Главная Учебники - Геология Лекции (геология) - часть 1
Кафедра: _____________________ Дисциплина: Регулирование стока
Приняла: Попова Ольга Васильевна Выполнила: студентка третьего курса,
заочного отделения, группы 35 ЭМЗ, 04/040
Фастова Надежда Александровна
СОДЕРЖАНИЕ
ДАННЫЕ ПО ВАРИАНТУ 1 Построение батиграфических кривых водохранилища. 2 Определение минимального уровня воды УМО. 3 Расчет водохранилища сезонно-годичного регулирования стока 4. Определение режима работы водохранилища балансовым таблично-цифровым расчетом 5 Интегральные (календарные) кривые стока и отдачи . Расчет водохранилища многолетнего регулирования. 7. Определение регулирующего влияния водохранилища на максимальный ДАННЫЕ ПО ВАРИАНТУ
ВАРИАНТ 0.
Река Сура, с. Кадышево, площадь водосбора F=27 900 км2
, залесенность 30%, болот нет, среднее многолетнее количество осадков 682 мм. Среднемесячные и среднегодовые расходы воды и модули стока Годы Январь Февраль Март Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь Год М л/с*км2
Ма л/с*км2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1964 47,6 42,6 44,9 699 259 94,7 66,8 60,8 51,0 49,7 44,3 42,5 125 4,48 4,23 1965 37,9 41,2 56,1 574 148 71,4 53,3 50,1 46,8 48,4 45,1 55,2 102 3,66 3,54 1966 46,4 42,9 141 380 85,5 55,6 47,6 42,2 42,3 43,1 43,9 37,2 83,9 3,01 2,66 1967 27,6 33,2 36,3 332 94,6 53,9 44,4 46,1 38,4 40,4 36,9 31,4 67,9 2,43 2,47 1968 32,8 27,2 48,9 767 113 72,1 79,0 45,3 42,2 45,2 51,8 15,4 112 4,01 3,72 1969 27,4 23,0 20,0 636 104 68,1 67,4 52,4 45,5 64,9 76,8 73,7 105 3,76 2,42 1970 54,5 55,1 48,8 1120 137 77,5 54,7 48,1 48,9 52,3 66,2 44,7 151 5,41 4,24 1971 43,8 40,3 95,6 565 104 58,6 51,8 42,0 36,7 48,4 60,1 63,4 101 3,62 2,88 1972 32,7 26,4 48,6 333 67,4 51,2 44,6 26,2 27,4 37,2 48,1 60,6 67,0 2,40 1,71 1973 34,3 32,0 37,3 308 86,4 56,6 56,1 66,2 57,8 66,9 94,4 67,9 79,5 2,85 2,40 Бассейн – аналог – р. Сура, г. Пенза. Средняя многолетняя величина годового стока (норма) Моа
=3,5 л/с*км2
, Сv
=
0,27. Отметки Н, м 220 222 224 226 228 230 232 234 236 238 240 242
Площади 0 10 22 38 56 76 98 124 152 188 230 278 Сезонное: Месяцы I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Год U, млн. м3
40 40 40 40 150 150 150 150 40 40 40 40 920 П, мм 60 60 60 84 144 166 180 185 142 84 60 60 Многолетнее: Uбр
=2800 млн. м3
, Р = 80%, r = 0. Таблица для определения параметров при подсчете максимального расхода талых вод Вариант Река-пункт F1
ko
n1
h Cv
n2
0 Сура-Кадышево 2 0,020 0,25 80 0,40 1,30 0,20 0,8 1. Построение батиграфических кривых водохранилища.
Топографическая (батиграфическая характеристика представляет собой графическое изображение зависимостей площади водохранилища и его объема от высотных отметок или глубин, соответствующих различным уровням наполнений: V=V (H) – кривая объемов, Определение этих характеристик проводят путем обработки топографических планов района затопления, причем для каждого проектируемого гидроузла составляют характеристики для разных вариантов створов и на основе технико-экономических расчетов выбирают оптимальный вариант. Кривая площадей строится по результатам планиметрирования плана в горизонталях. При этом допускается, что водная поверхность водохранилища горизонтальна, что справедливо для относительно крупных слабопроточных водохранилищ, уклон водной поверхности которых незначителен. Объемы, площади зеркала и уровни, вычисленные при допущении горизонтальности, называются статическими. Расчет батиграфичесикх кривых водохранилища Таблица №1 Отметки уровня воды, м Глубина h , м Площадь зеркала, км2
Разность, м .∆ H Емкость, млн. м3
Средняя глубина, м hср
Литораль
Объем отдельного слоя, ∆ V Объем V Н
L 1
2
3
4
5
6=(4)*(5)
7
8=(7)/(3)
9
10
11
12=(11)/(10)
220 0 5 16 30 47 66 87 111 138 170 209 254 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 10 32 60 94 732 174 222 276 340 418 508 0 0 220 0 0 - 222 2 10 10 1 222 10 10 1 224 4 22 42 1,91 224 22 12 0,54 226 6 38 102 2,68 226 38 16 0,42 228 8 56 196 3,50 228 56 18 0,32 230 10 76 328 4,32 230 76 20 0,26 232 12 98 502 5,12 232 98 22 0,22 234 14 124 724 5,84 234 124 26 0,21 236 16 152 1000 6,58 236 152 28 0,18 238 18 188 1340 7,13 238 188 36 0,19 240 20 230 1758 7,64 240 230 42 0,18 242 22 278 2268 8,16 242 278 48 0,17 Для установления зависимости V=V (H) определяют объемы по слоям: ∆ V= Объем воды в водохранилище при любой отметке уровня наполнений вычисляется путем последовательного суммирования объемов отдельных слоев, начиная с самой низкой точки, V 1
= Для построения кривой средних глубин водохранилища hср
определяют средние глубины при различных уровнях наполнений, как: hср
= Площадь литорали – это площадь мелководья с глубинами 2м и менее. Площадь литорали определяют: где Критерий литорали – это отношение площади литорали к площади зеркала водохранилища при этой же отметке. На рис. 1 показаны батиграфические кривые водохранилища (прилагается). 2 Определение минимального уровня воды УМО.
