Отчет по практике: Водохозяйственный баланс

по формуле (1.11) рассчитывается годовой объем стока подземных вод Wп, гидравлически не связанных с речным стоком;

поскольку водопотребители расположены в нижнем бьефе,

объем возвратных вод принимается равным нулю;

по формуле (1.2) рассчитывается приходная часть баланса Wпр.

Пример:

Рассчитать годовой объем стока

Wc=6,3? 60 ? 60 ? 24 ? 365 = 198 680 000 (м3)

Объем возможных для использования подземных вод, гидравлически не связанных с речным стоком

Wп = 5 ? 60 ? 60 ? 24 ? 365 = 157 680 000(м3)

Поскольку все водопотребители расположены в нижнем бьефе рассматриваемого гидроузла, то объем возвратных вод от них не учитывается

Wв = 0

Рассчитываем приходную часть ВХБ

Wпр= 198 680 000 + 157 680 000 + 60 = 416 360 000(м3)

Таким образом, приходная часть водохозяйственного баланса при заданных условиях составляет 416 360 000 м3 .

Упражнение 1.3

Исходные данные:

Средний годовой расход воды Qсг= 12 м3/с;

Среднегодовой расход подземных вод, гидравлически не связанных с речным стоком, отсутствует;

Попуск из вышележащего водохранилища составляет Wпоп=15 млн. м3;

В нижнем бьефе расположены животноводческие фермы с объемом водопотребления 5 млн. м3/год и коэффициентом возврата 0,5. Информация о других потребителях, расположенных в верхнем бьефе, приведена в табл. 1.1;

Все потребители, кроме промышленности, имеют прямоточную систему водоснабжения, промышленность - оборотную;

Объем стока, формирующегося в районе, не учитывать (Wф=0).

Задание к работе: рассчитать приходную часть годового ВХБ

Ход выполнения работы:

по формуле (1.4) рассчитывается годовой объем стока Wс, формирующегося выше района рассматриваемого гидроузла;

по формуле (1.8) рассчитывается объем возвратных вод Wвg, , поступающих в водоем выше рассматриваемого створа; поскольку животноводческие фермы расположены в нижнем бьефе, объем возвратных вод животноводства равен нулю; также равен нулю объем возвратных вод промышленности;

по формуле (1.2) рассчитывается приходная часть баланса Wпр

Пример:

Рассчитать годовой объем стока

Wc= 12 ? 60 ? 60 ? 24 ? 365 = 378 432 000 ? 12 = 454 120 000(м3)

Рассчитать объем возвратных вод от потребителей

Wв2= 18 ? 0,85 = 15 300 000(м3)

Wв3 = 27 ? 0,15 = 4 050 000(м3)

?W = 19 350 000(м3)

Рассчитываем приходную часть ВХБ

Wпр= 454 120 000 + 19 350 000 + 15 300 000 = 488 770 000(м3)

Таким образом, приходная часть водохозяйственного баланса при заданных условиях составляет 488 770 000 м3.

3. Практическая работа № 2

3.1 Определение расходной части водохозяйственного баланса

Упражнение 2.1

Цель: Научиться проводить расчет расходной части годового водохозяйственного баланса.

Исходные данные:

Санитарный расход воды в нижний бьеф составляет Qсан= 3 м3/c;

В верхнем бьефе расположены животноводческие фермы с объемом водопотребления 5 млн. м3/год, коэффициентом возврата 0,5 и коэффициентом разбавления возвратных вод 10. Информация о других потребителях приведена в табл. 3.1. Возвратные воды орошения отводятся в нижний бьеф, возвратные воды прочих потребителей - в верхний бьеф. Забор воды всеми водопотребителями осуществляется в верхнем бьефе;

Таблица 3.1 - Информация о потребителях

Все потребители, кроме промышленности, имеют прямоточную систему водоснабжения, промышленность - оборотную;

Ход выполнения работы:

по формуле (2.4) рассчитывается годовой объем попусков в нижний бьеф Wпоп;

по формуле (2.3) рассчитывается объем Wраз, необходимый для разбавления возвратных вод, поступающих в верхний бьеф; промышленность и орошение не учитываются, так как в промышленности - оборотная система водоснабжения, а сточные воды с орошаемых земель поступают в нижний бьеф;

рассчитывается суммарный объем водопотребления;

по формуле (2.1) рассчитывается расходная часть ВХБ Wрасх.

Пример:

Рассчитать годовой объём попуска в течение года

Wпоп= 3 ? 60 ? 60 ? 24 ? 365 = 94 608 000(м3)

Рассчитываем объем возвратной воды, необходимой для разбавления , поступающей в верхний бьеф

Wраз g = 18 ? 0,85 ? 5 + 5 ? 0,5 ? 10 = 101 500 000(м3)

Рассчитываем объем возвратной воды, необходимой для разбавления , поступающей в нижний бьеф

Wраз g = 27 ? 0,15 ? 3 = 12 150 000(м3)

Рассчитываем годовой объем потребления всеми потребителями

Wg= 5 +49 + 18 + 27 = 99 000 000(м3)

Рассчитываем расходную часть ВХБ на исследуемой территории

Wрасх= 94608 + 101 500 + 12 150 + 99 000 = 307 258 000(м3)

Таким образом, расходная часть ВХБ при заданных условиях составляет 307 258 000 м3 .

