Расчет трансформации паводка способом М. В. Потапова
Предположим, что водосбросным сооружением является водослив.
Весь период паводка разбивают на интервалы, аналогично способуЯ.Д.Гильденблата. Уравнение водного баланса представлено в виде:
V2/Δt +q2/2 = Qср + (V1/Δt +q1/2), (45)
выражение V2/Δt +q2/2 - обозначим Z1;
V1/Δt +q1/2 - обозначим Z2.
Тогда уравнение (45) примет простой вид: Z2 = Z1 + Qср,
где Z1 и Z2 - являются функцией сбросного расхода q.
Для расчета Z2 положим, что Qср = qсб , тогда Z2 = Z1 +qсб .
Все данные расчета сводятся в таблицу 22. Расчет сбросных расходов выполняется графическим способом последовательно, начиная с первого интервала времени Δt.
По данным табл. 22. строятся графики зависимости Z = f(q).
Таблица 22
Расчет параметров Z1 и Z2
| Слой форсировки, hф | ФПУ | Vфпу | Vф | qсб | Vф/ Δt | qсб/2 | Z1 | Z2 |
| 0,5 | 146,7 | 41,5 | 66,2 | 159,6 | 33,1 | 192,7 | 258,9 | |
| 147,2 | 72,5 | 278,8 | 371,8 | 557,8 | ||||
| 1,5 | 147,7 | 112,5 | 432,7 | 171,5 | 604,2 | 947,2 | ||
| 148,2 | 142,5 | 548,1 | 812,1 | 1340,1 |
Рис.11 Схема расчета qсб по способу М. В.Потапова.
Расчет начинается с первого интервала времени Δt. По исходному гидрографу определяют среднее значение Q (табл. 21) и откладывают его величину по оси Z, получают точку С1. От нее проводят вертикаль С1D1 до пересечения с кривой Z1 = f(q). Ордината D1 определит сбросной расход qсб1 на конец первого интервала времени. Для того, чтобы найти qсб2 на конец второго интервала на кривой Z2= f(q) фиксируют точку В2. От точки В2 откладывают вправо среднее значение Q для второго интервала. От нее проводят вертикаль до пересечения с кривой Z1 = f(q) и фиксируют точкой D2. Ее ордината определит сбросной расход qсб2 на конец второго интервала времени. Аналогично рассчитывают сбросные расходы для остальных интервалов времени. Расчеты продолжают до тех пор, пока среднее значение Q не будет располагаться левее кривой Z1 = f(q), что свидетельствует о том, что сбросные расходы начинают убывать, т.е. максимум уже пройден.
Полученные значения qсб откладывают на гидрографе половодья (рис. 9) и соединяют точки плавной линией. Точка пересечения кривой сбросных расходов с нисходящей частью гидрографа определит момент сбросного расхода и его величину qсб = 445м3/с.
Значение слоя форсировки находят по формуле (44); hф = 1,79м.
Следовательно ФПУ = 146,2 + 1,79 = 147,99 м.
Значение Vфпу определяют по батиграфической кривой: Vфпу = 320млн.м3.
Объем форсировки Vф =Vфпу – Vнпу = 320 –278,5 = 41,5 млн.м3 .
Метод М.В. Потапова применяется при любом гидрографе паводка и любом типе водосбросного сооружения. Если водосбросное сооружение представлено донными отверстиями, то для расчета сбросного расхода используют формулу:
q = m2ω√2g hф ½ . (46)
Все основные показатели по расчету сезонного регулирования водохранилища сводятся в таблицу 23.
Таблица 23
Сводка основных показателей водохранилища сезонного регулирования
| Показатели | Обозначения | Един. измерения | Величина |
| Период наблюдений | n | лет | |
| Норма стока | Q0 | м3/с | 19,2 |
| Среднемноголетний сток | W0 | млн.м3 | |
| Коэффициент вариации | Cv | 0,31 | |
| Коэффициент ассиметрии | Cs | 3,5 Cv | |
| Максимальный сток, 1% | Qmax.1% | м3/с | |
| Коэффициент вариации максимального стока | Cv.max | 0,46 | |
| Сток воды 80% обеспеченности | W | млн.м3 | 422,2 |
| Суммарный водоотбор, отдача | U | млн.м3 | 315,6 |
| Суммарные потери | Vпот | млн.м3 | 27,3 |
| Уровень мертвого объема | УМО | м | 144,2 |
| Нормальный подпорный уровень | НПУ | м | 146,2 |
| Форсированный уровень | ФПУ | м | 148,21 |
| Мертвый объем | Vм.о. | м | |
| Полезный объем | Vплз | млн.м3 | 138,5 |
| Полный объем | Vнпу | млн.м3 | 278,5 |
| Форсированный объем | Vфпу | млн.м3 | |
| Объем форсировки | Vф | млн.м3 | 71,5 |
| Слой форсировки | hф | м | 2,01 |
| Сбросной расход | q сб | м3/с | |
| Ширина водослива | В | м | |
| Площадь зеркала при НПУ | ωнпу | км2 | |
| Площадь зеркала при ФПУ | ωфпу | км2 |