6.2. Учет потерь воды из водохранилища

Одной из главных причин, существенно усложняющих водохозяйственные расчеты, является необходимость учета потерь воды из водохранилища. Потери включают дополнительные потери на испарение в результате создания водохранилища, потери воды на фильтрацию, временные потери на ледообразование, затраты речного стока на шлюзование и безвозвратный забор воды на участке от входного створа водохранилища до его плотины. Дополнительные потери воды на испарение зависят от площади водного зеркала, а потери на фильтрацию от средней глубины и площади ложа водохранилища. Соответствующий горизонтальному положению зеркала водохранилища статический объем однозначно связан с отметкой уровня воды при плотине . При высоких расходах притока воды в водохранилище его объем определяется функцией динамического объема , значения которой при любом превышают статический объем . Динамическому объему соответствуют и более высокие значения площади водного зеркала, средней глубины и площади ложа водохранилища. Использование в расчетах сезонного регулирования статического объема вместо динамического занижает потери воды в период прохождения половодий и паводков. Объемы безвозвратного водозабора и потерь на испарение зависят от изменяющихся во времени метеорологических условий. Они могут быть намного больше при теплой и сухой погоде и намного меньше при холодной и влажной. Таким образом, суммарные потери из водохранилища имеют самостоятельный ход во времени и зависят от объема водохранилища . Следовательно, представляют функцию . В различные сезоны и годы, а также при изменении в диапазоне от до + потери могут существенно меняться. Определение этой функции и ее учет в водохозяйственных расчетах сталкивается с двумя проблемами.

1. Изменение метеорологических элементов во времени носит непредсказуемый, случайный характер, что приводит к неопределенности расчета функции потерь .

2. При расчетах параметров регулирования речного стока учет потерь воды из водохранилища необходим уже при выборе полезного объема .

Задача разрешается методом последовательных приближений. Назначаются расчетные объемы потерь воды из водохранилища за периоды половодья , межени и за весь водохозяйственный год = + . Выполняются расчеты регулирования речного стока. Определяется полезный объем водохранилища и его составляющие. Уточняются расчетные значения объемов потерь , и , приведенные к среднему объему, принимающему промежуточное значение между и + . После этого процедура водохозяйственных расчетов повторяется до полного соответствия между потерями воды из водохранилища и его объемом. Опыт водохозяйственных расчетов показывает, что двух-трех итераций оказывается достаточно [16, 21].

При наличии расчетных значений объема потерь за многоводный период (половодье), за маловодный период (межень) и за весь водохозяйственный год гарантированный объем отдачи нетто должен быть заменен отдачей брутто. Гарантированные объемы отдачи брутто равны: = + за половодье; = + за межень; = + за весь водохозяйственный год. С учетом потерь воды из водохранилища возможность полного покрытия дефицита маловодного периода за счет запасов, накопленных водохранилищем в период половодья, выражается неравенством

.

(6.2)

Описанные выше преобразования аналогичного неравенства (6.1) приводят к условию покрытия дефицита в виде неравенства . Для того чтобы сезонное регулирование речного стока позволяло ежегодно покрывать гарантированный объем годовой отдачи брутто с вероятностью , необходимо, чтобы данное неравенство выполнялось для соответствующего этой обеспеченности объема годового стока . Условие возможности удовлетворения требований основных водопользователей посредством сезонного регулирования речного стока выражается неравенством

.

(6.3)

При выполнении этого условия надежное обеспечение гарантированной отдачи воды возможно устройством водохранилища сезонного регулирования, полезный объем которого заполняется и срабатывается в течение одного года [16]. В ряде случаев, согласно рекомендациям С. Н. Крицкого и М. Ф. Менкеля, из осторожности используется еще более низкий порог для возможной при сезонном регулировании гарантированной годовой отдачи брутто воды из водохранилища , который равен + [13, 21].