Расчет проектного водопотребления обобщенным методом.
Таблица 10. Минимальные расчетные требования Амин, предъявляемые в створе №2 , млн.м3
Месяцы | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 1 | 2 | 3 | Год |
Попуски | 25,7 | 9,3 | 1,4 | 0,4 | 0,6 | 0,7 | 0,7 | 0,8 | 1,3 | 0,8 | 0,7 | 4,3 | 46,7 |
БВ | 0,047 | 0,605 | 1,554 | 1,275 | 1,442 | 0,939 | 0,047 | 0,047 | 0,047 | 0,047 | 0,047 | 0,047 | 6,144 |
Амин | 25,747 | 9,905 | 2,954 | 1,675 | 2,042 | 1,639 | 0,747 | 0,847 | 1,347 | 0,847 | 0,747 | 4,347 | 52,85 |
Под Амин понимается суммарное расчетное водопотребление, которое понимается, как базовая величина для дальнейшего развития отрасли.
Определяем возможности максимального развития отрасли по объему Амакс.
Таблица 11.
Cv | ≤0,3 | 0,3 – 0,5 | >0,5 |
Ψ | 0,95 | 0,85 – 0,9 | 0,8 |
Расчетное водопотребление любой ВХС складывается из полезного водопотребления и потерь стока на дополнительное испарение, фильтрацию как самого водохранилища, таки на сооружения ВХС. Суммарные потери складываются вместе с полезной отдачей, определяя будущую ситуацию хозяйственного использования вод.
Таблица 12. Результаты водохозяйственных расчетов обобщенным методом
Полезная отдача | Потери из водохранилища |
Отдача Брутто |
Относительная отдача Брутто a бр |
Приведенная обеспеченность P , % | Составляющие емкости водохранилища | |||||||
Сверх Амин | ∑ | Фильтрация | Дополнительное испарение | ∑ | Многолетняя V мн | Сезонная V сез | Полезная V плз | Мертвый объем V мо | Полная емкость V полн | |||
0 | 52,85 | 0,5 | 0,5 | 1,0 | 53,85 | 0,65 | 77,1 | 0 | 1,99 | 1,99 | 0,9 | 2,89 |
5,15 | 58,0 | 1,0 | 1,0 | 2,0 | 60 | 0,73 | 78,5 | 0 | 6,70 | 6,70 | 0,9 | 7,60 |
10,3 | 63,15 | 1,5 | 1,5 | 3,0 | 66,15 | 0,80 | 79,6 | 12,4 | 13,24 | 25,64 | 1,0 | 26,64 |
15,45 | 68,3 | 2,0 | 2,0 | 4,0 | 72,3 | 0,87 | 80,6 | 16,5 | 18,72 | 35,22 | 1,5 | 36,72 |
20,6 | 73,45 | 2,5 | 2,5 | 5,0 | 78,45 | 0,95 | 81,4 | 37,2 | 22,79 | 59,99 | 2,0 | 61,99 |
25,75 | 78,6 | 3,0 | 3,0 | 6,0 | 84,6 | 1,02 | 82,1 | 74,5 | 27,01 | 101,51 | 2,5 | 104,01 |
17,5 | 70,88 | 2,4 | 2,4 | 4,8 | 75,38 | 0,91 | 80,0 | 26,85 | 20,76 | 48,00 | 1,75 | 50,00 |
Потери на фильтрацию обусловлены:
1. фильтрация через тело плотины и другие сооружения в составе напорного фронта
2. потери через уплотнение затворов
3. фильтрация через основание и береговые примыкания водохранилищного гидроузла
Фильтрационные потери рассчитываются на основе гидрогеологических изысканий и специальных расчетов с учетом гидромеханических свойств грунтов основания. Исходной зависимостью для последующих расчетов является зависимость для момента стабилизации гидравлического режима.
В проекте фильтрационные потери определим в зависимости от свойств основания экспертным методом.
Таблица 13.
Гидрогеологические условия | Величина потерь, см/год |
благоприятные условия | 50 |
суглинки | 50 – 100 |
Неблагоприятные условия | >100 |
Потери на льдообразование определяется по толщине льда, нарастающего в период намерзания. Кроме того, лед, осевший на берегах, сокращает и саму величину регулирующей емкости, снижая эффект регулирования.
Потери на дополнительное испарение.
В практике расчет дополнительного испарения в ряде случаев заменяют расчетом видимого испарения.
i – индекс отрасли
Рi – расчетная обеспеченность i-го потребителя
Определение емкости водохранилища обобщенным методом.
при
t – водопотребление лимитирующего периода в долях годового стока
m – объем стока лимитирующего периода в долях годового стока
По данным таблицы 12 строим график зависимости суммарной полезной гарантированной отдачи и ее перспективного прироста от полного объема водохранилища.
5.2 Постановка задачи оптимизации и определение оптимального варианта параметров водохозяйственной системы
В соответствии с постановкой проектной задачи определяется оптимальное сочетание регулирования стока и дотации воды из внешнего бассейна. При этом возможны следующие варианты:
1. вода подается из внешнего бассейна в равномерном режиме, в этом случае требуется буферное водохранилище для перерегулирования графика водопотребления
2. переброска ведется в графике водопотребления
3. вода перебрасывается по каналу
4. вода подается по трубопроводу в соответствующей пропускной способности
Потери по трассе водоподачи принимаем в размере 5% от объема переброски. Окончательно получаем функциональную зависимость между требуемым объемом водоподачи и пропускной способностью канала:
Площадь сечения находим из уравнения неразрывности:
u ,
где
u - расчетная скорость в канале
Скорость определяется применительно к равномерному движению формулой Шези:
Гидравлический уклон примем =0,0005. Гидравлически выгоднейшее сечение канала, скорректированное с учетом удобства строительных работ, выбираем с заложением откосов и значением .
Коэффициент шероховатости примем как для оросительного канала в глинистом русле . Соответственно и расходная характеристика выразятся в виде функций нормальной глубины h следующим образом:
м2
м
м
Параметры сечения канала определим c помощью уравнения:
Таким образом, зная объем переброски можно найти расчетную глубину из последнего выражения и, используя зависимости, определяем и u. Расчетная скорость в канале проверяется по условиям размыва русла и незаиления: uнз £ u £ uнр
Неразмывающая средняя скорость потока в каналах определяется в зависимости от вида грунтов, в которых проложен канал. Удельное сцепление суглинков равно С=24кН/м2, h=0,85м → uнр=1,48м/с >u=0,67м/с
Незаиляющая скорость находится по формуле:
→ →
Таким образом,
uнз=0,35м/с<u=0,67м/с<uнр=1,48м/с, условие выполняется.
Расчет канала при неравномерном и неустановившемся движении связан с большим объемом вычислений при построении кривой подпора. Будем считать, что возможность превышения уровня, вызванное выклиниванием кривой подпора, снимается собственной регулирующей способностью канала. Площадь сечения выемки примем несколько выше площади живого сечения:
Выразим теперь объем выемки через объем переброски:
При в метрах получаем объем выемки по трассе канала в млн.м3.
Таким образом каждому значению переброски ставится в соответствие величина , а следовательно, и стоимость мероприятий по переброске стока, определяемых в свою очередь стоимостью водозабора и канала переброски.
В случае водоподачи посредством напорного водовода методика расчета принципиально не меняется. Так определение параметров трубопровода круглого сечения можно вести на основе совместного решения уравнений Шези и Дарси-Вейсбаха.
Коэффициент сопротивления по длине находим по формуле Павловского :
После несложных преобразований получаем формулу зависимости гидравлического радиуса от расхода и затем от требуемого объема переброски :
С целью отыскания оптимума воспользуемся методом динамического программирования. Для каждого из рассматриваемых значений гарантированной отдачи (в диапазоне от до ) определяются стоимостные показатели разных вариантов решения проектной задачи. Варианты обусловлены сочетаниями емкость водохранилища – объем переброски.
Экономический эффект от дополнительного орошения определен на основании нескольких критериев, связанных с доходностью и затратами в отрасль. В учебном проекте в качестве целевой функции берется ежегодный чистый доход от дополнительной сельскохозяйственной продукции при условии, что коэффициент рентабельности не меньше нормативного значения ( ). Капиталовложения определяются по комплексным сооружениям (плотина, водохранилище, тракт переброски вместе с головным водозабором), а также по отраслевым сооружениям . в свою очередь можно оценить по разнице стоимости продукции и ежегодных отраслевых издержек . Стоимость продукции всех отраслей кроме орошения в рассматриваемом проекте фиксирована, поскольку прирост идет только за счет орошения. Экономический эффект определяется только от дополнительного орошения, поэтому он соотносится с величинами затрат сверх тех, которые необходимы для обеспечения минимальной отдачи . С целью сокращения объема вычислений расчеты выполняются на основе примерных укрупненных стоимостных показателей, без учета фактора времени.
Комплексные затраты (руб. в ценах 2006г.)
Кв-ща – капитальные затраты по водохранилищу
Ккнл – капитальные затраты по каналу переброски
Квдзб – капитальные вложения на строительство водозабора, включая затраты на регулирование стока в створе изъятия
– полный объем водохранилища рассматриваемого варианта по отдаче
– объем водохранилища, необходимый для покрытия минимальной гарантированной водоотдачи
kв-ща – удельные капвложения на кубометр емкости водохранилища, (руб./м3)
kпер – удельные капвложения на кубометр выемки, учитывающие стоимость водозаборного сооружения, (руб./м3)
Отраслевые затраты (руб.)
– прирост отдачи на орошение;
– площадь орошения, обеспеченная при объеме водоподачи;
– оросительная норма комплексного гектара, принята 1730 м3/га
- к. п. д. оросительной системы, принимаем 0,8 .
Стоимость продукции
, где
– урожайность, закупочная цена и доля в севообороте - ой культуры
– закупочная цена на продукцию, полученную с комплексного гектара, принята в расчетном примере 15000 руб./га при площадях орошения до 20 тыс.га. Для больших площадей учтено снижение эффекта по причине сложности сбыта продукции, конкуренции и т.д. При 100 тыс. га стоимость продукции снижена до 9000 руб./га.
Параметры водохозяйственной системы:
· Полезный объем водохранилища – 48млн.м3
· Полный объем водохранилища 5млн.м3
· Отметка НПУ=161м
· Отметка УМО= 142м
· Отметка ФПУ=163,5м
· Площадь зеркала при НПУ= 4,5км2
· Гарантированная полезная отдача водохранилища – 70,875млн.м3
- минимальные требования ВХК – 52,85млн.м3
- гарантированное орошение – 17,5млн.м3
· Объем переброски 17,5млн. м3
· Итого гарантированная полезная отдача ВХС – 88,375млн.м3
· В том числе орошение – 35млн.м3
· Расход канала (производительность водозабора) 1,91м3/с
· Расчетная глубина в канале 0,85м
· Скорость течения в канале 0,67м /с
· Параметры альтернативного напорного водовода для переброски млн.м3:
- Диаметр водовода – 2м
- Скорость 0,7м /с
Таблица 14. Технико-экономическое сопоставление вариантов по результатам оптимизационных расчетов.
Прирост гарантированной отдачи на орошение, Аор, млн.м3 | Долевое участие в покрытии требований орошения | Стоимостные показатели проектируемых водохозяйственных мероприятий, направленных на развитие орошения, млн.руб. | ||||||||||||
Водохранилище, Авдхр, млн.м3 | Канал переброски, Апер, млн.м3 | Затраты по водохранилищу с учетом компенсации затопления | Канал переброски и водозаборное сооружение | Отраслевые затраты на орошение | Суммарные затраты ВХС | Площадь орошения, Fор,, тыс.га | Стоимость с/х продукции за вычетом затрат на реализацию | Размер ежегодного чистого дохода, ЕЧД | Коэффициент рентабельности, Крн | |||||
К | С | К | С | К | С | К | С | |||||||
5,15 | 0 3 5,15 | 5,15 2,15 0 | 0 15,66 28,26 | 0 0,23 0,42 | 182,7 92,1 0 | 5,48 2,76 0 | 86,4 86,4 86,4 | 8,64 8,64 8,64 | 269,1 194,16 114,66 | 14,12 11,63 9,06 | 2,4 | 36 | 21,88 24,37 26,94 | 0,08 0,13 0,23 |
10,3 | 0 5,15 10,3 | 10,3 5,15 0 | 0 28,26 142,5 | 0 0,42 2,14 | 317,88 182,7 0 | 9,54 5,48 0 | 172,8 172,8 172,8 | 17,28 17,28 17,28 | 490,68 383,76 315,3 | 26,82 23,18 19,42 | 4,8 | 72 | 45,18 48,82 52,58 | 0,09 0,13 0,17 |
15,45 | 0 5,45 10 15,45 | 15,45 10 5,45 0 | 0 30,66 132,66 202,98 | 0 0,46 1,99 3,04 | 434,58 308,16 189,78 0 | 13,04 9,24 5,69 0 | 255,6 255,6 255,6 255,6 | 25,56 25,56 25,56 25,56 | 690,18 594,42 578,04 458,58 | 38,6 35,26 33,24 28,6 | 7,1 | 106,5 | 67,9 71,24 73,26 77,9 | 0,10 0,12 0,13 0,17 |
20,6 | 0 10,3 15 20,6 | 20,6 10,3 5,6 0 | 0 142,5 192,66 354,6 | 0 2,14 2,89 5,32 | 546 317,88 190,68 0 | 16,38 9,54 5,72 0 | 342 342 342 342 | 34,2 34,2 34,2 34,2 | 888 802,38 725,34 696,6 | 50,58 45,88 42,81 39,52 | 9,5 | 142,5 | 91,92 96,62 99,69 102,98 | 0,10 0,12 0,14 0,15 |
25,75 | 0 10 15,75 25,75 | 25,75 15,75 10 0 | 0 142,5 204,66 606,72 | 0 2,14 3,07 9,10 | 654,78 445,62 308,16 0 | 19,64 13,37 9,24 0 | 428,4 428,4 428,4 428,4 | 42,84 42,84 42,84 42,84 | 1083,18 1016,52 941,22 1035,12 | 62,48 58,35 55,15 51,94 | 11,9 | 178,5 | 116,02 120,15 123,35 126,56 | 0,11 0,12 0,13 0,12 |
35 | 0 15 17,5 25,75 | 35 20 17,5 9,25 | 0 192,66 246,66 606,72 | 0 2,89 3,70 9,10 | 840,96 533,16 481,2 289,14 | 25,23 15,99 14,44 8,67 | 583,2 583,2 583,2 583,2 | 58,32 58,32 58,32 58,32 | 1424,16 1309,02 1311,06 1479,06 | 83,55 77,2 76,46 76,09 | 16,2 | 243 | 159,45 165,8 166,54 166,91 | 0,11 0,13 0,13 0,11 |
50 | 0 10 20 25,75 | 50 40 30 24,25 | 0 132,66 330,66 606,72 | 0 1,99 4,96 9,10 | 1127,64 942,24 743,64 625,98 | 33,83 28,27 22,31 18,78 | 831,6 831,6 831,6 831,6 | 83,16 83,16 83,16 83,16 | 1959,24 1906,5 1905,9 2064,3 | 116,99 113,42 110,43 111,04 | 23,1 | 207,9 | 90,91 94,48 97,47 96,86 | 0,05 0,05 0,05 0,05 |
60 | 0 10 20 25,75 | 60 50 40 34,25 | 0 132,66 330,66 606,72 | 0 1,99 4,96 9,10 | 1310,4 1127,64 942,24 824,58 | 39,31 33,83 28,27 24,74 | 997,2 997,2 997,2 997,2 | 99,72 99,72 99,72 99,72 | 2307,6 2257,5 2270,1 2428,5 | 139,03 135,54 132,95 133,56 | 27,7 | 249,3 | 110,27 113,76 116,35 115,74 | 0,05 0,05 0,05 0,05 |
70 | 0 10 20 25,75 | 70 60 50 44,25 | 0 132,66 330,66 606,72 | 0 1,99 4,96 9,10 | 1486,56 1310,4 1127,64 1016,58 | 44,60 39,31 33,83 30,50 | 1166,4 1166,4 1166,4 1166,4 | 116,64 116,64 116,64 116,64 | 2652,96 2609,46 2624,7 2789,7 | 161,24 157,94 155,43 156,24 | 32,4 | 291,6 | 130,36 133,66 136,17 135,36 | 0,05 0,05 0,05 0,05 |
5.3. Водохозяйственные балансы рекомендуемого варианта
Таким образом, в процессе проектирования выбран принципиальный вариант схемы инженерно-технических мероприятий и оптимальный объем суммарной гарантированной водоотдачи. По результатам расчетов составляются водохозяйственные балансы проектного уровня развития. Следует отметить, что в условиях многолетнего регулирования стока, выбор года для демонстрации ВХБ вопрос не всегда простой, поскольку при обоснованном многолетнем режиме любой год обеспечен необходимым запасом воды в водохранилище. Для наглядности в учебном проекте для ВХБ ограничимся годом 75 % по обеспеченности годового стока.
