8.14. Регулирование водохранилищами стока половодий и паводков

Регулирование высокого стока производят в целях трансформа­ции гидрографа половодья (паводка) в гидрограф сбросных рас­ходов. Это необходимо для уменьшения параметров сбросных со­оружений (а значит, и стоимости) и сокращения максимальных расходов воды для снижения ущерба от затопления в нижнем бье­фе гидроузла.

Процесс трансформации высокого стока заключается во времен­ном задержании в водохранилище части излишков воды. Следст-

273

вием этого являются повышение уровня воды до отметки HWL и об­разование объема форсировки. Однако повышение уровня воды вы­ше отметки NPL обусловливает увеличение высоты плотины, дополнительное затопление и подтопление земель в районе сооруже­ния. Поэтому оптимальный объем дополнительной емкости, пред­назначенной для уменьшения максимальных расходов половодья (паводка), устанавливают путем технико-экономических расчетов.

Исходными данными для выполнения расчета водохранилища па пропуск высокого стока и его трансформацию служат: гидро­граф притока расчетной вероятности превышения, зависимость про­пускной способности сооружений гидроузла от уровней воды в его бьефах, кривая площади водной поверхности водохранилища в за­висимости от уровней воды в нем Q = Q(/7) и правила пропуска вы­соких вод через гидроузел (диспетчерский график).

Форма гидрографов высоких вод, так же как и гидрографов го­дового стока, определяемая влиянием природных факторов, в де­талях индивидуальна. К основным элементам, характеризующим каждый гидрограф высоких вод, относят объем стока, максималь­ный расход, асимметрию очертания, продолжительность половодья и паводка (подъема и спада), накладывание второстепенных па­водков.

Вследствие многочисленности названных элементов и их воз­можных комбинаций для установления гидрографа заданной обес­печенности (в зависимости от класса сооружения) под норматив обеспеченности стремятся подвести решающие характеристики гидрографа высоких вод — максимальный расход Qmax и объем сто­ка воды основной волны и объем всего весеннего половодья (дож­девого паводка).

Формы расчетных гидрографов нормами [15] проектирования рекомендуется принимать по моделям наблюденных высоких поло­водий или дождевых паводков в расчетном створе или на реке-ана­логе. Расчетный створ относят к входному створу водохранилища, за который обычно принимают место выклинивания подпора при от­метке NPL в межень. При недостаточности или отсутствии данных наблюдений применяют схематические расчетные гидрографы по­ловодья (паводка). В качестве расчетных принимают конфигура­цию наблюденного гидрографа или теоретические схемы.

При наличии длительного ряда гидрометрических наблюдений на исследуемой реке представляется возможным выбор в качестве модели гидрографа высоких вод редкой повторяемости по решаю­щим признакам: максимальному расходу и объему половодного стока.

Для перехода от гидрографа-модели к расчетному гидрографу координаты последнего определяют по соотношениям

(8.49)

(8.50)

где q_p%,i, li — текущие ординаты расчетного гидрографа, м³/с и с;

274

Qm, г, tm, i — текущие ординатьт гидрографа-модели, м³/с и с; Q_P % и Q_m — максимальные среднесуточные расходы расчетной обеспе­ченности в расчетном створе и для модели, м³/с; /ip%, q_p%' —рас­четный слой и модуль стока половодья, мм и м³/(с-км²); h_m, q_m — слой и модуль стока модели, мм и м³/(с-км²)._

Максимальные среднесуточные расходы Q_p% определяют де­лением расчетного максимального расхода Q_P% -ta коэффициент k_r (табл. 8.5).

Таблица 8 5. Коэффициент &_t для перехода