Расчет водохозяйственного баланса водохранилища

  • Вид работы:
    Курсовая работа (т)
  • Предмет:
    Геология
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    946,19 Кб
  • Опубликовано:
    2015-06-04
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Расчет водохозяйственного баланса водохранилища

Содержание

Введение

.Исходные данные для проектирования

.1 Район проектирования. Река

.2 Гидрологические характеристики района проектирования

.2.1 Расчет среднегодовых расходов при отсутствии данных наблюдения

.2.2 Определение минимального расхода при отсутствии данных наблюдения

.2.3 Определение максимального расхода при отсутствии данных наблюдения

.3 Назначение гидроузла

.Состав курсовой работы

.1 Расчет ВХБ водохранилища. Определение полезного, форсированного и мертвого объемов водохранилища

2.2 Выбор створа плотины, трассы водопропускных сооружений

.3 Выбор водоподпорных и водопропускных сооружений

.4 Построение плана и поперечного профиля плотины

.5 Расчет водопропускных сооружений

.5.1 Расчет сбросного канала

.5.2 Расчет входного оголовка

.5.3 Расчет многоступенчатого железобетонного перепада

.6 Расчет водоспускного сооружения

.7 Расчет водовыпускного сооружения

.8 Оценка надежности водоподпорного сооружения

.8.1 Фильтрационный расчет плотины и ее основания

.8.2 Расчет устойчивости откосов методом круглоцилиндрических поверхностей скольжения

Заключение

Список используемой литературы

Введение

водохранилище плотина водопропускной

Основная задача гидротехники - приспособление (а в необходимых случаях и изменение) существующего естественного режима водного объекта - реки, озера, моря, подземных вод - к нуждам народного хозяйства при обеспечении минимума отрицательных экологических последствий.

Инженерные сооружения, позволяющие реализовать поставленную задачу, называются гидротехническими сооружениями.

Цель объектов гидротехнического строительства обеспечить перераспределение стока реки во времени, а также обеспечить его использование. Поэтому возводимые объекты включают не одно, а несколько гидротехнических сооружений разного назначения, решающих комплекс задач. Совокупность гидротехнических сооружений, объединённых общностью целей и расположенных на небольшой территории, называется гидроузлом.

Гидроузлы принято классифицировать по ряду признаков. По месторасположению их подразделяют на речные, морские, озёрные и прудовые.

По величине создаваемого напора они могут быть безнапорными (при заборе воды из рек в их естественном состоянии, портовые сооружения и др.), низконапорными (напоры менее 10 м), средненапорными (напор 10-50 м) и высоконапорными (напоры более 50 м).

По основному назначению гидроузлы подразделяются на водозаборные (для орошения, водоснабжения и др.), энергетические, воднотранспортные, водохранилищные (для перераспределения стока рек), а также рекреационные, служащие для организации отдыха населения.

Территориальное перераспределение водных ресурсов реализуют с помощью гидросистем - комплекса гидроузлов и отдельных сооружений, объединённых общностью целей и расположенных на значительной территории. Гидросистемы, как и гидроузлы, могут быть специализированными и комплексными.

1.Исходные данные для проектирования

1.1 Район проектирования. Река

Район проектирования - Тамбовская область,р.Цна . Географические координаты: 52°09′ с.ш., 41°40′ в.д.

.2 Гидрологические характеристики

Цна - типичная медленно текущая равнинная река, имеющая небольшой уклон русла. По Тамбовской области она течет в Сампурском, Тамбовском, Моршанском районах. На территории нашей области Цна принимает более 20 притоков. Наиболее значительные из них: Челновая (впадает слева), Кашма и Керша (правые притоки). Питается Цна, главным образом, атмосферными водами. Наибольшее количество воды она получает за счет осадков, накапливающихся за зиму. В течение круглого года в реку поступают и грунтовые воды. Весной, в результате таяния снега, уровень "Цны повышается на 3-5 метров по сравнению с летней меженью (самый низкий уровень воды). Начинается половодье в апреле - начале мая. Средний расход воды в 139 км от устья 46 м3/сек. Замерзает река в ноябре-декабре, в верховьях иногда даже в январе, вскрывается в конце марта -начале апреля.

.2.1 Расчет среднегодовых расходов при отсутствии данных наблюдений

Рис.1 Среднегодовой модуль стока

 ,

где q определяем по рис 1, q =6,1 л/с.

.2.2 Определение Qmin при отсутствии данных наблюдений


гделетне-осенний и зимний среднемесячные модули, лс/км2 определяем по рис.2 и рис.3,

площадь водосбора, км2.

Рис.2  80% обеспеченности Рис.3  80% обеспеченности

Ри.4.Районирование параметров для определения минимального стока К л.о. и К з

Коэффициенты перехода от модулей 80% обеспеченности к модулям различной обеспеченности подбираются по таблице:

Таблица 1. Коэффициенты перехода от модулей 80% обеспеченности к модулям различной обеспеченности


Обеспеченность, %


75%

80%

85%

90%

95%

99%

1,04

1,0

0,93

0,87

0,8

0,75


Таблица2. Внутригодовое распределение объемов стока.

 

Bi

Q, м/с

Wр.ст.,млн. м





1

0,01

0,07

0,18

2

0,09

0,62

1,60

3

0,25

1,72

2,45

4

0,35

1,41

2,24

5

0,18

1,24

3,21

6

0,02

0,14

0,36

7

0,02

0,10

0,27

8

0,01

0,08

0,21

9

0,02

0,14

0,37

10

0,02

0,15

0,39

11

0,02

0,12

0,32

12

0,01

0,08

0,21

год

1,00

6,88

7,82


.2.3 Определение максимального расхода при отсутствии данных наблюдения

%=q200*(A1/A)n*b*b2 *b3*ar*A1=0.04*(200/21500)0.3*0.45*0.57*1*1*21500= =54,2 м3/с

2.Расчет водохозяйственного баланса водохранилища

.1 Расчет расходной части

Объемы водопотребления участников ВХК определяются следующим образом:

Годовой объем водопотребления на орошение:


где площадь участков орошения, га.

 оросительная норма участка орошаемых земель, м3/га.

КПД участка оросительной системы,

Годовой объем водопотребления промышленностью


где - годовой объем промышленной продукции на предприятии i-го типа, т;

 - КПД системы водоснабжения предприятий, принимаем 0,9.

Энергетические попуски

;

где - годовой объем попусков на нужды ГЭС, м3;

 -годовая выработка электроэнергии на ГЭС, кВт-ч;

Н - возможный напор на ГЭС, м,


Объем воды, который должен находиться в водохранилище для разбавления сточных вод:


Таблица 3. Распределение водопотребления на нужды орошения по месяцам:

Месяцы

Доля Водопотребления

Объемы



01-03

0

0

0,00

04

0,05

0,25

0,80

05

0,15

0,75

2,40

06

0,20

1,0

3,20

07

0,25

1,25

4,00

08

0,20

1,0

3,20

09

0,15

0,75

2,40

10-12

0

0

0,00

год

1,00

5

16,00


Расходная часть рассчитывается по формуле:


Таблица 4. Расчет внутригодового распределения объема речного стока.

месяцы

Расход  м3/сОбъем стока  м3


01

0,07

0,18

02

0,62

1,60

03

1,72

04

2,41

6,24

05

1,24

3,21

06

0,14

0,36

07

0,10

0,27

08

0,08

0,21

09

0,14

0,37

10

0,15

0,39

11

0,12

0,32

12

0,08

0,21

год

6,88

17,82



Таблица 5.Расчет месячных ВХБ

мес

Приходная часть

Расходная часть

       

 

    

Wпром

  


1

0,18

0,25

2,70

-2,27

2

1,60

0,25

2,70

-0,85

3

4,45

0,25

2,70

2,00

4

6,24

0,25

3,75

2,74

5

3,21

0,25

5,85

-2,39

6

0,36

0,25

3,90

7

0,27

0,25

0,95

-7,43

8

0,21

0,25

0,90

4,95

9

0,37

0,25

1,85

4,44

10

0,39

0,25

2,70

2,80

11

0,32

0,25

2,70

2,78

12

0,21

0,25

2,70

2,75

год

17,82

3,00

20,82

0


Расчет полезных объемов воды в водохранилище может выполняться табличным способом для водохозяйственного года.

При выполнении расчета год разбивается на два периода: многоводный и маловодный. Периоды определяются на основе анализа найденных месячных ВХБ. Многоводному периоду ВХБ соответствуют периоды, в течении которых, подряд ВХБ будут положительными.

Маловодный начинается сразу же за последним многоводным периодом. С первого месяца маловодного периода начинается водохозяйстванный год.

Таблица 6. Полезные объемы воды в водохранилище

Маловодный период

Многоводный период

месяцы

месяцы

09

-0,37

3,07

3

4,45

14,74

0

10

-0,39

2,7

4

6,24

10,29

0,665

11

-0,32

2,31

5

3,21

4,05

1,5

12

1,99

6

0,36

0,84

2,155

1

-0,18

1,78

7

0,27

0,48

2,18

2

-1,60

1,60

8

0,21

0,21

2,265
















Расчет санитарного объема осуществляется согласно требованиям санитарно-технических норм. Для нормального санитарного состояния воды в водохранилище критерий литорали (мелководья) должен быть  а средняя глубина воды в водохранилище при минимальном его наполнении должна быть менее 2,5 м;


