Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Контрольная работа по дисциплине Гидрология, гидрометрия и гидротехнические сооружения - файл 1.docx


Контрольная работа по дисциплине Гидрология, гидрометрия и гидротехнические сооружения
скачать (12884.2 kb.)

Доступные файлы (1):

1.docx12885kb.20.11.2011 18:50скачать

Загрузка...

1.docx

Реклама MarketGid:
Загрузка...


Смоленский филиал

МИИТ

Контрольная работа №1

по дисциплине: «Гидрология, гидрометрия и гидротехнические сооружения»

Выполнил

студент ΙV курса

шифр 0911596

Костенова Анна Дмитриевна

Проверил

Кузьминский Р.А.

Вариант №6

Смоленск 2010



Водохранилищные расчеты при недостатке наблюдений над расчетным стоком

Исходные данные:

План участка реки, прилегающей к створу плотины (приложение 1).

Внутригодовое распределение стока реки по декадам в долях от среднегодового расхода для маловодного расчетного года (приложение 2).

Кривые зависимости площади зеркала и объемов воды в водохранилище от уровня воды в нем, т.е. ω=ƒ(Н) и W=ƒ(Н) (приложение 3).

Гидрографические характеристики реки и бассейна: координаты центра тяжести бассейна 56 с.ш., 46 в.д.; площадь бассейна F=530км2; средняя широта бассейна b=11,1км; озерность бассейна в долях на площади бассейнаƒ0=0,01; уклон реки промиллях I=0,3%.

Допустимое превышение горизонта воды в водохранилище над нормальным подпорным уровнем до 2м.

Расчетная обеспеченность р=97% при регулирование стока, класс капитальности сооружения ΙV, полезное потребление воды из водохранилища Qнетто=0,45 м/с, срок службы водохранилища n=170 лет, длина разгона волны в водохранилище при НПУ D=5,0 км, длина разгона волны в водохранилище при МПУ D=5,1 км.

Требуется:

Установить необходимость устройства водохранилища и вид регулирования речного стока.

Определить полезный объем водохранилища графическим методом с использованием интегральной кривой стока.

Определить характеристики водохранилища:

а) мертвый объем и уровень мертвого объема (УМО);

б) полный объем и нормальный подпорный уровень (НПУ).

4. Определить максимальные расходы талых и дождевых вод при нормальных и чрезвычайных условиях эксплуатации и строительства гидроузла.

5.Определить расчетные сбросные расходы через гидроузел при нормальных и чрезвычайных условиях эксплуатации.



1.Для установления необходимости устройства водохранилища вычертим гидрограф реки для маловодного года заданной обеспеченности ρ% и нанесем на гидрограф полезное потребление воды Qнетто.

Для построения гидрографа определим характеристики годового стока:

а) средний многолетний модуль стока. Определим при помощи карт изолиний среднемноголетних модулей стока, составленных Б.Д.Зайковым (приложение 4) по координатам центра тяжести бассейна, М0=20 л/с·км2;

б) среднемноголетний расход:

Q0= 6·530/1000=3,18 м3/с;

в) среднемноголетний объем стока:

W0=31,54·106·3,18=100,3·106 м3/год;

г) коэффициент вариации по формуле Д.Л.Соколовского и М.Э.Шевелева:

Cv=0,78-0,29lg6-0,78Lg(530+1)=0,39;

д) коэффициент ассиметрии, принимаемый для годового стока:

Cs=2·0,39=0,78;

е) среднемноголетний объем стока в маловодный год заданной обеспеченности:

где kρ%- модульный коэффициент стока для маловодного года заданной обеспеченности ρ%. Вычислим по уравнению ,

где Ф- ордината отклонения от середины кривой обеспеченности, определяемая по таблице С.И.Рыбкина (приложение 5) по известному значению Cs и заданной величине ρ%.

kρ%=-1,52·0,39+1=0,41

Wρ%=0,41·100.3·106=41.12·106 м3/год;

ж) среднемноголетний расход заданной обеспеченности:

Qρ%=0,41·3.18=1.3 м3/с;



Вычисление среднедекадных расходов в маловодный год приведем в таблице 1.

Таблица 1



По данным полученной таблицы построим гидрограф реки для маловодного года: на оси абсцисс откладываем время, а на оси ординат – расходы.
Полезное потребление воды из водохранилища

где k – коэффициент, учитывающий потери воды из водохранилища, принимаемый в предварительных расчетах равными 10-20% полезного потребления Qнетто.

