Расчет трансформации паводка способом М. В. Потапова

Предположим, что водосбросным сооружением является водослив.

Весь период паводка разбивают на интервалы, аналогично способуЯ.Д.Гильденблата. Уравнение водного баланса представлено в виде:

V2/Δt +q2/2 = Qср + (V1/Δt +q1/2), (45)

выражение V2/Δt +q2/2 - обозначим Z1;

V1/Δt +q1/2 - обозначим Z2.

Тогда уравнение (45) примет простой вид: Z2 = Z1 + Qср,

где Z1 и Z2 - являются функцией сбросного расхода q.

Для расчета Z2 положим, что Qср = qсб , тогда Z2 = Z1 +qсб .

Все данные расчета сводятся в таблицу 22. Расчет сбросных расходов выполняется графическим способом последовательно, начиная с первого интервала времени Δt.

По данным табл. 22. строятся графики зависимости Z = f(q).

Таблица 22

Расчет параметров Z1 и Z2

Слой форсировки, hф ФПУ Vфпу Vф qсб Vф/ Δt qсб/2 Z1   Z2
0,5 146,7 41,5 66,2 159,6 33,1 192,7 258,9
147,2 72,5 278,8 371,8 557,8
1,5 147,7 112,5 432,7 171,5 604,2 947,2
148,2 142,5 548,1 812,1 1340,1

 

Рис.11 Схема расчета qсб по способу М. В.Потапова.

Расчет начинается с первого интервала времени Δt. По исходному гидрографу определяют среднее значение Q (табл. 21) и откладывают его величину по оси Z, получают точку С1. От нее проводят вертикаль С1D1 до пересечения с кривой Z1 = f(q). Ордината D1 определит сбросной расход qсб1 на конец первого интервала времени. Для того, чтобы найти qсб2 на конец второго интервала на кривой Z2= f(q) фиксируют точку В2. От точки В2 откладывают вправо среднее значение Q для второго интервала. От нее проводят вертикаль до пересечения с кривой Z1 = f(q) и фиксируют точкой D2. Ее ордината определит сбросной расход qсб2 на конец второго интервала времени. Аналогично рассчитывают сбросные расходы для остальных интервалов времени. Расчеты продолжают до тех пор, пока среднее значение Q не будет располагаться левее кривой Z1 = f(q), что свидетельствует о том, что сбросные расходы начинают убывать, т.е. максимум уже пройден.

Полученные значения qсб откладывают на гидрографе половодья (рис. 9) и соединяют точки плавной линией. Точка пересечения кривой сбросных расходов с нисходящей частью гидрографа определит момент сбросного расхода и его величину qсб = 445м3/с.

Значение слоя форсировки находят по формуле (44); hф = 1,79м.

Следовательно ФПУ = 146,2 + 1,79 = 147,99 м.

Значение Vфпу определяют по батиграфической кривой: Vфпу = 320млн.м3.

Объем форсировки Vф =Vфпу – Vнпу = 320 –278,5 = 41,5 млн.м3 .

Метод М.В. Потапова применяется при любом гидрографе паводка и любом типе водосбросного сооружения. Если водосбросное сооружение представлено донными отверстиями, то для расчета сбросного расхода используют формулу:

q = m2ω√2g hф ½ . (46)

Все основные показатели по расчету сезонного регулирования водохранилища сводятся в таблицу 23.

Таблица 23

Сводка основных показателей водохранилища сезонного регулирования

Показатели Обозначения Един. измерения Величина
Период наблюдений n лет
Норма стока Q0 м3/с 19,2
Среднемноголетний сток W0 млн.м3
Коэффициент вариации Cv   0,31
Коэффициент ассиметрии Cs   3,5 Cv
Максимальный сток, 1% Qmax.1% м3/с
Коэффициент вариации максимального стока Cv.max   0,46
Сток воды 80% обеспеченности W млн.м3 422,2
Суммарный водоотбор, отдача U млн.м3 315,6
Суммарные потери Vпот млн.м3 27,3
Уровень мертвого объема УМО м 144,2
Нормальный подпорный уровень НПУ м 146,2
Форсированный уровень ФПУ м 148,21
Мертвый объем Vм.о. м
Полезный объем Vплз млн.м3 138,5
Полный объем Vнпу млн.м3 278,5
Форсированный объем Vфпу млн.м3
Объем форсировки Vф млн.м3 71,5
Слой форсировки hф м 2,01
Сбросной расход q сб м3/с
Ширина водослива В м
Площадь зеркала при НПУ ωнпу км2
Площадь зеркала при ФПУ ωфпу км2