Годовой объем водопотребления участниками водохозяйственного комплекса

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

водопотребление определение комплекс

Введение

1. Природно-экономическая характеристика административно-хозяйственного района

2. Определение годового объема водопотребления участниками ВХК

2.1 Агропромышленное производство

2.2 Коммунально-бытовое хозяйство

2.3 Сельскохозяйственное производство

2.4 Гидроэнергетика

3. Водно-энергетический расчет

3.1 Построение годового и суточного графика нагрузки энергосистемы

3.2 Определение роли ГЭС в покрытии графика нагрузки энергосистемы

3.3 Определение показателей использования водной энергии

4. Подбор гидросилового оборудования

5. Разработка природоохранных мероприятий

5.1 Прогноз изменения УГВ в зоне влияния водохранилища

5.2 Прогноз выноса биогенных веществ

5.3 Расчет водоохранных зон

6. Экономическое обоснование водохозяйственного комплекса

Заключение

Литература

ВВЕДЕНИЕ

На данном этапе развития сельского хозяйства и промышленности создание экономически эффективных водохозяйственных комплексов является актуальным, т.к. они имеют более низкую стоимость, чем отдельно возводимые сооружения и проводимые мероприятия. Актуальность заключается в том, что использовать и охранять водные ресурсы в комплексе более удобно, это связано с необходимостью разработки и реализации системы мер технического, экономического и правового характера в процессе проектирования, строительства и эксплуатации водохозяйственных объектов.

Также важной является задача по удовлетворению в воде различных участников водохозяйственного комплекса за счет имеющихся в наличии водных ресурсов района. При этом природоохранные мероприятия должны исключить и в максимальной мере уменьшать возможные негативные воздействия на окружающую среду. В таком случае создание водохозяйственного комплекса будет наиболее выгодным и безопасным во всех отношениях.

В работе решаются вопросы по определению годового объёма водопотребления участниками водохозяйственного комплекса (ВХК) и возможности их удовлетворения за счёт водных ресурсов данного района. На основе результатов прогнозных расчётов по подтоплению оценивается изменение уровня грунтовых вод в зоне влияния водохранилища. Технико-экономическое обоснование ВХК осуществляется методом сравнительной экономической эффективности.

1. ПРИРОДНО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АДМИНИСТРАТИВНО-ХОЗЯЙСТВЕННОГО РАЙОНА

Река Лужесянка протекает на территории Республики Беларусь в Витебской области. Эта река является притоком Западной Двины.

Климат района определяется как умеренно континентальный. Основные его характеристики обусловлены расположением территории республики в умеренных широтах, отсутствием орографических преград, преобладанием равнинного рельефа, относительным удалением от Атлантического океана. Циркуляция атмосферы вызывает постоянную смену воздушных масс над территорией.

Воздушные массы могут приходить с востока и северо-востока или формироваться на месте, что сопровождается в основном ясной безоблачной погодой. Изредка с юга приходит тропический воздух, обусловливающий значительное повышение температуры воздуха. Господство западного переноса приводит к преобладанию западных циклонов, приносящих влажный воздух. В холодную пору года они вызывают потепление, часто оттепели и осадки, летом -- прохладную с дождями погоду. Значительно реже приходят циклоны с северо-запада. При движении в юго-восточном направлении зимой они вызывают быстрое и значительное потепление, которое после прохождения циклона сменяется резким похолоданием, а летом -- неустойчивую погоду. Равнинный характер Витебской области и окружающей территории способствует проникновению воздушных масс с севера, запада и юга, что увеличивает изменчивость погоды. Возвышенности обусловливают местные климатические особенности -- некоторое понижение температуры воздуха, увеличение количества осадков и частоты туманов.

Термический режим характеризуется теплым летом и не очень холодной зимой.

Средняя годовая температура воздуха составляет +5,1°С, самый тёплый месяц - июль со средней месячной температурой +17,7°С. Наиболее холодный месяц зимы - январь с температурой -7,2°С.

Первый снег в Витебской области обычно выпадает в конце октября. Снежный покров прочно устанавливается в начале декабря. В среднем дней со снежным покровом (по станции Витебск) 119, средняя из наибольших за зиму высот снежного покрова 26 см, максимальная высота - 76 см., минимальная высота - 5 см.

Витебская область относится к зоне достаточного увлажнения. Среднегодовое количество атмосферных осадков с поправками к показаниям осадкомера для Витебского района составляет 739мм. Наибольшее количество осадков наблюдается в июле - 86мм., наименьшее - в апреле - 45мм. Минимальная относительная влажность наблюдается в мае, максимальная в ноябре. В отдельные годы в начале лета отмечается засуха. В среднем за год количество сухих дней (количество осадков - 0 мм.) 19.

Около 70 % осадков выпадает в тёплую пору года (с мая до октября) преимущественно в жидком виде. Суммарная продолжительность выпадения осадков 981 час в год. Около 57% осадков даёт дождь, 30% -- твердых, 13% -- смешанные осадки. Летние осадки по каждому пункту в 25--33 случаях за год сопровождаются грозами, 1--2 раза -- градом. Среднее количество дней с грозой - 21 за год. Наибольшее число дней с грозой 36 в год. Среднее количество дней с градом - 0,7 за год. Наибольшее число дней с градом 3 в год.

Преобладающими ветрами в течение года являются ветры южных направлений. В тёплый период (апрель - сентябрь) преобладают западные и северо-западные ветры. В холодный период (октябрь - март) господствуют ветры юго-западного, западного и юго-восточного направлений. Среднегодовая скорость ветра составляет 3.3м/с. Сильные ветры (15 м/с и более) наблюдаются редко и чаще в холодное время года (ноябрь-март). Изредка отмечаются бури и смерчи.[6]

Таблица 1.1 Природно-экономическая характеристика района

№ п/п	Показатели	Единица измерения	Значения
1.0	Коммунально-бытовое хозяйство	млн.м3	4,68
1.1	Численность населения	чел.	12·104
1.2	Степень благоустроенности		3
1.3	Норма водопотребления	л/сут	40
2.0	Агропромышленное производство	млн.м3	4,2
2.1	Вид выпускаемой продукции		5
2.2	Объём выпускаемой продукции	м3	48·104
2.3	Норма расхода воды на единицу выпускаемой прдукции		7
3.0	Сельскохозяйственное производство	млн.м3	6,873
3.1	Вид животных		3
3.2	Количество голов	голов	27·104
3.3	Удельная норма водопотребления
3.4	Площадь увлажняемых земель	га	1,4·103
3.5	Норма увлажнения	м3/га	5
4.0	Мощность энергосистемы района	кВт	210

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГОДОВОГО ОБЪЁМА ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ УЧАСТНИКАМИ ВХК

2.1 АГРОПРОМЫШЛЕННОЕ ПРОИЗВОДСТВО

Одним из направлений интенсификации сельскохозяйственного производства является создание агропромышленных объединений и предприятий по переработке сельскохозяйственной продукции. Они потребляют воду в технических целях, для мойки сырья, производства пара и других нужд.[1]

Объём водопотребления предприятиями сельскохозяйственной промышленности определяется в зависимости от объёма и вида выпускаемой продукции, характера использования воды, принятой технологии производства и системы промышленного водоснабжения.

