Размещено на http://www.allbest.ru/

Водохранилище сезонно-годичного регулирования. Пояснительная записка / Стешиц А. В. гр.В-92- Брест.:2011 - с.: таблиц, источника.

Ключевые слова: река, норма стока, водохранилище, водосброс, расчетная обеспеченность, объем, фильтрация, испарение, год. Содержит результаты гидрологического расчета и водохозяйственных расчетов. В гидрологическом расчете определили средние многолетние величины годового стока с заданной вероятностью превышения, рассчитали внутригодовое распределение годового стока; в водохозяйственных расчетах построили топографические характеристики водохранилища, определили объем заиления и потерь воды из водохранилища, определили полезный объем водохранилища.

Содержание

Введение

1. Определение основных исходных данных для расчёта водохранилища сезонно-годичного регулирования

2. Определение данных и построение объёмной и топографических характеристик водохранилища

3. Вычисление мёртвого объёма и потерь воды из Водохранилища

4. Расчёт полезного объёма водохранилища сезонно-годичного регулирования с учётом потерь

Заключение

Список литературы

Введение

Гидрология суши подразделяется на гидрографию, гидрометрию, общую гидрологию, инженерную геологию.

Регулирование речного стока - наука о распределении речного стока с учетом развития различных отраслей экономики.

Значение гидрологии и регулирования стока определяется следующими задачами водного хозяйства: учет, изучение, использование, охрана водных ресурсов, а также борьба с вредными действиями вод. Регулирование речного стока достигается созданием водохранилищ, откуда вода поступает на различные цели в тот период, когда естественного стока реки не достаточно. В данной курсовой работе рассматривается водохранилище сезонно-годичного регулирования.

Водохранилище - это искусственный водоем, образованный водоподпорным сооружением на водотоке с целью хранения и регулирования стока воды. Наиболее типичная форма водотоков на земле - река- водоток значительных размеров, питающийся атмосферными осадками со своего водосбора и имеющий четко выраженное русло.

Водотоком в моём случае является река Вить.

водохранилище мёртвый объём потеря

1. Определение основных исходных данных для расчёта водохранилища сезонно-годичного регулирования

Определение нормы годового стока

Определим годовой расход воды вероятностью превышения (Р) равной 95 % с расчетом параметров кривой распределения методами наибольшего правдоподобия, моментов и графоаналитическим методом для р.Вить - с.Борисовщина. Исходный ряд приведен в таблице 1.

Таблица 1 - Годовые расходы воды в р.Вить - г.Борисовщина за 1947-1961 г.

№ п/п	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Год	1947	1948	1949	1950	1951	1952	1953	1954	1955	1956	1957	1958	1959	1960	1961
Q, м3/с	0,97	1,78	0,95	1,60	1,43	0,43	3,32	0,84	2,47	1,60	2,12	4,91	2,40	0,39	1,03

Ряд наблюдений по реке-аналогу р.Уза- с. Прибор в таблице 2.

Таблица 2 - Годовые расходы воды в р.Уза- с. Прибор за 1947-1981 г.

Для продления короткого ряда наблюдений по исследуемой реке подсчитывается коэффициент корреляции и параметры уравнения регрессии.

Коэффициент корреляции R-мера тесноты связи между рассматри- ваемыми характеристиками.

Используем два метода продления:

- аналитический (по уравнению регрессии);

- графический (по графику связи).

Таблица 3 - Определение коэффициента корреляции и параметров уравнения регрессии.

Коэффициент корреляции:

Вероятная ошибка коэффициента корреляции:

Наиболее вероятное значение коэффициента корреляции:

Коэффициент регрессии, представляющий тангенс угла наклона линии связи к оси абсцисс, определяем по формуле:

Строим график связи расходов исследуемой реки с расходами реки-аналога.

Приведение исходного ряда к длительному периоду наблюдения осуществляется по двум методам (графическому и аналитическому).

Восстановление по уравнению значений расходов воды рассчитаем по уравнению прямой регрессии. Согласно СНиП 2.01.14-83 систематическое преуменьшение коэффициента вариации исключается путем дополнительного расчета погодичных значений Qi по формуле:

,

где: Qi - погодичные значения среднего годового расхода, рассчитанные по уравнению регрессии;

- норма годового стока для исследуемой реки, вычисленная за период совместных наблюдений с рекой-аналогом;

R - коэффициент корреляции.

Все значения заносим в таблицу 4.

