Гидрологические и водохозяйственные расчеты при регулировании стока

Гидрологические и водохозяйственные расчеты при регулировании стока.

Компания НормаПроект осуществляет гидрологические расчеты, которые необходимо для проектирования водоснабжения населенных пунктов, а так же проектирование водоснабжения населенных пунктов. Сотрудники нашей компании в кратчайшие сроки выполнят для Вашего объекта гидрологические расчеты и проект водоснабжения, а также согласуют проектную документацию. Так же мы можем быть Вашим партнером или субподрядчиком.

Естественное распределение речного стока на протяжении годового периода на на наших реках крайне неравномерно. Большая часть стока проходит в период весенних половодий или дождевых паводков. В период межени расходы рек значительно уменьшаются (вплоть до полного пересыхания при малых водосборах и в южных регионах). Весьма неравномерно и многолетнее распределение стока. Обеспеченность среднемесячных расходов (как правило, минимальных бытовых расходов Qмин - меженных (см.рис), принимаемая в зависимости от категории системы водоснабжения, изменяется от 95% до 85% для I и III категории, соответственно. При потенциальной опасности выхода ситуации за пределы расчетной обеспеченности возникает необходимость регулирования стока.

гидрологические расчеты

Рис. Восточноевропейский подтип режима расходов (р. Волга - г. Калинин)

Под регулированием речного стока понимают мероприятия по искусственному перераспределению стока во времени путем создания регулирующих объемов, например, в виде прудов и водохранилищ. Необходимость того или иного вида регулирования или отсутствие необходимости в таковом выясняют расчетом, исходя из следующих рассуждений.

1. Если минимальный бытовой расход Qмин соответствующего месяца года больше максимального потребления за этот период - Rмакс, необходимость регулирования отпадает, т.к. потребленная отдача обеспечена бытовым стоком.

2. Если имеет место неравенство Qмин < Rмакс то необходимо сезонное или многолетнее регулирование.

Достаточность сезонного регулирования определяется соотношением EQp%>U, где EQp%-годовой объем стока в тыс. м3 заданной процентной обеспеченности P; U - полная отдача (или убыль) воды из водохранилища в тыс. м3 в год, при этом U = mR, где т - коэффициент потерь, колеблется в пределах 1,3-1,5; R - потребленная отдача водохранилища, тыс.м3 в год. При наличии соотношения EQp>U, необходимо многолетнее регулирование, т.к. в данном случае для обеспечения допотребления надо запасать воду за предыдущие многоводные годы. По продолжительности периода регулирования можно различать следующие виды регулирования: а) суточное; б) недельное; в) краткосрочное непериодическое; г) сезонное (или годичное); д) многолетнее; е) смешанное. Объем водохранилища определяется местными условиями и нужно найти величины потребления, возможные при этом объеме. Основными элементами водохозяйственного расчета являются: - расчетный бытовой приток; - полезное водопотребление; -характеристики водохранилища; - потери на испарение; - потери на фильтрацию; - характеристики заиливания. Установление этих элементов - это большой комплекс полевых, камеральных и проектных работ, включающий, в зависимости от конкретной гидрологической обстановки следующие этапы: - оценку топографических, гидрографических, геологических и гидрогеологических условий бассейна водотока и выбор места створа регулирующего сооружения; - изучение водного режима водотока, учет влияния на этот режим вышерасположенных водопотребителей и водопользователей с целью оценки водных ресурсов и их
характеристик; - учет водопотребителей и водопользователей, режима водопотребления и водо-
водопользования; - учет потерь воды на испарение и фильтрацию; - сопоставление объема и режима притока с характером и объемом водопотребления; - расчет нормативных уровней и объемов при регулировании стока; - расчет регулирования паводочного стока, определение форсированных уровней и объемов, сбросных расходов и экономически наивыгоднейших размеров сбросных сооружений. Конечной целью расчета является: 1) назначение характерных горизонтов водохранилища, определяющих размеры плотины; 2) установление режима работы водохранилища.
Основной размер плотины - ее высота - определяется после назначения характерных горизонтов перед плотиной . Предельно наинизший горизонт (ГМО) перед плотиной отделяет так называемый мертвый объем. Мертвый объем определяют из ряда условий: а) санитарно-технических и гидрохимических; б) заиления; в) условий водоснабжения; г) ирригации; д) напора на ГЭС; е) условий судоходства; ж) условий рыболовства. Над ним в водохранилище располагается тот полезный объем, накопление которого и является целью устройства водохранилища, сооружаемого для нужд водоснабжения. Горизонт воды, отвечающий верхней границе полезного объема, называют нормальным подпорным горизонтом или уровнем (НПГ). Полезный объем вместе с мертвым объемом составляют полный объем водохранилища. Важнейшей исходной информацией, необходимой при решении водохозяйственных задач являются топографические характеристики водохранилищ, представляющие зависимости геометрических параметров водохранилища от отметок уровня наполнения (высотные характеристики) либо объемов наполнения (объемные характеристики). Топографические характеристики водохранилища представляют в форме таблиц или графически в виде кривых площади зеркала, объемов, средних глубин, площади мелководий (кривые литорали), длины водохранилища, его ширины и длины береговой линии, в функции уровней (H) либо объемов наполнения (V).Основными топографическми характеристиками являются кривые площадей и
объемов. Их применяют при выборе возможных отметок нормального подпорного уровня, водохозяйственных расчетах, определении расчетных уровней и объемов водохранилищ. Чаще используют высотные топографические характеристики. Кривая площадей F =f(H) строится по материалам топографической съемки территории ложа водохранилища, планиметрированием и последовательным суммирование площадей между соседними горизонталями. Чтобы получить кривую зависимости объемов V -f(H) , определяют объемы по слоям:

гидрологические расчеты

где Fn и Fn+1 - площади зеркала водохранилища при отметках H и (H+ I), м2. Кривая объемов набирается последовательным суммированием объемов отдельных слоев, начиная с самой низшей точки. Средние глубины для построения кривой hcp = f(H) рассчитываются по отношению объемов и площадей при одной и той же отметке H:

гидрологические расчеты

При экологической оценке условий эксплуатации водохранилища, планировании водоохранных, рыбохозяйственных мероприятий расчитывается и строится кривая связи площадей мелководных прибрежных отсеков и объемов воды в них при нормальном подпорном уровне. Достаточно наглядны в этих случаях и так называемые кривые критерия литорали LF, отражающие зависимость LF =f(H). Литораль - это мелководная зона водохранилища, где глубины не превышают 2 м. Lf=Fl/Fn,м2 г де Fl - площадь литорали, определяемая как разность площади зеркала водохранилища при отметке уровня H и площади зеркала при отметке H- 2, м2, т.е. Fl=Fh-Fh-2

Пример расчета

Необходимо вычислить параметры водохранилища как функции отметок уровня воды в нем. Построить батиграфические кривые. Исходные данные: результаты планиметрирования площадей, ограниченнных отметками горизонталей (уровней) в рассматриваемом створе, помещенные в графах 1 и 2 табл.

гидрологические расчеты

Источник: "Проектирование систем и сооружений" Журба М.Г., Соколов Л.И., Говорова Ж.М. 2-е издание.

Категория: