ФГОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет

им. Н.И. Вавилова»

Факультет природообустройства

Кафедра геодезии, гидрологии и гидрогеологии

КУРСОВАЯ РАБОТА

Тема:

Регулирование речного стока в Московской области

Студент (ка)____3__курса

Группа ПОТ-301

ФИО Овсепян Карина

Славиковна

Руководитель Афонин В.В.

_________________________

_________________________

Саратов 2011

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………................

1.Общие положения…………………………………................................................ 2. Расчетные характеристики водохранилищ…………………………………….

2.1 Построение батиграфической и объемной характеристик водохранилища……………………………………..............................................

2.2Определение мертвого объема и срока службы водохранилища…………….

2.3 Расчет потерь воды из водохранилища……………………………………….

2.4Водохозяйственный расчет водохранилища сезонного регулирования стока……………………………………....................................

2.4.1 Балансовый таблично-цифровой расчет…………………………………..

2.4.2 Расчет водохранилища сезонного регулирования стока без учета потерь воды графическими способами……………………………..

2.5 Расчет водохранилища многолетнего регулирования стока….....................

2.5.1 Метод вероятных вариантов А.Д. Саваренского…………………………

2.6 Расчет трансформации гидрографа паводка водохранилищем…………….

3. Определение высоты плотины с учетом сгонно-нагонных явлений……….

4. Технико-экономические показатели регулирования стока …………………

ЛИТЕРАТУРА…………………………………………………………………….

Введение

 

Среди множества проблем, стоящих сегодня перед человечеством, наиболее актуальными являются социальная, экологическая, продовольственная, энергетическая и водная. При этом четыре названных первыми не могут быть решены, если не будет найдено приемлемое решение водных проблем. Вот почему во многих странах мира ученые и государственные деятели под номером первым обозначают проблему обеспечения водой растущего населения и хозяйства. Ведь современное состояние водных объектов, их режим и качество вод с каждым годом вселяют все большую и большую тревогу за существование биосферы и будущее человечества.

Водохранилища - ключ к решению многих проблем, но и одновременно фокус противоречий между целью их создания и негативными последствиями в природе. Создание водохранилищ вызвано необходимостью:

- уменьшения или полной ликвидации вредных явлений природы: наводнений, маловодья, селей;

- перераспределения стока между сезонами года и годами различной водности, между днями недели и часами суток в интересах гидроэнергетики, ирригации, водоснабжения и создания акваторий в целях обводнения городов, развития рекреации, водного транспорта и др.;

- вовлечения в хозяйственное использование непродуктивных земель путем аккумуляции на них водных ресурсов и создания в ряде случаев более продуктивной водной среды (рыболовство и рыбоводство);

- улучшение природных условий прилегающих территорий: смягчение климата, водное благоустройство и т.п.;

- улучшения гидрографической сети.

Трудно найти сегодня реку, на которой нет хотя бы одного водохранилища. Волга, Днепр, Ангара, Колумбия, Миссури, Теннесси, Парана и сотни других больших и малых рек на наших глазах превращены в каскад водохранилищ. В настоящее время в мире нет ни одной страны, в которой бы их не было. Общий объем водохранилищ на рубеже XIX и XX вв. составлял 15 км³, а к концу ХХ в. превысил 6600 км³. Сегодня на Земле эксплуатируется более 60 тысяч водохранилищ. Площадь их водного зеркала равна 400 тыс. км². Это - площадь одиннадцати Азовских морей.

Необходимость регулирования стока вызывается многими обстоятельствами, но основными причинами являются: неравномерность стока рек по сезонам года, значительные колебания речного стока в бассейнах отдельных рек и от года к году. Только создание водохранилищ сезонного и многолетнего регулирования стока дает возможность обеспечить и население, и промышленность, и сельское хозяйство нужным количеством воды в определенное время. Их особенно ценят там, где нет других водоемов. Но нередко из-за неоднозначности воздействия водохранилищ на природу и хозяйство трудно провести грань между положительными и отрицательными последствиями их создания.