– безвозвратное водопотребление
– приток с вышележащего (i-1)-го водохозяйственного участка
– сток, формируемый на i-ом участке
– водоотведение на i-ый участок
– регулирование стока в интервале, «+» сработка; «–» наполнение
– водопотребление на i-ом участке
– комплексный попуск в выходном створе i-го участка
;
.
Проектный приток к ( )-му водохозяйственному участку не может быть определен без предварительного распределения дефицита между потребителями и комплексным попуском :
j – индекс участника водохозяйственного комплекса
Распределение дефицита между участниками ВХК – самостоятельная водохозяйственная задача – решается либо на основе согласованных приоритетов, либо путем экономического обоснования.
Общая формула для проектного стока в замыкающем створе -го ВХУ (он же проектный приток к -му ВХУ):
Формула справедлива для всех случаев, в том числе при диспетчерском регулировании, когда величина дефицитов назначается в зависимости от текущего наполнения.
Таблица 15. Перспективный ВХБ расчетного водохозяйственного участка по маловодному году 75%.
Календарные месяцы | Приходная часть баланса | Расходная часть баланса | Результаты водохозяйственного баланса | |||||||
Расчетные требования |
Расчетные требования брутто | |||||||||
Проектный приток сверху | Сток, формирующийся на участке | Итого располагаемые ресурсы | На ВХУ | Дефицит вышерасположенных участков | Дефицит водных ресурсов | Резервы стока, холостые сбросы | Проектный сток в нижнем бьефе | |||
КП | Орошение | |||||||||
4 | 15,6 | 19,4 | 35 | 25,7 | 0 | 0 | 25,7 | 0 | 9,3 | 35 |
5 | 5,7 | 7,0 | 12,7 | 9,3 | 3,5 | 0 | 12,8 | 0,1 | 0 | 9,3 |
6 | 1,2 | 1,2 | 2,4 | 1,4 | 9,45 | 0,464 | 11,314 | 8,914 | 0 | 1,4 |
7 | 0,4 | 0,4 | 0,8 | 0,4 | 7,7 | 0,385 | 8,485 | 7,685 | 0 | 0,4 |
8 | 0,5 | 0,6 | 1,1 | 0,6 | 8,75 | 0,452 | 9,802 | 8,702 | 0 | 0,6 |
9 | 0,6 | 0,7 | 1,3 | 0,7 | 5,6 | 0,249 | 6,549 | 5,249 | 0 | 0,7 |
10 | 0,6 | 0,6 | 1,2 | 0,7 | 0 | 0 | 0,7 | 0 | 0,5 | 1,2 |
11 | 0,7 | 0,8 | 1,5 | 0,8 | 0 | 0 | 0,8 | 0 | 0,7 | 1,5 |
12 | 0,8 | 1,0 | 1,8 | 1,3 | 0 | 0 | 1,3 | 0 | 0,5 | 1,8 |
1 | 0,6 | 0,6 | 1,2 | 0,8 | 0 | 0 | 0,8 | 0 | 0,4 | 1,2 |
2 | 0,5 | 0,6 | 1,1 | 0,7 | 0 | 0 | 0,7 | 0 | 0,4 | 1,1 |
3 | 2,8 | 3,2 | 6 | 4,3 | 0 | 0 | 4,3 | 0 | 1,7 | 6 |
Год | 30 | 36,1 | 66,1 | 46,7 | 35 | 1,55 | 83,25 | 30,65 | 13,5 | 60,9 |
Таблица 16. Перспективный ВХБ расчетного водохозяйственного участка по маловодному году 75% с учетом
мероприятий.