Таблица7.Расчет полных объемов в водохранилище (в млн. м3)

Объем воды в месяце

Месяцы


01

02

03

04

05

06

07

08

09

10

11

12

5,51

5,51

5,51

5,51

5,51

5,51

5,51

5,51

5,51

5,51

5,51

5,51

1,78

1,60

0

0,655

1,5

2,15

2,18

2,26

3,07

2,7

2,31

1,99

7,29

7,11

5,51

6,17

7,01

7,66

7,69

8,58

8,21

7,82

7,50


За величину мертвого объема принимается наибольшее из найденных значений:


Определяется максимальный расход половодья 0,1% обеспеченности:

Вычисляется сбросной расход при различном слое форсировок по формуле Кочерина:


Вычисляется сбросной расход при различном слое форсировок по формуле Кочерина:

54,2*(1-2,2*106/29*106)=49,9 м3/с

где - объем половодья, определяемый как

 - продолжительность половодья, принимаем от 20 до 60 сут.

Результаты расчета заносятся в таблицу. Окончательный вариант ширины водосливного фронта принимается в результате технико-экономических расчетов с учетом компенсации ущерба от затопления земель при форсировке. В курсовом проекте во избежании затопления значительных площадей при форсировке ширина в принимается по расчету соответствующей слою форсировки

Таблица . Определение сбросного расхода и ширины фронта плотины.

ФПУ, м

Qмax1%

Qфopc

1,5

27,5

54,2

29*106

49,9


.2 Выбор створа плотины, оси или трассы водопропускных сооружений

Гидроузлом называют группу гидротехнических сооружений, объединенных условиями совместной работы и местоположения.

Гидротехническими называются сооружения, предназначенные для использования природных водных ресурсов (рек, озёр, грунтовых вод) или предотвращения (уменьшения) вредного воздействия воды на окружающую среду (борьбы с наводнением, размывами берегов, защита от селевых потоков).

Проектируемый в курсовом проекте гидроузел с плотиной из грунтовых материалов служит для решения комплекса водохозяйственных задач, в частности это:

создание водохранилища, в котором происходит аккумулирование избыточных расходов реки, например, в период паводков, что способствует снижению ущерба от наводнений в нижнем бьефе гидроузла;

осуществление полезных попусков воды в русло реки, обеспечивающие создание живого тока воды в меженный период и улучшающие водообеспечение прилегающих территорий;

подача воды потребителю (водоснабжение и обводнение, гидротехнические мелиорации и т.д.);

создание зон рекреации;

развитие рыбного хозяйства и т.д.

Компоновка гидроузла включает в себя выбор створа плотины, трасс к месторасположения водопропускных сооружений. Она должна быть наиболее простой и удобной для возведения и эксплуатации гидроузла при минимальных затратах. В соответствие с заданием в состав гидроузла входят: плотина из грунтовых материалов, паводковый водосброс и водовыпуск (и) для подачи воды в нижний бьеф. Типы сооружений и их особенности описываются далее в соответствующих разделах.

Выбор створа гидроузла обычно осуществляется на основе технико-экономического сравнения нескольких вариантов компоновки в зависимости от рельефа и других условий района строительства. При выборе створа плотины учитываются многочисленные факторы, в числе которых определяющими являются: топографические характеристики речной долины и ложа водохранилища, инженерно-геологические и гидрологические условия, местоположение и объем карьеров строительных материалов, технология строительства плотины, а также возможность рационального размещения постоянных и временных водопропускных сооружений.

В данном проекте створ плотины выбираем в самом узком месте речной долины, что обеспечит минимальный объем насыпи грунтовой плотины и, соответственно, меньшую стоимость плотины, с учетом рационального размещения водопропускных сооружений гидроузла.

Створ - ось относительно, которой располагается остальные сооружения.

Для этого на топографическом плане речной долины, прилагаемом к заданию, намечаем вариант створа, предусматриваемый в месте сужения долины и трассируемый перпендикулярно преимущественному направлению горизонталей.

При выборе и назначении трассы берегового открытого водосброса необходимо учитывать особенности рельефа местности, а также характер грунтов, залегающих на трассе. Грунты из выемок водосбросных сооружений рекомендуется по возможности укладывать в тело плотины. Обычно выемки грунта на верхнем участке трассы используются в качестве резерва для насыпи плотины. Трассу водосброса следует проектировать таким образом, чтобы основанием его элементов служили достаточно прочные коренные грунты. При прохождении трассы на пучинистых грунтах для обеспечения устойчивости элементов водосбросного сооружения при воздействии сил морозного пучения необходимо принимать дополнительные меры, обеспечивающие надежную работу водосброса, но удорожающие его строительство.

Похожие работы на - Расчет водохозяйственного баланса водохранилища

 

Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу
Без плагиата!