Водохозяйственная система с водохранилищем многолетнего регулирования стока и каналом межбассейновой переброски

5.4 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.

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

· ЎФПУ=163,5м

· ЎГр=165м

6. Уточнение параметров ВХС и определение режимов регулирования стока для рекомендуемого проектного варианта

6.1 Определение отметки гребня плотины комплексного гидроузла

Расчет отметки гребня плотины выполняется в соответствии со «Строительными нормами и правилами» СНиП 2.06.05 - 84 «Плотины из грунтовых материалов» для двух расчетных уровней воды в верхнем бьефе водоема: НПУ и ФПУ.

Превышение отметки гребня плотины hs над расчетным статическим уровнем воды в водохранилище определяется по формуле:

Дhset - высота ветрового нагона воды, м

hrun1% - высота наката ветровых волн обеспеченностью 1%, м

а - конструктивный запас гребня, м

высота ветрового нагона Дhset устанавливается по формуле:

Н1 - глубина водоема, м (при НПУ: Н1=ЎНПУ-Ўдна; при ФПУ:

Н1=ЎФПУ-Ўдна)

Kw - коэффициент, принимаемый равным 2,1М10-6 при скорости ветра Vw=20м/с

Таблица 17а. Определение параметров волн и отметки гребня плотины.

Таким образом, для дальнейшего проектирования с учетом округления принимаем ЎГр=165м

6.2 Построение диспетчерского графика водохранилища многолетнего регулирования

После того как запроектирована водохозяйственная система, определены ее основные технико-экономические показатели, основной задачей становится определение режима её функционирования в течение пускового периода и в период нормальной эксплуатации.

Правила управления существующих и проектируемых гидроузлов включают:

- схема компоновки и функционирования элементов ВХС;

- водохозяйственные балансы характерных по водности лет;

- диспетчерские правила управления водохранилищем (диспетчерский график), в проектном режиме, в период пускового комплекса (до выхода на проектную отметку) и в условиях прохождения высоких паводков и половодий;

- система ограничений по сработке и наполнению водохранилища, обусловленная связанная социально-экологическими обязанностями, режима работы водозаборных сооружений, уровненным режимом, ограничением по прочности и устойчивости, как сооружений, так и береговых примыканий.

Очевидно, разработать правила управления (использования) водных ресурсов водохранилища в рамках курсового, и даже дипломного проекта невозможно. Ядром правил является диспетчерский график, определяющий режим функционирования водохранилища в различных по водности условиях. Построение диспетчерских графиков - одна из важнейших водохозяйственных задач при проектировании водохранилищных гидроузлов. Мы рассмотрим обобщенный метод построения, достаточно наглядный и не требующий сложных объемных вычислений, сопутствующих реальным проектам.

Основные функции диспетчерского графика:

1. обеспечение нормальной гарантированной отдачи;

2. обеспечение сокращенной гарантированной отдачи, недопущение глубоких перебоев благодаря своевременному переходу водохозяйственных установок на пониженное потребление;

3. минимизация холостых сбросов;

4. недопущение или снижение опасности при прохождении высоких половодий (паводков) за счет противопаводочной емкости и водосбросных сооружений.

В курсовом проекте принимаем традиционную структуру диспетчерского графика с включением следующих зон:

1. зона нормальной гарантированной отдачи;

2. зона пониженной отдачи;

3. зона максимальной производительности водохозяйственных установок;

4. зона сбросов.

Зоны графика ограничены характерными линиями, построение которых выполняется на основе представленных ниже расчетов.

ППЛ - противоперебойные линии;

ЛПО - линии пониженной отдачи;

ПСЛ - противосбросовая линия.

При построении диспетчерского графика из многолетнего ряда выбираем годы с низкой меженью и низким половодьем. Объём стока всех этих лет приводим к объёму . По каждому году балансовым методом строится противоперебойная линия. Верхнюю огибающую принимаем за ППЛ. В курсовом проекте расчеты ведем по одному модельному году, у которого объём стока равен объёму отдачи брутто (суммарная гарантированная отдача водохранилища с учетом потерь на испарение и фильтрацию).

Проектная ситуация обеспечивается после выхода водохранилища на проектную отметку наполнения. Для построения характерных линий диспетчерского графика необходимо выполнить вспомогательные расчеты.

Таблица 18. Расчетное водопотребление характерных зон диспетчерского графика, млн.м3

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7