Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Курсовой проект [ОРП 3 курс].doc
Скачиваний:
6
Добавлен:
24.04.2019
Размер:
31.45 Mб
Скачать

Содержание

VР=(Vн+Vk)/2, (2.18) 17

Vcp=VH+VK/2, (2.38) 27

S = V`ф –Vнпу (2.41) 27

Uф=VH+Wp-Wnom-S-V'к;≤U, 27

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 XX в. превысил 6600 км3. Сегодня на Земле эксплуатируется более 60 тысяч водохранилищ. Площадь их водного зеркала равна 400 тыс. км . 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

2.1 Построение батиграфической и объемной характеристик

водохранилища

Построение батиграфических характеристик водохранилища сводится к уста­новлению следующих зависимостей:

  1. между объемом и уровнем воды, V = f (H) - кривая объёмов;

  2. между площадью зеркала и уровнем воды, ω=f (H) - кривая площадей вод­ной поверхности;

  3. между средней глубиной и уровнем воды, hср = f (H) - кривая средних глу­бин.

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

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

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

ΔК = 0,5 (ωii+1)ΔHi ,

(2.1)

где ωi и ωi+1- площади, ограниченные соседними горизонталями, т.е. соответ­ствующие уровням воды Hi , и Hi+1 , м2; ΔHj - разность глубин между двумя отметка­ми уровня, м,

ΔHi = Hi+1 Hi

I-I

Объем воды в водохранилище Vi при любой отметке уровня вычисляют путем

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

последовательного суммирования объемов отдельных слоев, начиная с самого низко­го:

(2.2)

По полученным данным строят кривую объемов водохранилища:

V = f (H)

(рис. 2.2).

Среднюю глубину водохранилища находят по формуле:

(2.3)

hср =VHiHi

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

К мелководной зоне водохранилища относят его прибрежную часть глубиной h≤2м. Площадь этой зоны, м2

ωLiHiHi-2 (2.4)

где ωHi-2- площадь водной поверхности водохранилища, соответствующая уровню воды

H = Hi - 2 м, которую определяют по кривой ω = f(H) (см. рис. 2.2), м2.

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

Lωi = ωLi / ωHi (2.5)

По полученным результатам строят кривую критерия площади литорали

Lω= f (H) (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 ωHi-2 = 0 и, следовательно, ωLi = ωHi критерий литорали

Lωi = 1. С повышением уровня воды критерий литора­ли уменьшается. Расчет, указанных характеристик производится в табличной форме (табл. 2.1).

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: Н = f (V), ω = f (V); hcp = f (V) (см. рис. 2.3).