Wбрутто=1.1·.045·31.54·106=15.6·106м3/год

Где Qнетто = 0,45 м3

Так как Wρ%≥Wбрутто, то необходимо применить годичное регулирование речного стока.

2.Вычисление ординат интегральной кривой стока маловодного года заданной обеспеченности приведем в таблице 2.

Таблица 2



По данным таблицы 2 построим график: по оси абсцисс – время, по оси ординат – суммарный объем стока.

По графику найдем значение полезного объема водохранилища Wплз=1,4·106 м3.



3.Мертвый объем водохранилища определим из следующих условий:

а) заиление его в течение заданного числа работы водохранилища n=170лет; при этом предположим, что все наносы, проносимые рекой, остаются в водохранилище;

б) средняя глубина водохранилища по санитарно-техническим условиям должна быть не менее 1,5-2 м.

Среднегодовой объем наносов:

где ρ – мутность, определяемая по карте Г.И.Шамова (приложение 6) для центра тяжести бассейна, ρ=60 г/м3;

γ1 иγ2 – объемные веса взвешенных и донных наносов, принимаемые соответственно в пределах γ1=1-1,2 т/м3 и γ2=1,5-1,8 т/м3;

α0- отношение объема взвешенных наносов к объему донных, принимаемых в пределах 0,05-0,1.

WН= 60·100,3·106/106(1/1,2+0,1/1,8)=5349 м3/год

Мертвый объем водохранилища исходя из срока его заиления

WМО=170·5349=0,9·106м3

Средняя глубина воды в водохранилище при уровне мертвого объема (УМО)

где ωМО – площадь зеркала воды в водохранилище при УМО, определяемая по кривой ω=ƒ(Н) (приложение 3), ωМО =0,16·106 м2

hср=0,9·106/0,16·106=1,5 м.

h при полезном объеме = 1,5+0,45=1,95 м

h при полном объеме водохранилища=1,5+1,080=2,58 м

Полный объем водохранилища

W=0,9+1,4=2,3·106м3

Нормальный подпорный уровень (НПУ) определим по кривой W=ƒ(Н).

Н=2,58 м

Ориентировочные потери воды из водохранилища: на испарение

Wисп= (0,44·106)/2·500=110·106м3/год

на фильтрацию

Wф= (0,44·106 )/2·0,5=0,11·106м3/год

где ωплз – площадь зеркала воды в водохранилище при НПУ, определяемая по кривой ω=ƒ(Н) (приложение 3), ωплз =0,28·106 м2

hисп – годовой слой испарения в водной поверхности, принимаемый по карте Б.Д.Зайкова или по карте В.К.Давыдова по координатам центра тяжести бассейна (приложение 7), hисп= 500м.

hф – годовой слой потерь на фильтрацию, принимаемый по рекомендации проф. М.В.Потапова для данных гидрологических условий, hф= 0,5м.

Процент потерь составляет

(110·106+0,11·106)/0,45·31,54·106·100%=77,5%

4.Расчетная обеспеченность превышения максимальных расходов воды для постоянных сооружений принимается из следующих данных: при нормальных условиях эксплуатации для ΙV класса сооружений – 5%, при чрезвычайных условиях эксплуатации – 1%, обеспеченность максимального расхода воды в период строительства гидроузла – 10%. Коэффициент вариации для максимальных расходов весеннего половодья Cv,b=0,40, коэффициент асимметрии Cs,b=2Cv,b=2·0,40=0,80.

Средний максимальный расход талых вод определим по формуле Д.Л.Соколовского:

где А – географический параметр, определяемый по картам изолиний, составленным Д.Л.Соколовским (для рассматриваемого бассейна в среднем Ф=2,1 мм/ч).

Qmax=0,278·2,1·530/4√530+1=64,46 м3

Максимальный расход весеннего половодья расчетной обеспеченности определим по формуле:



где kρ%- модульный коэффициент той же обеспеченности.