Таблица 4 - Восстановленные и наблюдаемые расходы воды

№ п/п	Годы	QА, м3/с	Q, м3/с (по графику)	Q, м3/с (по уравнению)	Q, м3/с (принятые к расчёту)
1	2	3	4	5	6
1	1947	2,29	0,97	0,97	0,97
2	1948	1,58	1,78	1,78	1,78
3	1949	1,47	0,95	0,95	0,95
4	1950	1,42	1,60	1,60	1,60
5	1951	2,18	1,43	1,43	1,43
6	1952	1,06	0,43	0,43	0,43
7	1953	2,18	3,32	3,32	3,32
8	1954	1,07	0,84	0,84	0,84
9	1955	1,57	2,47	2,47	2,47
10	1956	2,59	1,60	1,60	1,60
11	1957	2,13	2,12	2,12	2,12
12	1958	5,84	4,91	4,91	4,91
13	1959	2,06	2,40	2,40	2,40
14	1960	1,22	0,39	0,39	0,39
15	1961	0,78	1,03	1,03	1,03
16	1962	2,9	(2,5)	(2,6)	(2,68)
17	1963	2,46	(2,17)	(2,20)	(2,24)
18	1964	1,41	(1,25)	(1,26)	(1,21)
19	1965	1,68	(1,5)	(1,50)	(1,48)
20	1966	3,13	(2,65)	(2,80)	(2,90)
21	1967	3,07	(2,7)	(2,75)	(2,85)
22	1968	2,58	(2,19)	(2,31)	(2,37)
23	1969	3,48	(2,82)	(3,12)	(3,26)
24	1970	4,94	(4,1)	(4,43)	(4,70)
25	1971	4,06	(3,3)	(3,64)	(3,83)
26	1972	2,35	(2,2)	(2,10)	(2,13)
27	1973	1,85	(1,75)	(1,65)	(1,64)
28	1974	2,53	(2,7)	(2,26)	(2,31)
29	1975	2,00	(1,76)	(1,79)	(1,79)
30	1976	1,60	(1,48)	(1,43)	(1,40)
31	1977	1,86	(1,73)	(1,66)	(1,65)
32	1978	2,15	(1,8)	(1,92)	(1,94)
33	1979	2,80	(2,5)	(2,51)	(2,59)
34	1980	2,78	(2,48)	(2,49)	(2,56)
35	1981	2,73	(2,45)	(2,44)	(2,51)
Среднее		2,34	2,06	2,10	2,12

Для дальнейших расчетов принимается гидрологический ряд расходов из последней графы. Норма стока при этом составит =2,12 м/с.

Определение статистических параметров вариационного стокового ряда. Построение теоретической кривой обеспеченности годового стока

1. Метод наибольшего правдоподобия.

Применяется при любой изменчивости стока. Значения годового расхода воды (Qi) располагаем в убывающем порядке, и определяем эмпирическую ежегодную вероятность превышения:

,

где: m - порядковый номер членов ряда соответствующей гидрологической характеристики, расположенной в убывающем порядке;

n - общее число членов ряда.

Чем больше вероятность превышения, тем меньше значение гидрометеорологической характеристики и наоборот.

Рассчитаем модульные коэффициенты (Ki), а также (lgKi) и произведения (KilgKi).

Результаты расчетов запишем в таблицу 5.

Таблица 5 - Параметры кривой распределения годового расхода воды, рассчитанные методом наибольшего правдоподобия

