5.1.2.Расчет мертвого объема водохранилища

Расчет V_МО из условий заиления водохранилища и санитарно-технических норм:

1. Данные для определения величины V_МО:

- батиграфические кривые;

- среднемноголетний объем годового стока воды в водохранилище (принимаем равной W_р.ст=2027,72 млн. м³);

- среднемноголетняя мутность потока , г/м³, принимаем =500 г/м³;

- доля донных наносов от взвешенных, поступающих в водохранилище ; т.к. равнинная река, то = 0,1;

- плотность отложений , кг/м³; =800 кг/м³;

- срок заиления (службы) водохранилища ; принимаем =50 лет;

- доля транзита взвешенных наносов ; принимаем =0,2;

-доля органических продуктов, накапливающихся при евтрофировании водоема, ; принимаем =0,1.

2. Расчет объема отложений из условий заиления за период ведется по формуле

.

По батиграфической кривой определяем уровень воды =71 м, соответствующий V_oтл.

3. Расчет санитарного объема осуществляем согласно требованиям санитарно-технических норм.

Ввиду отсутствия данных по площади зеркала Ω и средней глубине h_ср принимаем V_сан=110 млн. м³ по уровню воды в верхнем бьефе в точке 2 H_ВБ2=73 м, используя кривую связи , т.к. V_oтл< V_сан ,то V_МО= V_сан=110,0 млн. м³.

4. За величину мертвого объема принимается V_МО=110,0млн. м³.

Уровень воды . =73,0 м, соответствующий принятому значению V_МО.

5. Находятся полные объемы воды в водохранилище по месяцам

Расчет полных объемов воды ведем в табличной форме (табл. 15).

Таблица 15. Расчет полных объемов воды в водохранилище (в млн. м³)

Месяцы	Объем воды в месяцы
	VМО	VПЛЗ.i	VПЛН.i
01	110	200,82	310,82
02	110	99,57	209,57
03	110	0	110
04	110	165,1	275,1
05	110	889,89	999,89
06	110	942,65	1052,65
07	110	835,22	945,22
08	110	696,52	806,52
09	110	567,32	677,32
10	110	449,29	559,29
11	110	364,79	474,79
12	110	285,32	395,32

По данным таблицы 15 строим график наполнения – сработки водохранилища

Рис. 9. График наполнения – сработки водохранилища

5.1.2.Расчет форсированных объемов водохранилища и водосбросного сооружения

Создание водохранилища сезонно-годичного регулирования стока на реке оказывает регулирующее влияние на половодье и поводки. Часть излишков воды временно задерживается в водохранилище. При этом происходит превышение уровня воды выше отметки НПУ до уровня ФПУ. Между отметками ФПУ и НПУ образуется емкость форсировки V_ФО.

Регулирующий объем в водохранилище - форсированный объем V_ФО позволяет уменьшить сбросные расходы и размеры водосбросного сооружения. На водохранилищах в качестве водосбросных сооружений наиболее распространены водосливы практического профиля с щитами (затворами) на гребне или без щитов, а также донные водовыпуски с затворами.

Принимаем водосливную плотину с безвакуумным практическим криволинейным профилем, очерченным по координатам Кригера – Офицерова. Водосливная плотина рассчитываем на пропуск максимальных расходов 0,1 % обеспеченности, что соответствует, согласно СНиП, I и II классу сооружений.

Рис.10. Разрез по водосливной плотине

Расчет водосбросного сооружения проводим по методу Д.И. Кочерина, задавшись следующими начальными условиями:

- гидрограф половодья принимается треугольной формы с максимальным расходом 0,1 % обеспеченности;

- водосброс работает автоматически, отметка гребня его соответствует НПУ;

- изменение сбросных расходов отвечает линейной зависимости;

- на начало половодья водохранилище заполнено до отметки НПУ;

- батиграфические кривые заданы в виде кривой связи

Расчет водосбросного сооружения:

1. Задаем слой форсировки h_ФО - 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0 м и определяемся отметки ФПУ:

2. По батиграфической кривой путем экстраполирования определяем объемы ФПУ V_ФПУ, которые заносим в табл. 16.

Объем форсировки находим из соотношения: V_ФО=V_ФПУ-V_НПУ

3. Определяется максимальный расход половодья 0,1 % обеспеченности

где - ордината кривой обеспеченности, или модульный коэффициент, принимаемая по таблицам пособия в зависимости от коэффициента вариации Сv и коэффициента асимметрииCs; принимаем Cv= 0,30, Cs=2Cv, находим по табл. 17 прил.З [1]: К_Р=0,1%=2,19;

- среднемноголетний максимальный расход, м³/с; в курсовом проекте принимаем равным =360,4 м³/с заданного гидрографа стока реки.

4. Вычисляется сбросной расход при различном слое форсировок по формуле Д.И. Кочерина: ,

где — объем половодья, определяемый по формуле

Т – продолжительность половодья, принимаем 24 сут.

5. Из расчетной зависимости расхода при истечении через водослив определяется общая ширина водосливной плотины (водосливного фронта) при различном слое форсировки: ,

где m - коэффициент расхода водослива (для безвакуумного водослива практического профиля принимается равным 0,5).

6. Результаты расчета заносятся в табл. 16. Окончательный вариант ширины водосливного фронта принимается в результате технико-экономических расчетов с учетом компенсации ущерба от затопления земель при форсировке. В курсовом проекте во избежание затопления значительных площадей при форсировке ширина в принимается по расчету (табл. 21) соответствующей слою форсировки h_ФО = 1,5 м.

Таблица 16. Определение сбросного расхода и ширины водосливного фронта плотины

hФО, м	ФПУ, м	VФПУ, млн.м3	VФО, млн.м3	Qсбр., м3/с	Σв, м
0,5	101,5	790	10	788,44	1007,02
1,0	102	800	20	787,61	355,66
1,5	102,5	810	30	786,78	193,39
2,0	103	820	40	785,94	125,48
2,5	103,5	830	50	785,11	89,69
3,0	104	840	60	784,28	68,16

Ширина каждого водосливного отверстия принимаем равной в = 30 м. Количество водосливных отверстий:

,

По результатам расчета на плане водохранилища показываем в масштабе водосбросное сооружение (водосливная часть плотины).