,

где q_пр - удельная норма водопотребления на единицу выпускаемой продукции, 40м³/т; V_пр - годовой объём выпускаемой продукции рассматриваемого промышленного предприятия, 65?10⁴т.

Принимая равномерное распределение годового объёма промышленного водопотребления по месяцам, получим:

.

2.2 КОММУНАЛЬНО-БЫТОВОЕ ХОЗЯЙСТВО

Нормы хозяйственного среднесуточного водопотребления определяются в зависимости от степени благоустроенности городского населения. Для каждого конкретного случая нормы водопотребления на одного жителя и коэффициенты неравности определяются па приложению 3.

Численность населения задана в исходных данных.

Расход воды на хозяйственные нужды (Q_кб) определяются из формулы:

,

где z - численность населения, 17?10⁴чел.; q_н - норма среднесуточного водопотребления на одного жителя, 125 л/сут; k_ч, k_с - коэффициенты часовой и суточной неравномерности, соответственно 1,12 и 1,5.

На основании Q_кбопределяется объем месячного W_кб^м и годового W_кб^гводопотребления на коммунально-бытовые нужды:

,

где t - продолжительность месяца в секундах;

.

2.3 СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ПРОИЗВОДСТВО

Объём воды сельскохозяйственного водозабора W_с/х характеризуется объёмами необходимыми для водообеспечения животноводчества W_ж и увлажнения земель W_увл:

м³

В животноводчестве вода применяется для поения животных и птицы, кормоприготовления, санитарного ухода за скотом, гидравлического удаления навоза и других целей. Её годовой объём зависит от количества животных К и удельного показателя водопотребления q_ж:

м³

где t₁ - число суток в году (365 суток).

Принимая равномерное распределение годового объёма по месяцам, определяем среднемесячный объём водопотребления:

м³.

Объём воды, необходимый для увлажнения сельскохозяйственных земель в заданном административно-хозяйственном районе, определяется с использованием исходных данных (F_увл) и результатов водобалансовых расчётов (m), выполненных в курсовом проекте по курсу «Сельскохозяйственные гидротехнические мелиорации» по теме «Гидромелиоративная система на землях неустойчивого увлажнения с разработкой сетевых ГТС. Часть 1. Гидромелиоративные мероприятия по осушению, сельскохозяйственному освоению, сметно-финансовые расчёты и чертежи».

м³

где m - норма подпочвенного увлажнения, м³/га; F_увл - площадь увлажняемых земель, га.

Расчёт по определению суммарного годового объёма сельскохозяйственного производства производится в таблице 2.3.1.

Таблица 2.3.1 Расчёт годового объёма с/х водозабора

t, мес	qж, л/сут	К, млн. голов	Wжм, млн.м3	m, м3/га	Fувл, га	Wувлм, млн.м3	Wс/хм, млн.м3
1	2	3	4	5	6	7	8
1	10	0,25	0,951	0	1,4·103	0	0,951
2	10	0,25	0,951	0	1,4·103	0	0,951
3	10	0,25	0,951	0	1,4·103	0	0,951
4	10	0,25	0,951	98	1,4·103	0,1715	1,1225
5	10	0,25	0,951	125	1,4·103	0,21875	1,16975
6	10	0,25	0,951	250	1,4·103	0,4375	1,3885
7	10	0,25	0,951	460	1,4·103	0,805	1,756
8	10	0,25	0,951	220	1,4·103	0,385	1,336
9	10	0,25	0,951	100	1,4·103	0,175	1,126
10	10	0,25	0,951	25	1,4·103	0,04375	0,99475
11	10	0,25	0,951	0	1,4·103	0	0,951
12	10	0,25	0,951	0	1,4·103	0	0,951
Год			11,406	1278		2,2365	13,6485

2.4 ГИДРОЭНЕРГЕТИКА

Для определения долевого участия гидроэнергетики в комплексном использовании водных ресурсов заданного административно-хозяйственного района составляется уравнение водного баланса на каждый расчетный период времени (t):

, м,

где ,W_сбр(t) - ежемесячная гарантированная водоотдача гидроузла и объем сброса, установленные на основании водохозяйственных расчетов.

Объем воды, который может быть использован для получения технической потенциальной мощности гидроэлектростанции, определяется из выражения, считая, что гидроэнергетика является заключительным элементом в уравнении водного баланса:

,

Объем воды, который может быть использован для получения технической потенциальной мощности гидроэлектростанции, будем рассчитывать в табличной форме (таблица 1.4.1) для каждого месяца.

В колонку 2 записываем ежемесячную гарантированную водоотдачу W_вод, в колонку 3 записываем объем сброса W_сбр, в колонку 4 - объем промышленного водопотребления W_пр, в колонку 6 - с/х потребление W_сх. Объем воды для гидроэнергетики рассчитываем по формуле

Таблица 2.4.1 Определение годового объема воды для гидроэнергетики

t, мес	, млн.м	, млн.м	, млн.м	, млн.м	, млн.м	, млн.м
1	2	3	4	5	6	7
1	3,67		0,35	0,39	0,411	2,519
2	3,67		0,35	0,39	0,411	2,519
3	3,67		0,35	0,39	0,411	2,519
4	3,67	13,286	0,35	0,39	0,411	15,805
5	3,67	0,362	0,35	0,39	0,828	2,464
6	3,67		0,35	0,39	1,049	1,881
7	3,67		0,35	0,39	0,957	1,973
8	3,67		0,35	0,39	0,6	2,33
9	3,67		0,35	0,39	0,52	2,41
10	3,67		0,35	0,39	0,453	2,477
11	3,67		0,35	0,39	0,411	2,519
12	3,67		0,35	0,39	0,411	2,519
Всего	44,04	13,648	4,2	4,68	6,873	41,935

Анализ полученных результатов в таблице 2.4.1 показывает, что для некоторых месяцев для гидроэнергетики нехватка. В то же время приходная часть больше расходной части. Поэтому необходимо выполнять внутригодовое распределение стока. На основании полученных результатов производим перерасчет годового объема воды для гидроэнергетики (таблица 2.4.2). Расчеты аналогичны расчетам в таблице 2.4.1.

