2. Определение суммарных потребностей в воде и притока воды. Построение гидрографа среднемесячных расходов и водопотребления

2.1 Определение потребностей в воде, построение гидрографа водопотребления

2.1.1 Проверка величины заданных попусков воды в нижний бьеф для обеспечения требования охраны природы

Определяется величина минимально допускаемого расхода воды для обеспечения требований охраны природы.

В условиях Беларуси необходимо, чтобы минимальные бытовые расходы воды в реках не опускались ниже минимально допустимых Q_{мин. доп} :

Q_{мин. доп} = 0,75 Q_{мин. мес95}, (13)

Q_{мин. мес95} = К₉₅Q_{мин. мес} (14)

где Q_{мин. мес95} – минимальные среднемесячные расходы воды в году 95% обеспеченности отдельно для летне-осеннего и зимнего периодов:

Q_{мин. мес} = q _{мин. мес} · F / 10³ , (15)

где q _{мин. мес} – модуль минимального месячного стока, л/(с·км²).

Значение q _{мин. мес} принимается из приложения 2.

Вычисляем по формуле (15) модуль минимального месячного стока на летне-осенний период (апрель-октябрь)

Q_{мин. мес} = м³/с

По формуле (14)

Q_{мин. мес95} = 0.614 15.84=9.73 м³/с

По формуле (13) минимально допустимые расходы на апрель-октябрь

Q_{мин. доп} = 0.759.78=7.29 м³/с,

Вычисляем по формуле (15) модуль минимального месячного стока на зимний период (ноябрь-март)

Q_{мин. мес} = м³/с

По формуле (14)

Q_{мин. мес95} = 0.614 16.46=10.10 м³/с

По формуле (13) минимально допустимые расходы на ноябрь-март

Q_{мин. доп} = 0,7510.10=7.58 м³/с,

Для определения минимальных природоохранных расходов в реке для летне-осеннего и зимнего периодов, сравниваем их значения с величиной попусков (из задания) в соответствующий сезон года. Если минимально допустимые расходы воды в реке меньше величины попусков в нижний бьеф, то данные требования охраны природы выполняются.

В нашем случае при расчете получили санитарный попуск для летнее – осенней межени равен Q_{мин. доп} =7.29 м³/с. Это меньше, чем по заданию. Значит, данные требования охраны природы выполняются.

Для зимней межени - Q_{мин. доп} =7.58 м³/с. Это больше, чем по заданию. Значит, данные требования охраны природы выполняются.

2.1.2 Определение потребностей в воде за год

Для определения суммарной потребности в воде за год сведем все данные в таблицу 3 следующей формы:

Таблица 3 – Определение потребностей в воде

Месяц	Утилитарные потребности в воде, м3/с		Попуск в НБ в природоохранных целях Qмин. доп, м3/с	Расчетный попуск в НБ Qнб,р, м3/с	Суммарные потребности в воде
	Отбор из верхнего бьефа, Qвб	Попуск в нижний бьеф, Qнб			По месяцам Qi, м3/с	Ui, млн. м3
1	2	3	4	5	6	7
III	7,00	4,50	7,20	7,20	14,20	34,08
IV	6,00	5,50	5,19	5,50	11,50	27,60
V	6,00	5,50	5,19	5,50	11,50	27,60
VI	6,00	5,50	5,19	5,50	11,50	27,60
VII	6,00	5,50	5,19	5,50	11,50	27,60
VIII	6,00	5,50	5,19	5,50	11,50	27,60
IX	6,00	5,50	5,19	5,50	11,50	27,60
X	6,00	5,50	5,19	5,50	11,50	27,60
XI	7,00	4,50	7,20	7,20	14,20	34,08
XII	7,00	4,50	7,20	7,20	14,20	34,08
I	7,00	4,50	7,20	7,20	14,20	34,08
II	7,00	4,50	7,20	7,20	14,20	34,08
						363,60

По полученным расчетам строим график зависимости Q(t).

2.1.3 Расчет среднемесячных расходов воды, построение

гидрографа притока

С учетом того, что среди водопотребителей могут иметься те, кто принадлежит к I категории надежности, в качестве расчетной следует принимать приточность маловодного года 95% обеспеченности.

Средний для такого года расход находят по аналитической кривой обеспеченности годового стока:

Q_{год. 95%} = К₉₅Q _год. , (16)

где К₉₅ – модульный коэффициент 95% обеспеченности;

Q _год. – среднее значение расхода за многолетний период.

По формуле

Q_{год. 95%}=0.61437.72=23.16 м³/с

Объем стока за расчетный маловодный год:

W _{год. 95%} = 31,54 Q_{год. 95%}, (17)

где 31,54 – продолжительность года, млн. с.

W _{год. 95%}=31,5423.16=730.47 млн. м³

Для проверки возможности обеспечения водопотребителей водными ресурсами, сопоставим объем стока за расчетный маловодный год с величиной суммарных потребностей в воде. Получили суммарные потребности U меньше стока расчетного маловодного года W _{год. 95%} , значит регулирование стока обеспечивает создание водохранилища сезонного регулирования.

Для построения гидрографа притока предварительно заполним

таблицу 4.

Расчет выполняем по водохозяйственному году, за начало которого принимается март месяц – начало многоводного сезона (весеннего половодья). Для заполнения графы 2 используем типовое внутригодовое распределение стока (приложение 3).

Таблица 4 – Среднемесячные расходы воды в реке в маловодный год,

р = 95%.

Месяц	Месячный сток от годового стока заданной обеспеченности, wмес. i , %	Объем стока за месяц Wмес. i млн. м3	Количество секунд в месяце, ti, млн. с	Среднемесячный расход Qср. мес.i, м3/с
1	2	3	4	5
III	25,50	121,36	2,6784	45,31
IV	43,30	206,08	2,5920	79,51
V	13,40	63,78	2,6784	23,81
VI	2,40	11,42	2,5920	4,41
VII	1,70	8,09	2,6784	3,02
VIII	1,20	5,71	2,6784	2,13
IX	1,20	5,71	2,5920	2,20
X	1,40	6,66	2,6784	2,49
XI	2,20	10,47	2,5920	4,04
XII	4,00	19,04	2,6784	7,11
I	2,40	11,42	2,6784	4,26
II	1,30	6,19	2,4192	2,56
	∑ = 100%	∑ = 475,94	∑ = 31,54

В графе 3 – указываем абсолютные значения месячного стока, вычисляемые из выражения:

W_{мес. i} = W _{год. 95% ·} w_{мес. i} / 100%, (18)

Находим месячный сток для марта

W_{мес. i} ==130.02 т млн. м³

В графу 4 записываем количество секунд в соответствующем месяце.

В графе 5 указываем среднемесячный расход Q_{ср. мес.i}, значение которого определяем по формуле:

Q_{ср. месс.i} = W_{мес. I} / t_i, (19)

Найдем по формуле (19) среднемесячный расход:

Q_{ср. месс.i} = м³/с

По значениям среднемесячного расхода строим гидрограф притока, который совмещаем с гидрографом водопотребления.