2.6.5. Расчет трансформации паводка способом м. В. Потапова

Предположим, что водосбросным сооружением является водослив.

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

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

выражение V₂/Δt +q₂/2 - обозначим Z_1;

V₁/Δt +q₁/2 - обозначим Z₂.

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

где Z₁ и Z₂ - являются функцией сбросного расхода q.

Для расчета Z₂ положим, что Q_{ср =} q_сб , тогда Z_{2 =} Z₁ +q_{сб .}

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	318	41,5	66,2	159,6	33,1	192,7	258,9
1	147,2	330	72,5	186	278,8	93	371,8	557,8
1,5	147,7	360	112,5	343	432,7	171,5	604,2	947,2
2	148,2	395	142,5	528	548,1	264	812,1	1340,1

Рис.11 Схема расчета q_сб 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 С_1. От нее проводят вертикаль С₁D₁ до пересечения с кривой Z₁ = f(q). Ордината D₁ определит сбросной расход q_сб1 на конец первого интервала времени. Для того, чтобы найти q_сб2 на конец второго интервала на кривой Z₂= f(q) фиксируют точку В_2. 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 D_2. Ее ордината определит сбросной расход q_сб2 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 q_сб 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 q_сб = 445м³/с.

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

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

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

Объем форсировки V_ф =V_фпу – V_нпу = 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 h_ф ^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	25
Норма стока	Q0	м3/с	19,2
Среднемноголетний сток	W0	млн.м3	604
Коэффициент вариации	Cv		0,31
Коэффициент ассиметрии	Cs		3,5 Cv
Максимальный сток, 1%	Qmax.1%	м3/с	541
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	140
Полезный объем	Vплз	млн.м3	138,5
Полный объем	Vнпу	млн.м3	278,5
Форсированный объем	Vфпу	млн.м3	350
Объем форсировки	Vф	млн.м3	71,5
Слой форсировки	hф	м	2,01
Сбросной расход	q сб	м3/с	530
Ширина водослива	В	м	100
Площадь зеркала при НПУ	ωнпу	км2	60
Площадь зеркала при ФПУ	ωфпу	км2	92