Таблица 2.4.2 Определение годового объема воды для гидроэнергетики с учетом перераспределения

t, мес	, млн.м	, млн.м	, млн.м	, млн.м	, млн.м	, млн.м
1	2	3	4	5	6	7
1	4,351		0,35	0,39	0,411	3,2
2	4,351		0,35	0,39	0,411	3,2
3	4,401		0,35	0,39	0,411	3,25
4	4,49	2,376	0,35	0,39	0,411	5,715
5	5,12	0,448	0,35	0,39	0,828	4,00
6	4,969		0,35	0,39	1,049	3,18
7	4,937		0,35	0,39	0,957	3,24
8	4,62		0,35	0,39	0,6	3,28
9	4,47		0,35	0,39	0,52	3,21
10	4,453		0,35	0,39	0,453	3,26
11	4,351		0,35	0,39	0,411	3,2
12	4,351		0,35	0,39	0,411	3,2
Всего	54,864	2,824	4,2	4,68	6,873	41,935

По результатам выполненных расчетов строим результирующий график годового объема водопотребления участниками ВХК.

График сработки и наполнения водохранилища строим по значениям окончательных объемов воды V_окон (таблица 2.4.3), установленных на основании водохозяйственных расчетов с использованием топографических характеристик.

3. ВОДНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

Назначением вводно-энергетических расчетов является определение энергетических параметров ГЭС и ее роли в покрытии графиков нагрузки энергосистемы заданного административно-хозяйственного района.

3.1 ПОСТРОЕНИЕ ГОДОВОГО И СУТОЧНОГО ГРАФИКА НАГРУЗКИ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ

Для характеристики режима электропотребления строят графики нагрузки энергосистемы для данного района. Из них наибольшей неравномерностью отличаются суточные графики. Суточные колебания вызываются в основном резким изменением в расходовании энергии на различные бытовые и коммунальные нужды.

Годовые изменения нагрузки энергосистемы происходят вследствие специфики тех или иных производств, в особенности сезонности их работы.

При построении годового и суточных графиков нагрузки энергосистемы используются распределения мощностей энергосистемы заданного административно-хозяйственного района, выраженные в процентах от максимального значения мощности системы (P) для годового графика, а для суточных - от наибольших значений мощности соответствующего месяца. Все результаты сводим в таблицы 3.1.1 и 3.1.2.

Таблица 3.1.1 Расчет годового графика нагрузки энергосистемы

t,мес	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Pг,%	100	95	90	87	83	78	78	83	87	90	95	100
P,кВт	210	199,5	189	182,7	174,3	163,8	163,8	174,3	182,7	189	199,5	210

По результатам таблицы строим годовой график нагрузки энергосистемы.

Таблица 3.1.2 Расчет суточных графиков нагрузки энергосистемы

Месяцы	t,час	2	4	6	8	10	12	14	16	18	20	22	24
	Pсут,%	55	60	64	75	95	80	85	90	100	95	90	70
1-12	P,кВт	115,5	126	134,4	157,5	199,5	168	178,5	189	210	199,5	189	147
2-11	P,кВт	109,7	119,7	127,7	149,6	189,5	159,6	169,6	179,6	199,5	189,5	179,6	139,6
3-10	P,кВт	104	113,4	121	141,7	179,5	151,2	160,6	170,1	189	179,5	170,1	132,3
4-9	P,кВт	100,5	109,6	116,9	137,0	173,6	146,2	155,3	164,4	182,7	173,6	164,4	127,9
5-8	P,кВт	95,9	104,6	111,6	130,7	165,6	139,4	148,2	156,9	174,3	165,6	156,9	122,0
6-7	P,кВт	90,1	98,3	104,8	122,9	155,6	131,0	139,2	147,4	163,8	155,6	147,4	114,7

Координаты кривой связи уровней воды в нижнем бьефе определяются в табличной форме в зависимости от связи, глубины воды h_НБ и значения:

Q_max=, м³/с

Таблица 3.1.3 Подсчёт координат кривой связи

Q, м3/с	0,1Q	0,2Q	0,3Q	0,4Q	0,6Q	0,8Q
Qнб, м3/с	1,16	2,32	3,48	4,64	6,96	9,28
hНБ, м	0,5	0,8	1,6	1,8	2,0	2,2
НБ, м	99,5	99,8	100,6	100,8	101	101,2

3.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РОЛИ ГЭС В ПОКРЫТИИ ГРАФИКА НАГРУЗКИ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ

Размещение Р_гэс на годовом графике нагрузки энергосистемы осуществляется из условия максимального вытеснения тепловых электростанций (ТЭС) из пика графика и создание им наиболее равномерного режима работы.

Подсчет интегральной кривой будем производить в таблице 3.2.1. В колонку 2 таблицы записывается мощность из таблицы 3.1.2 в возрастающем порядке. Например для мощности Р=126 кВт продолжительность нагрузки составит 22 часа. Тогда энергия слоя вычисляется, как произведение мощности слоя на продолжительность нагрузки в слое: ДЭ= ДР·Дt. Например, для 2 строки ДЭ=10,5·22=154кВт·ч. Затем вычисляем координаты интегральной кривой путем постепенного суммирования энергии слоя. Например, для мощности 126 кВт координата интегральной кривой будет равна сумме энергии слоя мощностью 115,5 и 126 кВт, т.е.

2772+231=3003 кВт·ч.

Дальнейшие расчеты производятся аналогично. Все расчеты записываем в таблицу 3.2.1.

Таблица 3.2.1 Подсчет координат интегральной кривой суточного графика нагрузки энергосистемы за январь - декабрь месяцы

№ п/п	Мощность в возрастающем порядке, Р, кВт	Мощность слоя, ДР, кВт	Продолжительность нагрузки в слое, Дt, час	Энергия слоя ДЭ, кВт·ч	Координаты интегральной кривой, Э, кВт·ч
1	2	3	4	5	6
1	115,5	115,5	24	2772	2772
2	126	10,5	22	231	3003
3	134,4	8,4	20	168	3171
4	147	12,6	18	226,8	3397,8
5	157,7	10,5	16	168	3565,8
6	168	10,5	14	147	3712,8
7	178,5	10,5	12	126	3838,8
8	189	10,5	10	105	3943,8
9	199,5	10,5	6	63	4006,8
10	210	10,5	2	21	4027,8

Таблица 3.2.2 Подсчет координат интегральной кривой суточного графика нагрузки энергосистемы за февраль - ноябрь месяцы

№ п/п	Мощность в возрастающем порядке, Р, кВт	Мощность слоя, ДР, кВт	Продолжительность нагрузки в слое, Дt, час	Энергия слоя ДЭ, кВт·ч	Координаты интегральной кривой, Э, кВт·ч
1	2	3	4	5	6
1	109,7	109,7	24	2632,8	2632,8
2	199,7	10	22	220	2852,8
3	127,7	8	20	160	3012,8
4	139,6	11,9	18	214,2	3227
5	149,6	10	16	160	3387
6	159,6	10	14	140	3527
7	169,6	10	12	120	3647
8	179,6	10	10	100	3747
9	189,5	10	6	60	3807
10	199,5	10	2	20	3827

Таблица 3.2.3 Подсчет координат интегральной кривой суточного графика нагрузки энергосистемы за март - октябрь месяцы

