Водохозяйственный расчет водохранилища

Таблица 6. Ордината интегральных кривых

Графические способы расчета сезонного регулирования стока

Режим работы водохранилища по I Варианту

1) С 1^го апреля по 6^е мая период заполнения полезного объёма.

2) С 6^го мая по 31^е октября идёт сброс лишней воды при полном заполнении полезного объёма.

3) С 1^го ноября по 31^е марта проходит период сработки полезного объёма.

Режим работы водохранилища по II Варианту

1) С 1^го апреля по 26^е июня наблюдается период сброса.

2) С 27^го июня по 31^е октября происходит процесс наполнения полезного объёма.

3) С 1^го ноября по 31^е марта проходит период сработки водохранилища.

3. Расчет методом Крицкого – Менкеля

В этом методе сезонная составляющая полезного объема так же, как в балансовом методе:

Из исходных данных:

Коэффициент за регулирование стока ά=0,7;

Длительность межени в долях года t_М = 7/12 =0,58;

Доля меженного периода m_М =0,3

β_сез =ά*(t_м – m_м )=0,9*(0,58–0,3)=0,25

W – среднемноголетний объем годового стока = 180 млн. м³.

V_сез = β_сез *Wг =180*0,25=8,05 млн. м³.

Многолетняя составляющая βмн в этом методе определяется с помощью графиков «Сванидзе».

В зависимости от коэффициентов вариации Сv и асимметрии Сs речного стока.

Коэффициент корреляции стока смежных лет r, расчетной обеспеченности Р=90% и коэффициент регулирования стока ά =0,7.

В начале выбирают расчетный график в зависимости от С_v /С_s , r, обеспеченности р%.

Затем по этому графику в зависимости от Cv и ά определяют β мн.

V_мн = β _мн * W_г = 0,56*180=100,8 млн. м³.

βмн = 0,56

V_плз = V_сез + V_мн = 8,05+10= 18,05 млн. м³.

Расчет методом Монте – Карлом.

Он основан на моделирование искусственных гидрологических рядов большой продолжительности (1000 – и более лет).

При этом расчеты обычно выполняют способом обратной задачи.

Зная величину βмн устанавливаем вероятность отдачи Рu%.

Порядок расчетов:

1) По величинам Cs и Cv по заданной реке рассчитываем теоретическую кривую обеспеченности таблица 7.

Таблица 7. Расчет теоретической кривой обеспеченности

И строим теоретическую кривую обеспеченности

1) Моделируем ряд значений обеспеченности годового стока Р%.

Методом генерации случайных чисел.

Дальнейший расчет ведем в табличной форме таблица 8.

2) колонку записываем случайные числа. Они равны обеспеченности.

3) колонка – по кривой обеспеченности определяем модульные коэффициенты Кi и записываем.

4) колонка – для каждого года определяется величина βpi = βнi – ά + Кi

βнi – наполнение водохранилища в начале года. Для первого расчетного года будет равен 0.

Таблица 8. Вычисляем вероятностные характеристики методом Монте-Карло βмн = 0,2 ά = 0,7

Определяем 5 колонку Объем наполнения на конец года βкi, в зависимости от полученного значения βрi:

а) βр > βмн в этом случае наблюдаются избытки воды и принимаем βкi = βмн.

Дефицит стока di = 0, а величина сброса равна βсб = βр – βмн.

б) βмнi > βрi > 0 в этом случае βсб = 0, βdi =0, βкi = βр.

в) βрi < 0 d, в этом случае βкi =0, βdi = βрi, βсб = 0.

Выполнив расчет за первый год, преступаем к расчетам для последующего года.

βр= βн + Кi – ά

βн – принимается βк – за предыдущий год.

Рассчитав полностью таблицу. Определяем обеспеченность отдачи.

Для этого определяем вероятность перебоев по формуле:

Аd =nd/N

где nd – число лет с дефицитом стока. Определяем по 6 колонке

nd = 0

N – Продолжительность ряда равное 30.

Аd = 0/30=0

Находим фактическую обеспеченность по формуле:

Рu = (1 – Аd)* 100%=(1 – 0)*100% = 100%.

Это значение сравнивается с расчетным:

Фактическая обеспеченность Рu =100% больше расчетной обеспеченности Р = 90%, то βмн рассчитано верно.

4. Расчет трансформации паводка водохранилищем способом Качерина

Для предварительных расчетов допускается применять упрасченный способ Качерина.

В этом способе сделано два допущения:

1) Рассчитанный гидрограф max стока представлен в виде треугольника или трапеции.

2) Считается, что увеличение сбросных расходов происходит по линейному закону.

Этот способ применим в случае водослива без затворов с отметкой гребня на уровне НПУ, точность этого способа 5 – 10%, что в полнее достаточно.

Порядок расчетов.

1) Чертится расчетная таблица 9.

водохранилище паводок трансформация сток

Таблица 9. Расчет сбросных расходов

2) заполняем 2 колонку задаваясь значением слоем форсировки hф.

Вычисляем отметку ФПУ по формуле:

ФПУ = НПУ + hф

НПУ – находим по графику батеграфических и объемных кривых

3) По батеграфической кривой объемов, по значениям ФПУ определяем объем водохранилища Vфпу и записываем в 4 колонку.

4) Определяем объем форсировки по формуле:

Vф = V_фпу – V_нпу млн. м.³

Объем V_нпу = 11 млн.м.³ И записываем в 5 колонку.

Определяем слой форсировки и объем форсировки.

Рассчитываем объем паводка по формуле:

Wп = 0,5* Т *Qmax.

Из исходных данных:

Максимальный расход паводка Qmax= 300 м/с;

Продолжительность паводка Т = 14 суток.

Wп = 0,5* Qmax *Т* 86400=0,5*300*14*86400=181440000≈181 млн. м³

Рассчитываем max сбросной расход по формуле:

Qс = Qmax*(1 – Vф/Wп)

Полученный результат записываем в 6 колонку.

Рассчитываем сбросные расходы, пропускаемые водосливом.

qc = m_b *B√2g* h_Ф м³/с

Из исходных данных:

Коэффициент расхода водослива m_b = 0,47;

Ширина водослива B =80

Строится график

По колонке 2 и 6 строится график Qс = f (hф)

По колонке 2 и 7 строится график qc =f (hф)

Точка пересечения графиков дает нам расчетное значение форсировки, и сброс.

По расчетной величине hф определяем отметку ФПУ и Vф.

Слой форсировки hф = 109 м.;

Объем форсировки Vф = 8,8 млн. м³

Литература

1. Практикум по гидрологии, гидрометрии и регулированию стока / Е.Е. Овчаров, Н.

2. Н. Захаровская, И.В. Прошляков и др.; Под ред. Е.Е. Овчарова. – М.: Агропромиздат, 1988. – 224 с.