№ члена ряда	Год	Qi м3/с	Qiубыв. м3/с	P, %	Ki	Lg ki	ki*lg ki
1	1947	0,97	4,91	2,78	2,32	0,365	0,845
2	1948	1,78	4,7	5,56	2,22	0,346	0,767
3	1949	0,95	3,83	8,33	1,81	0,257	0,464
4	1950	1,60	3,32	11,11	1,57	0,195	0,305
5	1951	1,43	3,26	13,89	1,54	0,187	0,287
6	1952	0,43	2,9	16,67	1,37	0,136	0,186
7	1953	3,32	2,85	19,44	1,34	0,129	0,173
8	1954	0,84	2,68	22,22	1,26	0,102	0,129
9	1955	2,47	2,59	25,0	1,22	0,087	0,106
10	1956	1,60	2,56	27,78	1,21	0,082	0,099
11	1957	2,12	2,51	30,56	1,18	0,073	0,087
12	1958	4,91	2,47	33,33	1,17	0,066	0,077
13	1959	2,40	2,4	36,11	1,13	0,054	0,061
14	1960	0,39	2,37	38,89	1,12	0,048	0,054
15	1961	1,03	2,31	41,67	1,09	0,037	0,041
16	1962	2,68	2,24	44,44	1,06	0,024	0,025
17	1963	2,24	2,13	47,22	1,00	0,002	0,002
18	1964	1,21	2,12	50	1,00	0,000	0,000
19	1965	1,48	1,94	52,78	0,92	-0,039	-0,035
20	1966	2,90	1,79	55,56	0,84	-0,073	-0,062
21	1967	2,85	1,78	58,33	0,84	-0,076	-0,064
22	1968	2,37	1,65	61,11	0,78	-0,109	-0,085
23	1969	3,26	1,64	63,89	0,77	-0,111	-0,086
24	1970	4,70	1,6	66,67	0,75	-0,122	-0,092
25	1971	3,83	1,6	69,44	0,75	-0,122	-0,092
26	1972	2,13	1,48	72,22	0,70	-0,156	-0,109
27	1973	1,64	1,43	75	0,67	-0,171	-0,115
28	1974	2,31	1,4	77,78	0,66	-0,180	-0,119
29	1975	1,79	1,21	80,56	0,57	-0,244	-0,139
30	1976	1,40	1,03	83,33	0,49	-0,313	-0,152
31	1977	1,65	0,97	86,11	0,46	-0,340	-0,155
32	1978	1,94	0,95	88,89	0,45	-0,349	-0,156
33	1979	2,59	0,84	91,667	0,40	-0,402	-0,159
34	1980	2,56	0,43	94,44	0,20	-0,693	-0,141
35	1981	2,51	0,39	97,22	0,18	-0,735	-0,135
Сумма		74,2			35,04	-2,05	1,810
Среднее		2,12			1	-0,058	0,052

По данным таблицы на клетчатку вероятности наносим эмпирические точки (графы 4 и 5) и строим сглаженную эмпирическую кривую обеспеченности.

Вычисляем статистики ₂ и ₃:

По специальным номограммам [2], в соответствии с вычисленными статистиками ₂ и ₃ определяем коэффициент вариации Cv = 0,50 , отношение Cs/Cv = 1,5. Далее по этим параметрам и = 2,12 м/с вычисляем ординаты кривой трехпараметрического гамма- распределения и заносим в таблицу 6.

Таблица 6 - Ординаты аналитической кривой трехпараметрического

гамма-распределения

P,%	0,01	0,1	1	5	10	25	50	75	95	99	99,9
Кр	3,55	3,02	2,42	1,92	1,68	1,30	0,934	0,63	0,305	0,16	0,066
Qр, м3/с	7,53	6,4	5,13	4,07	3,56	2,76	1,98	1,34	0,65	0,34	0,14

При попадании точки пересечения значений ₂ и ₃ вне номограммы, используют лишь значение (₂), принудительно опускается это значение на кривую Cs = 3Cv и на пересечении находится значение Cv.

По данным таблицы строим аналитическую кривую распределения, по которой определяются искомые значения расходов воды годового стока заданной вероятности превышения.

Определяем средние квадратические ошибки нормы годового стока и коэффициента вариации без учета автокорреляции:

Метод моментов

Применяется при изменчивости годового стока Cv 0,5. расчет статических параметров производим в порядке по таблице 7.

Таблица 7 - Параметры кривой распределения годового расхода воды, рассчитанные методом моментов

