Характеристики водохранилища.

Характеристики водохранилища.

Условие задания.

Построить батиграфические кривые при известных параметрах рельефа местности выше створа гидроузла.

Исходные данные.

Площади водной поверхности водохранилища, соответствующие различным уровням воды (горизонталям), полученным планиметрированием топографического плана:

Отметка Н, м

Площадь,

 

Расчет координат батиграфических кривых водохранилища.

Таблица 1

Уро- вень воды Н, м	Площадь водной поверхности, км^2	Разность уровней ΔНi,м	Объем воды, млн.м^3	Литораль мелководья	Ср. глубина hср ,м
Ωi	Ωср	ΔVi	VHi	Площадь ΩL,км^2	Критерий LΩ	Уровень литорали
		3,33		6,66
					6,66				1,33
	(4)	11,67		23,34			0,75
									1,5
	(2)	29,43		58,86			0,5
					88,86				2,22
	(1,75)	54,31		108,62			0,43
					197,48				2,82
	(1,57)	89,25		178,5			0,36
					375,98				3,42
	(1,36)						0,27
					635,98				4,24
	(1,4)						0,286
					995,98				4,74
	(1,33)						0,25
					1485,98				5,31
	(1,29)						0,22
					2125,98				5,91
	(1,28)						0,217
					2945,98				6,40
	(1,26)						0,207
					3985,98				6,87
	(1,24)						0,19
					5285,98				7,34

 

В графы 1 и 2 вписываем отметки уровня воды и соответствующие им площади водной поверхности водохранилища из исходных данных.

Частичные объемы начиная с уровня воды 100 м можно рассчитывать по упрощенной формуле ΔV_i=[(Ω_i+Ω_i+1)/2]*ΔH_i, а с 90 м до 100 м каждая последующая площадь превышает предыдущую больше чем в 1,5 раза.. Следовательно, используем формулу ΔV_i=1/3(Ω_i+ Ω_i+1+√Ω_iΩ_i+1)ΔH_i. Величины по средней площади вносим в графу 3, принимая, что водная поверхность водохранилища горизонтальная.

Первоначальный придонный объем воды в водохранилище (графа 5) определяем по формуле ΔV_i=2/3* Ω_i*ΔH_i, одно последующее значение – по зависимости ΔV_i=1/3(Ω_i+ Ω_i+1+√Ω_iΩ_i+1)* ΔH_i, а остальные – по упрощенной формуле ΔV_i=[(Ω_i+Ω_i+1)/2]*ΔH_i. В графе 6 последовательно суммируем частичные объемы по формуле V_H=Σ ΔV_i начиная ото дна.

Площадь литорали (графа 7) определяем по формуле Ω_Li= Ω_Hi- Ω_Hi-2, а критерий литорали (графа 8) – по зависимости L_Ωi=Ω_Li/ Ω_Hi.

Средние глубины воды в водохранилище h_ср (графа 10) при соответствующих отметках уровня воды в нем рассчитываем по формуле
h_ср = V_Hi /Ω_Hi.

 

По данным таблицы строим батиграфические кривые. Построения кривых принимаем таким, чтобы кривые не пересекались, а линии, соединяющие концы кривых V=V(H), Ω=Ω(H), L_Ω= L_Ω(H) и
h_ср= h_ср(H),составляли бы с осью абсцисс угол 30…60º.

 

Расчет мертвого объема.

Условие задания:

Определить мертвый объем водохранилища из условий выполнения санитарно – технических требований и допустимого срока заиления.

Исходные данные:

По санитарно- техническим условиям средняя глубина должна быть не менее 2,5 (м). По батиграфическим кривым видно, что при (м), , при котором ,

Удовлетворительное качество воды обеспечивается, если критерий литорали (мелководья) . – требуемое условие не выполняется. Примем , при этом ,
.

