Определение слоя испарения расчетной обеспеченности
Рассчитанная в п.2.2. средняя величина испарения с водной поверхности может быть превышена. Вероятность такого превышения (обеспеченность) при сезонном регулировании стока принимается как дополненная до 100% обеспеченности осадков, т.е.
Испарение расчетной обеспеченности
,
где 
– среднемноголетнее годовое испарение
– модульный коэффициент
определяется по табл. 2.5. в зависимости от номера зоны, где расположено водохранилище (номер зоны определяем по карте).
Табл. 2.5. Ординаты аналитической кривой обеспеченности годового
испарения
| Зона | Cυ | Вероятность превышения PE, % | |||||
| I-V | 0,15 | 1,35 | 1,28 | 1,25 | 1,19 | 1,10 | 1,00 |
| VI-VIII | 0,10 | 1,23 | 1,19 | 1,16 | 1,13 | 1,07 | 1,00 |
Смоленская область расположена в IV зоне, 
1.19
Полученную величину необходимо распределить по всем месяцам года за безледоставный период. Для этого используют табл. 2.6.
Табл.2.6. Испарение с поверхности малых водоемов (% годовой суммы за безледоставный период)
| Зона | Месяц | |||||||||||
| I | - | - | - | - | - | - | - | - | ||||
| II | - | - | - | - | - | - | - | |||||
| III | - | - | - | - | - | - | ||||||
| IV | - | - | - | - | ||||||||
| V | - | - | - | - | ||||||||
| VI | - | - | - | |||||||||
| VII | - | |||||||||||
| VIII |
2.4. Определение слоя осадков расчетной обеспеченности
где 
– норма осадков
– ордината кривой обеспеченности (по приложению 2 [1])
Для 
, 
и px=90%
Определение слоя дополнительного испарения
Рассчитывается как разность между расчетным испарением водной поверхности и осадками, при этом отрицательные значения в расчет не принимаются
2.6. Определение суммарного слоя и объема потерь на дополнительно испарение и фильтрацию
тыс.м3
Строим графики суммарных потерь водохранилища за каждый месяц года.
Табл. 2.7. Вычисление суммарного слоя потерь воды из водохранилища
| Месяц | Слой потерь на фильтр. Ф, мм | Слой испарения | Слой осадков | Слой доп. испарения  , мм
| Суммарный слой потерь П, мм | Объем потерь при Ω = 0,838 км2, Vтыс.м3 | ||
| Eв, % |  , мм
|  , мм
|  ,мм
| |||||
| - | - | - | 25,1 | |||||
| - | - | - | 25,1 | |||||
| - | - | - | 25,1 | |||||
| - | 25,1 | |||||||
| 67,0 | ||||||||
| 85,5 | ||||||||
| 73,7 | ||||||||
| 65,4 | ||||||||
| 41,0 | ||||||||
| - | 25,1 | |||||||
| - | 25,1 | |||||||
| - | - | - | 25,1 | |||||
| Год | - |
3. Определение мёртвого объёма водохранилища из условия выполнения допустимого срока заиления
Исходные данные:
1. Площадь водосбора водохранилища: F = 100 км2.
2. Расчётный срок заиления: 30 лет.
3.1. Определение среднего многолетнего годового стока воды (нормы
стока) в створе плотины
При отсутствии фактических наблюдений норму годового стока определяют по карте изолиний.
Расход воды 
.
Объём годового стока 
3.2. Определение объёма ежегодного заиления водохранилища
При отсутствии фактических наблюдений определяют по карте средние мутности рек.
ρ0 = 25 г/м3
Плотность донных отложений в начале обычно составляет 0,6 т/м3; в конце – 1,2 т/м3.
ɣотл = 0,6 т/м3
m – коэффициент, выражающий количество донных наносов от количества взвешенных; для равнинных рек обычно находится в пределах от 0,001 до 0,1.
Принимаем донные наносы в размере 5% взвешенных m = 0,05.
Коэффициент δ, характеризующий транзитную часть наносов, сбрасываемых из водохранилищ для равнинных водотоков составляет в среднем 0,3-0,4.
δ = 0,35
Таким образом, ежегодный объём заиления:
3.3. Определение мёртвого объёма водохранилища
За 30 лет эксплуатации в водохранилище накопится
По батиграфической кривой (рис.1.4) этому объёму соответствует уровень воды 109,7м.
4. Определение полезного и полного объемов водохранилища сезонного регулирования стока таблично-цифровым балансовым методом
Исходные данные:
1. Батиграфические кривые водохранилища (см. раздел 1).
2. Норма стока (среднемесячное значение стока) W0 = 
.
3. Годовой сток 80%-й обеспеченности 
.
Cv = 0,29
Cs = 2Cv = 0,58
4. Годовая отдача 
5. Внутригодовое распределение расчетного стока и отдачи.
| Характеристики | I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | IX | X | XI | XII | Год |
| Сток W80, % | 2,75 | 2,75 | 3,9 | 27,8 | 18,1 | 5,6 | 4,1 | 5,0 | 10,6 | 11,1 | 4,15 | 4,15 | |
| Отдача U, % | 7,67 | 7,67 | 7,67 | 9,0 | 9,0 | 9,0 | 9,0 | 9,0 | 9,0 | 7,67 | 7,67 | 7,65 | |
| Сток W80%, м3 | |||||||||||||
| Отдача U, м3 |
6. График суммарных потерь воды из водохранилища (см. раздел 2).
