Курсовая работа - Определение емкости водохранилища. Построение кривых обеспеченности - файл n1.doc

Курсовая работа - Определение емкости водохранилища. Построение кривых обеспеченности
скачать (472 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc472kb.30.05.2012 08:08скачать

n1.doc

  1   2   3
Оглавление

Введение

1.Определение емкости водохранилища

1.1 Кривые объема и площадей

1.2 Определение емкости водохранилища без учета потерь стока

1.3 Определение объема водохранилища с учетом потерь стока

1.4 Характерные уровни и емкости водохранилища

2. Построение кривых обеспеченности

2.1 Обеспеченность гидрологических характеристик

2.2 Построение эмпирической кривой обеспеченности

2.3 Построение кривой обеспеченности по методу Крицкого-Менкеля

2.4 Построение кривой обеспеченности по методу Фостера-Рыбкина

2.5 Корреляция. Вычисление связи между стоком смежных лет

Библиографический список

Введение

Водохранилище – это искусственный водоем, созданный для накопления и последующего использования воды и регулирования стока.

Сооружение водохранилищ – пример техногенного вмешательства в природу в условиях неравномерного, естественного распределения водных ресурсов в пространстве и особенно во времени. Водохранилища решают целый ряд важнейших социально-экономических задач, удовлетворяя потребности человека в воде или защищая его от водной стихии.

Гидрологический режим водохранилищ управляется человеком, который выбирает заранее нужные параметры водоема и технические приемы его эксплуатации. Многие черты гидрологического режима водохранилищ определяются хозяйственными потребностями и регулируются. Вместе с тем искусственно созданные водоемы начинают участвовать в круговороте воды в речных системах, оказываются под влиянием комплекса природных факторов и подчиняются закономерностям, свойственным естественным водным объектам – рекам и особенно озерам.

Водохранилища своеобразные водные объекты, новый природно-техногенный компонент ландшафта. Они преобразуют режим рек, влияют на окружающую среду. Потребности практики заставляют изучать режим водохранилищ, разрабатывать стратегию рационального управления ими, принимать меры на предотвращение негативных факторов сооружений этих водоемов. Поэтому вполне правомочно говорить о разделе новом, т.е. о возникновении нового раздела в гидрологии – гидрология водохранилищ.


1. Определение емкости водохранилища

1.1 Кривые объема и площадей

Характеристика водохранилища определяется графически кривыми зависимости площади зеркала (щ) и объема воды (W) от уровня подпора (H), т. е. щ =f(H) и W=f(H) (рис. 1).

Площади зеркала устанавливаются путем планиметрирования горизонталей, характеризующих на картах рельеф местности. В этом случае берутся карты масштаба от 1 : 5000 до 1 : 50 000 с сечением горизонталей через 1,0—5,0 м.

Объем водохранилища подсчитывается путем последовательного суммирования отдельных слоев, заключенных между двумя смеж­ными горизонталями, идя от более низких к более высоким слоям (рис. 2).



Рисунок 1 Схема продольного профиля водохранилища
Объем слоя воды

ДW(1-2) = ДH(1-2)щср(1-2),

где H(1-2) – высота слоя между отметками подпора z1 и z2;

щср = (щ1 – щ2)/2,

где щ1 и щ2 – площади зеркала водохранилища на двух смежных уровнях подпора H1 и H2.

Вычисление координат кривой зависимости объема водохранилища от уровней воды производится по форме, приведенной в табл.1.


Табл.1 Построение топографических характеристик водохранилища

Отм. ур.

z, м

Высота слоя

ДH, м

Площадь зеркала

щ, тыс. м2

Ср. площадь зеркала

щср

Объем слоя

ДW, тыс. м3

Объем чаши водохранилища

W

Ср. глубина

hср=Wii, м

Литораль

щL

Lщ=

щL

120.5
121.0
122.0
123.0
124.0
125.0
126.0
127.0
128.0
129.0
130.0


0.5
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0

0.0
162.0
244.0
331.3
392.2
477.5
692.2
915.2
1206.7
1852.0
2210.7


81.00
203.30
287.95
361.75
434.85
584.85
803.70
1060.95
1529.35
2031.35


40.50
203.3
287.95
361.75
434.85
584.85
803.70
1060.95
1529.35
2031.35

0
40.50
243.80
531.75
893.5
1328.35
1013.2
2716.69
3777.85
5307.2
7338.55


0.250
0.977
1.605
2.278
2.782
2.764
2.968
3.131
2.866
3.320


162.0
244.6
169.3
174.6
146.2
300.0
437.7
514.5
936.8
1004.0


1.00
1.00
0.51
0.38
0.31
0.43
0.48
0.43
0.51
0.45



1.2Определение емкости водохранилища без учета потерь стока

Рассмотрим основной – табличный – способ балансового расчета емкости водохранилища.

