Файл: Практикум Составители Л. И. Шевелева, В. И. Максименко, А. Г. Голикова.docx

площади от уровня  = f(Н), выполняют планиметрирование площадей горизонтальных поверхностей, заключенных между каждой горизонталью и створом плотины. По найденным значениям _iи Н_i, строят кривуюплощадей.

Зависимость объема воды от уровня называют кривой объемов V = f(Н) и получают расчетом, пользуясь кривой площадей.

Сначала определяют объемы воды V_i-(i+1), заключенные между смежными горизонталями H_iи H_i+1. Этих объемов V будет столько, сколько назначено расчетных интервалов Н. Затем последовательным суммированием этих частичных объемов находят объемы V_iсоответствующие каждому уровню H_i.

На рис. 8 представлена схема, в соответствии с которой выполняется расчет. Самый нижний уровень в створе у дна обозначен Н₀. Первый от дна уровень – H₁, второй – Н₂ и т.д. Разность между уровнями Н_i-(i+1)= Н_i+1 – H_i. Каждому уровню H_iсоответствует измеренная площадь _i.

Объем между смежными горизонталями определяется по формуле:

V_i-(i1)  0,5  (Ω_i Ω_i1)  H. (25) Если соотношение между смежными площадями превышает 1,5, то

---

Последовательно суммируя частичные объемы (от V_0-1 до V_i-(i+1)), получают объемы воды, соответствующие каждому уровню H_i.

Например, чтобы найти объем, лежащий ниже уровня Н₃, т.е. объем V₃, соответствующий уровню Н₃, необходимо суммировать нижележащие частичные объемы

V_0-1, V_1-2 и V_2-3.

Кроме кривых площадей и объемов важными характеристиками являются средняяглубина в водохранилище h_cpи критерий литорали L_i. Значение этих характеристик может быть рассчитано при любом уровне H_i. Средняя глубина определяется отношением объема водохранилища V_iк площади _iпри заданном уровне H_i:


Ω
ℎ_{ср ????} = ^????????⁄ . (28)

????




Рис. 8. Схема к расчету объема водохранилища
Средняя глубина является одним из критериев назначения уровня мертвого объема в водохранилищах, предназначенных для водоснабжения. По санитарно-техническим условиям при УМО она должна быть не менее 2,5 м. Средняя глубина с увеличением уровня может то увеличиваться, то уменьшаться. Это зависит от топографических условий.

Критерий литорали (мелководья) L_iопределяется отношением площади литорали _Li

при уровне H_iк площади водохранилища Q_Hiпри том же уровне:

---

критерий L_iдолжен быть не более 0,35, чтобы обеспечить приемлемое качество воды, санитарно-технические и гидробиологические требования. Критерий литорали уменьшается с ростом уровня от единицы при глубине 2 м до значений, близких к нулю. Величина критерия зависит от топографии местности.

Построение всех характеристик  = f(Н), V = f(Н), h_cp= f(Н) и L_i. = f(Н) выполняется на одном графике. При построении кривых масштаб принимается таким, чтобы кривые не пересекались.

Ценность такого построения заключается в том, что по какому-то одному показателю (например, по отметке Н) можно определить другие характеристики водохранилища, не прибегая к непосредственным измерениям.

---

Пример расчета

Рассчитать координаты кривой объемов, построить батиграфические характеристики и нанести линию средних глубин водохранилища.

Исходными данными являются результаты планиметрирования площадей, приуроченные к створу реки (табл. 16).

Таблица 16

Площади водной поверхности, соответствующие заданным уровням

Уровни, Hi, м	Площади i, км2	Уровни, Hi, м	Площади i, км2
472	0	510	755
475	21,5	515	987
480	67,5	520	1250
485	91,2	525	2500
490	148	530	4800
495	256	535	9400
500	389	540	12200
505	537	–	–

Расчет выполняется в табличной форме, пример которой приведен в табл. 17. Предварительно определяют соотношение площадей и записывают в четвертый столбец табл. 17. Объемы между уровнями рассчитывают по формулам (25) – (27). Формулу выбирают в зависимости от полученного соотношения площадей и результат расчета записывают в пятый столбец. В данном примере 8

---

частичных объемов определены по формуле (26), 5 – по формуле (25). Объем между уровнями 472 и 475 рассчитан по формуле (27). Следует учесть, что площади заданы в км², а уровни – в м. Так как объемы составляют миллиарды м³, следует перевести их в км³.

На рис. 9 показана кривая площадей, построенная по исходным данным, взятым из табл. 16.

Среднюю глубину водохранилища h_cpопределяют по заданным площадям _iи рассчитанным объемам V_i(столбцы 2 и 6) по формуле (28).

По значениям заданных уровней H_i(столбец 1) и рассчитанным объемам V_i(столбец 6) строят кривую объемов (рис. 10). На этот же график наносят кривую площадей и средних глубин. В данном примере графики кривых объемов и площадей построены отдельно. Масштаб площадей, объемов и средних глубин для построения выбирают независимо друг от друга, а масштаб уровней – один для всех. При эксплуатации водохранилища вследствие переработки берегов и отложения наносов характеристики могут меняться, поэтому они уточняются в процессе его эксплуатации.

Таблица 17

Расчет батиграфических характеристик водохранилища

H, м	iкм2	H, м	Ωi1 Ωi	V, км3	Vi, км3	hср , м
1	2	3	4	5	6	7
472	0				0	0
		3	0	0,043
475	21,5				0,043	2,00
		5	3,14	0,212
480	67,5				0,255	3,78
		5	1,35	0,397
485	91,2				0,652	7,14
		5	1,62	0,592
490	148				1,244	8,40
		5	1,73	0,998
495	256				2,242	8,76
		5	1,52	1,601
500	389				3,843	9,88
		5	1,38	2,315
505	537				6,158	11,47
		5	1,41	3,230
510	755				9,388	12,43
		5	1,31	4,355
515	987				13,743	13,92
		5	1,27	5,593
520	1250				19,335	15,47
		5	2,00	9,196
525	2500				28,531	11,41
		5	1,92	17,940
530	4800				46,472	9,68
		5	1,96	34,862
535	9400				81,333	8,65
		5	1,62	60,922
540	12200				135,182	11,08

---