Водохозяйственный баланс реки Рыбница в створе водохранилища | |||||||||||||
Календарные месяцы | Приходная часть баланса | Расходная часть баланса | Результаты ВХБ | ||||||||||
Расчетные требования |
Потери на дополнительное испарение и фильтрацию |
Расчетные требования брутто | |||||||||||
Проектный приток сверху | Сток, формирующийся на участке | Дотация стока из бассейна реки Донора | Регулирование стока, + сработка - наполнение | Итого располагаемые ресурсы | На ВХУ | Дотация к дефицитным створам | Дефицит водных ресурсов | Проектный сток в нижнем бьефе | Наполнение водохранилища на конец месяца | ||||
Попуск | Орошение | ||||||||||||
4 | 15,6 | 19,4 | 0 | -8,9 | 26,1 | 25,7 | 0 | 0 | 0,4 | 26,1 | 0 | 25,7 | 16,9 |
5 | 5,7 | 7,0 | 1,75 | -1,25 | 13,2 | 9,3 | 3,5 | 0 | 0,4 | 13,2 | 0 | 9,3 | 18,15 |
6 | 1,2 | 1,2 | 4,725 | 4,589 | 11,714 | 1,4 | 9,45 | 0,464 | 0,4 | 11,714 | 0 | 1,4 | 13,561 |
7 | 0,4 | 0,4 | 3,85 | 4,235 | 8,885 | 0,4 | 7,7 | 0,385 | 0,4 | 8,885 | 0 | 0,4 | 9,326 |
8 | 0,5 | 0,6 | 4,375 | 4,727 | 10,202 | 0,6 | 8,75 | 0,452 | 0,4 | 10,202 | 0 | 0,6 | 4,599 |
9 | 0,6 | 0,7 | 2,8 | 2,849 | 6,949 | 0,7 | 5,6 | 0,249 | 0,4 | 6,949 | 0 | 0,7 | 1,75 |
10 | 0,6 | 0,6 | 0 | -0,1 | 1,1 | 0,7 | 0 | 0 | 0,4 | 1,1 | 0 | 0,7 | 1,85 |
11 | 0,7 | 0,8 | 0 | -0,3 | 1,2 | 0,8 | 0 | 0 | 0,4 | 1,2 | 0 | 0,8 | 2,15 |
12 | 0,8 | 1,0 | 0 | -0,1 | 1,7 | 1,3 | 0 | 0 | 0,4 | 1,7 | 0 | 1,3 | 2,25 |
1 | 0,6 | 0,6 | 0 | 0 | 1,2 | 0,8 | 0 | 0 | 0,4 | 1,2 | 0 | 0,8 | 2,25 |
2 | 0,5 | 0,6 | 0 | 0 | 1,1 | 0,7 | 0 | 0 | 0,4 | 1,1 | 0 | 0,7 | 2,25 |
3 | 2,8 | 3,2 | 0 | -1,3 | 4,7 | 4,3 | 0 | 0 | 0,4 | 4,7 | 0 | 4,3 | 3,55 |
Год | 30 | 36,1 | 17,5 | 4,45 | 88,05 | 46,7 | 35 | 1,55 | 4,8 | 88,05 | 0 | 46,7 |
Таблица 16а. Вспомогательная таблица.
Календарные месяцы | Приходная часть баланса | Расходная часть баланса |
Дефицит |
| |||||||
Расчетные требования |
Потери на дополнительное испарение и фильтрацию |
Расход | |||||||||
Проектный приток сверху | Сток, формирующийся на участке | Дотация стока из бассейна реки Донора |
Приход | На ВХУ | Дотация к дефицитным створам | Резерв | |||||
Попуск | Орошение | ||||||||||
4 | 15,6 | 19,4 | 0 | 35 | 25,7 | 0 | 0 | 0,4 | 26,1 | 0 | 8,9 |
5 | 5,7 | 7,0 | 1,75 | 14,45 | 9,3 | 3,5 | 0 | 0,4 | 13,2 | 0 | 1,25 |
6 | 1,2 | 1,2 | 4,725 | 7,125 | 1,4 | 9,45 | 0,464 | 0,4 | 11,714 | 4,589 | 0 |
7 | 0,4 | 0,4 | 3,85 | 4,65 | 0,4 | 7,7 | 0,385 | 0,4 | 8,885 | 4,235 | 0 |
8 | 0,5 | 0,6 | 4,375 | 5,475 | 0,6 | 8,75 | 0,452 | 0,4 | 10,202 | 4,727 | 0 |
9 | 0,6 | 0,7 | 2,8 | 4,1 | 0,7 | 5,6 | 0,249 | 0,4 | 6,949 | 2,849 | 0 |
10 | 0,6 | 0,6 | 0 | 1,2 | 0,7 | 0 | 0 | 0,4 | 1,1 | 0 | 0,1 |
11 | 0,7 | 0,8 | 0 | 1,5 | 0,8 | 0 | 0 | 0,4 | 1,2 | 0 | 0,3 |
12 | 0,8 | 1,0 | 0 | 1,8 | 1,3 | 0 | 0 | 0,4 | 1,7 | 0 | 0,1 |
1 | 0,6 | 0,6 | 0 | 1,2 | 0,8 | 0 | 0 | 0,4 | 1,2 | 0 | 0 |
2 | 0,5 | 0,6 | 0 | 1,1 | 0,7 | 0 | 0 | 0,4 | 1,1 | 0 | 0 |
3 | 2,8 | 3,2 | 0 | 6 | 4,3 | 0 | 0 | 0,4 | 4,7 | 0 | 1,3 |
Год | 30 | 36,1 | 17,5 | 83,6 | 46,7 | 35 | 1,55 | 4,8 | 88,05 | 16,4 | 11,95 |
Определение пропускной способности водосброса для пропуска максимального расхода. Вопросы защиты от наводнения
Оценку влияния максимальных расходов на водохозяйственную обстановку ниже узла выполняем, используя методику Д.Ч. Качерина. В соответствии с этой методикой, если принять гидрограф максимального стока в виде треугольника, то емкость форсировки определяется следующей формулой:
Vф – объем призмы форсировки
qmax – зарегулированный максимальный расход
Qmax – естественный максимальный расход расчетной обеспеченности
Принимаем обеспеченность Qmax 0,5%, так как III класс сооружений.