Минимальный уровень воды соответствует уровню мертвого объема УМО. Мертвый объем водохранилища расположен ниже уровня наибольшего возможного опорожнения водохранилища и необходим для его нормальной эксплуатации. Мертвый объем определяют из ряда условий: а) санитарно-технических; б) заиления; в) из условий обеспечения командования над оросительными каналами; г) из условия напора на ГЭС; д) из условия судоходства; е) из условия рыбоводства. В нашей работе требуется определить мертвый объем водохранилища, исходя из санитарно-технических условий. Для обеспечения нормального качества воды и глубин нормами принимаются hср По кривой Нср=Нср(Н) (рис. №1) для Нср=2,5 м определим УМО=225,5 м абс. и соответственно этой отметке по V=V(Н) определим Vмо
=85 млн.м3
. Задаемся Lлитораль
=0,35 и определяем соответственно мертвый объем=175 млн.м3
при отметке УМО=227,5. 3. Расчет водохранилища сезонно-годичного регулирования стока.
Сущность сезонного регулирования стока состоит в накоплении воды в водохранилище в многоводные периоды года с целью покрытия недостатков в притоке над потреблением в маловодные периоды. Отличительной особенностью сезонного регулирования является использование стока только в пределах одного водохозяйственного года, причем размер потребления ниже расчетного стока заданной вероятности превышения. В прямой задаче находят полезную емкость водохранилища при известном притоке, плановой отдаче, величинах потерь воды и начальном наполнении. Период, в течение которого происходит заполнение емкости, называется периодом накопления, а периодом частичного или полного опорожнения соответствует сработка. Избытки стока над потреблением сбрасываются без использования на полезные цели в нижний бьеф и называются холостыми сбросами. Полезный объем водохранилища определяют путем сопоставления расчетного стока и полезной отдачи. Расчетный гидрограф, выраженный в объемах месячного стока (млн. м3
) – это результат расчета внутригодового распределения стока методом компоновки. (табл. №2). Анализируя данные, замечаем: 1) что в VIII месяце W<U, следовательно, необходимо регулирование стока; 2) так как W года >U года, то достаточно сезонного регулирования стока; 3) избытки (∆b) непрерывно продолжаются с сентября по июль и в сумме составляют 1833,46 млн.м3
, недостаток стока (∆d) наблюдается только в августе и составляет 17,18 млн.м3
. Чередование периодов накопления и последующей сработки называется тактом работы водохранилища. В рассматриваем примере водохранилище наполняется и опорожняется 1 раз и по характеру работы является однотактным. Рис. №3 Начало расчетного водохозяйственного года приходится на момент, когда приток начинает превышать потребление; в нашем случае – с сентября месяца. Так как недостаток притока (∆d) есть единственный в течение года, то его величина дает нам необходимый полезный объем нашего водохранилища, т.е. Vплз
=17,18 млн.м3
. Полный объем водохранилища определим: Vплн
= Vнпу
= Vплз
+ Vмо
= 17,18+ 175 = 192,18 млн.м3
. Высотная отметка нормального подпорного уровня Ннпу
определим по кривой объемов V =V(H), Ннпу
=228 м абс. Данные для определения характера работы водохранилища Таблица №2 Месяцы I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Год 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Приток млн м. куб. р. Сура с. Кадышево при Р=80% 125,99 92,29 125,99 144,44 1 190,78 293,81 154,31 132,82 128,36 105,75 115,75 125,99 2 736,28 Плановая отдача U , млн.м. куб. 40,00 40,00 40,00 40,00 150,00 150,00 150,00 150,00 40,00 40,00 40,00 40,00 920,00 Избыток (+) или недостаток (-), млн. м. куб. 85,99 52,29 85,99 104,44 1 040,78 143,81 4,31 -17,18
88,36 65,75 75,75 85,99 1 816,28 4. Определение режима работы водохранилища балансовым таблично-цифровым расчетом.