7. Объем мертвого объема (см. раздел 3).
Требуется:
1. Вычислить полезный и полный объемы водохранилища без учета потерь воды;
2. Определить наполнение водохранилища и сбросы излишков воды без учета потерь воды;
3. Найти объемы водохранилища (полезный, полный, наполнений) и сбросы с учетом потерь воды;
4. Построить графики работы водохранилища.
4.1. За начало водохозяйственного года принимается IV месяц. В графы 2 и 3 табл. 4.1. в хронологической последовательности, выписываем помесячно величины стока и отдачи.
Расчет производим в 2 этапа:
1. Предварительный – без учета потерь воды на испарение и фильтрацию.
2. Окончательный – с учетом потерь.
4.2. Вычисляем избытки и дефицита воды за каждый месяц
4.3. По данным граф 4 и 5 строим совмещенный график притока и отдачи воды. Определяем режим работы водохранилища, полезный объем, полный объем и отметку НПУ.
4.4. Рассчитываем положение водохранилища на начало и конец каждого месяца, а также сброс излишков воды без учета потерь.
По первому варианту правил регулирования водохранилища заполняется до НПУ, а затем производятся холостые сбросы.
Расчеты в этом варианте ведут по ходу времени вычисляя объем наполнения и сбросов на конец каждого месяца.
Конечное наполнение ограничено емкостями Vмо и Vнпу.
Вычисление начинаем с месяца, следующего за моментом опорожнения водохранилища до уровня мертвого объема.
В нашем случае с 10 месяца.
Формулы для расчета Vн и Vсбр
По второму варианту правил регулирования в начале при УМО проводят холостые сбросы, а затем водохранилище наполняем до НПУ.
Расчет по этому варианту ведут против хода времени, вычисляя объемы наполнения и сбросов на начало каждого месяца.
Расчеты начинают с конца водохозяйственного года.
В нашем случае с 3 месяца.
Таким образом, дефицит стока суммируем, а избытки вычитаем. Сбросы осуществляются при мертвом объеме.
4.5. Окончательный этап расчета включает определение потерь.
Выбираем вариант правил регулирования. В данной курсовой работе принимаем, что водохранилище будет работать по второму варианту.
Вычисляем средний объем воды в водохранилище за каждый месяц при принятом варианте регулирования
По объемной кривой (см. рис. 1.5) в зависимости от среднего объема воды находят среднюю площадь водной поверхности водохранилища.
По графику потерь воды (рис. 2.3) определяют суммарные потери воды за каждый месяц.
4.6. Определяют полезный и полный объемы водохранилища, а также наполнения и сбросы с учетом потерь воды.
Вычисляют полную отдачу воды из водохранилища (с учетом потерь) – отдача брутто за каждый месяц
Вычисляем избытки и дефициты воды за каждый месяц
Строят совмещенный график притока и отдачи воды с учетом потерь, возникающих при работе водохранилища по второму варианту.
Наполнения и сбросы вычисляют против хода времени с конца водохозяйственного года.
Начальные наполнения Vн’, ограниченные емкостями Vмо и Vнпу.
Правильность вычисления проверяют по уравнению баланса воды за год
4.7. Строим график работы водохранилища
Продолжительность сброса
Расчет производим в 2 этапа: предварительный – без учета потерь воды на испарение и фильтрацию и окончательный – с учетом потерь.
Табл.4.1 - Расчет водохранилища сезонного РС (объемы в тыс. м3). Vмо = 24 тыс.м3
| Месяц | Расчетный сток | Плановая отдача | Наполнение без учета потерь | Расчет потерь | Отдача с учетом потерь | Наполнение с учетом потерь | |||||||||||||||||||
| Wр | U | Wp - U | 1 вариант | 2 вариант | Средний объем | Средняя площадь зеркала | Объем потерь | (Wp-U) | Первый и второй варианты | ||||||||||||||||
| Vи | Vд | Vк | Vсб | Vн | Vсб | Vизб | Vд | Vн' | Vсб' | ||||||||||||||||
| ∑=3390 | |||||||||||||||||||||||||
| 85,5 | 607,5 | ||||||||||||||||||||||||
| ∑=3512 | |||||||||||||||||||||||||
| 65,5 | 587,5 | ||||||||||||||||||||||||
| ∑=147 | ∑=342 | ||||||||||||||||||||||||
| ∑=1172 | ∑=1106 | ||||||||||||||||||||||||
| ∑=479 | ∑=604 | ||||||||||||||||||||||||
Рис.4.1 – Совмещенный график притока и отдачи без учета потерь
воды
Двухтактная работа с независимым циклом
Vи1>Vg1; Vи2>Vg2
НПУ = 111,45 м
Рис.4.2. Совмещенный график избытков и дефицитов воды с учетом потерь
Двухтактная работа с независимым циклом
Vи1>Vg1; Vи2>Vg2
НПУ = 111,75 м
Список использованной литературы
1. Гидрология, гидрометрия и регулирование стока / Г.В. Железняков, Т. А. Неговская, Е. Е. Овчаров. – М.: Колос, 1984. - 432 с.
2. Практикум по гидрологии, гидрометрии и регулировании стока / Е.Е. Овчаров, Н.Н. Захаровская, И.В. Прошляков и др. – М.:Агромпромиздат, 1988. – 224 с.
3. Указания по расчету заиления водохранилища при строительном проектировании. – Л.: Гидрометеоиздат, 1973. – 56с.
