Топографические характеристики водохранилища.

Топографическими характеристиками, которые используют при расчетах водохранилищ, является зависимость площади F и объема воды V от его наполнения, или отметок воды в нем. Зависимости F(Z) и V(Z) изображают графически, или выражают в форме таблиц.

Площади зеркала водохранилища при различных положениях уровня воды в нем определяют планиметрированием на топографических картах участков, ограниченных контурами горизонталей и линией продольной оси подпорного сооружения, замыкающего горизонтали с обоих берегов.

Для построения кривой V(Z) вычисляют объемы воды при различном наполнении водохранилища. Объемы при различных значениях Z вычисляют последовательным сложением частичных объемов , начиная со дна. Частичные объемы вычисляют по формуле:

(1.12)

где – площади зеркала водохранилища соответственно на отметках , м²;

– разница отметок, м (высота слоя воды).

Определение мертвого объема

Способ расчета величины зависит от назначения водохранилища; например, при использовании водохранилища как объекта водоподачи, мертвый объем служит для аккумуляции наносов. Кроме того, мертвый объем определяется с учетом санитарных условий, которые сводятся к недопущению образования мелководья. Для этого глубина водохранилища на уровне мертвого объема не должна быть меньше 2 м.

В водохранилище откладываются наносы, масса которых Р в среднем за год составляет:

(1.13)

где Р – масса взвешенных наносов, которая вычисляется по формуле (1.21);

m – коэффициент, который учитывает количество движимых (донных) наносов как часть взвешенных наносов,

m = 0.01 + 0.1 для равнинных рек,

m = 0.1 + 1.01 для горных рек;

е – коэффициент, который учитывает отложения, образовавшиеся на дне водохранилища при отмирании растительных и животных организмов ,

е = 0.15 + 0.2 – при интенсивном развитии растительности;

е = 0.1 + 0.15 – при среднем развитии;

е = 0.05 + 0.1 – при слабом развитии растительности.

Объем заиления водохранилища за период его работы:

,м³ (1.14)

где N – количество лет эксплуатации водохранилища, г;

– объемная масса наносов, вычисляется по формуле:

(1.15)

где А, В, С – коэффициенты, которые зависят от грунтовых условий водозабора (определяют по Приложению 24 [2]);

– значение e , выраженное в процентах.

Уровень мертвого объема определяется по характеристике V(Z); при этом к уровню, соответствующему объему заиления , необходимо добавить слой воды, высотой 1.5 … 2.0 м (санитарный запас). Мертвый объем тогда будет определяться как сумма объемов заиления и санитарного запаса.

Потери воды на испарение

Ежемесячные объемы потерь воды на испарение при водохозяйственных расчетах определяются по формуле:

(1.16)

где – слой дополнительного месячного испарения.

– средняя за месяц площадь зеркала водохранилища, км². Средняя площадь определяется в результате расчетов поступления и потребления воды из водохранилища.

1.2.4 Потери воды на льдообразование

Потери воды на льдообразование учитываются в том случае, если водохранилище в зимний период срабатывается; при этом ледяной покров оседает на берегах. Объем воды, остающийся на берегах в виде льда, относится к потерям в зимний период:

,м³ (1.17)

где и – площади зеркала водохранилища в начале и в конце периода (определяется в результате расчетов поступления и потребления воды), м²;

и – толщина льда в начале и в конце периода, м.

Толщина льда под снеговым покровом вычисляется по формуле:

, см (1.18)

где – сумма среднемесячных отрицательных температур воздуха по абсолютному значению. Среднемесячные температуры льдообразования приведены в таблице Приложения 25 [2].

Потери воды на фильтрацию

Для определения потерь воды на фильтрацию через ложе водохранилища, используют приближенные нормы, которые оценивают суммарно все возможные виды потерь на фильтрацию в виде слоя воды за год, в зависимости от геологических и гидрогеологических условий. Слой потерь воды в зависимости от этих условий определяется:

а) при благоприятных условиях – водонепроницаемые грунты (кристаллические без трещин породы, глины), грунтовые воды залегают высоко, м;

б) при средних условиях (легкие суглинки, супеси) м;

в) при неблагоприятных условиях (трещиноватые осадочные породы, пески, галечники, грунтовые воды залегают глубоко) м;

Слой ежемесячных потерь воды на фильтрацию определяется по формуле:

, м (1.19)

а объем воды:

, м³ (1.20)

где F_С – среднемесячная площадь зеркала водохранилища.