Табличный расчет полезного объема водохранилища сезонного регулирования стока с учетом потерь

Расчет основан на сравнении за каждый расчетный интервал (месяц) объема притока Q (млн. м³) с объемом потребления q (млн. м³). Исходными данными являются ежемесячныеобъемы притока в расчетный маловодный год (табл. 5), ежемесячные объемы потребления (см. табл.9), нормы потерь на испарение (в мм/мес), значение мертвого объема (в примере - это 12 млн. м³). Потери на фильтрацию приняты в размере 1% в месяц от среднего месячного наполнения (объема воды в водохранилище). Расчет сведен в табл. 10.

Методические указания. Таблицу эту студент должен разметить очень аккуратно на клетчатой бумаге, причем номера месяцев следует записывать через клетку, оставив по свободной клетке перед первым и после последнего месячного интервала. Эти строчки будут называться " начало января" и " конец декабря", то есть фактически будут представлять одну и ту же дату. Заполнять числами столбцы с 1-го по 5-й можно чернилами, а остальные - тонко отточенным карандашом.

Порядок заполнения граф таблицы 10:

1. По данным граф 2 и 3 вычисляем избытки (+) и недостатки (-) притока за каждый месяц и записываем в графы 4 и 5 соответственно. В самой нижней строке таблицы нужно просуммировать числа в графах 4 и 5 и вычислить затем их разность. Эта разность должна оказаться в точности равной разности между суммами чисел 2-й и 3-й граф.

2. Составим и определим полезный объем без учета потерь, как описано в п. 3.3, чтобы наметить путь расчета в табл. 10. Прежде всего важно установить начало расчета, то есть решить вопрос, к началу какого месяца водохранилище опустеет, то есть полезный объем будет сработан и останется лишь неприкосновенный мертвый объем. В нашем примере – это конец периода недостатковконец августа или начало сентября. Записываем в графы 6, 7 и 14 в клетке между VIII и IX месяцем значение мертвого объема 12, 0.

3. Расчет ведем против хода времени. При этом рассуждем так: сколько воды должно быть в водохранилище на начало августа без учета потерь (см. графы 6 и 5), если известно, что в августе надо отдать потребителям 4, 66 млн.м³, а к концу августа должно остаться 12, 0 млн.м³ воды?

Очевидно, что искомая величина предварительно намеченного объема на начало августа (графа 6, строка между VII и VIII) будет:

V_пред =12+4, 66=16, 66 млн.м³

4. Определяем средний за август объем или наполнение как полусумму объемов на начало (графа 6) и на конец (графа 7) месяца:

млн. м³.

Это число записываем в графу 8 за август.

5. Зная V_ср = 14, 33 млн. м³, определяем по батиграфическим характеристикам средний уровень в августе (13.5 м) и соответствующую этому уровню площадь зеркала F_ср = 4.5 км². Записываем среднюю за август площадь в графу 9.

6. Определяем объем потерь на испарение за август, используя данные столбцов 9 и 10:

млн. м³.

Записываем это число в графу 11.

7. Определяем объем потерь на фильтрацию по формуле V_ф = 0.01 V_ср (выше мы приняли потери на фильтрацию в размере 1% от среднего месячного наполнения). Зная средний объем воды в августе (14.33), получаем V_ф = 0, 14 млн. м³. Записываем этот результат в графу 12.

8. В следующей графе складываем объемы воды, ушедшие в воздух (0, 04) и в нижний бьеф (0, 14), V_пот=V_исп+V_ф =0, 04+0, 14=0, 18 млн. м³. В 13 графе записываем 0, 18.

9. Именно на это значение мы должны увеличить предварительно определенный объем на начало августа. Поэтому слегка перечеркиваем карандашом число 16, 66 на пересечении строки " Начало августа" и столбца " Предварительный объем", а в графе 7 записываем исправленное значение 16, 84 млн. м³. Это же значение переписываем в графу 14 «Окончательно уточненный объем воды на начало расчетного интервала».

10. Проверим правильность расчетов за август. На начало августа в водохранилище 16, 84 млн. м³ воды. За август нужно отдать потребителям 4, 66 и потеряется 0, 18 млн. м³. Сколько же останется к концу месяца? 16, 84 – 4, 66-0, 18 = 12, 00. Расчет за август с учетом потерь сделан верно.

11. Рассуждая аналогично, определим предварительный объем на начало июля: V_пред = 16, 84+5, 00 = 21, 84 млн. м³. Средний объем в июле V_ср= (21, 84+16, 84)/2 = 19, 34. Средняя площадь по батиграфическим кривым (рис.8) равна 5, 6 км², объем потерь на испарение получился V_исп = 0, 35, а на фильтрацию V_ф = 0, 19 млн. м³, следовательно общие потери за июль равны V_пот = 0, 54, а исправленный объем на начало июля будет равен = 21, 84+ 0, 54 = 22, 38 млн. м³.

12. Расчет ведется против хода времени только до тех пор, пока не закончатся месяцы с недостатками притока. При однотактной работе в нашем примере на начало июня получаем объем 26, 32 млн. м³, который и представляет собой полезный объем (вместе с мертвым объемом). Этот объем называют полным объемом водохранилища V_пол=V_по+V_мо =26, 32 млн. м³. Собственно же полезный объем равен V_по = V_пол - V_мо = 26, 32 – 12, 0 = 14, 32 млн. м³. По батиграфическим характеристикам при V_пол = 26, 32 млн. м³ получим отметку нормального подпорного уровня НПУ = 15.0 м.

13. Перейдем теперь к расчетам заполнения водохранилища. Условимся начать заполнение полезного объема водохранилища по первому варианту, то есть сразу с начала периода избытков. Такой момент наступит в начале сентября (см. графу 4). В сентябре имеется избыток воды 1, 00 млн. м³, который можно задержать в водохранилище. Тогда к концу сентября объем воды станет равным (пока без учета потерь) V_пред=V_испр+V_изб =12, 0+1, 0 = 13, 00 млн. м³. запишем это число в графу 6 на конец сентября.

Таблица 10