Вычислим по уравнению ,

При нормальных условиях эксплуатации:

Ф=1,84; kρ%=1,84·0,39+1=1,72; Qmaxρ%=1,72·64,46=110,72 м3

При чрезвычайных условиях эксплуатации:

Ф=2,28; kρ%=2,88·0,39+1=2,12; Qmaxρ%=2,12·64,46=136,86 м3

В период строительства гидроузла:

Ф=1,34; kρ%=1,34·0,39+1=1,5; Qmaxρ%=1,5·64,46=98,15 м3

Максимальные расходы расчетной обеспеченности дождевых паводков определим по формуле Г.А.Алексеева:

где r – коэффициент зарегулирования озерами

r=(1-0,01)/(1+25·0,01)=0,79

hρ%- слой стока за паводок расчетной обеспеченности

где Нρ%- слой среднего осадка за один дождь по данным за Nлет,

Н0- слой начальных потерь, Н0=16мм.

Повторяемость в годах максимальных расходов расчетной обеспеченности дождевых паводков вычислим по уравнению:

где Р- расчетная обеспеченность дождевых паводков.

где m- среднее число дождей, определяемое по картам изолиний, m=120;

n – показатель степени, определяемый по картам изолиний, n=0,55;

α – параметр, характеризующий среднее количество осадков за дождь:

где ω – среднемноголетний слой осадков, определяемый по картам изолиний, ω=350мм.

α=2,68·350/120=7,82.

При нормальных условиях эксплуатации:

N=100/5=20; Нρ%=7,82·(lg120+lg20)1/0,55=70,02мм; hρ%=(√70,02-√16)2=19,08; Qливн,ρ%=0,08·0,34/9·11,14/3·19,084/3·0,794/3=42,8 м3

При чрезвычайных условиях эксплуатации:

N=100/1=100; Нρ%=7,82·(lg120+lg100)1/0,55=98,26мм; hρ%=(√98,26-√16)2=34,95; Qливн,ρ%=0,08·0,34/9·11,14/3·34,954/3·0,794/3=95,59 м3

В период строительства гидроузла:

N=100/10=10; Нρ%=7,82·(lg120+lg10)1/0,55=59,23мм; hρ%=(√59,23-√16)2=13,66; Qливн,ρ%=0,08·0,34/9·11,14/3·13,564/3·0,794/3=27,41 м3

5.Максимальные сбросные расходы при расположении порога водослива на отметке НПУ с учетом регулирующего объема водохранилища Wрег приближенно определим по формулам:

а) в период половодья

При нормальных условиях эксплуатации: Qсбр=110,72·(1-(1,7·106/114,4·106))=109 м3

При чрезвычайных условиях эксплуатации: Qсбр=136,86·(1-(1,7·106/179,1·106))=135 м3

б) в период выпадения дождей

где Wпол – объем стока половодья;

Wливн – объем ливневого стока.

При нормальных условиях эксплуатации: Qсбр=42,8·(1-(1,7·106/10,12·106))=35,6 м3

При чрезвычайных условиях эксплуатации: Qсбр=95,59·(1-(1,7·106/18,52·106))=86,81 м3

Для определения величины Wрег принимается отметка МПУ исходя из допускаемого кратковременного превышения горизонта воды над НПУ.

где WМПУ – объем водохранилища при МПУ, определяемый по кривой W=ƒ(Н).

Wрег= 4·106-2,3·106=1,7·106м3

2,58+0,6 м=3,2 м –максимальный уровень воды при половодье, при превышении на 0,6 м.

Весенний сток половодья

где kρ%- модульный коэффициент стока расчетной обеспеченности;

rмеж – процент стока за межень от годового стока,rмеж=38%.

При нормальных условиях эксплуатации:

Wпол =184,55·106·(1-38/100)=114,42·106 м3

При чрезвычайных условиях эксплуатации:

Wпол =288,86·106·(1-38/100)=179,1·106 м3

Объем ливневого стока

При нормальных условиях эксплуатации:

hρ%=19,08; Wливн =19,08·530·103=10,11·106 м3

При чрезвычайных условиях эксплуатации:

hρ%=34,95; Wливн =34,95·530·103=18,5·106 м3

Литература:

Железняков Т.В. и др. Гидрология, гидрометрия и регулирование стока. – М.: Колос, 1993.

Рассказов Л.Н. и др. Гидротехнические сооружения. –М.: Высшая школа, 1996.

Смирнов Г.Н. Гидрология и гидротехнические сооружения. – М.: Высшая школа, 1986.

СНиП 2.01.14-83 Определение расчетных гидрологических характеристик.

СНиП 2.06.01-86 Гидротехнические сооружения. Основные положения проектирования.

Приложение 1



Приложение 2

Приложение 3



Приложение 4





Приложение 5

Приложение 6



Приложение 7


Скачать файл (12884.2 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru