Расчет водохранилища сезонно–годичного регулирования
4. Балансовый таблично-цифровой расчет
Расчет производим в 2этапа: предварительный - без учета потерь воды на испарение и фильтрацию и окончательный - с учетом последних. В графу 1 табл.3 выписываем месяцы по водохозяйственному году, в графу 2 - расчетный сток заданной вероятности превышения в месячных объемах W выписываем из табл.2, в графу 3 - плановую отдачу U, в графе 4 определяем избытки (W-U со знаком плюс), в графе 5 - недостатки (дефициты) (W-U со знаком минус). В графе 6 проводим расчет конечных наполнений по 1варианту регулирования, т.е. водохранилище наполняется до VНПУ за счет первых избытков и только после этого излишки воды сбрасываются через водосбросное сооружение. Расчет по этому варианту выполняют в хронологической последовательности (по ходу времени), вычисляя объемы наполнений и сбросов на конец каждого месяца. По 2 варианту правил регулирования вначале при уровне НУМО сбрасываются излишки воды, а затем водохранилище заполняется до НПУ. Расчет по этому варианту ведут против хода времени от момента, когда в водохранилище содержится только мертвый объем, последовательно вычисляя объемы наполнений и сбросов на начало каждого месяца.
Расчет будем производить по 1варианту, т.к. этот вариант наиболее надежный и его применение выгодней по условиям поддержания напора. Однако, при работе водохранилище быстрее заиляется, увеличиваются потери воды из водохранилища и усложняется производство гидравлических промывок и ремонтных работ. Выписываем в графу 6 в 1-й строчке мертвый объем VУМО.
Суммарный годовой объем сброса равен разности годовых объемов стока и полезной отдаче.
Пример расчета приведен в табл.2.
По 2варианту вначале проводят холостые сбросы, а затем водохранилище наполняют до VНПУ. Этот вариант предусматривает мощные водовыпуски, способные пропустить большие расходы на подъеме половодья. Однако потери воды существенно уменьшаются.
Расчет по 2 варианту правил регулирования проводят против хода времени, начиная с последнего месяца водохозяйственного года, ниже которого в графу 9 записывают VК=VУМО.
Расчет по второму зависимости:
Vн =Vк.-(W-U);
Дефициты стока прибавляем, избытки вычитаем, сбросы осуществляем при мёртвом объёме. При этом выполняются следующие условия:
Если Vн <Vнпу, то Vк =Vн;
Если Vн> Vнпу, то Vк =Vнпу;
Если Vн <Vумо, то Vк =Vумо, а разность Vумо- Vн=S;
Контроль вычислений УW-УU=УS;
Второй этап расчёта включает определение потерь. В работе этот расчёт ограничивается первым приближением и проводится по I варианту правил регулирования.
По данным прил. 5 строят график зависимости ? =ѓ() для площади ?=100. И по средним значениям площади зеркала определяют объем потерь П (рис.5). В графе 12 вычисляем средние объем.
где , - соответственно объемы водохранилища в начале и конце месяца.
Среднюю площадь зеркала находим по объемной характеристике V=V(H) в зависимости от среднего объема. Определяем объемы избытков и дефицитов за каждый месяц с учетом потерь ( из избытков потери вычитаем, а к дефицитам прибавляем).
Находим полезный объем водохранилища с учетом потерь по уже изложенным нами правилам
Vплз= Дd=170,5 млн
По батиграфическим кривым определяем
Дальнейший расчет аналогичен рассмотренному ранее ( графы 15,16,17,18). При детальных расчетах производится несколько приближений до полной стабилизации потерь воды. Правильность вычислений проверяют по балансу воды за год
УW-УU-УП-УS=0,
где УП-сумма потерь графы 14; УS- сумма сбросов графы 18;
Vумо= 48 млн. мі; Vплз= 127 млн. мі; Vплн= 175 млн. мі; Vплз=170,5 млн. мі.
Таблица 3
месяцы |
Расчетный сток, W |
Плановая отдача, U |
Наполнение без учета потерь |
Расчет потерь |
Наполнение с учетом потерь |
|||||||||||||
Сток минус отдача |
VФ |
1 вариант |
VФ |
2 вариант |
Ср.объем, VСР |
Ср.площадь зеркала, їСР |
Итого потерь, П |
Сток минус отдача и потери |
1 вариант |
|||||||||
+ |
- |
конечное |
сброс |
конечное |
сброс |
+ |
- |
Конеч. |
сброс |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
|
48 |
48 |
28 |
48 |
20 |
48 |
|||||||||||||
IX |
30 |
10 |
20 |
68 |
68 |
47 |
48 |
1 |
58 |
16 |
1,5 |
18,5 |
66,5 |
|||||
X |
11 |
10 |
1 |
69 |
69 |
36 |
48 |
12 |
69 |
21 |
1 |
0 |
66,5 |
|||||
XI |
22 |
10 |
12 |
81 |
81 |
33 |
48 |
15 |
75 |
23 |
1 |
11 |
77,5 |
|||||
XII |
25 |
10 |
15 |
96 |
96 |
38 |
48 |
10 |
89 |
29 |
1 |
14 |
91,5 |
|||||
I |
20 |
10 |
10 |
106 |
106 |
46 |
48 |
2 |
101 |
34 |
1 |
9 |
100,5 |
|||||
II |
12 |
10 |
2 |
108 |
108 |
42 |
48 |
6 |
107 |
35 |
1 |
1 |
101,5 |
|||||
III |
16 |
10 |
6 |
114 |
114 |
-100 |
48 |
148 |
111 |
36 |
1 |
5 |
106,5 |
|||||
IV |
280 |
10 |
270 |
384 |
175 |
209 |
170 |
170 |
249 |
60 |
3 |
267 |
188,5 |
155 |
||||
V |
75 |
70 |
5 |
180 |
175 |
5 |
175 |
175 |
282 |
68 |
6 |
-1 |
188,5 |
|||||
VI |
30 |
70 |
40 |
135 |
135 |
135 |
135 |
158 |
47 |
5,5 |
45,5 |
143 |
||||||
VII |
33 |
70 |
37 |
98 |
98 |
98 |
98 |
117 |
38 |
5 |
42 |
101 |
||||||
VIII |
20 |
70 |
50 |
48 |
48 |
48 |
48 |
73 |
23 |
3 |
53 |
48 |
||||||
? |
574 |
360 |
127 |
214 |
214 |
30 |
213,5 |
155 |
Расчет водохранилища сезонного регулирования (объемы стока, отдач, потерь и наполнений в млн. мі)
VУМО=48 млн.м3; VПЛЗ=127 млн.м3; VПЛН=175млн.м3 VПЛЗ=170,5млн.м3