Сезонное регулирование стока (таблично-цифровые расчеты)

При расчетах сезонного регулирования решаются две основные задачи:

1) определение объема водохранилища при заданном потреблении;

2) определение величины возможного потребления при заданном объеме водохранилища.

В этом разделе рассматривается первый тип задачи; итогом расчетов является:

а) определение полезного объема водохранилища и соответствующего ему уровня воды в водохранилище, что задает размеры гидротехнических сооружений;

б) определение объемов холостых сбросов воды;

в) установление режима роботы водохранилища.

За расчетный интервал времени принимается месяц; все расчеты регулирования проводятся по среднемесячным величинам.

За расчетный принимается маловодный год обеспеченностью, которая соответствует классу объекта водоподачи, или приведена в задании на проектирование.

Начало расчетного водохозяйственного года принимается с месяца, в котором приток воды начинает превышать потребление. График потребления воды приводится в задании на проектирование.

Поступление и потребление воды необходимо перевести из потерь в объемы по формуле:

, м³ (1.21)

где – объем поступлення (потребления);

– расход поступления (потребления);

– количество секунд в месяце.

Расчеты регулирования выполняются в такой последовательности:

1. Начиная с первого месяца водохозяйственного года, определяется разность объемов поступления V_П и потребления U. При этом положительное значение разности характеризует объем излишка стока над потреблением, отрицательное – объем дефицита. Объем излишка или дефицита записывается в таблице с соответствующими знаками “+” или “-”.

2. Подсчитываются суммы для отдельных непрерывных групп излишков и дефицитов. Сумма групп излишков характеризует объемы воды, которыми наполняется водохранилище. Сумма групп дефицитов – объемы воды, которые необходимо добавить в водохранилище.

3. Проводится проверка возможности выполнения сезонного регулирования. Без учета потерь, сумма всех групп излишков должна быть больше суммы всех групп дефицитов:

; (1.22)

Если условие (2.11) не выполняется, то необходимо проводить расчеты многолетнего регулирования, или уменьшать объемы потребления.

4. Определяется полезный объем водохранилища без учета потерь. Для этого необходимо вариант тактности работы. Тактность означает, сколько раз в течение расчетного периода (года) будет опорожняться и наполняться водохранилище.

Однотактная работа водохранилища характеризуется одной группой излишков и дефицитов. При двухтактной работе есть две группы излишков и дефицитов и т. д.

При двухтактной работе бывают случаи:

а) сумма каждой группы излишков больше суммы следующей группы дефицитов; в этом случае полезный объем приравнивается большей из сумм дефицитов.

б) сумма одной группы излишков меньше суммы следующей группы дефицитов – полезный объем определяется как сумма двух дефицитов минус объем меньшего (промежуточного) излишка; таким образом, полученный V_ПОЛ должен быть больше, чем объем каждого из дефицитов. В противном случае V_ПОЛ необходимо приравнивать большей из сумм дефицитов.

При многолетней работе водохранилища количество групп излишков и дефицитов больше двух. Не смотря на это, полезный объем определяется величиной и соотношением групп излишков и дефицитов, аналогично показанному для двухтактной работы водохранилища.

5. Определяется полный объем водохранилища без учета потерь:

(1.23)

6. Определяется режим работы водохранилища. В первом месяце водохозяйственного года объем воды в водохранилище приравнивается мертвому объему . В конце месяца фактический объем воды в водохранилище должен быть:

(1.24)

Если это неравенство не выполняется, то излишки воды сбрасываются через водосбросные сооружения (холостые сбросы):

(1.25)

Для каждого следующего месяца за начальный объем принимается конечный объем предыдущего месяца:

(1.26)

В конце водохозяйственного года объем водохранилища должен быть равным мертвому объему:

, м³ (1.27)

7. Определяются объемы потерь воды из водохранилища в каждом месяце; для этого необходимо знать ежемесячный слой воды, который теряется на фильтрацию, испарение и льдообразование. Кроме того, объем потерь зависит также от площади зеркала водохранилища. Площади зеркала и определяются в начале и в конце каждого месяца по известным объемам и , с использованием топографических характеристик V(Z) и F(Z). Определяется среднемесячная площадь зеркала водохранилища за месяц:

, км² (1.28)

а также разность начальной и конечной площади . В расчетную таблицу записываются только дополнительные значения разности. Объемы потерь на фильтрацию каждого месяца определяются по формуле (1.20), на испарение по формуле (1.16), на льдообразование по формуле (1.17).

8. Расчеты регулирования повторяются с учетом потерь; снова определяется полезный объем.