4.9 Расчеты многолетнего регулирования стока

Многолетнее регулирование стока заключается в перераспределении стока из многоводных лет и периодов в маловодные. При этом одновременно решается задача выравнивания внутрисезонной неравномерности стока.

В практике расчетов многолетнего регулирования стока водохранилищами часто применяют подход, основанный на использовании календарных рядов наблюдений за стоком (способ интегральных кривых в графической и табличной модификациях).

Построение интегральной кривой стока

Исходными данными для расчета ординат интегральных кривых служат среднемесячные расходы за ряд водохозяйственных лет для конкретного водного объекта, приведенные в приложении к заданию на выполнение курсовой работы.

Подсчет ординат интегральной кривой ведется в форме нижеприведенной таблицы.

По данным исходной таблицы среднемесячных расходов заполняются графы 2 и 3.

Вычисляется месячный сток как произведение среднемесячного расхода Q на число секунд за месяц, равное 2,63*10⁶. При больших средних месячных расходах рекомендуется значения стока выражать в км³ и записывать их с точностью до второго знака после запятой.

Таблица 4.3

№	Интервал At	Расход Q, м3/с	Сток, км3
			Месячный	Суммарный (на конец At), W	Суммарный равномерный (на конец At), Wo	Разность(на конец At), W-Wo
1	2	J	4	5	6	1
1971 г.
1	IV	201	0,53	0,53	0,75	-0,22
2	V	579	1,52	2,05	1,50	0,55
3	VI	1570	4,11	6,16	2,25	3,91
4	VII

Подсчитывается суммарный объем W на конец интервала. Необходимо вести проверку вычисления суммарного объема путем умножения суммы расходов за каждый год на расчетный интервал времени (2,63* 10⁶ с). Эта величина должна соответствовать суммарному стоку за вычетом предыдущего периода.

Вычисляется средний месячный сток по выражению AW =— ,

п

где W- суммарный сток за весь период;

п - общее число интервалов.

Выбираем равномерный месячный сток A Wo. Он берется равным ближайшему круглому значению к среднему стоку.

Для оси времени обычно выбирается масштаб в 1 см - 2 месяца.

Масштабы объемов и других величин выбираются кратными 1, 2, 5, 10, 20, 50 и т.д.

Подсчитывается суммарный равномерный сток W₀, а затем разности (W-Wq).

По данным граф 2 и 7 строится интегральная кривая на миллиметровой бумаге. Для выбора оптимального масштаба из таблицы подсчета выбирают наибольшие за весь период разности со знаком плюс и со знаком минус.

Для удобства пользования интегральной кривой рассчитывается и строится лучевой масштаб (см. раздел 4.5).

В удобном месте вблизи интегральной кривой проводим вертикальную линию - шкалу расходов в принятом масштабе то- По шкале расходов находим равномерный расход Qo и от него влево откладываем полюсное расстояние р и находим полюс лучевого масштаба О. Полюс соединяем со шкалой расходов. Наклон линий по лучевому масштабу соответствует значению расхода по шкале расходов.

Расчеты многолетнего регулирования

Для решения основных задач при многолетнем регулировании стока на интегральной кривой стока за ряд наблюдений отыскивается наиболее маловодный период.

Решение задач многолетнего регулирования графоаналитическим способом проводится в отношении полезного объема водохранилища.

Задача определения полезного объема по заданному гарантированному расходу решается проведением касательной к интегральной кривой в конце маловодья «ходом назад» с наклоном заданного расхода Q_:ap, Наибольшее расстояние между проведенной касательной и интегральной кривой в пределах маловодья и определит необходимый для осуществления многолетнего регулирования полезный объем водохранилища V по заданному расходу Q,_ap.

Определив таким образом V, проводят расчеты регулирования по остальным годам имеющегося ряда, для чего строят контрольную интегральную кривую, соответствующую наполненному водохранилищу. Интегральная кривая естественного стока соответствует пустому водохранилищу.

Расчеты с расходом Q?_ap , соответствующим объему V, продолжают «ходом вперед от конца маловодья, когда водохранилище опорожнено, до конца гидрологического ряда. а затем от начала ряда до начала сработки за маловодье, т.е. до точки, в которой определился полезный объем. Для соблюдения баланса стока необходимо объем водохранилища в конце гидрологического ряда принять и в начале ряда.

Решение задачи определения расхода по заданному полезному объему также начинается с рассмотрения маловодья. На расстоянии, равном заданному объему V, вниз от основной кривой строится контрольная кривая (интегральная). В полосе между ними проводится прямая, которая является касательной к основной кривой в точке конца маловодья и к контрольной в точке начала маловодья. Наклоном этой касательной (по лучевому масштабу) и определяется зарегулированный расход.

Затем строятся хронологические графики наполнений водохранилища, а также естественных и зарегулированных расходов воды.

Литература

1. Плешков А.Я. Регулирование речного стока. Гидрометеоиздат, Л., 1972.

2. Гладков Г.Л., Журавлев М.В., Селезнев В.М., Гапеев A.M., Колосов М.А. Водные пути и гидротехнические сооружения. СПГУВК, СПб., 2001.

3. Гришанин К.В., Дегтярев В.В., Селезнев В.М. Водные пути. «Транспорт», Л., 1986.

4. Бахтиаров В.А. Водное хозяйство и водохозяйственные расчеты. Гидрометеоиздат, Л., 1961.

5. Арсеньев Г.С., Основы управления гидрологическими процессами: водные ресурсы. Учебник. - СПб.: изд. РГГМУ, 2005.

6. Канарский Н.Д., Михалев М.А. Гидрологические расчеты. Учебное пособие. - ЛПИ им. Калинина, Л., 1977

Приложение 1

Задание

на выполнение курсовой работы «Регулирование речного стока»

Студенту (ГТ - )

Исходные данные:

Ряд среднемноголетних расходов реки (№ ) за

1971 - 1975 гг.

Содержание работы и порядок ее выполнения

Введение

1. Анализ исходных данных

2. Расчет сезонного регулирования стока

   1. Построение гидрографа за один год

   2. Построение интегральной кривой стока в прямоугольных координатах

   3. Анализ свойств интегральной кривой

   4. Решение задач сезонного регулирования (прямой и обратной) с помощью интегральной кривой

   5. Построение интегральной кривой стока в косоугольных координатах

3. Расчеты многолетнего регулирования стока

1. Построение гидрографа за весь период

2. Построение интегральной кривой стока

3. Анализ интегральной кривой

4. Регулирование стока на равномерную отдачу (водоснабжение)

5. Построение графика наполнения водохранилища

   4. Влияние водохранилища на

Выводы и рекомендации

Содержание

ВВЕДЕНИЕ