Определяне на капацитета на резервоара

За изчисляване на капацитета на резервоара при регулиране на потока е необходимо да се определят площите на огледалата и обемите при различни дълбочини на пълнене. За да направите това, изградете криви на зависимост между площи, обеми и водни нива.

В курсовата работа изчисляването на обема на купата на резервоара се извършва въз основа на първоначалните данни на задачата. В табл. 1 се записват хоризонталите на купата на резервоара до маркировката NSL (нормално ниво на задържане), вертикалното разстояние между хоризонталите (равно на h = 1m) и площите на водните огледала (F), ограничени от тези хоризонтали.

Обемът на най-долния слой вода се определя по формулата:

V1 \u003d 2/3 h Fn, хиляди m 3, (4)

където Fn е площта на водното огледало, ограничена от хоризонталата 101, хиляди m 2,

h - вертикално разстояние между хоризонталите, равно на 1 m.

За останалите горни водни слоеве на резервоара обемът се изчислява по формулата:

където Fi и Fi+1 са съответно площите на водната повърхност на резервоара, ограничени от съседни хоризонтали, хиляди m 2 .

Обемът на купата на резервоара до която и да е хоризонтална линия се състои от съответния брой водни слоеве. Например, преди хоризонтал 100 няма слоеве вода и обемът на купата ще бъде равен на 0. Преди хоризонтал 101 той се състои само от един слой вода, затворен между хоризонтали 100 и 101 и ще бъде равен на неговия обем. До контур 102 тази стойност ще се състои от обемите на слоевете между контури 100 и 101 и контури 101 и 102 и т.н.

Марки, м	Площ на огледалото, хиляди m 2	Височина на слоя, m	Обем на слоя, хиляди m 3	Обем на резервоара, хиляди m 3
100 (отдолу)
V1
F1
Vi
…	…
Вн
107 (NPU)	fn

Въз основа на данните от 2-ра и 5-та колона на табл. 1 са начертани криви, които характеризират промяната в площта на водното огледало (ω=f(z)) и обема на купата на езерото (V=f(z)), когато се напълни от маркировките (z) (фиг. 1).

Фигура 1. Криви на зависимостта на площта на огледалото и обема на резервоара от маркировките на нивото на водата.

ИЗЧИСЛЕНИЯ ЗА УПРАВЛЕНИЕ НА ВОДАТА

Долната част на резервоара е предназначена за утаяване в него, тя се нарича мъртъв обем (Vmo) и не подлежи на изчерпване (фиг. 2). Нивото на мъртвия обем (DLL) е най-ниското ниво в резервоар. Съответстващата площ на водната повърхност и обемът на мъртвия обем (Vmo) се определя от топографски криви въз основа на дълбочината на водния слой на мъртвия обем съгласно заданието (фиг. 1).

Познавайки нормалното ниво на обратна вода (NSL) от топографската крива (фиг. 1), ние определяме съответния обем на резервоара на NSL (VNSL) (фиг. 2).

Обемът вода, затворена между водните повърхности при маркировките LSL и ULV, се нарича използваем обем (Vplz) (фиг. 2).

Фигура 2. Характерни нива и обеми в резервоарите

Катастрофично ниво на задържане (CLE) (фиг. 2) се формира в периода на наводнения с висока вода или наводнения, преминаващи през водноелектрическия комплекс, когато голямо количество вода може да навлезе в езерото от водосборната зона. Според кривите (фиг. 1) определяме катастрофалния обем (или обема на форсиране Vcat) от условието KPU=NPU+0,5m.

Общият обем на резервоара се определя по формулата:

Тогава полезният воден дебит на резервоара е:

където Vph, Vi, Vl са обемите на загубите на вода съответно за филтриране, изпарение и образуване на лед.

Обем на загубите на водаза филтриране в почвата на леглото на резервоара (Vf) се определя въз основа на хидрогеоложкото заключение на условията на филтриране (както е зададено) и се приема равно на прил. 3.

Обемът на загубите от изпарение от водната повърхност на резервоара (Vi) се определя по формулата:

където Fav - средната площ на водната повърхност на резервоара, хиляди m 2, равна на Fav = (Fnpu+Fmo)/2;

hi е слоят на годишното изпарение от водната повърхност (по задание), m;

Загубите на отток поради образуване на лед могат да възникнат в две форми: възвратни (или временни) и необратими.

В нашия случай има първия вид загуби, т.к когато резервоарът изтече през зимата, площта на водната повърхност намалява и част от ледената покривка се утаява по бреговете и не може да се използва до пролетта. А ледът, който е върху водата, не представлява загуба, т.к. вместо това може да се използва еквивалентен обем вода, изместен от този лед от мъртвия обем на резервоара.

В случай, че излишният отток от наводнения се изхвърля безполезно през преливници, тогава загубите на вода поради образуването на лед са невъзстановими.

Изчисленията се извършват под формата на таблица. 2.

Водностопанско изчисляване на резервоара

Индикатори	Дълбочина на водния слой, m	Марка за ниво, m	Площ на водната повърхност, хиляди m 2	Обем на водата, хиляди m 3
1. Общ обем на резервоара, Vflo
2. Обем на резервоара при FSL, VLFL
3. Мъртъв обем на резервоара, Vmo
4. Полезен обем на резервоара, Vplz
5. Маркиране на дъното на водоема
6. Обем на филтрационните загуби, Vph	-	-	-
7. Обем на загубите от изпарение, Vi	-	-	-
8. Полезен воден дебит на резервоара Vw.o. = Vplz-(Vf + Vi)	-	-	-

---