№ члена ряда	Год	Qi м3/с	Qiубыв. м3/с	P, %	Ki	Ki-1	(Ki-1)2	(Ki-1)3
1	1947	0,97	4,91	2,78	2,32	1,32	1,7424	2,3000
2	1948	1,78	4,7	5,56	2,22	1,22	1,4884	1,8158
3	1949	0,95	3,83	8,33	1,81	0,81	0,6561	0,5314
4	1950	1,60	3,32	11,11	1,57	0,57	0,3249	0,1852
5	1951	1,43	3,26	13,89	1,54	0,54	0,2916	0,1575
6	1952	0,43	2,9	16,67	1,37	0,37	0,1369	0,0507
7	1953	3,32	2,85	19,44	1,34	0,34	0,1156	0,0393
8	1954	0,84	2,68	22,22	1,26	0,26	0,0676	0,0176
9	1955	2,47	2,59	25,0	1,22	0,22	0,0484	0,0106
10	1956	1,60	2,56	27,78	1,21	0,21	0,0441	0,0093
11	1957	2,12	2,51	30,56	1,18	0,18	0,0324	0,0058
12	1958	4,91	2,47	33,33	1,17	0,17	0,0289	0,0049
13	1959	2,40	2,4	36,11	1,13	0,13	0,0169	0,0022
14	1960	0,39	2,37	38,89	1,12	0,12	0,0144	0,0017
15	1961	1,03	2,31	41,67	1,09	0,09	0,0081	0,0007
16	1962	2,68	2,24	44,44	1,06	0,06	0,0036	0,0002
17	1963	2,24	2,13	47,22	1,00	0	0	0,0000
18	1964	1,21	2,12	50	1,00	0	0	0,0000
19	1965	1,48	1,94	52,78	0,92	-0,08	0,0064	-0,0005
20	1966	2,90	1,79	55,56	0,84	-0,16	0,0256	-0,0041
21	1967	2,85	1,78	58,33	0,84	-0,16	0,0256	-0,0041
22	1968	2,37	1,65	61,11	0,78	-0,22	0,0484	-0,0106
23	1969	3,26	1,64	63,89	0,77	-0,23	0,0529	-0,0122
24	1970	4,70	1,6	66,67	0,75	-0,25	0,0625	-0,0156
25	1971	3,83	1,6	69,44	0,75	-0,25	0,0625	-0,0156
26	1972	2,13	1,48	72,22	0,70	-0,3	0,09	-0,0270
27	1973	1,64	1,43	75	0,67	-0,33	0,1089	-0,0359
28	1974	2,31	1,4	77,78	0,66	-0,34	0,1156	-0,0393
29	1975	1,79	1,21	80,56	0,57	-0,43	0,1849	-0,0795
30	1976	1,40	1,03	83,33	0,49	-0,51	0,2601	-0,1327
31	1977	1,65	0,97	86,11	0,46	-0,54	0,2916	-0,1575
32	1978	1,94	0,95	88,89	0,45	-0,55	0,3025	-0,1664
33	1979	2,59	0,84	91,667	0,40	-0,6	0,36	-0,2160
34	1980	2,56	0,43	94,44	0,20	-0,8	0,64	-0,5120
35	1981	2,51	0,39	97,22	0,18	-0,82	0,6724	-0,5514
Сумма		74, 2			35,12		8,33	3,16
Среднее		2,12

По результатам расчетов вычисляем смещенные значения коэффициентов вариации , асимметрии и средние квадратические ошибки:

Относительная средняя квадратическая ошибка нормы годового расхода воды 8,45 % < 10 % (продолжительность периода n=35 лет) считается достаточной.

Расчетные несмещенные значения коэффициентов Cv и Cs определяем по следующим формулам:

,

где: а₁-а₆ и b₁-b₆ - коэффициенты найденные по таблице 4.1 [2] для соотношения Cs/Cv =3,0 и коэффициента автокорреляции r(l)=0.

По несмещенным параметрам Cs=0,86 Cv=0,55 и =2,12 м³/с вычисляются ординаты биноминальной кривой распределения.

Таблица 8 - Ординаты аналитической кривой биноминального распределения годового стока

Р, %	0,01	0,1	1	5	10	25	50	75	95	99	99,9
Фр	5,64	4,33	2,93	1,85	1,34	0,77	-0,14	-0,73	-1,36	-1,7	-1,95
Кр=ФрCv+1	3,82	3,17	2,47	1,93	1,67	1,39	0,93	0,64	0,32	0,15	0,03
Qp=КрQ, мі/с	8,1	6,72	5,24	4,09	3,54	2,95	1,91	1,36	0,68	0,32	0,06

По данным таблицы 8 на клетчатке вероятности строим аналитическую кривую биноминального распределения модулей годового стока.

Графоаналитический метод

По сглаженной эмпирической кривой распределения, построенной с использованием данных таблицы 5 (графы 4, 5), определяем ее ординаты, т.е. средние годовые расходы воды с вероятностью превышения (Р), равной 5 %, 50 %, 95 % результаты заносим в таблицу 9.

