2.4 Расчет регулирования стока
Расчеты по регулированию стока ведутся, в основном, графически. Эти расчеты имеют целью найти зависимость между зарегулированными расходами и полезными объемами водохранилища.
Для определения вида регулирования стока вычисляется коэффициент зарегулированности стока по формуле:
(23)
где W – суммарный сток воды за средний гидрологический год, Wп –полезный объем.
По величине коэффициента можно установить вид регулирования стока воды водохранилищем (табл. 5).
Таблица 5
Вид регулирования стока воды |
|
Суточное |
0,00012 – 0,0004 |
Недельное |
0,001 – 0,0025 |
Сезонное (годичное) |
0,05 – 0,4 |
Многолетнее |
0,35 – 0,7 |
Суточное регулирование вызывается непостоянством потребления в различные часы суток. Собирая избыток воды в водохранилище, можно за счёт этих избытков перекрыть недостачу в воде.
Недельное регулирование может иметь значение, если гидростанция обслуживает по преимуществу промышленные предприятия, работающие с общими выходными днями (например, гидростанция при заводе или фабрике).
Сезонное или годовое регулирование, в основном, сводится к выравниванию неравномерного притока за счёт задержания паводочного расхода воды и пополнения им стока в меженный период.
Многолетнее регулирование имеет своей задачей пополнение стока отдельных маловодных годов и целых маловодных периодов за счёт стока многоводных годов. Многолетнее регулирование требует создания водохранилищ весьма большого объёма.
Водохозяйственные расчёты по регулированию очень наглядно и удобно вести, пользуясь интегральными кривыми стока и потребления.
Интегральная кривая стока строится путём последовательного суммирования объёмов стока от какого либо начального момента времени. За начальный момент обычно принимают первый месяц года, когда начинается заполнение водохранилища.
Р
ис.7.
Результирующий гидрограф стока реки
(а)и интегральная кривая стока (б).
На оси абсцисс откладывается время, а в конце каждого интервала времени по оси ординат откладываются суммарные объёмы воды от начала отсчёта времени до конца рассматриваемого интервала. На рис. 7 представлен годовой график расходов (гидрограф) и соответствующая интегральная (суммарная) кривая стока. При комплексном использовании реки и наличии данных о расходах воды на орошение, водоснабжение и т. п., необходимо ввести поправку в расчетный гидрограф и лишь после этого вести расчеты регулирования.
Интегральная кривая может быть построена при наличии данных за любой период (пятидневка, декада, месяц, год и многолетие).
Для построения интегральной кривой обычно пользуются равенством:
(24)
где t – промежуток времени (день, декада, месяц и т. д.); Qi – соответствующий данному времени расход в реке.
Если начало и конец интегральной кривой, построенной для какого либо периода Т, соединить прямой линией ОГ, то такая прямая выражает средний расход за данный период, и величина этого расхода определяется как частное от деления ординаты всего объёма на число секунд во всём периоде, т. е.:
(25)
Имея интегральную кривую стока, построенную за определённый период, можно графически определить полезный объём водохранилища и соответствующий этому объему зарегулированный расход для полного регулирования и неполного регулирования. Неполное регулирование рассчитывается не менее чем для четырех – пяти расходов.
На основании полученных данных строится график зависимости зарегулированных расходов от полезного объема водохранилища.