Упрощенные методы расчета трансформации паводка (половодья)

При массовом проектировании водосбросных сооружений широко применяется метод Качерина (для плотин 4-3 класса)

Основу метода составляют следующие допущения:

1) Расчетный гидрограф половодья или паводка представляется в виде треугольника или трапеции

2) Нарастание сбросных расходов происходит по линейному закону

3) Метод применим для одиночных сбросов, без затворов, причем отметка гребня водослива совпадает с НПУ

4) Не учитывается полезная отдача, а также потеря воды из водохранилища и потери воды на фильтрацию и испарение (незначительность их объемов в период паводка)

Метод Качерина существенно упрощает расчеты трансформации паводка и в то же время имеет достаточно высокую точность (погрешность 5-10%)

1 Вариант

W_п – объём половодья, м³;

W_па – сбросный расход, м³;

T – продолжительность половодья, с;

Qmax – максимальный расход половодья, м3/с;

q_max – максимальный сбросный расход, м³/с;

W_ф – форсированный объём, м³;

2 Вариант

Водохранилища и окружающая среда

1. Течение, волновой, термический и ледовый режимы.

Скорость течения водохранилища всегда меньше чем в водотоке, максимальная скорость на выходном створе.

Высота волны на водохранилище больше чем на водотоке. На реке до 0,8 м, на водохранилище до 3-х м. Водохранилище всегда спокойно у подветренного берега.

Температура воды в водохранилище, в отличии от рек, неоднородна, это объясняется большими глубинами и отсутствии перемешивания. В осенний период (штормовой) происходит выравнивание температуры воды, за счет интенсивного перемешивания.

С созданием водохранилища увеличивается величина испарения с водной поверхности.

Ледовый режим. Толщина льда на водохранилище больше на 15-20% чем на реках. В случаях, когда водохранилища работают как ГЭС, в нижнем бьефе наблюдаются полыньи.

Ледоход на большинстве водохранилищ отсутствует. В некоторых случаях на средних и малых водохранилищах в период половодья может наблюдаться сплошной ледоход через гребень плотины.

2. Гидрохимический и гидробиологический режимы.

По гидрохимическим и гидробиологическим режимам водохранилища близки к озерам, на первом этапе заполнения водохранилища поступает большое количество биогенных элементов и происходит их накопление, т.к. в реках существенная доля биогенных элементов проходит транзитом. Минерализация водохранилища больше чем рек. Летом в период бурного развития микроскопических водорослей наблюдается такой эффект как цветение воды. Большое содержание биогенных элементов способствует бурному развитию растительных и животных организмов. Затем, по мере отмирания и разложения растительных остатков, ослабления процессов выщелачивания биогенных веществ из затопленных почв, водохранилища приобретают устойчивый гидрохимический и гидробиологический режим.

С момента создания водохранилища - водохранилище является привлекательным местом для поселения водоплавающих птиц и водных животных.

В нижнем бьефе происходит выравнивание химического состава по сезонам года, однако количество поступающих питательных веществ уменьшается, т.к. значительная их часть задерживается в водохранилище.