Таблица 9 - Параметры кривой распределения годового стока рассчитанные графоаналитическим методом

Q5%	Q50%	Q95%	S	Cs	Ф5%-Ф50%		Ф50%	Ф50%	Сv
4,74	2,12	0,42	0,21	0,76	3,23	2,22	-0,12	-0,27	1,05

Определение параметров биноминальной кривой обеспеченности графоаналитическим методом необходимо начать с расчета коэффициента скошенности:

С использованием коэффициента скошенности по таблице К1[2] определяем коэффициент асимметрии (Cs), разность нормированных отклонений (Ф_5% - Ф_95%) и нормированное отклонение (Ф_50%). Далее рассчитываем среднее квадратическое отклонение (), норму годового расхода воды () и коэффициент вариации (Cv):

По параметрам /с, Cv = 0,59, Cs = 0,76 рассчитаем ординаты аналитической кривой обеспеченности биноминального распределения стока, которое наносится на клетчатку вероятности.

Таблица 10 - Ординаты аналитической кривой биноминального распределения годового стока

Р, %	0,01	0,1	1	5	10	25	50	75	95	99	99,9
Фр	5,41	4,05	2,86	1,83	1,338	0,61	-0,124	-0,73	-1,39	-1,77	-2,07
Кр=ФрCv+1	4,19	3,39	2,69	2,08	1,79	1,36	0,93	0,57	0,18	-0,04	-0,22
Qp=КрQ, мі/с	9,55	7,73	6,13	4,74	4,08	3,1	2,12	1,6	0,41	-0,09	-0,5

Определяем средние квадратические ошибки нормы годового стока и коэффициента вариации без учета автокорреляции для графоаналитического метода:

Вывод: На клетчатке вероятности видно (рис.2), что наилучшее соответствие точек эмпирических и теоретических кривых наблюдается у кривой трехпараметрического и гамма-распределения Сv=0, 5 и Сs=0,86. Поэтому определяем расход заданной обеспеченности по теоретической кривой, построенной по методу наибольшего правдоподобия Q95%=0,66м³/с . В качестве расчетной выбирается теоретическая кривая, построенная по методу моментов.

Расчет внутригодового распределения стока

Для расчета внутригодового распределения стока применяем метод реального года. Суть метода - выделить из ряда лет водохозяйственный год наиболее близкий к заданной вероятности превышения как за год, так и за лимитирующий период (сезон). Затем, зная процентное распределение месячных расходов внутри реального года, по аналогии выполнить внутригодовое распределение для заданного года.

Прежде всего, устанавливается начало и конец сезонов, лимитирующий период и сезон. Проанализировав ход изменения средних месячных расходов, видим, что весна охватывает март-май. Лето-осень включает июнь-ноябрь, а зима - декабрь-февраль. Поскольку проектируемое водохранилище на р.Вить -с. Борисовщина предназначено для целей гидроэнергетики и водоснабжения, то лимитирующим сезоном будет зима, а лимитирующим периодом - маловодный период, включающий два сезона: лето-осень и зиму.

Для выбора реальных лет со стоком за год и сезоны, близким к расчетной (в нашем случае 95%) обеспеченности составляем таблицу 11, в которую записываем суммы средних месячных расходов воды за все сезоны и год (водохозяйственный, т.е. начинающийся с марта текущего года и заканчивающийся в феврале следующего), и таблицу 12, куда выписываем суммы средних месячных расходов воды за год и лимитирующий период в убывающем порядке. В графу 8 таблицы 12 записываем вычисленную эмпирическую обеспеченность.

Таблица 11 - Сумма средних месячных расходов р. Вить-г. Борисовщина за сезоны и год, /с

Водохозяйст. Год	Весна (III-V)	Лето-осень (VI-XI)	Зима (XII-II)	Сумма (за год)
1	2	3	4	5
1947-1948	6,74	2,41	2,04	11,19
1948-1949	9,29	3,76	7,79	20,84
1949-1950	5,55	3,48	2,4	11,43
1950-1951	14,6	1,97	2,57	19,14
1951-1952	14,44	1,88	0,81	17,13
1952-1953	2,48	1,69	0,94	5,11
1953-1954	27,73	9,86	1,2	38,79
1954-1955	7,0	2,16	0,91	10,07
1955-1956	24,4	1,07	4,19	29,66
1956-1957	12,21	4,66	2,34	19,21
1957-1958	15,94	1,61	7,89	25,44
1958-1959	27,04	27,55	4,3	58,89
1959-1960	19,77	1,29	7,69	28,75
1960-1961	1,94	1,35	1,44	4,73

Таблица 12 - Сумма средних месячных расходов р. Вить- с.Борисовщина за сезоны и год в убывающем порядке, /с

