Гидрологические и водохозяйственные расчеты при регулировании стока

Естественное распределение речного стока на протяжении годового периода на на­ших реках крайне неравномерно. Большая часть стока проходит в период весенних по­ловодий или дождевых паводков. В период межени расходы рек значительно уменьша­ются (вплоть до полного пересыхания при малых водосборах и в южных регионах). Весьма неравномерно и многолетнее распределение стока.

Обеспеченность среднемесячных расходов, как правило, минимальных бытовых расходов  Q_min- меженных, принимаемая в зависимости от категории системы водоснабжения, изменяется от 95 до 85% для I и III категории соответственно.

При потенциальной опасности выхода ситуации за пределы расчетной обеспечен­ности возникает необходимость регулирования стока.

Под регулированием речного стока понимают мероприятия по искусственному перераспределению стока во времени путем создания регулирующих объемов, напри­мер, в виде прудов и водохранилищ.

Ординаты кривых трехпараметрического гамма-распределения для С_s/C_v = 2

Восточноевропейские подтип режима расходов (р.Волга - г.Тверь)

Коэффициент изменчивости годового стока рек стран СНГ

Необходимость того или иного вида регулирования или отсутствие необходимости в таковом выясняют расчетом, исходя из следующих рассуждений.

1. Если минимальный бытовой расход Q_min соответствующего месяца года больше максимального потребления за этот период -R_max, необходимость регулирования отпадает, так как потребленная отдача обеспечена бытовым стоком.
2. Если имеет место неравенство Q_min<R_max , то необходимо сезонное или многолетнее регулирование.

Достаточность сезонного регулирования определяется соотношением

∑Q_p% > U,

где ∑Q_p% годовой объем стока в тыс. м³  заданной процентной обеспеченности Р; U- полная отдача (или убыль) воды  из водохранилища в тыс. м³  в год,     при этом

U=mR,

где m - коэффициент потерь, колеблется в пределах 1,3-1,5; R - потребленная отдача во­дохранилища, тыс. м³ в год.

При наличии соотношения 

∑Q_p% > U

необходимо многолетнее регулирование, так как в данном случае для обеспечения водопотребления надо запасать воду в предыдущие многоводные годы.

По продолжительности периода регулирования можно различать следующие виды регулирования:

а)   суточное;

б)   недельное;

в) краткосрочное непериодическое;

г) сезонное (или годичное);

д)   многолетнее;

е) смешанное.

Объем водохранилища определяется местными условиями и нужно найти величи­ны потребления, возможные при этом объеме.

Основными элементами водохозяйственного расчета являются:

• расчетный бытовой приток;
• полезное водопотребление;
• характеристики водохранилища;
• потери на испарение;
• потери на фильтрацию;
• характеристики заиливания.

Установление этих элементов - это большой комплекс полевых, камеральных и проектных работ, включающий в зависимости от конкретной гидрологической обста­новки следующие этапы:

• оценку топографических, гидрографических, геологических и гидрогеологичес­ких условий бассейна водотока и выбор места створа регулирующего сооружения;
• изучение водного режима водотока, учет влияния на этот режим вышерасполо­женных водопотребителей и водопользователей с целью оценки водных ресурсов и их характеристик;
• учет водопотребителей и водопользователей, режима водопотребления и водо­пользования;
• учет потерь воды на испарение и фильтрацию;
• сопоставление объема и режима притока с характером и объемом водопотребления;
• расчет нормативных уровней и объемов при регулировании стока;
• расчет регулирования паводочного стока, определение форсированных уровней и объемов, сбросных расходов и экономически наивыгоднейших размеров сбросных со­оружений.

Конечной целью расчета является:

• назначение характерных горизонтов водохранилища, определяющих размеры плотины;
• установление режима работы водохранилища.

Основной размер плотины - ее высота - определяется после назначения характер­ных горизонтов перед плотиной .

Предельно наинизший горизонт (ГМО) перед плотиной отделяет так называемый мертвый объем. Мертвый объем определяют из ряда условий: а) санитарно-техничес­ких и гидрохимических; б) заиления; в) условий водоснабжения; г) ирригации; д) напо­ра на ГЭС; е) условий судоходства; ж) условий рыболовства.

Над ним в водохранилище располагается тот полезный объем, накопление которо­го и является целью устройства водохранилища, сооружаемого для нужд водоснабжения. Горизонт поды, отвечающий верхней границе полотого объема, называют нор­мальным подпорным горизонтом, или уровнем (HПГ). Полезный объем вместе с мертвым объемом составляют полный объем водохранилища.

Важнейшей исходной информацией, необходимой при решении водохозяйствен­ных задач, являются топографические характеристики водохранилищ, представляю­щие зависимости геометрических параметров водохранилища от отметок уровня напол­нения (высотные характеристики) либо объемов наполнения (объемные характеристи­ки). Топографические характеристики водохранилища представляют в форме таблиц или графически в виде кривых площади зеркала, объемов, средних глубин, площади мел­ководий (кривые литорали), длины водохранилища, его ширины и длины береговой линии в функции уровней (Н) либо объемов наполнения (V).

Основными топографическими характеристиками являются кривые площадей и объемов. Их применяют при выборе возможных отметок нормального подпорного уров­ни, водохозяйственных расчетах, определении расчетных уровней и объемов водохрани­лищ.

Чаще используют высотные топографические характеристики. Кривая площадей F=f(H) строится по материалам топографической съемки территории ложа водохрани­лища, планиметрированием и последовательным суммированием площадей между со­седними горизонталями.

Батиграфические кривые водохранилища

Вернуться к списку