Расчет производится по месячным интервалам времени для водохозяйственного года при заданных условиях регулирования. Расчет проходит в два этапа: – предварительный (без учета потерь воды на испарение и фильтрацию); – окончательный (с учетом последних). В графе (6) в 1-й строчке выписываем мертвый объем Vмо
=175 млн.м3
. Далее по ходу времени, т.е. на конец последующего месяца, вычисляем фиктивные наполнения, не ограниченные заданными пределами Vнпу
и Vмо
в виде Vф
=Vн
+(Wp
-U). Если Vф
≥ Vнпу,
, в графе (6) записываем Vнпу
; избыточный объем воды Vф
- Vнпу
=S направляем на сброс (графа 7). Если Vф
< Vнпу
и Vф
> Vмо
, то Vк
= Vф
. Если Vн
= Vмо
, то Vк
= Vмо
. (Vн
– наполнение на начало месяца, Vк
– на конец месяца). В конце последнего месяца получаем Vк
= Vмо.
Суммарный годовой объем сброса равен разности годовых объемов стока и полезной отдачи. Расчет приведен в таблице № 3. По второму варианту правил регулирования проводят против хода времени, начиная с последнего месяца водохозяйственного года, ниже которого в графу (8) записываем Vк
= Vмо.
Vн
=Vк
-(Wp
-U). Дефициты стока прибавляем, избытки – вычитаем, сбросы осуществляем при мертвом объеме. При этом выполняются следующие условия: 1) если Vн
<Vнпу,
, то Vк
= Vн
; 2) если Vн
>Vнпу
, то Vк
= Vнпу
; 3) если Vн
>Vмо
, то Vк
= Vмо
, а разность Vмо
- Vн
= S (имеет место сброс). Контроль вычислений сумма Wp
- суммаU= суммаS. Второй этап расчета включает определение потерь. Средний объем вычисляется: Vср
=(Vн
+Vк
)/2. Среднюю площадь зеркала находим по топографической характеристике (рис.№1) в зависимости от среднего объема. Далее находим полезный объем водохранилища с учетом потерь по правилам, изложенным выше. V/
плз
=34,9 млн. м3
. Дальнейший расчет аналогичен рассмотренному ранее. V/
нпу
=209,9 млн. м3
. Расчет водохранилища сезонного регулирования (объемы стока, отдач, потерь и наполнений в млн. м3
)
Таблица №3 № п/п Месяц Расчетный сток (Wp) Плановая отдача (U) Наполнение БЕЗ УЧЕТА ПОТЕРЬ Сток минус отдача 1-й вариант 2-й вариант + - V C V C 1
2
3
4
5
6
7
8
9
175,00 -
1 IX 128,36 40,00 88,36 192,18 71,18 175,00 88,36 2 X 105,75 40,00 65,75 192,18 65,75 175,00 65,75 3 XI 115,75 40,00 75,75 192,18 75,75 175,00 75,75 4 XII 125,99 40,00 85,99 192,18 85,99 175,00 85,99 5 I 125,99 40,00 85,99 192,18 85,99 175,00 85,99 6 II 92,29 40,00 52,29 192,18 52,29 175,00 52,29 7 III 125,99 40,00 85,99 192,18 85,99 175,00 85,99 8 IV 144,44 40,00 104,44 192,18 104,44 175,00 104,44 9 V 1 190,78 150,00 1 040,78 192,18 1 040,78 175,00 1 040,78 10 VI 293,81 150,00 143,81 192,18 143,81 175,00 130,94 11 VII 154,31 150,00 4,31 1+92,18 4,31 187,87 - 12 VIII 132,82 150,00 17,18 175,00 - 192,18 - 175,00 - ИТОГО:
2 736,28
920,00
1 833,46
17,18
2 463,98
1 816,28
2 305,05
1 816,28
Vмо=175 млн.м куб.
Р%=80%
Vплз=17,18 млн. м. куб.
Vнпу =192,18 млн.м. куб.
Расчет водохранилища сезонного регулирования (объемы стока, отдач, потерь и наполнений в млн. м3
)
С УЧЕТОМ ПОТЕРЬ. Таблица №4 № п/п Месяц Испарение I, мм Испарение I, м V без учета потерь, мертвый объем Vср, млн.м.куб. Wср км кв. Потери, млн.м.куб. Wq+∑ с учетом потерь, млн.м. I Ф ∑ WQ-(Wq+∑) 1-й вариант 2-й вариант + - V , млн.м С, млн.м V , млн.м С, млн.м 1
2
3
4
5
6=(5)*(2)
7
8=(6)+(7)
9
10
11
12
13
14
15
175
175
1 IX 142,00 0,142 192,18 183,59
52,0 7,38 1,29 8,67 48,67 79,7 209,90 44,79 175,00 79,69 2 X 84,00 0,084 192,18 192,18
54,0 4,54 1,35 5,88 45,88 59,9 209,90 59,87 175,00 59,87 3 XI 60,00 0,06 192,18 192,18
54,0 3,24 1,35 4,59 44,59 71,2
|