№ п/п	Мощность в возрастающем порядке, Р, кВт	Мощность слоя, ДР, кВт	Продолжительность нагрузки в слое, Дt, час	Энергия слоя ДЭ, кВт·ч	Координаты интегральной кривой, Э, кВт·ч
1	2	3	4	5	6
1	104	104	24	2496	2496
2	113,4	9,4	22	206,8	2702,8
3	121	7,6	20	152	2854,8
4	132,3	11,3	18	203,4	3058,2
5	141,7	9,4	16	150,4	3208,6
6	151,2	9,4	14	131,6	3340,2
7	160,6	9,4	12	112,8	3453
8	170,1	9,4	10	94	3547
9	179,5	9,4	6	56,4	3603,4
10	189	9,4	2	18,8	3622,2

Таблица 3.2.4 Подсчет координат интегральной кривой суточного графика нагрузки энергосистемы за апрель - сентябрь месяцы

№ п/п	Мощность в возрастающем порядке, Р, кВт	Мощность слоя, ДР, кВт	Продолжительность нагрузки в слое, Дt, час	Энергия слоя ДЭ, кВт·ч	Координаты интегральной кривой, Э, кВт·ч
1	2	3	4	5	6
1	100,5	100,5	24	2412	2412
2	109,6	9,1	22	200,2	2612,2
3	116,9	7,3	20	146	2758,2
4	127,9	11	18	198	2956,2
5	137,0	9,1	16	145,6	3101,8
6	146,2	9,2	14	128,8	3230,6
7	155,3	9,1	12	109,2	3339,8
8	164,4	9,1	10	91,0	3430,8
9	173,6	9,2	6	55,2	3486
10	182,7	9,1	2	18,2	3504,2

Таблица 3.2.5 Подсчет координат интегральной кривой суточного графика нагрузки энергосистемы за май - август месяцы

№ п/п	Мощность в возрастающем порядке, Р, кВт	Мощность слоя, ДР, кВт	Продолжительность нагрузки в слое, Дt, час	Энергия слоя ДЭ, кВт·ч	Координаты интегральной кривой, Э, кВт·ч
1	2	3	4	5	6
1	95,9	95,9	24	2301,6	2301,6
2	104,6	8,7	22	191,4	2493
3	111,6	7	20	140	2633
4	122,0	10,4	18	187,2	2820,2
5	130,7	8,7	16	139,2	2959,4
6	139,4	8,7	14	121,8	3081,2
7	148,2	8,8	12	105,6	3186,8
8	156,9	8,7	10	87	3273,8
9	165,6	8,7	6	52,2	3326
10	174,3	8,7	2	17,4	3343,4

Таблица 3.2.6 Подсчет координат интегральной кривой суточного графика нагрузки энергосистемы за июнь - июль месяцы

№ п/п	Мощность в возрастающем порядке, Р, кВт	Мощность слоя, ДР, кВт	Продолжительность нагрузки в слое, Дt, час	Энергия слоя ДЭ, кВт·ч	Координаты интегральной кривой, Э, кВт·ч
1	2	3	4	5	6
1	90,1	90,1	24	2162,4	2162,4
2	98,3	8,2	22	180,4	2342,8
3	104,8	6,5	20	130	2472,8
4	114,7	9,9	18	178,2	2651
5	122,9	8,2	16	131,2	2782,2
6	131,0	8,1	14	113,4	2895,6
7	139,2	8,2	12	98,4	2994
8	147,4	8,2	10	82	3076
9	155,6	8,2	6	49,2	3125,2
10	163,8	8,2	2	16,4	3141,6

На основании этих расчетов строятся интегральные кривые.

Расчет по определению роли ГЭС в покрытии годового графика нагрузки начинается с момента времени, когда уровень воды в водохранилище находится на отметке НПУ, т.е. ЎВБ_н= НПУ.

Отметку уровня воды на конец расчетного периода (месяца) ЎВБ_к определяем по графику сработки и наполнения водохранилища. Тогда средняя отметка уровня воды в ВБ определяется по формуле:

, м.

Отметка уровня воды в НБ определяется по графику (рисунок 3.1.2) в зависимости от расхода:

, м³/с,

где t - продолжительность сработки, t=2,6·10⁶c.

Расход воды в НБ не должен быть меньше Q_{НБ min}, который устанавливается по допустимой отметке воды в НБ (ЎНБ_доп), принятой из условий обеспечения общего экологического равновесия в нижнем бьефе водохранилища.

Напор определиться как разность уровней верхнего и нижнего бьефов:

, м

Рабочая мощность ГЭС (N_ГЭС) и энергия (Э_ГЭС), определяются из выражений:

, кВт;

, кВт,

где Ю- коэффициент полезного действия гидросилового оборудования, Ю =0,8.

Проведем расчет для года 80%-ной обеспеченности. W_ГЭС из таблицы 2.4.2 будет равен 5,12 млн.м³, тогда

Q_ГЭС=5,12/2,6=1,97м³/с.

Снимаем отметки ВБ на начало и конец расчетного периода: м;м и записываем в графу 4 и 5.В графу 6 записываем среднюю отметку уровня воды в ВБ=124,1м. В зависимости от расхода Q_ГЭС снимаем отметку в НБ = 99,74 м и записываем в графу 7. В графу 8 записываем напор Н, который определяется по формуле:

Н=124,1-99,74=24,36 м.

В графу 9 записываем N_ГЭС, вычисляемую по формуле:

N_ГЭС= 9,81·1,97·24,36·0,8=376,6 кВт.

В графу 10 запишем

Э_ГЭС=376,6·24=9038,4 кВт·ч

В графу 11 запишем Э_СИСТ, согласно таблицам 2.2.1-2.2.6. В графу 14 запишем Р_СИСт. Поскольку расчеты аналогичны для следующих месяцев, расчет целесообразно производить в табличной форме (таблица 3.2.7).

По таблице 3.2.7 видно, что все нагрузки не покрываются за счет гидроэнергетики, поэтому есть необходимость в применении ТЭС. Для определения мощности РТЭС строим суточные графики нагрузки и интегральные кривые для февраля и марта месяцев.

3.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОДНОЙ ЭНЕРГИИ

Для возможности различной оценки использования водной энергии вводятся показатели и коэффициенты.

Продолжительность использования максимальной нагрузки hмакс определяется отношением полной потребляемой энергии к суточному максимуму нагрузки:

.

Степень использования водной энергии реки в покрытии годового графика нагрузки энергосистемы определяется коэффициентом использования:

Коэффициент заполнения (полноты, плотности) графика нагрузки (t) определяется отношением:

Коэффициент заполнения зависит от состава энергопотребителей, сменности производства, совпадения типов и провалов нагрузки потребителей. Он не является постоянным и изменяется в течение недели и сезона.

Коэффициент использования установленной мощности:

.

