниченные заданными пределами Vнпу и Vмо в виде Vф =Vн +(Wp-U).
Если Vф≥ Vнпу,, в графе (6) записываем Vнпу; избыточный объем воды Vф- Vнпу=S направляем на сброс (графа 7).
Если Vф< Vнпу и Vф> Vмо, то Vк= Vф.
Если Vн= Vмо, то Vк= Vмо. (Vн – наполнение на начало месяца, Vк– на конец месяца).
В конце последнего месяца получаем Vк= Vмо.
Суммарный годовой объем сброса равен разности годовых объемов стока и полезной отдачи.
Расчет приведен в таблице № 3.
По второму варианту правил регулирования проводят против хода времени, начиная с последнего месяца водохозяйственного года, ниже которого в графу (8) записываем Vк= Vмо.
Vн =Vк -(Wp-U).
Дефициты стока прибавляем, избытки – вычитаем, сбросы осуществляем при мертвом объеме. При этом выполняются следующие условия:
1) если Vн <Vнпу,, то Vк= Vн;
2) если Vн >Vнпу, то Vк= Vнпу;
3) если Vн >Vмо, то Vк= Vмо, а разность Vмо- Vн= S (имеет место сброс).
Контроль вычислений сумма Wp- суммаU= суммаS.
Второй этап расчета включает определение потерь.
Средний объем вычисляется:
Vср=(Vн+Vк)/2.
Среднюю площадь зеркала находим по топографической характеристике (рис.№1) в зависимости от среднего объема.
Далее находим полезный объем водохранилища с учетом потерь по правилам, изложенным выше.
V/плз=34,9 млн. м3.
Дальнейший расчет аналогичен рассмотренному ранее.
V/нпу=209,9 млн. м3.
|
Расчет водохранилища сезонного регулирования (объемы стока, отдач, потерь и наполнений в млн. м3) |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица №3 |
||
|
№ п/п |
Месяц |
Расчетный сток (Wp) |
Плановая отдача (U) |
Наполнение БЕЗ УЧЕТА ПОТЕРЬ |
|||||
|
Сток минус отдача |
1-й вариант |
2-й вариант |
|||||||
|
+ |
- |
V |
C |
V |
C |
||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
175,00 |
- |
||||||||
|
1 |
IX |
128,36 |
40,00 |
88,36 |
|
192,18 |
71,18 |
175,00 |
88,36 |
|
2 |
X |
105,75 |
40,00 |
65,75 |
|
192,18 |
65,75 |
175,00 |
65,75 |
|
3 |
XI |
115,75 |
40,00 |
75,75 |
|
192,18 |
75,75 |
175,00 |
75,75 |
|
4 |
XII |
125,99 |
40,00 |
85,99 |
|
192,18 |
85,99 |
175,00 |
85,99 |
|
5 |
I |
125,99 |
40,00 |
85,99 |
|
192,18 |
85,99 |
175,00 |
85,99 |
|
6 |
II |
92,29 |
40,00 |
52,29 |
|
192,18 |
52,29 |
175,00 |
52,29 |
|
7 |
III |
125,99 |
40,00 |
85,99 |
|
192,18 |
85,99 |
175,00 |
85,99 |
|
8 |
IV |
144,44 |
40,00 |
104,44 |
|
192,18 |
104,44 |
175,00 |
104,44 |
|
9 |
V |
1 190,78 |
150,00 |
1 040,78 |
|
192,18 |
1 040,78 |
175,00 |
1 040,78 |
|
10 |
VI |
293,81 |
150,00 |
143,81 |
|
192,18 |
143,81 |
175,00 |
130,94 |
|
11 |
VII |
154,31 |
150,00 |
4,31 |
|
1+92,18 |
4,31 |
187,87 |
- |
|
12 |
VIII |
132,82 |
150,00 |
|
17,18 |
175,00 |
- |
192,18 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
175,00 |
- |
|
ИТОГО: |
2 736,28 |
920,00 |
1 833,46 |
17,18 |
2 463,98 |
1 816,28 |
2 305,05 |
1 816,28 |
|
|
|
Vмо=175 млн.м куб. |
|
|
||||||
|
|
Р%=80% |
|
|
||||||
|
|
Vплз=17,18 млн. м. куб. |
Vнпу =192,18 млн.м. куб. |
|
|
|||||