Необходимый объем водохранилища определим путем сопоставления данных по притоку воды с ее потреблением (табл.1 Построение топографических характеристик водохранилища).

С этой целью вычисляем значения расходов притока воды Q по формуле

Qп = (Псут К)/86400, [м3/с],

где Псут – условное суточное потребление воды без учета его неравномерности, м3/с,

86400 – число секунд в сутках,

а затем заносим эти значения в графу 4 табл.2.

Значения графы 3 находим по формуле

Qр = aiQср,

где Qср = 1.79 м3/с.

Для каждого месяца находим суммарный приток S и ее потребление П в млн. кбм. (графы 5 и6 табл.2), используя выражения:

Пi = (Qп·86400·ni)/106

Si = (Qp·86400·ni)/106,

где ni – число дней в месяце.

После проведенных вычислений определяем объемы избытка или недостатка стока воды за каждый месяц (графы 7 и 8 табл.2).

Полезный объем водохранилища будет равен сумме недостатков воды:

Wплз. нетто = 7.484 млн. м3.

Табл.2 Определение объема водохранилища без учета потерь стока


Месяцы

Кол-во дней

Расход, м3

Объем, млн. м3

Разносность объемов воды

Направлено в водохранилище

Накопление водохранилища

Сброс излишков

сток

потреб.

стока

потреб.

избыт.

+

недост.



Апрель

30

7.518

1.372

19.49

3.56

15.93




5

5

10.93

Май

31

3.580

1.161

9.590

3.11

6.48




2.484

7.484

3.996

Июнь

30

1.074

1.371

2.780

3.56




0.78




6.704




Июль

31

0.895

1.478

2.397

3.96




1.563




5.141




Август

31

0.806

1.267

2.159

3.39




1.231




3.910




Сентябрь

30

0.895

1.161

2.320

3.01




0.690




3.220




Октябрь

31

1.432

1.056

3.830

2.83

1.00




0

3.220

1.00

Ноябрь

30

1.790

0.950

4.640

2.46

2.18




0

3.220

2.18

Декабрь

31

0.715

1.003

1.918

2.69




0.772




2.448




Январь

31

0.537

0.950

1.438

2.54




1.102




1.346




Февраль

28

0.448

1.003

1.084

2.43




1.346




0.0




Март

31

1.790

1.267

4.790

3.39

1.40




0

1.4

1.40


∑ 56.436 36.93 26.99 7.484

Объем сброса составляет 19,506 млн. м3.

Дальнейший расчет выполняем с учетом потерь стока.
1.3 Определение объема водохранилища с учетом потерь стока

Полезный объем Wплз. нетто водохранилища уточняем, имея потерю воды из водохранилища на испарение, фильтрацию и льдообразование. Для этого предварительно определяем полный объем водохранилища Wср в каждом месяце и площадь щср.

Так, полный объем водохранилища

W = Wплз. нетто + Wмо,

где Wмо – мертвый объем водохранилища.

В связи с тем, что данные о мутности воды в задании отсутствуют, мертвый объем вычисляем ориентировочно. Допустим, что

Wмо ≈ 0.1· Wплз. = 0.1·7.484 = 0.7484 млн. м3.

Значения полного объема записываем в графу 2 табл.3.

Затем определяем средние за месяц объемы водохранилища Wср, с которым с помощью топографических характеристик находим площадь зеркала щ (графа 4 табл.3).

Потери на испарение вычисляем за каждый месяц по формуле

Wи = hи·щ,

где hи – слой испарения.

Результаты вычислений заносим в графу 6 табл.3.

Потери на фильтрацию Wф в каждом месяце находим по формуле

Wф = щi·kф·ni,

где kф = 0.003 м/сут,

ni - число дней в месяце.