Продолжительность использования установленной мощности:

4. ПОДБОР ГИДРОСИЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Гидросиловое оборудование ГЭС представлено гидравлическими турбинами, преобразующими энергию движущейся воды в механическую энергию вращения его рабочего колеса и генератора. Последний преобразует механическую энергию, получаемую от турбины, в электрическую, которая передается в энергосистему. За исходные данные для выбора числа агрегатов и типа турбин принимается величина установленной мощности режим изменения мощностей, напоров и уровней в течение расчетного периода. Мощность агрегата определяется по формуле:

,

где - установленная мощность; - число агрегатов, принятое равным 2; - КПД генератора, равный 0,90.

N_уст=1,2·Р_max

Значение расчетного напора принимаем для русловых ГЭС

При небольших установленных мощностях (N_уст до 6 МВт) принимают оборудование, характерное для малых ГЭС.

Принимаем гидротурбину фирмы «Flygt» (Швеция) типоконструкции EL7600 с диаметром рабочего колеса D_к=100 см, частотой вращения n_обор=228-503 об/мин и расходом через турбину Q_гэс=1,5-6,0 м³/с.

Таблица 4.1 Кривые продолжительности водноэнергетических характеристик ГЭС при НПУ

№п/п	NГЭС, кВт	QГЭС, м3/с	Н,м
1	2	3	4	5
1	376,6	1,97	24,36	7,69
2	358,3	1,91	23,9	15,38
3	337	1,9	22,6	23,08
4	293,6	1,78	21,02	30,77
5	261,7	1,73	19,39	38,46
6	232,7	1,72	17,34	46,15
7	219	1,71	16,15	53,85
8	211,7	1,69	16,13	61,54
9	199,9	1,67	15,25	69,23
10	171,7	1,67	13,1	76,92
11	104,8	1,67	8	84,62
12	79,4	1,67	5,99	92,31

По полученным результатам строим кривые продолжительности водноэнергетических характеристик ГЭС.

5. РАЗРАБОТКА ПРИРОДООХРАННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ

5.1 ПРОГНОЗ ИЗМЕНЕНИЯ УГВ В ЗОНЕ ВЛИЯНИЯ ВОДОХРАНИЛИЩА

Расчет подпора грунтовых вод сводится к определению положения уровня грунтовых вод в прибрежной зоне водохранилища в определенные моменты времени в зависимости от положения горизонтов воды в водохранилище. На основании расчета определяют возможные зоны подтопления, в пределах которых УГВ при подпоре может оказаться на небольшой глубине, исключающей возможность с/х использования этой территории.

Расчет выполняется по методике Н.Н. Веригина для случая неустановившегося потока при неограниченном расстоянии до области питания. Ординаты кривой подпора вычисляются по формуле:

,

где y_x - искомая ордината кривой депрессии в сечении, расположенном на расстоянии x от уреза водохранилища через время t считая от момента заполнения, м; h_x - мощность потока в расчетном сечении до подпора, м; h₁, y₁ - мощность потока на урезе водохранилища до и после подпора;Ф(л) - специальная функция (интеграл вероятности Гаусса), значение которой определяется в зависимости от величины безразмерного аргумента л.

Величина аргумента л определяется выражением:

где К_ф- коэффициент фильтрации, равный 0,5 м/сут;м - водоотдача грунта, равная 0,05;h_ср - средняя мощность потока в зоне подпора, м.

Средняя мощность потока в зоне подпора определяется по формуле:

Расчет подпора УГВ проводят по поперечникам, ориентированным к берегу водохранилища от сечения к сечению, т.е. каждое предыдущее сечение является исходным для каждого последующего.

Затем находим отметку ординаты кривой подпора:

.

Все расчеты будем сводить в таблицы 5.1.1 и 5.1.2. Для поперечников I-Iи II-II. Расчеты будем производить на расстояниях 100; 300; 700; 1200м от берега водохранилища в интервалы времени 0; 50; 100; 200 суток и для стационарного подпора. Расчеты проводим по вышеизложенной методике. По результатам расчетов строим кривые подпора.

Таблица 5.1.1 Определение положений кривой депрессии в процессе развития подпора (поперечник I-I)

Расст. от берега вод-охр., м	Время от начала наполнения водохранилища t, суток
	0	50	100	200	Стационарный подпор
	л	Ф(л)	Ўух	л	Ф(л)	Ўух	л	Ф(л)	Ўух	л	Ф(л)	Ўух	л	Ф(л)	Ўух
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
100	-	-	18	0,517	0,517	18,49	0,366	0,366	18,64	0,259	0,259	18,75	0	0	-
300	-	-	17,4	1,551	0,944	17,46	1,097	0,832	17,58	0,766	0,704	17,71	0	0	-
700	-	-	18	3,620	1	18	2,560	1	18	1,810	0,976	18,02	0	0	-
1200	-	-	18,4	6,205	1	18,4	4,388	1	18,4	3,103	1	18,4	0	0	19,37

Таблица 5.1.2 Определение положений кривой депрессии в процессе развития подпора (поперечник II-II)

Расст. от берега вод-охр., м	Время от начала наполнения водохранилища t, суток
	0	50	100	200	Стационарный подпор
	л	Ф(л)	Ўух	л	Ф(л)	Ўух	л	Ф(л)	Ўух	л	Ф(л)	Ўух	л	Ф(л)	Ўух
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
100	-	-	18	0,517	0,517	18,49	0,366	0,366	18,64	0,259	0,259	18,75	0	0	-
300	-	-	18,6	1,551	0,944	18,66	1,097	0,832	18,77	0,766	0,704	18,82	0	0	19,57
700	-	-	19,8	3,620	1	19,8	2,560	1	19,8	1,810	0,976	19,8	0	0	20,7
1200	-	-	20,4	6,205	1	20,4	4,388	1	20,4	3,103	1	20,4	0	0	21,3

По поперечникам I-Iи II-II видно, что территория подтоплена, следовательно на территории, защищаемой от подтопления необходимо предусмотреть выборочный дренаж, который поможет снизить уровень грунтовых вод.

5.2 ПРОГНОЗ ВЫНОСА БИОГЕННЫХ ВЕЩЕСТВ

Для оценки роли с/х производства биогенном загрязнении окружающей среды выясняются и характеризуются источники поступления (удобрения, животноводческие и хозяйственно-бытовые стоки населенных пунктов) и пути миграции питательных веществ. Теоретической основой расчета возможного выноса их с с/х угодий являются известные агрохимические зависимости, связывающие величину выноса с характером почв, культурами и их урожайностью [3].

В общем случае объем поступления биогенных элементов в водохранилище (W_б.э.) складывается из выноса биогенных веществ (W_у) в зависимости от урожайности с/х культур и выноса в результате потерь удобрений (W_п) на всех стадиях технологического цикла (складирование, транспортировка к угодьям, внесение в почву и др.).

Для оценки поступления биогенных веществ в водохранилище выясняются количество и ассортимент используемых в хозяйстве удобрений по прилагаемой схеме (таблицы 5.2.1 и 5.2.2).

В таблице 5.2.1 графы 1 и 2 заполняются согласно структуре посевных площадей (Курсовой проект по курсу «Сельскохозяйственные гидротехнические мелиорации», ЧастьI).

Графы 3-7 - урожайность и дозы минеральных удобрений под планируемый урожай из таблиц 40-43 [3].

Графы 8-11 - количество удобрений на всю площадь определяются путем перемножения соответствующей нормы удобрений на площадь, занимаемую с/х культурой. По аналогии будем рассчитывать количество удобрений на всю площадь (таблица 5.2.1).

Таблица 5.2.1 Расчет потребного количества удобрений

С/х культура	Площадь, га	Урожайность, ц/га	Норма удобрений на1га	Количество удобрений на всю площадь
			Органические, т/га	Минеральные, кг д.в.	Органические, т	Минеральные, кг д.в.
				N	P2O5	K2O		N	P2O5	K2O
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Однолетние травы	42,32	180	-	40	40	50	-	92,8	1692,8	2116,0
Озимые зерновые	211,6	68	20	80	70	90	4232	16928	14812	19044
Сахарная свекла	84,64	180	50	80	60	80	4232	6771,2	5078,4	6771,2
Яровые зерновые	84,64	70	20	70	70	80	169,28	5924,8	5924,8	6771,2
Многолетние травы	169,28	369	-	60	90	100	-	10156,8	15235,2	16928
Всего	8633,28	41473,6	42743,2	51630,4

В таблице 5.2.2 графы 2,3,4 заполняются в соответствии с приложением Г.1[2]; графа 5 для органических удобрений переносится из таблицы 5.2.1 (графа 8). Для пересчета дозы минеральных удобрений в кг действующего вещества (д.в.) на физические удобрения, указанную дозу (графы 9,10,11 таблицы 5.2.1) N, P₂O₅, K₂O делят на процент д.в. в соответствующих удобрениях (графы 2,3,4 таблицы 5.2.2). Графы 6,7,8 определяются как произведение стандартного содержания (графы 2,3,4 таблицы 5.2.2) на количество (физическая масса) удобрений потребных хозяйству (графа 5 таблицы 5.2.2).

Таблица 5.2.2 Структура и состав используемых в хозяйстве удобрений

Вид удобрений	Стандартное содержание д.в.,%	Количество (физическая масса) удобрений потребных хозяйству, ц	Количество биогенных веществ внесенных на поля, кг д.в.
	N	P2O5	K2O		N	P2O5	K2O
1	2	3	4	5	6	7	8
Органические
Навоз смешанный	0,54	0,25	0,70	8633,28	4661,97	2158,32	6043,296
Минеральные
Мочевина	45	-	-	921,64	8633,28	-	-
Суперфосфат двойной	-	40	-	1068,58	-	42743,2	-
Калийная соль	-	-	30	1721,01	-	-	51630,4
ВСЕГО					13295,25	44901,52	57673,696

Вынос биогенных веществ в зависимости от урожайности с/х культур определяется:

W_у=R·F, кг,

где R - удельное количество вымывание i-ого биогенного вещества из почвы для исследуемой культуры, кг/га; F - площадь занятая данной культурой, га.

Величина R определяется в зависимости от вида и урожайности культуры, свойств почвы и коэффициента потерь биогенных веществ по формуле:

R=·К_б·У, кг/га,

где - коэффициент выноса i-ого биогенного вещества в водоемы [2]; К_б - вынос i-ого биогенного вещества с растительной массой урожая [2]; У - урожайность с/х культуры, ц/га.

Таблица 5.2.3 Вынос биогенных веществ с урожаем

С/х культура	Площадь, га	Урожайность, ц/га	Коэффициент	Вынос биогенных веществ Кб, кг/ц	Wу= ·Кб·у·F, кг/год
			N	Р2О5	К2О	N	Р2О5	К2О	N	Р2О5	К2О
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Однолетние травы	42,32	180	-	0,15	0,25	1,76	0,63	1,95	-	719,86	3713,58
Озимые зерновые	211,6	68	0,16	0,12	0,07	3,4	0,9	2,0	7827,5	1553,99	2014,432
Сахарная свекла	84,64	180	0,6	0,3	0,5	0,33	0,1	0,47	3016,57	457,06	3580,272
Яровые зерновые	84,64	70	0,16	0,04	0,12	3,3	1,4	2,6	947,968	331,79	1848,54
Многолетние травы	169,28	369	-	0,15	0,25	1,76	0,63	1,95	-	5902,88	30451,356
ВСЕГО	11792,038	8965,58	41608,18

Суммарный вынос i-ого биогенного вещества (W_п.i) с с/х угодья в результате потерь удобрений определяется по формуле:

W_n.i=W_i·P·d, кг,

где Р - коэффициент учитывающий удаленность с/х участка от уреза воды водохранилища. Для многоводного года при удаленности до 500м Р=1,0; d - доля потерь i-ого биогенного вещества с участка [2]; W_i - суммарное количества i-ого биогенного вещества, внесенного удобрением на участок, кг, принимаем по таблице 5.2.2, колонки 6,7,8.

Все расчеты будем производить в виде таблицы 5.24.

Таблица 5.2.4 Вынос биогенных веществ в результате потерь удобрений

Вид удобрений	Р	d,%	Wi,кг	Wni,кг
			N	Р2О5	К2О	N	Р2О5	К2О
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Органические	1	10	4661,97	2158,32	6043,296	4661,97	21583,2	60432,96
Минеральные
аммиачная селитра	1	4	8633,28	-	-	34533,12	-	-
суперфосфат двойной	1	4	-	42743,2	-	-	170972,8	-
калийная соль	1	4	-	-	51630,4	-	-	206521,6
ВСЕГО	34533,12	170972,8	206521,6

Информация о пространственном распределении с/х угодий и биогенной нагрузки вдоль водохранилища и в его водосборе позволит оценить современную и прогнозную ситуацию в отношении превышения критических концентраций биогенных элементов.

Концентрацию i-ого биогенного вещества в водохранилище можно определить из соотношения:

, мг/л,

где W_Б.Э.I - суммарный объем выноса i-ого биогенного вещества, мг;W_вод - объем воды водохранилища на конец периода вегетации, л, W_вод=4,453·10⁹ л (таблица 2.4.2для октября месяца); [ПДК] - нормативное содержание биогенных элементов, мг/л [2].

Расчет концентрации проводим для N, Р₂О₅, К₂О. Суммарный объем выноса i-ого биогенного вещества составляет сумму выноса биогенного вещества с урожаем и выноса биогенного вещества в результате потерь удобрений (таблица 5.2.3, 5.2.4).

W_Б.Э.N= 947,968+34533,12=35481,088·10⁶мг;

W_Б.Э.PO=331,79+170972,8=171304,59·10⁶мг;

W_Б.Э.КО=1848,54+206521,6=208370,14·10⁶мг.

Затем рассчитываем концентрацию биогенных веществ по формуле 5.2.4:

С_(N) =35481,088·10⁶/4,453·10⁹=7,97? [ПДК]=0,3;

C_(PO) = 171304,59·10⁶/4,453·10⁹=38,47? [ПДК]=0,03;

C_(KO) =208370,14·10⁶/4,453·10⁹=46,8? [ПДК]=0,3.

Концентрации биогенных веществ выше допустимых, поэтому необходимо намечать специальные природоохранные мероприятия.

Будем проводить мелиоративные мероприятия, которые предусматривают облесение береговых зон, а также ряд других мер. Эффективным средством является создание на водосборах защитных лесных полос, которые снижают в стоке концентрацию нитратного азота до 15-40%, аммиачного азота - до 20-50%, взвешенных частиц до 75-100, фосфора до 30-65%.

Для предотвращения поступления биогенных элементов в водотоки, необходимо охранять и восстанавливать естественную растительность по ложбинам стока поверхностных вод. Эти участки вместе с поймами рек являются ландшафтно-биохимическими барьерами, препятствующими сливу почвы с биогенными веществами, в первую очередь с фосфором.

Для удаления избыточного количества нитритов в водотоках будем использовать денитрификацию, происходящую под действием анаэробных микроорганизмов, с высвобождением кислорода. Предусматриваем резервуары с осветленными стоками, пруды-накопители возвратных вод.

5.3 РАСЧЕТ ВОДООХРАННЫХ ЗОН

Водоохранная зона - прилегающая к акватории водохранилища и реки зона, на которой устанавливается специальный режим хозяйственного использования. Минимальная ширина водоохраной зоны устанавливается не менее 500м от НПУ для водохранилища. В пределах водоохраной зоны, по берегам водохранилища и реки выделяется природоохранная прибрежная полоса (ППП), на территории которой строго ограничивается хозяйственная деятельность.

В водоохранной зоне запрещается:

· применение ядохимикатов, авиаподкормка минеральными удобрениями с/х и лесных угодий;

· устройство свалок мусора и промышленных отходов, а также других объектов отрицательно влияющих на качество воды;

· строительство животноводческих ферм, комплексов и складов для хранения удобрений;

· проведение строительных, дноуглубительных, мелиоративных, с/х и других работ без согласования с органами по охране природы.

Ширина природоохранных прибрежных полос вдоль водохранилища и реки принимается по таблицам 18 и 19[2].

В створе населенного пункта, расположенного на расстоянии до 500м от уреза воды, природоохранные прибрежные полосы (ППП) расширяются до 300-500м (или до границы населенного пункта). У истоков рек ППП необходимо расширять не менее чем в 3 раза и оставлять в естественном состоянии, обеспечивая сохранность родников, ключей и других водоохранных объектов.

В основу создания ППП включаются мероприятия, предотвращающие поступление биогенных элементов в водохранилище (реку), то есть направленные на максимально возможный перевод поверхностной составляющей стока дождевых и талых вод в подземную. ППП включает: русловую, прибрежную и верховую защитные полосы (рисунок 5.3.1).

Русловая полоса - служит для предотвращения размыва и переработки берегов. Водная растительность, применяемая в этой полосе, используется как для берегоукрепления, так и для частичного извлечения поступивших в водный объект биогенных элементов и других минеральных солей. Ширина назначается конструктивно 10-15 (в нашем случае 10м).

Прибрежная полоса - находится в зоне периодического затопления земель и препятствует механическому нарушению структуры грунта и предотвращает эрозию пойменных земель. Эти полосы играют аккумулятивную роль при прохождении паводка, несущего большое количество наносов. Ширина назначается конструктивно 19-20м (используются: бузина, берёза бородавчатая, барбарис, ель обыкновенная, акация желтая, дуб черешчатый). Принимаем шириной 20м.

Верховая полоса - принимается шириной не более 40м, в нашем случае 20м.

6. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВОДОХОЗЯЙСТВЕННОГО КОМПЛЕКСА

По сравнению с раздельным использованием водных ресурсов в интересах отдельных отраслей народного хозяйства осуществление водохозяйственных комплексов сопровождаются значительно большей эффективностью. Она выражается в повышении производительности труда, снижение стоимости продукции и развитии комбинированного производства.

Технико-экономическое обоснование проектируемого водохозяйственного комплекса выполняется методом сравнительной экономической эффективности, заключающимся в составлении затрат на создание ВХК (З_ВХК) с величиной суммарных затрат по замещающим вариантам (З_ВХК).

Комплекс будет эффективным, если будет иметь место соотношение:

(З_ВХК)?_{зам.i ,}

где З_зам.i ? затраты на создание замещающего варианта i-ого участка ВХК;n ? число участников ВХК.

Затраты на создание ВХК определяются по округленным показателям по формуле:

З_ВХК=К_ВХК·Е_n+N_ВХК, у.е.,

где К_ВХК ? капитальные вложения на строительство объектов ВХК; N_ВХК ? ежегодные издержки производства; Е_n ? коэффициент, для ВХК Е_n=0,12.

К_ВХК=б₁·N_УСТ^ГЭС, у.е.,

где б₁? удельные капитальные вложения (3000-5000у.е./кВт); принимаем б₁=3000у.е./кВт; N_УСТ^ГЭС - установленная мощность ГЭС, рассчитывается по формуле:

N_УСТ^ГЭС=1,2·Р^max_ГЭС, кВт,

где Р^max_ГЭС- максимальная гарантированная мощность ;Р^max_ГЭС=210кВт из таблицы 2.2.7.

N_УСТ^ГЭС=1,2·210=252кВт,

К_ВХК=3000·252=756000у.е.

Ежегодные издержки состоят из отчислений на амортизацию расходов на текущий ремонт, заработную плату обслуживающему персоналу и накладные расходы.

И_ВХК=И_АМОРТ.+И_{ТЕК.РЕМ}+И_З.П+И_{ТР.РАСХ.}=в₁·N_УСТ^ГЭС, у.е.,

где в₁- удельная норма эксплуатационных расходов (60-75у.е./кВт);принимаем в₁=60у.е./кВт.

И_ВХК=60·252=15120 у.е.

По формуле определим затраты на создание ВХК:

З_ВХК=756000·0,12+15120=105840 у.е.

Капитальные вложения К_ТЭС по замещающему варианту для гидроэнергетики зависят от установленной мощности теплоэлектростанции N^ТЭС_ЗАМ и определяется по формуле:

К_ТЭС=б₂·N^ТЭС_ЗАМ

где б₂ - удельные капитальные вложения в теплоэнергетику, б₂=140-170 у.е./кВт; принимаем б₂=140 у.е./кВт.

N^ТЭС_ЗАМ=1,2·N_УСТ^ГЭС, кВт.

Подставляя данные, получим

N^ТЭС_ЗАМ=1,2·252=302,4 кВт.

К_ТЭС=140·302,4=42336 у.е.

Ежегодные издержки по замещающему варианту состоят из общих затрат (отчислений на амортизацию расходов на текущий ремонт, заработную плату) и затрат на топливо, обеспечивающих получение годового объема электроэнергии Э_ГЭС, установленного итогами водно-энергетических расчетов, определяются в соответствии с формулами:

И_ТЭС=И_ТЭС^ОБЩ+И_ТЭС^ТОПЛ=в₂·N_ЗАМ^ТЭС+в₃·Э_ЗАМ^ТЭС

Э_ЗАМ^ТЭС =1,08·Э_ГЭС, (6.9)

где в₂=2ч4 у.е./кВт - удельная норма общих эксплуатационных расходов, принимаем в₂=2 у.е./кВт; в₃=5ч8 у.е./кВт·час.

Э_ЗАМ^ТЭС =1,08·68313,6=73778,69 у.е./кВт

И_ТЭС=2·302,4+5·73778,69=369498,25 у.е.

Капитальные вложения в заменяемый вариант для с/х производства определяется в результате проектирования специального водоисточника:

К_с/х=б₃·W_с/х, у.е.,

где б₃=(0,05 ч 0,07) у.е./м³ - удельная норма капитальных вложений в сельскохозяйственное производство, принимаем б_пр=0,05у.е./м³, W_с/х - годовой объём водопотребления с/х производства, м³ (из таблицы 1.4.2), W_с/х=6,873·10⁶м.

К_с/х=0,05·6,873·10⁶=343650 у.е.

Издержки для заменяемого варианта определяются по формуле:

И_с/х=в₄·W_с/х , у.е.,

где в₄=(0,0002 ч 0,0006) у.е./м³ - удельная норма эксплуатационных расходов, принимаем в₄=0,0002у.е./м³.

И_с/х=0,0002·6,873·10⁶=1374,6 у.е.

Капитальные вложения в заменяемый вариант для агропромышленного и коммунально-бытового водоснабжения определяются в результате проектирования системы раздельного водоснабжения и внедрения водосберегающих технологий, обеспечивающих снижение удельной нормы водопотребления.

К_пр;к/б=б₄·(W_пр+W_к/б), у.е.,

где б₄=(0,05 ч 0,06) у.е./м³ - удельная норма капитальных вложений по альтернативному варианту, принимаем б₄=0,05 у.е./м³; W_пр - годовой объём промышленного водопотребления, м³ (из таблицы 1.4.2); W_пр=4,2·10⁶ м; W_к/б - годовой объём водопотребления на коммунально-бытовые нужды, м³ (из таблицы 1.4.2), W_к/б=4,68·10⁶ м³.

К_пр;к/б=0,05·(4,2+4,68)·10⁶=444000у.е.

Издержки для заменяемого варианта определяются по формуле:

И_пр;к/б=в₅·(W_пр+W_к/б), у.е.,

где в₅=(0,0004 ч 0,0006) у.е./м³ -удельная норма капитальных вложений по альтернативному варианту, принимаем в₅=0,0004у.е./м³.

И_пр;к/б=0,0004·(4,2+4,68)·10⁶=3552 руб.

Суммарные затраты по замещающим (альтернативным) вариантам рассчитываются по формуле:

З_зам =З_{зам.тэс}+З_зам.с/х +З_{зам.пр; к/б}=Е_n·(К_ТЭС+К_с/х+К_пр;к/б)+И_ТЭС+И_с/х+И_пр;к/б , у.е.

Подставив в формулу значения, получим:

З_зам=0,12·,(42336+343650+444000)+369498,25+1374,6+3552=474023,17 у.е.

Отсюда можно сделать вывод, что создание водохозяйственного комплекса будет эффективно, так как соотношение выполняется:

З_вхк= 105840у.е<З_зам=474023,17 у.е.

Экономическая эффективность (Эк.эфф) от создания ВХК определится как разность между суммарными затратами по замещающим вариантам (З_зам) и затратам на создание ВХК (З_вхк):

Эк.эфф=З_зам - З_вхк , руб,

Эк.эфф=474023,17 - 105840=368183,17у.е.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В курсовой работе определён годовой объём водопотребления участниками ВХК (таблица 2.4.2): объём водопотребления предприятиями с/х промышленности (W_пр=4,2 млн.м³); объем воды сельскохозяйственного водозабора (Wс/х=6,873 млн.м³); годовой объём водопотребления на коммунально-бытовые нужды (W_к/б=4,68млн.м);W_гэс=41,935млн.м³. По результатам выполненных расчётов построен результирующий график годового объёма водопотребления участниками ВХК.

Также в работе проведены водно-энергетические расчёты. Был построен годовой график нагрузки энергосистемы. Построены графики наполнения и сработки водохранилища. В результате водно-энергетических расчётов определили, что годовой график нагрузки энергосистемы не покрывается за счёт гидроэнергетики, поэтому предусмотрели введение ТЭС.В качестве гидросилового оборудования приняли гидротурбину EL 7600 для малых ГЭС фирмы «Flygt» (Швеция).

Вкурсовой работе спрогнозированы повышения УГВ после наполнения водохранилища: уровни воды находятся выше поверхности земли, поэтому предусматриваем мероприятия по защите территории от затопления. При прогнозе выноса биогенных веществ в водохранилище выяснили, что расчётная концентрация биогенных веществ превышает допустимые значения, предусмотрены специальные мероприятия. В качестве природоохранных мероприятий были назначены водоохранные зоны: русловая - 10м, прибрежная - 20м, верховая - 20м.

В завершении курсовой работы было произведено технико-экономическое обоснование проектируемого ВХК. Водохозяйственный комплекс является эффективным, т.к. затраты на создание ВХК меньше суммарных затрат по замещающим вариантам (105840?474023,17). Экономическая эффективность от ВХК равна 368183,17у.е.

ЛИТЕРАТУРА

1. Мелиорация и водное хозяйство. Т.Б. Водное хозяйство: Справочник. Под ред. И.И. Бородавченко, - М.; Агропромиздат. 1988. - 399с.

2. Методические указания к выполнению курсовой работы по курсу «Комплексное использованиеводных ресурсов ». Мороз М.Ф.; ВолчекАн.А.; БрГТУ2010год.

3. Руководство по проектированию и изысканиям объектов мелиоративного и водохозяйственного строительства в БССР (РПИ-82), Часть 4. С/х освоение мелиорируемых земель. - Мн.: 1982. - 267с.

4. Рекомендации по расчёту поступления биогенных элементов в водоёмы для прогноза их эвтрофирования и выбора в водоохранных мероприятий. - М.: Росагропромиздат. 1989. - 48с.

5. Научно - прикладной справочник по климату СССР, серия 3 Многолетние данные, части 1-6, выпуск 7,Белорусская ССР, Ленинград Гидрометеоиздат 1987 год.

6. Справочник по климату, выпуск 7,часть 2.Температура воздуха и почвы. М. Гидрометеоиздат-1965 год.

Размещено на Allbest.ru