Исходя из того, что ряды наблюдений отсутствуют для определения максимального естественного расхода, используем империческую формулу для максимального стока, формируемого весенним половодьем.
К0 – коэффициент дружности половодья
hp – слой стока расчетной обеспеченности
µ - коэффициент несовпадения максимального стока и максимальных расходов
n – коэффициент редукции
Определение зависимости емкости форсировки от максимального расхода водосброса.
При решении задач, связанных с трансформацией стока через гидроузел в период высоких половодий и паводков, следует учитывать следующие факторы:
· Показатели затопления в верхнем бьефе гидроузла с выходом на площади затопляемых территорий и соответственные ущербы для населения и экономики
· Показатели затопления в нижнем бьефе с определением высоты и протяженности защитных дамб и соответствующей стоимости этих сооружений, а также тех ущербов, которые не покрываются мероприятиями по аккумуляции стока и уже указанными дамбами
· Определение функций пропускной способности водосбросных сооружений от принимаемой емкости форсировки
На основании перечисленных факторов определяются области оптимальных решений с точки зрения затопления бьефов гидроузла, параметров водосброса и величины емкости форсировки.
Будем считать, что территории в нижнем бьефе, которые подлежат защите, фиксированы и должны быть защищены в любом случае либо посредством аккумуляции стока, либо по средствам защитных дамб обвалования. Очевидно, что в разных вариантах будет меняться длина и протяженность дамб.
Таблица 17.
qmax |
Vф |
| qв=ѓ(z) | ||||
b1=2 | b2=6 | b3=10 | b4=14 | ||||
0 | 0 | 64,20 | 8 | 82,19 | 246,56 | 410,93 | 575,30 |
0,15 | 17,87 | 54,57 | 7 | 67,27 | 201,80 | 336,34 | 470,88 |
0,30 | 35,73 | 44,94 | 6 | 53,38 | 160,14 | 266,91 | 373,67 |
0,50 | 59,55 | 32,10 | 5 | 40,61 | 121,83 | 203,04 | 284,26 |
0,60 | 71,46 | 25,68 | 4 | 29,06 | 87,17 | 145,29 | 203,40 |
0,70 | 83,37 | 19,26 | 3 | 18,87 | 56,62 | 94,37 | 132,11 |
0,85 | 101,24 | 9,63 | 2 | 10,27 | 30,82 | 51,37 | 71,91 |
0,90 | 107,19 | 6,42 | 1 | 3,63 | 10,90 | 18,16 | 25,43 |
1,00 | 119,10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Таким образом, получена зависимость qmax от величины противопаводочной емкости. По величине емкости оценивается затопление территории в верхнем бьефе, по qmax – в нижнем бьефе. После чего рассчитывается и проектируется мероприятие, которое компенсирует ущербы от затопления. На основании технико-экономического сопоставления вариантов определяется рациональное сочетание затрат, связанных с обвалованием территории и увеличением отметки ФПУ. В результате технико-экономического обоснования в проекте приняты следующие показатели:
· qmax=94,5м3/с
· Vф=13,3млн.м3
· ▼ФПУ=163,5м
· ▼Гр=165м
6. Уточнение параметров ВХС и определение режимов регулирования стока для рекомендуемого проектного варианта
Дата: 2019-12-10, просмотров: 276.