Расчет полезного объема водохранилища графическим способом

Графический способ отличается наглядностью, позволяет лучше понять сущность и процесс регулирования стока. Однако, графический способ определения полезной емкости водохранилища, не учитывает потери, поэтому его используют в основном для предварительных и вспомогательных расчетов, а также для ана­лиза особо сложных случаев регулирования стока.

В графических способах расчетов водохранилищ применяют суммарные (полные) и разностные интегральные кривые, т. е. графическое изображение в хронологи­ческой последовательности нарастания объемов стока, потреб­ления или их разности. Таблица 12

Данные для построения интегральных кривых

Расчет координат интегральных кривых приведен в табл. 12. За начало водохозяйственного года, как правило, прини­мается первый месяц после периода максимального дефицита при обязательном условии, что избыток первого такта не меньше дефицита последующего такта.

Суммарную и разностную интегральные кривые строят в прямоугольных координатах, откладывая по оси абсцисс время t и по оси ординат значения ∑ W, ∑ U и (∑ W- ∑U) (Рис. 5).

Сопоставляя интегральные кривые стока и отдачи (потребле­ния), находят избытки, дефициты, полезный объем и другие показатели регулирования стока.

2.4.2. Определение полезной емкости водохранилища по суммарной интегральной кривой

Проведя верхнюю касательную к кривой стока, параллельную кривой отдачи U(t), находим момент t₁ окончания избыточного стока и перехода к периоду дефицита. С момента t₁ (точка верхнего касания A) до конца рас­четного периода t2 наклон кривой W(t) меньше наклона кривой U(t); очевидно, в течение этого периода расход притока Q меньше расхода отдачи q и имеет место дефицит. Нижняя каса­тельная, проведенная к кривой стока параллельно кривой отдачи, определит окончание дефицита, а верти­кальное расстояние между верхней и нижней касательной - суммарный объем дефицита Δd, который и будет соответствовать объему водохранилища, необходимому для регулирования стока, то есть полезному объему V_плз.

а) б)

Рис 5. - Определение полезной емкости водохранилища по полной (а)

и разностной (б) интегральной кривой.

Следовательно, по­лезный объем V_плз равен вертикальному расстоянию между каса­тельными, проведенными параллельно интегральной кривой потребления в начале дефицита (верхняя касательная) и в кон­це его (нижняя касательная).

Аналогично выполняется расчет водохранилища с помощью интегральных кривых и при двухтактной работе. Проводят верхние и нижние касательные к кривой стока W(t) параллельные кривой отдачи U(t), и находят избытки ΔV₁, ΔV₂ и дефициты Δd₁, Δd₂. Необходимый полезный объем V_плз опре­деляют как наибольшее вертикальное расстояние между преды­дущими верхними и последующими нижними касательными, прове­денными к кривой стока W(t) параллельно кривой отдачи U(t). При этом верхняя касательная не должна пересекать кривую стока до точки нижнего касания.

2.4.3. Определение полезной емкости водохранилища по разностной интегральной кривой

Разностную интегральную кривую строят в прямоугольных координатах, откладывая по оси абсцисс время t и по оси ординат значение ∑ W-∑U. В тот период, когда разностная кривая имеет подъем, наблюдаются избытки, а когда кривая имеет спад - дефициты; в верхней экстремальной точке (максимум) осуществляется переход от избыточного стока к дефициту, а в нижней (минимум) - от периода дефицитов к пе­риоду избыточного стока.

Полезный же объем водохранилища V_плз определяется как наибольшая разность ординат максимальной и минимальной экстремальных точек разностной интегральной кривой. При этом на участке между указанными экстремальными точками каса­тельная, проведенная к точке верхнего экстремума параллельно оси абсцисс, не должна пересекать разностную кривую.