№ п/п	Год	за год	Год	за лето-осень	Год	за зиму	Р, %
1	2	3	4	5	6	7	8
1	1958-1959	58,89	1958-1959	27,55	1957-1958	7,89	6,67
2	1953-1954	38,79	1953-1954	9,86	1948-1949	7,79	13,3
3	1955-1956	29,66	1956-1957	4,66	1959-1960	7,69	20,0
4	1959-1960	28,75	1948-1949	3,76	1958-1959	4,3	26,7
5	1957-1958	25,44	1949-1950	3,48	1955-1956	4,19	33,3
6	1948-1949	20,84	1947-1948	2,41	1950-1951	2,57	40,0
7	1956-1957	19,21	1954-1955	2,16	1949-1950	2,4	46,7
8	1950-1951	19,14	1950-1951	1,97	1956-1957	2,34	53,3
9	1951-1952	17,13	1951-1952	1,88	1947-1948	2,04	60,0
10	1949-1950	11,43	1952-1953	1,69	1960-1961	1,44	66,7
11	1947-1948	11,19	1957-1958	1,61	1953-1954	1,2	73,3
12	1954-1955	10,07	1960-1961	1,35	1952-1953	0,94	80,0
13	1952-1953	5,11	1959-1960	1,29	1954-1955	0,91	86,7
14	1960-1961	4,73	1955-1956	1,07	1951-1952	0,81	93,3

Внутригодовое распределение стока реального года принимается в качестве расчётного, если вероятность превышения стока за год и за лимитирующие период и сезон, а также минимального месячного расхода, близки между собой и соответствуют заданной. Анализируя данные таблицы 12, приходим к выводу, что наиболее близким к очень маловодному году является 1952-1953 водохозяйственный год, т.к. обеспеченность годового стока, лимитирующих сезонов лета-осени и зимы наиболее близки к заданной (95%). Этот год и принимается в качестве расчётного.

Распределение стока по месяцам для установленного маловодного (реального) года показано в таблице 13.

Таблица 13 - Внутригодовое распределение стока р. Вить-с.Борисовщина за 1954-1955 годы

Очень маловодный год (1952-1953)
Месяцы	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	I	II
в мі/с	0,14	1,8	0,54	0,29	0,16	0,085	0,07	0,099	0,99	0,6	0,26	0,082
в %	2,74	35,18	10,56	5,67	3,13	1,66	1,37	1,94	19,35	11,73	5,08	1,60

Используя внутригодовое распределение стока реального года, получим внутригодовое распределение стока для расходов заданной обеспеченности (таблица 14).

Полученное по клетчатке вероятностей значение расхода заданной обеспеченности Q_95%=0,66/с, предварительно умножив его на 12 принимаем за 100 % (7,92 м³/с). Обозначая сток за месяц через х и, пользуясь данными таблицы 13, получаем для марта месяца значение х = 0,22 /с, которое заносим в таблицу 14. Продолжая расчёт таким образом, получаем необходимые данные для составления таблицы 14.

Таблица 14 - Внутригодовое распределение стока р.Вить-с.Борисовщина за расчетный год

Очень маловодный год (95)
Месяцы	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	I	II
в %	2,74	35,18	10,56	5,67	3,13	1,66	1,37	1,94	19,35	11,73	5,08	1,6
в мі/с	0,22	2,79	0,84	0,45	0,25	0,13	0,11	0,15	1,53	0,93	0,4	0,13

2. Определение данных и построение объёмной и топографических характеристик водохранилища

Характеристиками водохранилища принято называть графическое выражение зависимости объема, площади водной поверхности, средней глубины от отметок уровня воды в нем, т.е. зависимость вида:

где: V - объем воды при уровне Н, м;

F - площадь водного зеркала при уровне Н, мІ;

h_ср- средняя глубина водохранилища, м.

Нахождение топографических характеристик водохранилища ведем следующим образом. Имеется план местности проектируемого водохранилища. После выбора места и проектирования оси плотины (самое узкое место, перпендикулярно к горизонталям) производится измерение площади водного зеркала, соответствующего различным горизонталям плана. Измерения производим с помощью палетки. Для этого разбиваем всю площадь на квадраты и подсчитываем количество квадратов внутри каждой замкнутой горизонтали. Зная площадь одного единичного квадрата в масштабе, находим площадь внутри каждой горизонтали. Эти площади заносим в графу 2 таблицы 15 ().

