25304 (Расчет водохранилища многолетнего регулирования), страница 3

1. Если Q=const, то суммарная кривая – прямая линия.

2. При ступенчатом гидрографе суммарная кривая – ломаная линия.

3. Тангенс угла наклона к оси абсцисс, касательной, проведенной к суммарной кривой в данной точке параллельно кривой отдачи – расход в данный момент, тангенс угла наклона секущей (или звена ломаной линии) – средний расход за данный период.

Полезный объем водохранилища по способу полной суммарной кривой определяется как наибольшее вертикальное расстояние между предыдущими верхними и последующими нижними касательными W_p=f(T) параллельно кривой потребления U=f(T) при условии, что верхняя касательная не пересекает суммарную кривую до точки нижнего касания. Всегда сначала по ходу времени должно быть верхнее касание, а затем нижнее.

Построение графика работы водохранилища по 2-му варианту регулирования с момента, когда V =0, т.е. от крайней правой точки кривой W проводим влево нижнюю касательную, параллельную кривой U и до пересечения с кривой W. Эта точка будет соответствовать концу сброса и началу наполнения (рисунок 7).

Сокращенная интегральная (суммарная) кривая строится по уравнению

W^/= ,

где Q_о – некоторый постоянный расход (рис. 8).

В работе в качестве постоянного расхода принимаем среднемесячный приток

Wср=Qср*t= = 228,02 млн.м³.

Ординаты сокращенной суммарной кривой притока W^/=

(графа 10, таблицы №5).

Ординаты сокращенной суммарной кривой потребления:

U^/= (графа 11).

Полезный объем и график работы определяется по тому же правилу, что и для полной суммарной кривой.

6. Расчет водохранилища многолетнего регулирования.

Многолетнее регулирование проектируется в случае, когда годовая отдача с учетом потерь превышает расчетный сток за год.

При многолетнем регулировании водохранилище наполняется водой в многоводные годы с целью покрытия недостатков притока в маловодные годы. Отдача выражается коэффициентом зарегулирования.

Объем водохранилища многолетнего регулирования вычисляется:

V_плн=V_нпу=V_мн+V_сез+V_мо,

где V_мн – многолетняя составляющая емкости водохранилища;

V_сез – сезонная составляющая;

V_мо – мертвый объем.

Коэффициент емкости вычисляется:

β_плн=β_мн+β_сез+β_мо, где β_мн= V_мн/W_о, β_сез= V_сез/W_о, β_мо= V_мо/W_о.

По графику Г.Г. Сванидзе определяется β_мн как функция β_мн=f(P,a,C_v, C_s, r). При Р=80%, а=0,9, C_v =0,27, C_s =0,54, r =0, β_мн=0,20.

V_мн= β_мн* W_о=0,20*2736,27=547,25 млн. м³.

Сезонная составляющая емкости водохранилища, если длительность межени в долях от года составляет t=9/12=0,75.

Доля межени в годовом стоке определяется по межсезонному расчету по методу компоновки (рассчетно-графическая работа по гидрологии) m =W_{р. меж}/W_{р год} = 378,82/992,347=0,38.

По формуле β_сез=а(t-m) =0,9(0,75-0,38)=0,33,

V_сез= β_сез* W_о=0,33*2736,27=902,97 млн. м³.

Определение полезного объема и полного объема водохранилища многолетнего регулирования:

V_плз= V_нпу= V_плз+ V_мо=547,25+902,97+175=1625,22 млн. м³.

7. Определение регулирующего влияния водохранилища на максимальный сток.

q _сб=Q_макс (1– V_ф/ W_п),

где Q_{макс –} расчетный максимальный расход, равный 151 м³/сек, вычисленный в пункте 2 расчетно-графической работы по гидрологии;

W_п – объем половодья (паводка), определяемый по формуле:

W_п=1/2 Q_макс*Т,

где Т – продолжительность паводка в с, т.е. 86 400 с*t_сут (для всех вариантов t_сут=24).

В примере W_п=1/2*151*86400*24=156,56 млн. м³.

Схема расчета: 1. задаемся величиной слоя форсировки h_ф=0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 м.

2. для каждого слоя по кривой V(Н) находим V_ф=V_нпу+ h_ф- V_нпу.

V_ф0,5=228,5 м-228м=215-192,18=22,82 млн. м³.

V_ф1=229 м-228м=250-192,18=57,82 млн. м³.

V_ф1,5=229,5 м-228м=280,5-192,18=88,32 млн. м³.

V_ф2=230 м-228м=330-192,18=137,82 млн. м³.

V_ф2,5=230,5 м-228м=345-192,18=152,82 млн. м³.

3. По формуле для каждого h_ф вычисляем q _сб.

q 1_сб= 151*(1-22,82/156,56)=128,99

q 2_сб=151*(1-57,82/156,56)=95,23

q 3_сб=151*(1-88,32/156,56)=65,81

q 4_сб=151*(1-137,82/156,56)=18,07

q 5_сб=151*(1-152,82/156,56)=3,61

4. Строим кривую сбросных расходов q _сб= q _сб(h_ф) (рисунок № 9).

5. Определяем расходы, пропускаемые водосливом с широким порогом, задаваясь различной шириной водослива b=100;200; 300; 400 по формуле

Q_в=mb 2g*h^3/2, где =0,42.

Вычисления сводим в таблице.

Расчет расходов через водослив

Таблица № 6

Строим три кривых зависимости q _в= q _в(h_ф) (рисунок № 9).

Пересечение этих кривых с кривой q _сб= q _сб(h_ф) соответствует гидравлически наивыгоднейшему режиму.

Для всех полученных точек пересечения производим технико-экономический расчет общей стоимости гидроузла. В работе условно принимаем точку пересечения, наиболее близкую по величине h_ф=2 м.

В нашем примере h_ф= 0,6 при b=100 м, q _сб= 125 м³/сек.

Форсированный подпорный уровень ФПУ=НПУ+ h_ф=228 м+0,6=228,6 м. абс., что соответствует максимальному объему водохранилища 195 млн. м³На рисунке № даны гидрограф половодья и емкость форсировки. (Для всех вариантов Q_макс проходит на 8-е сутки).