3. Определение параметров водохранилища на основе исходных морфометрических характеристик

К числу параметров, определяющих основные размеры во­дохранилищ, относятся:

• ФПУ - форсированный подпорный уровень;

• НПУ - нормальный подпорный уровень;

• УМО - уровень мертвого объема;

• V_полез- полезный объем водохранилища;

• V_умо^_ мертвый объем;

• V_полн⁼V_полез. + V_умо- полный объем водохранилища, соответствующий НПУ;

• F_нпу- площадь водной поверхности водохранилища при НПУ;

• F_умо- площадь водной поверхности при УМО;

• h_срб–глубина сработки водохранилища.

Под НПУ понимается наивысший уровень водохранилища, который подпорные сооружения могут поддерживать в нормаль­ных условиях эксплуатации в течение длительного времени.

Под УМО понимается самый низший уровень, до которого срабатывается водохранилище в процессе нормальной его экс­плуатации.

Под полезным объемом водохранилища понимается объем, непосредственно осуществляющий регулирование стока. Он за­ключен в слое водохранилища между НПУ и УМО.

При пропуске катастрофических половодий и паводков до­пускается кратковременное повышение уровня воды в водохра­нилище над НПУ до отметки, называемой ФПУ (форсированный под­порный уровень). Объем водохранилища, заключенный между ФПУ и НПУ называется форсированным и используется для дополнительной трансформации (срезки) катастрофических максимальных расходов половодий и паводков.

Основные параметры водохранилища выбираются на основе анализа топографических, геологических, экономических и при­родоохранных условий.

Под экономическими условиями выбора НПУ понимаются денежные и материальные затраты, связанные с постройкой подпорных сооружений и компенсацией ущерба от затопления населенных пунктов, промышленных предприятий, сельскохо­зяйственных и лесных угодий и т. д.

Топографические условия определяют наиболее выгодную по технико-экономическим показателям и природоохранным условиям площадь водного зеркала, объем водохранилища, его глубину и т. д.

Неиспользуемый или мертвый объем водохранилища, отве­чающий УМО должен обеспечить следующее:

- минимальный объем воды в зоне отдыха;

- резервный объем для будущего отложения наносов;

- минимальный объем воды для поддержания условий суще­ствования рыб и биоценоза;

- минимальный объем воды по условиям ее качества;

- минимальный уровень воды, гарантирующий бесперебойную работу сооружений, отводящих воду из водохранилища (ка­налов, трубопроводов, насосных установок).

В проектной практике отметка УМО, как и НПУ, вы­бирается в результате технико-экономического рассмотрения нескольких вариантов. Выбирая НПУ, мы тем самым выбираем полный объем водохранилища и максимальный напор на гидро­узле, а выбирая УМО, - полезный объем водохранилища и ми­нимальный напор, а также параметры, определяющиеся этой отметкой, например, гарантированную водоотдачу из водохра­нилища.

1. Определение параметров водохранилища по топографическим характеристикам

Исходные топографические характеристики предполагаемой зоны затопления (зависимость площади территории затопления от высотной отметки) приведены в табл.3.1, там же рассчитывается объем водохранилища.

Таблица 3.1

Отметка, h, м усл.	0	4	8	12	16
Площадь затопления (площадь зеркала водохранилища), м2106	0	30	54	89	160
Разность отметок,hi, м	0	4	4	4	4
Средняя площадь зеркала водохранилища между отметками, (fi+fi+1)/2м2106	0	15	42	71,5	124,5
Приращение объема водохранилища V=hi (fi+fi+1)/2, м3106	0	60	168	286	498
Объем водохранилища, м3106	0	60	228	514	1012

По полученным результатам строим графики зависимости площади водохранилища и его объема от отметки уровня воды (за нулевую отметку принимается отметка дна водохранилища) (рис. 3.1, 3.2).

По полученным морфометрическим зависимостям определяем возможную отметку НПУ

НПУ

УМО

НПУ

УМО

Из практики проектирования известно, что величина сработки водохрани­лищ не должна превышать 1/3 максимальной глубины водохранилища (или максимального напора).

По топографическим условиям оптимальная глубина водохранилища достигается при 13 м, что соответствует объему 640 млн. м³. Учитывая, что глубина сработки не должна превышать 1/3 максимальной глубины водохранилища, при НПУ=13 м (V_НПУ=640 млн. м³) УМО=8,60 м (V_УМО=270млн м³).V_полезн=370 млн. м³.