Водохозяйственный расчет водохранилища (стр. 1 из 3)

Курсовая работа

Тема:

«Водохозяйственный расчет водохранилища»

Уссурийск, 2010 г.

1. Первичный расчет водохранилища

1.1 Расчет и построение батиграфических характеристик водохранилища

В процессе водохозяйственных расчетов водохранилища использую ряд характеристик. В первую очередь – это батиграфические кривые, по которым: строится график зависимости объема водохранилища от уровня воды в нем V_н=f(H), и график зависимости площади зеркала водохранилища от уровня в нем ω =f(H).

Таблица 1. Расчет координат батиграфических и объемных кривых водохранилища

Уровень воды Н, м	Площадь зеркала w, км2	Разность уровней воды ΔН, м	Объем воды млн., м3		Средняя глубина воды hср, м	Литораль
			ΔV	Vн		Swл, км2	Категории Lw
1	2	3	4	5	6	7	8
56	0	2	1.06	0	0	0	-
58	0.8	2		1.06	1.33	0.8	1
			2
60	1.2	2		3.06	2.55	0.4	0.3
			3
62	1.8	2		6.06	3.37	0.6	0.33
			4.6
64	2.8	2		10.66	3.81	1	0.36
			6.8
66	4	2		17.46	4.37	1.2	0.3
			9
68	5	2		26.46	5.29	1	0.2
			10.6
70	5.6	2		37.06	6.62	0.6	0.11
			11.6
72	6	2		48.66	8.11	0.4	0.07

Порядок расчета таблицы:

1) В 1 колонку записываем расчетные уровни H_i;

2) Во 2 колонку записываем площадь зеркала;

3) В 3 колонку записываем разность расчетных уровней;

4) В 4 колонке определяем частичные объемы, заключенные между расчетными уровнями ΔV, т.е. объемы воды заключенные между сложными уровнями воды, при этом для первого слоя:

ΔV1 = ⅔ *ω₂*ΔH (млн. м³)

Для остальных слоев ΔV считается:

ΔV = ΔH* ωi + ωi+1 (млн. м³)

5) В 5 колонку записываем объем наполнения водохранилища V_н, путем последовательного суммирования 4 колонки (ΔV).

6) 6 колонку рассчитываем значение средней глубины h_ср:

hср=Vнi/ωi (м)

7) Определяем характеристики литорали:

Литораль – это мелководная зона водохранилища, в прибрежной полосе (глубина менее 2 метров).

а) Определяем площадь литорали (7 колонка)

ωLi = ωнi –ωнi-2

б) Рассчитываем значение критерия литорали (8 колонка)

Lωi = ωLi/ ωi

По результатам таблицы строится график (рис. 1.)

По данным 1 и 2 колонок чертим кривую площади зеркала ω =f(H).

По данным 1 и 5 колонок чертим кривую объема воды V_н = f(H).

По данным 1 и 6 колонок строим график средних глубин h_ср = f(H).

По данным 1 и 8 колонок строим график кривой литорали L =f(H).

1.2 Определение мертвого объема водохранилища

Порядок расчета:

1) Определяем параметры мертвого объема исходя из санитарно-технических условий.

Согласно этим условиям средняя глубина должна быть не менее 2,5 метра.

h_ср > 2,5 м

H_мо = 59,75 м

V_мо =3 млн. м³

2) Проверяем установленные параметры мертвого объема на соблюдение условий по качеству воды L_w ≤ 0,35

В нашем случае L_w=0,39

Вывод: При данных параметрах мертвого объема качество питьевой воды не соблюдается и параметры мертвого объема надо пересчитать.

Мертвый объем V′_мо = 3.15 млн. м³, уровень H′_мо = 59.9 м.

3) Проверяем величину мертвого объема на заиление.

Для малых водохранилищ срок заиления мертвого объема должен быть не менее 50 лет.

а) Определяем среднегодовой объем отложений наносов

V_H =

– мутность воды, она равна 600 г./м. куб.

– средний многолетний объем годового стока, она равна 180 млн., м. куб.

– плотность донных отложений, она равна 0,85 т/м. куб.

– доля донных наносов, она равна 0,18

– транзитная часть наносов, она равна 0,25

б) Определяем срок заиления.

t_з = V_MO/V_H = 3,15*10⁶/0,12=26,25 (лет)

При этих параметрах условия на заиление не выполняются и параметры мертвого объема нужно уточнить.

