4. Розрахунок корисного об'єму водосховища при сезонному регулюванні стоку.
При сезонному регулюванні стоку проводять перерозподіл річного стоку межах року, кінцевою метою якого є нагромадження повеневих надлишків води в водосховищі з наступним використанням цієї води в маловоді періоди року.
Сезонне регулювання стоку проводиться в тому випадку, коли сумарний приплив маловодного року більший за сумарне споживання (Wp), а за окремі інтервали споживання перевищує приплив.
При сезонному регулюванні стоку можуть вирішуватись дві задачі:
Визначення корисного об'єму водосховища при заданому споживанні.
Визначення величини водовіддачі (корисного водоспоживання) при заданому об'ємові водосховища.
Існують графічні та аналітичні методи розрахунку. В даному курсовому проекті розглядається аналітичний метод розрахунку.
Основна задача, це визначення корисного об'єму водосховища при заданому водоспоживанні. При такому розрахунку визначають:
корисний об'єм водосховища;
момент його спорожнення (коли в водосховищі залишається лише мертвий об'єм);
об'єми скидних витрат;
повний об' єм водосховища;
розрахунок режиму роботи водосховища за двома крайніми варіантами.
Розрахунок полягає в порівнянні об'ємів притоку і споживання. При цьому можуть бути такі випадки в роботі водосховища: однотактна, двотактна з залежними і незалежними тактами та багатотактна.
Однотактна робота водосховища.
Робота водосховища буде однотактною тоді, якщо продовж одного року буде лише один період надлишків над споживанням і один період недостач. За корисний об'єм водосховища приймається об’єм недостачі, а момент спорожнення буде а кінці цієї недостачі.
Двотактна робота з незалежними тактами.
Якщо протягом року, або розрахункового періоду має місце два періоди надлишків і два періода недостач. При цьому кожний із надлишків буде більший за недостачу після цього надлишка. Корисний об'єм дорівнює об'єму більшої недостачі , а момент споживання буде в кінці цієї недостачі.
Двотактна робота з залежними тактами.
Якщо продовж року або розрахункового періоду має місце два періода надлишковий і два періода недостач. При цьому один із надлишків буде менший за недостачу після цього надлишка. Тоді корисний об’єм водосховища дорівнює сумі недостач без меншого надлишка. а момент споживання буде в кінці останньої недостачі. В цьому правилі є виняток - якщо розрахований корисний об'єм менший за абсолютною величиною за більшу недостачу, то корисний об’єм приймають рівним цій недостачі.
При багатотактній роботі водосховища корисний об'єм і момент спорожнення визчається аналогічно двотактна роботі із залежними тактами.
В даній розрахунковій роботі необхідно виконати табличний розрахунок з врахуванням втрат за першим способом. Цей розрахунок проводять в два етапи:
попередній розрахунок без врахування втрат;
кінцевий розрахунок з врахуванням втрат на випаровування і фільтрацію.
Розрахунок водосховища сезонного регулювання стоку без врахування втрат.
Такий розрахунок проводяться в табличній формі (таб 4.1) в наступній послідовності: за приплив приймаються середньомісячні витрати маловодного року розрахункової забезпеченості, які за кожний місяць порівнюються з відповідною величиною споживання (порівняння ведеться в об’ємах ). Якщо приплив перевищує споживання - це надлишки, якщо навпаки – це недостачі. Надлишки і недостачі , які слідують без перерви, об'єднують і встановлюють тактність роботи водосховища. Далі визначають корисний об'єм водосховища та режим його експлуатації.
Розрахунок режиму роботи водосховища ведуть за двома крайніми варіантами експлуатації. За 1 варіантом наповнення проводять зразу після його спорожнення (розрахунок ведуть «ходом вперед», прибавляючи надлишки і віднімаючи недостачі. Коли сума перевищує корисний об'єм, то цей надлишок скидається), а за другим - в більш пізніші строки, з таким розрахунком, щоб до початку межені воно було заповнене (розрахунок ведуть «ходом назад» прибавляючи недостачі і віднімаючи надлишки , якщо при цьому отримують від’ємну величину, то й скидають).
Розрахунок сезонного регулювання стоку з врахуванням втрат за першим способом. Розрахунок сезонного регулювання стоку з врахуванням втрат ведеться в такому порядку . До об’ємів води в водосховищі , що отримали в попередньому розрахунку без врахування втрат за першим варіантом експлуатації водосховища (табл. 4.2) добавляємо величину мертвого об'єму водосховища. Розрахунковий об'єм обчислюємо як середню арифметичну величину на початок і кінець кожного інтервалу . Використовуючи топографічні характеристики, за розрахунковим об'ємом визначаємо площу водного дзеркала водосховища . В графу 5 записуємо розрахунковий шар втрат на випаровування. Об'єм втрат на випаровування обчислюємо за формулою:
(4.1)
де Z - розрахунковий шар випаровування за відповідний місяць, ω – площа водного дзеркала водосховища.
Втрати на фільтрацію розраховуємо у вибраних процентах від розрахункового об'єму. Споживання брутто визначаємо шляхом сумування споживання нетто і сумарних втрат. Подальші розрахунки аналогічні тим, що велися без врахування втрат. Корисний об'єм отриманий з врахуванням втрат визначають робочим об'ємом водосховища.
Втрати на фільтрацію розраховуємо у вибраних процентах від розрахункового об’єму. Споживання брутто визначаємо шляхом сумування споживання нетто і сумарних втрат. Подальші розрахунки аналогічні тим, що велися без врахування втрат. Корисний об’єм отриманий з врахуванням втрат називають робочим об’ємом водосховища.
Робочий і корисний об'єм повинні відрізнятися між собою не більше ніж на 5%. Порівння проводять за такою формулою:
(4.2)
Якщо вказані об’єми відрізняються більше ніж на 5%, розрахунок слід повторити, взявши за вихідні величини об’ємів води в водосховищі одержені при першому наближенні. Якщо і при наступному наближенні вказана різниця буде більшою від 5%, то розрахунок знову повторюють. Повний об'єм водосховища складається із суми робочого та мертвого об’ємів. За повним об'ємом, використовуючи топографічні характеристики водосховища, знаходять відмітку нормального підпірного горизонту (НПГ).
В зв’язку з тим, що помилка перевищує 5%, виконуємо 2 наближення розрахунків в таблиці 4.3.
(4.3)
Повний об'єм водосховища становить
(4.4)
де Wм – мертвий об’єм водосховища.
м3
Відмітка НПГ=167,7м.