Определение слоя дополнительного испарения

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 p_x=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.

ɣ_отл = 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 .

C_v = 0,29

C_s = 2C_v = 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 V_мо и V_нпу.

Вычисление начинаем с месяца, следующего за моментом опорожнения водохранилища до уровня мертвого объема.

В нашем случае с 10 месяца.

Формулы для расчета V_н и V_сбр

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 V_н’, ограниченные емкостями V_мо и V_нпу.

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). V_мо = 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

V_и1>V_g1; V_и2>V_g2

НПУ = 111,45 м

Рис.4.2. Совмещенный график избытков и дефицитов воды с учетом потерь

Двухтактная работа с независимым циклом

V_и1>V_g1; V_и2>V_g2

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.