V_мо = V_н *50=0,12*50= 6 млн. м³

Определяем уровень мертвого объема.

H_мо = 62 м.

V_мо = 6 млн. м³

За основу расчета мертвого объема принимаю: H_мо=67,5 м

Vмо =6 млн. м³

1.3 Определение суммарного объема потерь воды из водохранилища

Суммарные потери воды из водохранилища состоят из потерь на фильтрацию и на дополнительное испарение.

П = Ф+E_д, (мм./мес.),

Где Ф – потери на фильтрацию,

Е_д – потери на дополнительные испарения.

Годовая величина дополнительных потерь на испарение (Е_д год).

Е_дг = К_ре* Е_д – К_рх* Х_в (мм/год)

Е_в – средне многолетнее испарение с водной поверхности за год

Х_в – средне многолетнее годовое количество осадков 500 мм.

К_ре и К_рх – модульные коэффициенты испарения и осадков.

Расчет Е_в – производится по формуле: Е_в = Е20*К_н*К_д*К (мм./год)

Е20 – годовое испарение с испарительного бассейна площадью

Эту величину определяем по карте и она равна 500 мм.

К_н – поправочный коэффициент на глубину водоема К_н =0,98

К_д – поправочный коэффициент на защищенность водоема К_д = 0,7

К _ω – поправочный коэффициент на площадь водоема К _ω=1

При обеспеченности осадков К_р%=90%, Кр_х = 731 мм.

Е_в = 500*0,98*0,7*1=343 мм.

Р_е = 100-Рх = 100–90=10%

К_ре=1,19

Е_д = К_ре* Е_в* К_рх* Х_в = 1,19*343 – 0,731 * 500 = 42.67 мм.

П = Ф+Е_д =90+42,67=132,67, мм

Дальнейший расчет ведем в табличной форме, таблица 2.

Таблица 2. Вычисление суммарного слоя воды из водохранилища

Месяц	Слой потерь на фильтрацию Ф, мм.	Слой испарений		Слой осадков		Слой дополнительных испарений Ед= Е100-р – Хр	Суммарный слой потерь П, мм
		Ер, %	Е100-р, мм	Х, мм	Хр, мм
1	2	3	4	6	7	8
01	90	-	-	6	4	-	90
02	90	-	-	8	6	-	90
03	90	-	-	12	9	-	90
04	90	3	12	30	22	-	90
05	90	16	75	40	29	36	126
06	90	22	90	70	51	39	129
07	90	21	86	90	66	20	110
08	90	19	78	100	73	5	95
09	90	12	49	100	73	-	90
10	90	6	24	90	66	-	90
11	90	1	4	40	29	-	90
12	90	-	-	20	15	-	90
За год	1080	100	418	606	443	100	1210

Таблица 3. Расчет объемов потерь из водохранилища (Vп)

Месяц	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
П, мм	90	90	90	90	126	129	110	95	90	90	90	90
П, млн., м	0.54	0.54	0.54	0.54	0.76	0.77	0.66	0.57	0.54	0.54	0.54	0.54

П = 0,001* П * w, (млн. м³)

По данным этой таблицы чертится график (рис. 2.)

2. Расчет водохранилища сезонно-годового регулирования стока балансовым методом

2.1 Установление режима работы водохранилища

Расчет регулирования по методу прямой задачи начинаем с предварительных расчетов, которые должны установить:

– необходимость и возможность сезонного регулирования;

– режим работы водохранилища и величину полезного объема;

– начало водохозяйственного года.

Установление необходимости, возможности режима работы водохранилища и сезонного регулирования стока.

Для этого строим вспомогательную таблицу 4.

Таблица 4. Данные для определения режима работы водохранилища

месяц	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	Год
Wр, млн. м. куб	3	2	3	8	12	10	8	7	6	4	4	3	70
U, млн. м. куб.	4	4	4	4	4	4	4	4	4	4	4	4	48
Wр-U	-1	-2	-1	4	8	6	4	3	2	0	0	-1

1) Устанавливаем необходимость сезонного регулирования стока, так как в январе, феврале, марте, ноябре, декабре отдача превышает сток, то необходимо сезонное регулирование стока.