Визначення ємності водосховища

Для розрахунку ємності водосховища при регулюванні стоку необхідно визначити площі дзеркал та об'ємів за різної глибини наповнення. Для цього будують криві залежності між площами, обсягами та рівнями води.

У роботі розрахунок обсягу чаші водосховища проводиться на підставі вихідних даних завдання. У табл. 1 записуються горизонталі чаші водосховища до позначки НПУ (нормальний рівень підпіру), відстань між горизонталями по вертикалі (рівне h=1м) і площі водних дзеркал (F), обмежені цими горизонталями.

Об'єм нижнього шару води визначається за формулою:

V1 = 2/3 h Fн, тис.м 3 (4)

де Fн - площа водного дзеркала, обмежена горизонталлю 101, тис.м2,

h - відстань між горизонталями по вертикалі, що дорівнює 1 м.

Для інших вищерозташованих шарів води водоймища обсяг підраховується за формулою:

де Fi та Fi+1 – відповідно площі водного дзеркала водосховища, обмежені сусідніми горизонталями, тис.м 2 .

Об'єм чаші водоймища до будь-якої горизонталі складається з відповідного числа шарів води. Наприклад, до горизонталі 100 немає жодних шарів води і об'єм чаші дорівнюватиме 0. До горизонталі 101 він складається тільки з одного шару води, укладеного між горизонталями 100 і 101 і дорівнюватиме його обсягу. До горизонталі 102 ця величина складатиметься з обсягів шарів між горизонталями 100 і 101 і горизонталями 101 і 102 і т.д.

Позначки, м	Площа дзеркала, тис.м2	Висота шару, м	Об'єм шару, тис.м 3	Об'єм водосховища, тис.м 3
100 (дно)
V1
F1
Vi
…	…
Vn
107 (НПУ)	Fn

На підставі даних 2-ї та 5-ї колонок табл. 1 викреслюються криві, що характеризують зміну площі водного дзеркала (ω=f(z)) та об'єм чаші ставка (V=f(z)) при його наповненні від позначок (z (9)) (рис.1).

Рисунок 1. Криві залежностей площі дзеркала та обсягу водосховища від рівня рівня води.

ВОДОГОСПОДАРСЬКІ РОЗРАХУНКИ

Нижня частина водосховища призначається для осадження в ній наносів, називається мертвим обсягом (Vмо) і спрацьовування не підлягає (рис. 2). Рівень мертвого обсягу (УМО) – це найнижчий рівень у водосховищі. Відповідні площа водного дзеркала та обсяг мертвого об'єму (Vмо ) визначається за топографічними кривими виходячи з глибини шару води мертвого об'єму за завданням (рис. 1).

Знаючи нормальний підпірний рівень (НПУ) по топографічній кривій (рис. 1) визначаємо відповідний обсяг водосховища при НПУ (VНПУ) (рис. 2).

Обсяг води, укладений між поверхнями води на відмітках НПУ та УМО, називається корисним об'ємом (Vплз) (рис. 2).У періоди багатоводдя він заповнюється, а в періоди маловоддя спрацьовується і визначається як:

Малюнок 2. Характерні рівні та обсяги водосховища

Катастрофічний підпірний рівень (КПУ) (рис. 2) утворюється в період пропуску через гідровузол багатоводних повінь або паводків, коли з водозбірної площі в ставок може надходити велика кількість води. По кривим (рис. 1) визначаємо катастрофічний обсяг (або обсяг форсування Vкат) із умови, що КПУ=НПУ+0,5м.

Повний обсяг водосховища визначаємо за формулою:

Тоді корисна водовіддача водосховища складає:

де Vф, Vі, Vл – відповідно обсяги втрат води на фільтрацію, випаровування та льодоутворення.

Обсяг втрат водина фільтрацію в грунтоложу водосховища (Vф) визначають виходячи з гідрогеологічного укладання умов фільтрації (за завданням) і приймають рівними за дод. 3.

Обсяг втрат на випаровування з водної поверхні водосховища (Vі) визначають за формулою:

де Fср - середня площа водної поверхні водосховища, тис.м 2 , рівна Fср = (Fнпу + Fмо) / 2;

hі - шар річного випаровування з водної поверхні (за завданням), м;

Втрати стоку на льодоутворення можуть зустрічатися у двох видах: поворотні (або тимчасові) та безповоротні.

У разі присутній перший вид втрат, т.к. при спрацюванні водосховища взимку площа водного дзеркала зменшується і частина крижаного покриву осідає на берегах і до весни не може бути використана. А лід, який знаходиться на воді, не є втратою, т.к. замість нього може бути використаний еквівалентний об'єм води, що витісняється цією льодом з мертвого об'єму водосховища.

Якщо надлишки половодного стоку скидаються марно через водоскиди, то втрати води на льодоутворення є безповоротними.

Розрахунки виконуються у формі табл. 2.

Водогосподарський розрахунок водосховища

Показники	Глибина шару води, м	Позначка рівня, м	Площа водного дзеркала, тис. м2	Об'єм води, тис. м 3
1. Повний обсяг водосховища, Vпол
2. Об'єм водосховища при НПУ, VНПУ
3. Мертвий обсяг водосховища, Vмо
4. Корисний обсяг водосховища, Vплз
5. Позначка дна водосховища
6. Обсяг втрат на фільтрацію, Vф	-	-	-
7. Обсяг втрат на випаровування, Vі	-	-	-
8. Корисна водовіддача водосховища Vв.о.= Vплз-(Vф+Vі)	-	-	-

---