Определение расчетного расхода воды для проектирования водосборных сооружений

 

Расчет  сезонного регулирования  вез учета потерь воды (табл. 5) 

       Расчет регулирования производим по водохозяйственному году, за начало которого принимаем начало многоводного сезона, т.е. граница смены низкого стока на высокий. Наполнение и сброс осуществляются с момента опорожнения водоема вперед по ходу времени в году, начиная с объема W_н = 0. Объем воды в водохранилище на конец каждого месяца вычисляем по формуле 

                                                W_i,k = W_i,н + (V – U), млн.м³,                                      (36) 

где (V – U) – объем избытков или недостатков. Избытки положительные, недостатки отрицательные (графы 5, 6).

      Объем воды в водоеме для  нужд водопотребителей и водопользователей  изменяется в пределах W_н = 0 до W_н = W_плз.

      Полезный объем водохранилища  W_плз определяем путем анализа чередований избытков или недостатков (графы 5, 6) или по разности суммарной кривой

, t – время в месяцах. Последняя строится поданным графы 7.

      По разности суммарной кривой  объемов воды объем водохранилища  W_плз находим по максимальной разности ординат между предыдущей наивысшей и наинизшей точной разностной суммарной кривой (или ломаной)( W_плз=69,91 млн.м³). 

Установление  мертвого объема 

     Мертвый объем W_мо и отметку уровня мертвого объема (УМО) у водохранилищ различного назначения определяем исходя из условий заиления этой части емкости в течение определенного периода, обеспечения напора, судоходства, высоты водоподъема, соблюдения санитарно-технических условий, с учетом требований рыбного хозяйства и др.

     В данной работе мертвый объем принимается W_мо = (0,11−0,33) W_плз , млн.м³, и он должен вмещать в себя объемы взвешенных и влекомых наносов, попадающих в водохранилище за срок его службы, который принимаем равным Т = 50 лет.

     Средний многолетний объем взвешенных  наносов V_R вычислен в п.2.7.

     Объем взвешенных наносов, заполняющий водохранилище за Т лет, определяем по формуле

                           W_взв = V_R(1-δ)Т =47,5*10⁶*(1-0,35)*50=1,08*10⁶,м³,                 (37) 

где δ  – транзитная часть наносов мелких фракций, сбрасываемых из водохранилища в многоводные периоды; в среднем δ = 0,3 – 0,4(принимаем δ =0,35).

       Объем влекомых наносов, заполняющий  водохранилище за Т лет, определяем по формуле  

              ,м³,                  (38)                                    

где β  – отношение плотности влекомых к плотности взвешенных наносов (для равнинных рек β = 0,001+0,1);

      γ_вл - плотность влекомых наносов; γ_вл = 1,5 – 1,8 т/м³(принимаем γ_вл =1,5).

      Объем водохранилища, занимаемый наносами, определяем как сумму 

              W_нан = W_взв + W_вл=1,08*10⁶+0,17*10⁶=1,25*10⁶,м³.                                    (39) 

     Сравнивая значение  (0,11 - 0,33) W_плз=0,25*69,91=4,37 с W_нан=1,25*10⁶ и большее из них принимаем за величину мертвого объема. 

                                    W_мо =4,37   млн.м³.

 

     В объем твердых веществ не  включаем отложения от размыва берегов.  
 
 

3.5. Расчет сезонного  регулирования стока  с учетом потерь  воды

на  испарение, фильтрацию, льдообразование 

3.5.1. Дополнительное испарение

     Дополнительное испарение представляет собой разность между испарением с водной поверхности и с поверхности суши до устройства водоема за один и тот же период времени.

     Норму испарения с поверхности воды за безледоставный период определяем по карте изолиний [1, с.306] или [13, рис.3]: 

                                                        Z_ав =582,50 мм. 

     Обеспеченность высоты слоя испарения  устанавливается по выражению 

                                                    p’ = 100 – p=100−95=5, %,                                        (40) 

где р – обеспеченность стока расчетного маловодного года, которая в данном случае равна 95%.

     Коэффициент перехода от нормы  к испарению в засушливый год  определяем по [1, табл.160]:

                                          К’_р = 1,2. 

      Испарение с поверхности водохранилища  за безледоставный период в засушливый год при расчетной обеспеченности p’ вычисляем как 

                                    Z’_вр =  Z_ов · К_р’=582,50*1,2=699 мм.                                         (41) 

   Распределение испарения с поверхности водохранилища по месяцам за безледоставный период производим по данным табл.6, взятым из [1].

   Норма испарения с поверхности  суши (суммарное испарение) за безледоставный период устанавливаем по карте изолиний [1, с.39] или [13, рис.3]: 

                                        Z_ос =558,33  мм. 

   Принимая коэффициенты вариации и асимметрии кривых обеспеченности с поверхности суши C_v = 0,12, C_s = 2 C_v=2*0,12=0,24 (отсюда находим Ф_р^,_Cs=1,7) , находим модульный коэффициент расчетной      обеспеченности  

                                       К’_рс = Ф_р^,_Cs · C_v +1=1,7*0,12+1=1,204.                                   (42) 

   Испарение с поверхности суши за год расчетной обеспеченности определяется, как 

                                          Z_р^,_c = Z_ос · К’_рс =558,33*1,204=672 мм.                                (43) 

   Распределение испарения с поверхности суши Z_р^,_c по месяцам за безледоставный период производим по данным табл.6. 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Таблица 6 «Расчет дополнительного испарения из водохранилища» 

 

   Величины помесячного расчетного  дополнительного испарения устанавливаем по разности

                                   Z_р^,_дм = Z_р^,_вм - Z_р^,_см , мм.                                                     (44) 

   Их заносим в табл.6 и они являются исходными данными для последующих расчетов.

    Потери воды на дополнительное испарение с зеркала водохранилища определяем для каждого месяца безледоставного периода по выражению

                                                                  _

                                          ΔW_мz = Z_р^,_дм  · Ω_м · 10^-3, млн.м³,                                      (45)

                   _

где Ω_м – средняя за месяц площадь зеркала водохранилища, км².

     Расчетное испарение за период  ледостава принимаем равным нулю.

                                                                                                            _

     Среднюю площадь зеркала водохранилища за каждый месяц Ω_iм определяем по среднему объему воды в водохранилище за этот месяц с использованием ранее построенной морфометрической характеристики, см. п.3.1, рис.3.

     Средний объем воды за месяц  получаем как среднее значение из объемов на начало и конец месяца, выбираемых из табл.5, с учетом полученного мертвого объема W_мо:

                                     _

                                   W_мi = 0,5(W_н.м.i + W_к.м.i )+ W_мо.                                                 (46)

Например, W_мi = 0,5(W_н.м.i + W_к.м.i )+ W_мо=0,5*(16,41+67,76)+4,37=46,46. 

3.5.2. Потери воды на  фильтрацию

     Для определения потерь воды  на фильтрацию используем приближенные нормативы. Для неблагоприятных гидрогеологических условий (в данном случае)(ложе сложено водопроницаемыми грунтами, возможность грунтового питания отсутствует) нормативное значение потерь на фильтрацию за месяц от объема водохранилища (в %) составляет 1,5-3 % .