Объемы для любого значения Н находим по формуле и заносим в графу 5 таблицы 15:

где: - частный объем водохранилища между горизонталями, мі;

- площади зеркала водохранилища соответственно на отметках ;

- разница отметок горизонталей, м.

Среднюю глубину водохранилища при различных значениях Н вычисляем путем деления объема воды на площадь зеркала при одной и той же отметке наполнения.

Далее все вычисления сводим в таблицу 15. По результатам таблицы строятся графики зависимости

- рис.3.

Таблица 15 - Определение данных к построению характеристик водохранилища

1	2	3	4	5	6	7
100		0			0	0
	2,0		0,175	0,35
102		0,35			0,35	1
	2,0		0,705	1,41
104		1,06			1,76	1,66
	2,0		1,745	3,49
106		2,43			5,25	2,16
	2,0		3,415	6,83
108		4,4			12,08	2,75
	2,0		5,745	11,49
110		7,09			23,57	3,32
	2,0		8,025	16,05
112		8,96			39,62	4,42

3. Вычисление мёртвого объёма и потерь воды из водохранилища

Определение мёртвого объёма водохранилища

Мертвый объем водохранилища - объем, заключенный между дном и зеркалом воды на отметке уровня мертвого объема (УМО). Мертвый объем должен удовлетворять ряду требований:

- обеспечивать аккумуляцию наносов, задерживаемых водохранилищем на протяжении всего периода предстоящей работы;

- обеспечивать судоходные глубины на вышерасположенном участке;

- должны соблюдаться санитарные условия, сводящиеся к недопущению образования мелководий во избежание очагов малярии, сильного перегрева воды, сильного зарастания, для чего средняя глубина при УМО не должна быть менее 1,5 - 2,0 м.

В работе мертвый объем должен обеспечивать аккумуляцию наносов и отвечать санитарно-техническим условиям. В соответствии с этим определяем объем заиления водохранилища за период его работы, а затем полученную величину заиления проверяем - отвечает ли она санитарно-техническим условиям.

Зная норму стока, объем наносов определяем по формуле:

где: , мі/с - норма годового стока для реки Вить -с.Борисовщина;

- норма годовой мутности, принимается равным 30г/мі;

- объемный вес наносов, принимается равным 1,0 т/мі.

Зная величину заиления за год Vн.год. и период работы водохранилища Т, определяем объем заиления водохранилища за период его эксплуатации:

В заилении водохранилища принимают участие наносы, образующиеся при переработке берегов после наполнения водохранилища. Величина заиления от переработки берегов принимается равной 5% от объема заиления, т.е. в численном выражении:

Тогда полный объем заиления составит:

Далее по топографическим кривым определяем среднюю глубину, которая составит =0,73м. Так как данная глубина меньше минимально допустимой равной 2м, то для определения мертвого объема необходимо по глубине 2,0м, используя график средних глубин и объемов получить величину мертвого объема млн.м³.

Расчёт потерь воды из водохранилища на испарение и фильтрацию

Потери на испарение.

Суммарная за год величина слоя дополнительного испарения определяется по формуле:

где: и Х - испарение с водной поверхности и норма осадков для района проектирования, соответственно (таблица 10.1 [2]), мм;

- коэффициент стока (принимаем равным 0,35).

Значения испарения по месяцам устанавливаем, имея процентное распределение по месяцам (таблица 16), которое в работе принимается одинаковым для всех районов.

Таблица 16 - Значения испарения по месяцам года

Месяцы	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	Сумма
Zдоп,%	-8	4	10	18	26	24	16	8	2	100
Zдоп,мм	-18,4	9,2	23	41,4	59,8	55,2	36,8	18,4	4,6	230

Процент со знаком минус в марте указывает на то, что расчетное испарение в марте не дает потерь (конденсация). Расчетное испарение за ХII, I и II месяцы принимаем равным нулю.

Потери на фильтрацию.

Потери на фильтрацию составят от 20% в год или 1,5% в месяц от наличного объема воды в водохранилище, т.к. гидрологические условия плохие.

