2. Розрахунок мертвого об’єму водосховища.

Водосховища вносять значні зміни в гідравлічний режим водотоків, зменшують ухил водної поверхні, швидкість течії води, збільшують глибину потоку. За рахунок зменшення швидкості потоку завислі і донні наноси відкладаються в водосховищі. В процесі замулення водосховища утворюється тіло замулення.

Процес відкладення наносів і формування тіла замулення залежить від цілого ряду факторів: розміру і конфігурації водосховища, стійкості берегів, режиму стоку, механічного складу відкладів, режиму наповнення і спрацювання водосховища.

Мертвий об’єм водосховища – це такий об’єм,який інколи не спрацьовується. При його розрахунках, а також рівня мертвого об’єму (РМО), необхідно врахувати відповідні вимоги.

1. Загальні вимоги:

   • акумуляція наносів, що відкладаються в водосховищі за весь період його експлуатації;

   • дотримання санітарних умов, що не допускають утворення мілководь (середня глибина водосховища повинна бути менше 1,5-2,5 м, залежно від зони, в якій розташоване водосховище).

2. Спеціальні вимоги, що назначаються залежно від призначення водосховища:

   • командування зрошуваними площами, якщо водосховище використовується для самоплинного (безмашинного) зрошення і обводнення;

   • забезпечення роботи наносних станцій при механічній подачі води;

   • підтримання мінімального напору на турбіні, якщо водосховище використовується для гідроенергетики;

   • підтримання судноплавних глибин;

   • підтримання відповідних умов для риборозведення.

Враховуючи ці вимоги, визначення відмітки РМО встановлюється внаслідок техніко-економічного аналізу кількох варіантів. Тому що практично всі водосховища розв’язують (вирішують) не одну, а декілька задач.

Розрахунок замулення водосховища.

Для розрахунку замулення водосховища необхідно знати середню багаторічну величину каламутності річкового потоку в розрахунковому створі та норму річного стоку.

Вага завислих наносів, що транспортуються потоком в середній за водністю рік, визначається за формулою

(2.1)

де Р_о – вага завислих наносів, що транспортуються річним потоком протягом року, в тонах;

r_о – середня багаторічна каламутність річкового потоку, г/м³;

Q_о – норма річного стоку, м³/с;

t – кількість секунд в році в мільйонах (31,56).

т

Частина завислих наносів проходить транзитом через водосховище і тому вони не беруть участь в замуленні водосховища. Їх доля, яка в основному залежить від механічного складу і ступеня зарегульованості стоку, визначається за формулою

(2.2)

де j – коефіцієнт величини наносів, що враховує їх механічний склад і становить 0,1 – для піщаних ґрунтів;

а – коефіцієнт зарегульованості стоку запроектованим водосховищем, який визначається за формулою

(2.3)

де q_нетто - корисне споживання, яке дорівнює 0,7 м³/с;

1,3 – коефіцієнт, який наближено враховує втрати на випаровування і фільтрацію при експлуатації водосховища.

Крім завислих у водосховищі наносів відкладаються і донні. Їх враховують наближено як частину від величини завислих наносів (для рівнинних річок m0,001-0,1; для гірських річок m=0,1-1,0).

Тоді вага наносів, які відкладаються в водосховищі за рік його експлуатації, становить

(2.4)

т

Крім мінеральних відкладів у водосховищі відкладаються і органічні речовини, що утворюються внаслідок відмирання водяних рослин і тваринних організмів. Величина органічних відкладів (е) приймається в долях від відкладів завислих та донних наносів залежно від ступення розвитку водної рослинності (при інтенсивному розвитку водної рослинності – 0,15-0,2; при середній інтенсивності – 0,15-0,010; при слабій інтенсивності – 0,1-0,05).

З врахуванням органічних відкладів вага наносів, які відклалися у водосховищі за рік його експлуатації, буде становити

(2.5)

т

Об’єм замулення водосховища за розрахунковий період експлуатації становить

(2.6)

де Т – розрахунковий період роботи водосховища, Т-40 років;

g – об'ємна вага наносів.

Об'ємна вага наносів визначається за аналогією з існуючими водосховищами або за емпіричною формулою Н.Й. Дрозда

(2.7)

де А, В, С – коефіцієнти, що залежать від характеру ґрунтів прилягаючої до водосховища водозбірної площі річки, визначаються за таблицею А=2,3, В=0,25, С=0,002 [3.табл.1.2];

е¹ – кількість органічних відкладів, в %.

т/м³

м³

У замуленні водосховища беруть також участь наноси, що утворюються внаслідок переробки і розмиву берегів в процесі експлуатації водосховища. Об’єм цих наносів може досягати від 10 до 40% розрахункового мертвого об’єму водосховища.

(2.8) м³

Кінцевий розрахунковий об’єм замулення водосховища становить

(2.9) м³

Використовуючи топографічні характеристики (рис.3) встановлюємо, що середня глибина при мертвому об’ємі W_м=0,33∙10⁶ м³ не задовольняє санітарно-технічні вимоги, тому приймаємо середню глибину h_сер=1,5 м. Отже, мертвий об’єм становить W_м=0,7∙10⁶ м³ і відмітка ГМО=162,2 м.