Для разрешения многочисленных противоречий при подготовке и эксплуатации водохранилищ и повсеместного превращения их в хранилища чистой воды и производителей биопродукции необходимо осуществление организационных, технологических, экономических и экологических мероприятий, которые должны планироваться и воплощаться высококвалифицированными специалистами в области природообустройства, водных ресурсов и водопользования.

1 Общие положения

Под регулированием речного стока понимают перераспределение во времени объема стока в соответствии с требованиями водопользования, а также в целях борьбы с наводнениями.

Речной сток регулируют с помощью специальных искусственных водоемов, называемых водохранилищами.

2. Расчетные характеристики водохранилищ

1. Построение батиграфической и объемной характеристик

водохранилища

Построение батиграфических характеристик водохранилища сводится к установлению следующих зависимостей:

1) между объемом и уровнем воды, - кривая объёмов;

2) между площадью зеркала и уровнем воды, - кривая площадей водной поверхности;

3) между средней глубиной и уровнем воды, - кривая средних глубин.

Кроме этого характеристикой водохранилища является также критерий площади литорали (мелководья), - кривая критерия литорали.

Исходными материалами для построения кривой площадей служат крупномасштабные топографические карты. Принимая поверхность воды горизонтальной, планиметрированием определяют площади , соответствующие различным уровням воды и заключенные между отдельными горизонталями и створом плотины, замыкающим горизонтали у берегов (рис. 2.1, а).

Элементарные объемы отдельных слоёв воды между смежными парами горизонталей определяют по формуле:

, (2.1)

где и - площади, ограниченные соседними горизонталями, т.е. соответствующие уровням воды и , м²; - разность глубин между двумя отметками уровня, м, =.

Рис. 2.1 План (а) и продольный профиль (б) водохранилища

Объем воды в водохранилище при любой отметке уровня вычисляют путем последовательного суммирования объемов отдельных слоев, начиная с самого низкого:

, (2.2)

По полученным данным строят кривую объемов водохранилища: (рис. 2.2).

Среднюю глубину водохранилища находят по формуле:

, (2.3)

и строят кривую зависимости средней глубины водохранилища от отметки зеркала воды: (рис. 2.2).

К мелководной зоне водохранилища относят его прибрежную часть глубиной м. Площадь этой зоны, м²

, (2.4)

где площадь водной поверхности водохранилища, соответствующая уровню воды м, которую определяют по кривой (см. рис. 2.2), м².

Критерий литорали - отношение площади литорали к площади зеркала при той же отметке :

(2.5)

По полученным результатам строят кривую критерия площади литорали (рис. 2.2).

Из формул (2.4) и (2.5) следует, что если уровень воды у плотины превышает отметку дна водохранилища не более чем на 2 м, то и, следовательно, =, а критерий литорали . С повышением уровня воды критерий литорали уменьшается. Расчет, указанных характеристик производится в табличной форме (табл. 2.1).

Таблица 2.1. Расчет батиграфических кривых водохранилища

Отметка уровня воды , м	Глубина, м	Площадь зеркала, км2		Разность отметок , м	Объем, млн. м3		Средняя глубина , м	Литораль
					объём отд. слоя	объём		площадь	критерий
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
135	0	0				0	0	0	-
			11,5	2	23
137	2	23				23	1	23	1
			37,5	2	75
139	4	52				98	1,88	29	0,56
			70	2	140
141	6	88				238	2,7	36	0,41
			114	2	228
143	8	140				466	3,33	52	0,37
			171	2	342
145	10	202				808	4	62	0,31
			241	2	482
147	12	280				1290	4,61	78	0,28
			325	2	650
149	14	370				1940	5,24	90	0,24
			415	2	830
151	16	460				2770	6,02	90	0,19
			515	2	1030
153	18	570				3800	6,66	110	0,19

По полученным в табл. 2.1 результатам строится батиграфическая характеристика водохранилища (рис.2.2).

Наряду с батиграфическими обычно строят также объемные кривые – кривые наполнения, площади водной поверхности и средней глубины водохранилища в зависимости от объема воды в нем: , ; (см. рис. 2.3).