Результаты заносим в графу 7 табл.3.

Потери на льдообразование

Wл = 0.9·kл· hл·(щн - щк),

где 0.9 – относительный вес льда;

kл - коэффициент постепенного нарастания толщины ледяного покрова, равный примерно 0.65;

hл - среднемноголетняя толщина льда к концу ледостава;

щн и щк - площадь зеркала водохранилища в начале и конце ледостава.

Распределяем объем потерь Wл на зимние месяцы (графа 8 табл.3), а затем находим сумму потерь воды (графа 9 табл.3).

С учетом этих потерь избытки уменьшатся, а недостатки увеличатся (графы 11 и 12 табл.3), поэтому полезный объем брутто составит

Wбр = 9.578 млн. м3.

Сброс соответственно уменьшится : 16.348 млн. м3.

Тогда полный объем водохранилища составит

Wполн = Wмо + Wфр + Wфр = 0.7484 + 9.578 + 0 = 10.326 млн. м3.


Табл.3 Определение объема водохранилища с учетом потерь стока


Месяцы

Объем водохранилища

W, млн. м3

Ср. объем водохранилища за мес.

Wср

Площадь зеркала

щ, млн. м2

Слои испар.

h, мм

Потери воды из водохранилища

Разность объемов

Направлено в водохранилище

Накопление

Сброс

И

Ф

Л



изб.

+

недост.



Апрель

5.750

3.950

1.27

50

0.063

0.114




0.177

15.753




5

5

10.753

Май

8.234

6.992

2.08

60

0.125

0.193




0.318

6.162




4.578

9.578

1.584

Июнь

7.454

7.844

2.30

75

0.173

0.207




0.380




1.160




8.418




Июль

5.891

6.670

2.17

60

0.130

0.202




0.332




1.895




6.523




Август

4.660

5.276

1.90

55

0.104

0.177




0.281




1.512




5.011




Сентябрь

3.970

4.315

1.35

50

0.068

0.122




0.190




0.880




4.131




Октябрь

3.970

3.970

1.26

40

0.050

0.117




0.167

0.833




0

4.131

0.833

Ноябрь

3.970

3.970

1.26

-

-

0.113

0.227

0.340

1.840




0

4.131

1.840

Декабрь

3.198

3.584

1.17

-

-

0.109

0.227

0.336




1.108




3.032




Январь

2.096

2.647

0.86

-

-

0.080

0.227

0.307




1.409




1.614




Февраль

0.750

1.424

0.49

-

-

0.041

0.227

0.268




1.614




0.0




Март

2.150

1.450

0.51

30

0.015

0.047




0.062

1.338




0

1.338

1.338

∑ 25.926 9.578

1.4 Характерные уровни и емкости водохранилища.

Основными характеристиками водохранилищ являются:

  1. нормальный подпорный уровень НПУ, м;

  2. уровень мёртвого объема УМО, м;

  3. катастрофический подпорный уровень КПУ, м;

  4. полный объем водохранилища W, млн. м3 или км3;

  5. полезный объем водохранилища Wплз, млн. м3 или км3;

  6. мертвый объем водохранилища Wмо, млн. м3 или км3;

  7. объем форсировки водохранилища Wфс, млн. м3 или км3;

  8. коэффициент емкости водохранилища в= Wплз/Wо,

где Wо – средний многолетний сток.

НПУ – уровень воды, до которого водохранилище заполняется в нормальных условиях.

Полный объем водохранилища W – объм, заключенный между дном чаши водохранилища и зеркалом воды на отметке НПУ. Полный объем W не целиком используется для регулирования стока. Нижняя часть водохранилища, предназначенная для поддержания минимальных уровней воды и осаждения в ней наносов, называется мертвым объемом Wмо и сработке не подлежит.

Объем водохранилища, заключенный между поверхностями во­ды на отметках НПУ и УМО, называется полезным объемом — Wплз. В периоды многоводья он заполняется, а в периоды маловодья опо­рожняется. Объем, заключенный между поверхностями воды на отметках НПУ и КПУ, называется объемом форсировки. КПУ — катастрофически подпертый уровень в период пропуска через гидро­узел исключительно многоводных половодий или паводков. Объем, форсировки Wфс служит для уменьшения величины сбросных расходов через гидроузел.





  1   2   3


Оглавление
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации