К основным характеристикам водохранилища относят зависимости площади водной поверхности и объема воды V в водохранилище от уровня Z или глубины h в нем. Кривую или называют кривой площадей водной поверхности водохранилища; или - кривой объемов водохранилища, а вместе – батиграфическими кривыми. Кривые средних глубин и критерия литорали (мелководья) совмещают с батиграфическими кривыми.
Исходными данными для построения батиграфических кривых является топографический план чаши водохранилища в горизонталях, по которому планиметрированием определяются площади между горизонталями и устанавливаются площади водного зеркала (см. бланк задания, Приложение А).
Отметка уровня воды Zi при заданном уровне, м:
, (4)
где - отметка ложа водохранилища;
- глубина воды у плотины.
определяется как полусумма площадей зеркала воды,
соответствующая двум соседним уровням:
, (5)
где - площадь зеркала водохранилища при отметках .
Приращение частичного объема определяется по зависимости:
, (6)
где - частичный объем, заключенный между смежными горизонталями,
DZ - приращение уровня воды в водохранилище, DZ ,
- площади, соответствующие уровням .
Объем воды при расчетном уровне определяется по зависимости:
, (7)
где - объемы воды при уровнях .
Объем воды при ÑZ равен нулю. Объем при заданном уровне вычисляется суммированием частичных объемов, т.е. .
Зная глубину мелководья , определяем площадь мелководья:
. (8)
- площадь зеркала водохранилища при отметке уровня Zi,
- площадь зеркала водохранилища при заданной отметке.
Под мелководным понимают участки водохранилища, где глубина .
Критерий литорали – это отношение площади литорали к площади зеркала водохранилища при этой же отметке, определяется по зависимости:
. (9)
где - площадь литорали при уровне Zi.
Средняя глубина при расчетном уровне - это отношение объема (Vi) к площади ():
. (10)
Все расчеты сводим в таблицу 2, а затем строим батиграфические кривые (Приложение В). Зависимости или - графы 1, 4 или 2, 4;
или - графы 1, 7 или 2, 7;
или - графы 1, 9 или 2, 9;
ли - графы 1, 10 или 2, 10.
Кривая критерия литорали при изменении глубины от 0 до hмлк равна 100% и в этом интервале будет в виде вертикальной линии, а затем по точкам (графы 1, 9).
Таблица 2 – Расчет батиграфических кривых
Глубина, м | уровень воды, Z,м | Разность уровней воды DZ, м | Площадь водохранилища, | Объем воды, | Литораль | Сре дняя глубина м | |||
при данном уровне | при данном уровне | площадь , | критерий | ||||||
0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 40,0 | 65,0 70,0 75,0 80,0 85,0 90,0 95,0 105,0 | 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 10,0 | 0,0 0,17 0,30 0,60 1,13 1,96 3,12 5,90 | 0,085 0,235 0,450 0,865 1,545 2,540 4,510 | 0,425 1,175 2,250 4,325 7,725 12,70 45,10 | 0,00 0,425 1,600 3,850 8,175 15,90 28,60 73,70 | 0,00 0,051 0,039 0,090 0,159 0,249 0,348 0,417 | - 30,00 13,00 15,00 14,07 12,70 11,15 7,07 | - 2,50 5,33 6,42 7,23 8,11 9,17 12,49 |