Проверим найденный объем на условие заиления его наносами. Объем заиления за год найдем по формуле:

где – среднемноголетний объем наносов, отложившихся в водохранилище за год (м³); среднемноголетняя мутность =450 г/м³;
– среднемноголетний объем годового стока равен ; транзитная часть наносов =0,2; донная часть наносов m=0,3; объем отложений =1080 кг/м³; доля органических продуктов в верхнем бьефе е=0,2.

Время заиления .

Нормативный срок службы водохранилища – 100 лет.

, .

Таблица для вычисления слоя потерь из водохранилища.

Таблица 9.

Месяц	Ф, мм	ЕВ, %	Е100-р, мм	Х, мм	ХР, мм	Е∂= Е100-р- ХР	П, мм
			29,34		34,98	–
			156,48		46,905	109,575	139,575
			215,16		57,24	157,92	187,92
			205,38		66,78	138,60	168,60
			185,82		50,085	135,735	165,735
			117,36		43,725	73,635	103,635
			58,68		44,52	14,16	44,16
			9,78		45,315	–
		–	–		50,085	–
		–	–		51,675	–
		–	–		41,34	–
		–	–		38,955	–
За год					562,065	629,625	989,625

 

Перечисляем месяцы (графа 1).Записываем слой потерь воды на фильтрацию через ложе водохранилища и подпорное сооружение за месяц. При средних гидрогеологических условиях он составляет 30 мм (графа 2).

Для лесной зоны для безледоставного периода записываем процентное распределение среднемноголетнего слоя испарения (графа 3). Пользуясь формулой Е_В=Е₂₀К_НК_ЗК_Ω, по карте изолиний находим испарение с водной поверхности водохранилища. Для района проектируемого водохранилища Е₂₀=660мм поправочный коэффициент (при h_ср=3,2):

;

К_З=0,96 для h_З/D=0,0021; К_Ω=1,26.

Тогда мм.

Модульный коэффициент испарения:

Годовое испарение 85 % обеспеченности составляет:

Е_В* К_100-р = 843,33*1,16 = 978,26 ≈ 978 мм.

Для определения расчетной 85% обеспеченности осадков заносим в графу 5 среднемноголетний слой осадков; ее годовая сумма равна 707мм. По таблице П 8 (С_S≈3С_V) для С_V=0,2 и обеспеченности 85% модульный коэффициент . Определяем расчетный годовой слой осадков Х_Р=707*0,795=562,065 мм; помесячно определяем расчетные слои осадков; проверкой служит их сумма: она должна быть равна 562,065 мм – расчетному 85% слою осадков в году (графа 6).

Для заполнения графы 7 производим суммирование графы 4 и 6, при этом отрицательные значения в расчет не принимаем.

Суммируем слои потерь на фильтрацию через ложе водохранилища и водоподпорное сооружение Ф и слои дополнительных потерь на испарение расчетной обеспеченности Е_∂ по формуле П=Ф+Е_∂ за каждый месяц
(графа 8).

Строим график суммарных потерь из водохранилища (рис. 5).

 

Вывод.

По данным гидрометрических наблюдений р. Талой, с помощью построения эмпирической и аналитической кривой обеспеченности средних годовых расходов воды (), был выбран расчетный (1946) год.

Приняли средний годовой объем стока: .

По топографическим данным построили батиграфические кривые, по ним в свою очередь, рассчитали срок заиления – 178,6 лет и мертвый объем водохранилища:

.

Также было рассчитано водопотребление населенного пункта
(10 тыс. чел.).

Полезный и полный объемы водохранилища с учетом потерь:

,

.

Время сброса и сбросные расходы:

.

 

 

Список использованной литературы:

1. Сапцин В. П. Гидрология и регулирование стока: практикум / В.П. Сапцин.-Йошкар-Ола: Марийский государственный технический университет, 2007.-112с.

 

 

Характеристики водохранилища.

Условие задания.

Построить батиграфические кривые при известных параметрах рельефа местности выше створа гидроузла.

Исходные данные.

Площади водной поверхности водохранилища, соответствующие различным уровням воды (горизонталям), полученным планиметрированием топографического плана:

Отметка Н, м

Площадь,