Определение расчетного расхода воды для проектирования водосборных сооружений

2.8 Ледовый режим  реки 

     Время вскрытия и замерзания  реки, продолжительность ледоходов и прочее по пункту Слоним приведены в таблице. 

Таблица

 

     Сведения о заторах и зажорах  отсутствуют. 

3. Расчет  водохранилища

 

     Необходимость регулирования стока определяется водохозяйственными задачами. При расчетах регулирования используем вероятностные, балансовые методы и их сочетание. В данной работе используется балансовый таблично-цифровой метод применительно к первому варианту правил сезонно-годичного регулирования, когда водохранилище заполняется до отметки нормального подпорного уровня (НПУ), а затем производятся 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 представляют собой  связь объемов воды V, площадей зеркала Ω, средних глубин h*, показателя глубоководности водохранилища a с уровнями в нем Н, т.е.

                                                                                 _

                                             V = f₁ (H), Ω = f₂ (H), h = f₃ (H),                                       (31) 

и совмещаются  на одном чертеже, рис. 3.

     Характеристики используют при  проектировании для выбора отметок  нормативных уровней и отметок  сооружений, для определения границ затопления и др.

     Высота слоя воды ΔH_i равна разности отметок соседних горизонталей: 

                                                  ΔH_i = H_i+1 – H_i, м.                                                       (32) 

     При этом делается допущение,  что водная поверхность водохранилища  горизонтальна.

     Средняя площадь зеркала воды между соседними горизонталями 

                                              , км².                                           (33) 

      Частичный объем воды в слое ΔH_i

                                                            _

                                                 ΔV = Ω_iΔH_i, млн. м³.                                                     (34) 

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

      Характеристику глубоководности а определяем отношением площади пелагиали (с глубинами более 2 м) ко всей площади литорали водохранилища (с глубинами менее 2 м): 

                                                      а  = Ω_Н>2 / Ω_Н<2.                                                         (35)           

 

     Площадь Ω_Н>2 определяем по кривой Ω = f₂ (H) при отметке на 2 м ниже заданной отметки зеркала, а Ω_Н<2 = Ω - Ω_Н>2 .

                                   _

     Средняя глубина h = V /Ω для данных отметок наполнения.

      Результаты расчетов сводим в табл. 4. 

Таблица 4 «Расчет координат кривых морфометрических характеристик водохранилища».

По данным табл. 4 на миллиметровой бумаге строим морфометрическую характеристику водохранилища, т.е. кривые (31); вертикальная ось Н – общая для всех кривых. 

Установление объемов притока и потребления воды 

      Объем притока

      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 принемаем 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.

      Для примера рассчитаем первую  строку(для III-го месяца):

   U_i = U · v₁/100=386,316*7/100=27,04 ,млн.м³,

   U = 31,5 · Q₉₅ · 0,70=31,5*17,52*0,70=386,316 млн.м³.

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

   Таблица 5