4. Расчёт полезного объёма водохранилища сезонно-годичного регулирования с учётом потерь

Полезный объем водохранилища определяем путем сопоставления графика притока и потребления табличным способом с учетом потерь при регулировании по первому варианту, т.е. расчет ведем с момента опорожнения и ведем «ходом назад» (против часовой стрелки), вычитая избытки и прибавляя недостатки и потери, до получения к началу какого-то месяца наибольшей величины объема (после чего объем начнет уменьшаться). Эта наибольшая величина объема и будет равна полезному объему плюс мертвый - полный объем водохранилища. Далее возвращаемся к моменту опорожнения и ведем расчет «ходом вперед», вычитая недостатки и потери и прибавляя избытки до момента, пока расчет не замкнется. Если величина окончательного объема превысит величину полного объема водохранилища, то в графу окончательного записываем полный объем, а полученная разница записывается в графу сброса. Все расчеты сводим в таблицу 17.

По результатам расчета проводится проверка

20,60 = 15,48 + 1,98 + 3,14

20,60 = 20,60

и рассчитывается полезный объем водохранилища

5,49 - 3,60 = 1,89 млн м³

По рисунку определяем, что отметка НПУ=104,1 м

Таблица 17 - Расчет водохранилища сезонно-годичного регулирования стока с учетом потерь по второму способу

Месяцы	Объем, млн.м3	Разность	Предварит. объем, V,млн.м3	Расчетный объем, V, млн.м3	Площадь зеркала, F, млн.м2	Доп. испарение, z, мм	Объем потерь, млн.м3	Окончат. объем VОК, млн.м3	Сброс R, млн.м3
	Приток, W	Потребление, Уq	Избытки	Недостатки					на испарение WZ	на фильтрацию W	всего WП
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
					3,60							3,60
III	0,56	0,55	0,01			3,61	1,74	-18	-0,03	0,05	0,02
					3,61							3,59
IV	7,25	5,24	2,01			4,54	2,20	9	0,02	0,07	0,09		0,02
					5,49							5,49
V	2,17	2,16	0,01			5,49	2,45	23	0,06	0,08	0,14		3,12
					2,12							2,25
VI	1,17	1,29		0,12		2,06	2,40	41	0,10	0,03	0,13
					1,84							2,00
VII	0,64	0,69		0,05		1,81	2,20	60	0,13	0,03	0,16
					1,67							1,79
VIII	0,34	0,49		0,15		1,60	1,75	55	0,10	0,02	0,12
					1,45							1,52
IX	0,28	0,29		0,01		1,45	1,35	37	0,05	0,02	0,07
					1,40							1,44
X	0,40	0,49		0,09		1,36	1,20	18	0,02	0,02	0,04
					1,26							1,31
XI	3,98	0,29	2,70			2,61	1,33	5	0,01	0,04	0,05
					3,91							3,96
XII	2,42	2,29	0,13			3,97	1,98	0	0,00	0,06	0,06
					3,98							4,04
I	1,05	1,09		0,04		3,96	2,24	0	0,00	0,06	0,06
					3,88							3,94
II	0,33	0,61		0,28		3,74	1,95	0	0,00	0,06	0,06
					3,60							3,60
У	20,60	15,48									1,98		3,14

Заключение

В данной курсовой работе определили среднюю многолетнюю величину годового стока заданной вероятности превышения Р = 95%. Этот расчет содержит 4 таблицы и график зависимости расхода р. Вить и реки-аналога Уза. Курсовая работа содержит подпункт по расчету статических параметров вариационного стокового ряда и расчетных величин годового стока, включающий три метода. Наиболее точным и лучшим является метод наибольшего правдоподобия. Гидрологический расчет предусматривает внутригодовое распределение стока.

Водохозяйственные расчеты содержат построение топографических характеристик водохранилища. При определении объема заиления и потерь воды из водохранилища определили мертвый объем водохранилища. При определении полезного объема водохранилища сезонно-годичного регулирования рассчитали замкнутую таблицу 17, вычислили сбросы и выполнили проверку.

Литература

1. Г.В.Железняков, Т.А.Неловская, Е.Е.Овгаров «Гидрология, гидрометрия и регулирование стока» - М.: «Колос», 1984.

2. Методические указания к выполнению практических занятий к курсовой работе по курсу «Гидрология и регулирование стока» для студентов специальности Т19.06 «Водоснабжение, водоотведение, очистка природных и сточных вод». Составитель Стефаненко Ю.В. - Брест: БГТУ, 2001.

3. Справочно-нормативные материалы к выполнению практических заданий и курсовой работы по курсу «Гидрология и регулирование стока» для студентов специальностей С04.02. «Мелиорация и водное хозяйство» и Т19.06 «Водоснабжение, водоотведение, очистка природных и сточных вод», БГТУ, 2001.

Размещено на Allbest.ru