1. резерв стока по участкам:
· ВХУ 0 – 3 резерв ВР=5,68
· ВХУ 3 – 2 резерв ВР=9,2
· ВХУ 2 – 1 резерв ВР=15,136
2. дефициты по ВХУ:
· ВХУ 0 – 3 Д=0
· ВХУ 3 – 2 Д=0
· ВХУ 2 – 1 Д=1,55
3. современный ВХБ сводится без дефицита с учетом комплексных водохозяйственных мероприятий по экономии водных ресурсов и регулирования качества воды
4. названные выше резервы используются при проектировании дальнейшего перспективного развития доминирующей отрасли – орошения
5. водохозяйственные расчеты выполняются для створа размещения гидроузла в привязке к расчетным объемам водопотребления (таблица 2)
Используется методика расчета по обобщенным параметрам стока и водопотребления. После завершения водохозяйственного обоснования выполняется:
· ВХБ рекомендуемого варианта с учетом оптимизации проектных решений
· Разрабатываются правила управления запроектированного водохранилища для условий нормальной эксплуатации и в течение пускового периода
· Определяется пропускная способность тракта – переброски
· Технико-экономическая оценка запроектированной ВХС
· Разрабатываются элементы инженерных сооружений в составе ВХС (конструкция гребня плотины, грунтовая плотина)
5.1. Определение расчетной зависимости «емкость водохранилища – гарантированная водоотдача»
Расчет проектного водопотребления обобщенным методом.
Таблица 10. Минимальные расчетные требования Амин, предъявляемые в створе №2 , млн.м3
Месяцы | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 1 | 2 | 3 | Год |
Попуски | 25,7 | 9,3 | 1,4 | 0,4 | 0,6 | 0,7 | 0,7 | 0,8 | 1,3 | 0,8 | 0,7 | 4,3 | 46,7 |
БВ | 0,047 | 0,605 | 1,554 | 1,275 | 1,442 | 0,939 | 0,047 | 0,047 | 0,047 | 0,047 | 0,047 | 0,047 | 6,144 |
Амин | 25,747 | 9,905 | 2,954 | 1,675 | 2,042 | 1,639 | 0,747 | 0,847 | 1,347 | 0,847 | 0,747 | 4,347 | 52,85 |
Под Амин понимается суммарное расчетное водопотребление, которое понимается, как базовая величина для дальнейшего развития отрасли.
Определяем возможности максимального развития отрасли по объему Амакс.
Таблица 11.
Cv | ≤0,3 | 0,3 – 0,5 | >0,5 |
Ψ | 0,95 | 0,85 – 0,9 | 0,8 |
Расчетное водопотребление любой ВХС складывается из полезного водопотребления и потерь стока на дополнительное испарение, фильтрацию как самого водохранилища, таки на сооружения ВХС. Суммарные потери складываются вместе с полезной отдачей, определяя будущую ситуацию хозяйственного использования вод.
Таблица 12. Результаты водохозяйственных расчетов обобщенным методом
Полезная отдача | Потери из водохранилища | Отдача Брутто | Относительная отдача Брутто aбр | Приведенная обеспеченность P , % | Составляющие емкости водохранилища | |||||||
Сверх Амин | ∑ | Фильтрация | Дополнительное испарение | ∑ | Многолетняя Vмн | Сезонная Vсез | Полезная Vплз | Мертвый объем Vмо | Полная емкость Vполн | |||
0 | 52,85 | 0,5 | 0,5 | 1,0 | 53,85 | 0,65 | 77,1 | 0 | 1,99 | 1,99 | 0,9 | 2,89 |
5,15 | 58,0 | 1,0 | 1,0 | 2,0 | 60 | 0,73 | 78,5 | 0 | 6,70 | 6,70 | 0,9 | 7,60 |
10,3 | 63,15 | 1,5 | 1,5 | 3,0 | 66,15 | 0,80 | 79,6 | 12,4 | 13,24 | 25,64 | 1,0 | 26,64 |
15,45 | 68,3 | 2,0 | 2,0 | 4,0 | 72,3 | 0,87 | 80,6 | 16,5 | 18,72 | 35,22 | 1,5 | 36,72 |
20,6 | 73,45 | 2,5 | 2,5 | 5,0 | 78,45 | 0,95 | 81,4 | 37,2 | 22,79 | 59,99 | 2,0 | 61,99 |
25,75 | 78,6 | 3,0 | 3,0 | 6,0 | 84,6 | 1,02 | 82,1 | 74,5 | 27,01 | 101,51 | 2,5 | 104,01 |
17,5 | 70,88 | 2,4 | 2,4 | 4,8 | 75,38 | 0,91 | 80,0 | 26,85 | 20,76 | 48,00 | 1,75 | 50,00 |
Потери на фильтрацию обусловлены:
1. фильтрация через тело плотины и другие сооружения в составе напорного фронта
2. потери через уплотнение затворов
3. фильтрация через основание и береговые примыкания водохранилищного гидроузла
Фильтрационные потери рассчитываются на основе гидрогеологических изысканий и специальных расчетов с учетом гидромеханических свойств грунтов основания. Исходной зависимостью для последующих расчетов является зависимость для момента стабилизации гидравлического режима.
В проекте фильтрационные потери определим в зависимости от свойств основания экспертным методом.
Таблица 13.
Гидрогеологические условия | Величина потерь, см/год |
благоприятные условия | 50 |
суглинки | 50 – 100 |
Неблагоприятные условия | >100 |
Потери на льдообразование определяется по толщине льда, нарастающего в период намерзания. Кроме того, лед, осевший на берегах, сокращает и саму величину регулирующей емкости, снижая эффект регулирования.
Потери на дополнительное испарение.
В практике расчет дополнительного испарения в ряде случаев заменяют расчетом видимого испарения.
i – индекс отрасли
Рi – расчетная обеспеченность i-го потребителя
Определение емкости водохранилища обобщенным методом.
приt – водопотребление лимитирующего периода в долях годового стока
m – объем стока лимитирующего периода в долях годового стока
По данным таблицы 12 строим график зависимости суммарной полезной гарантированной отдачи и ее перспективного прироста от полного объема водохранилища.
5.2 Постановка задачи оптимизации и определение оптимального варианта параметров водохозяйственной системы
В соответствии с постановкой проектной задачи определяется оптимальное сочетание регулирования стока и дотации воды из внешнего бассейна. При этом возможны следующие варианты:
1. вода подается из внешнего бассейна в равномерном режиме, в этом случае требуется буферное водохранилище для перерегулирования графика водопотребления
2. переброска ведется в графике водопотребления
3. вода перебрасывается по каналу
4. вода подается по трубопроводу в соответствующей пропускной способности
Потери по трассе водоподачи принимаем в размере 5% от объема переброски. Окончательно получаем функциональную зависимость между требуемым объемом водоподачи и пропускной способностью канала:
Площадь сечения находим из уравнения неразрывности:
u ,где
u - расчетная скорость в канале
Скорость определяется применительно к равномерному движению формулой Шези:
Гидравлический уклон примем
=0,0005. Гидравлически выгоднейшее сечение канала, скорректированное с учетом удобства строительных работ, выбираем с заложением откосов и значением .Коэффициент шероховатости примем как для оросительного канала в глинистом русле
. Соответственно и расходная характеристика выразятся в виде функций нормальной глубины h следующим образом: м2 м м