Упражнение 2.2

Цель: научиться проводить расчет расходной части годового водохозяйственного баланса.

Исходные данные:

Санитарный расход воды в нижний бьеф с июля по март включительно составляет Qсан=3 м3/c, в прочие месяцы - отсутствует;

В верхнем бьефе расположены животноводческие фермы с общим поголовьем скота 500 голов, коэффициентом возврата 0,5 и коэффициентом разбавления возвратных вод 10. Информация о других потребителях приведена в табл. 3.2. Возвратные воды орошения отводятся в нижний бьеф, возвратные воды прочих потребителей - в верхний бьеф. Забор воды всеми потребителями осуществляется в верхнем бьефе.

Таблица 3.2 - Исходные данные иных потребителей

Все потребители, кроме промышленности, имеют прямоточную систему водоснабжения, промышленность - оборотную;

Коэффициент полезного действия водоподводящих устройств з = 0,9;

Норма водопотребления в промышленности составляет 4000 м3/(т•год), в коммунальном хозяйстве - 150 л/(чел•сут), в животноводстве - 50 л/(гол.•сут), при орошении - 4500 м3/(га•год);

Задание к работе: рассчитать расходную часть годового водохозяйственного баланса.

Ход выполнения работы:

по формуле (2.4) рассчитывается годовой объем попусков в нижний бьеф Wпоп;

по формулам (2.3) рассчитывается объем Wраз, необходимый для разбавления возвратных вод, поступающих в верхний бьеф; промышленность и орошение не учитываются, так как в промышленности - оборотная система водоснабжения, а сточные воды с орошаемых земель поступают в нижний бьеф;

по формулам (2.3) рассчитывается объем Wраз, необходимый для разбавления возвратных вод орошения, поступающих в нижний бьеф;

рассчитывается суммарный объем водопотребления;

по формуле (2.1) рассчитывается расходная часть ВХБ Wрасх.

Пример:

Wпоп= 3 ? 60 ? 60 ? 24 ? 274 = 71 021 000(м3)

Рассчитываем объем потребления воды всеми потребителями:

Животноводство:

Wg= 500 ? 0,05 ? 365/ 0,9 = 10 139 000(м3)

Промышленность:

Wg= 10 205 ? 4000 ? 1/ 0,9 = 45 356 000(м3)

Коммунально бытовые:

Wg= 2 172 ? 0.15 ? 365/ 0,9 = 132 130 000(м3)

Орошение:

Wg= 7 188 ? 4 500 ? 1/ 0,9 = 35 940 000(м3)

Объем разбавления в верхнем бьефе:

Животноводство:

Wраз= 10 139 ? 0,5 ? 10 = 50 690 000(м3)

Коммунально бытовые:

Wраз= 132, 13 ? 0,85? 5 = 562 000 000(м3)

?Wраз= 50 690 + 562 = 51 252 000 000(м3)

Объем разбавления в нижнем бьефе:

Орошение:

Wраз = 35 940 ? 0,15 ? 3 = 16 173 000 000(м3)

Считаем расходную часть:

Wрасх= 10 139 + 45 356 + 132,13 + 35 940 + 71 021 + 51 252 + 6 173=230 013 000 000(м3)

Таким образом, расходная часть водохозяйственного баланса составляет

230 013 000 000 м3.

4. Практическая работа № 3

Цель: научиться проводить расчет годового водохозяйственного баланса.

Исходные данные:

Средний годовой расход воды Qсг= 10 м3/с;

Расход подземного водозабора, не связанного с речным стоком Qп = 0,5 м3/с;

Попуск из вышележащего водохранилища отсутствует (Wпоп=0);

Все потребители расположены в верхнем бьефе (табл. 2.2);

Отведение возвратных вод от всех потребителей осуществляется в верхний бьеф;

Система водоснабжения всех потребителей - прямоточная;

Объем стока, формирующегося в районе, не учитывать (Wф=0);

Санитарный расход воды в нижний бьеф с июля по март включительно составляет Qсан=2 м3/c, в прочие месяцы - отсутствует;

Коэффициент полезного действия водоподводящих устройств з=0,9;

Норма водопотребления в промышленности составляет 4000 м3/(т•год), в коммунальном хозяйстве - 150 л/(чел•сут), при орошении - 4500 м3/(га•год);

Суммарные потери на фильтрацию из водохранилища и испарение с его акватории составляют 7 млн. м3/год.

Задание к работе: рассчитать годовой водохозяйственный баланс.

Ход выполнения работы:

по формуле (1.3) рассчитывается годовой объем притока в водохранилище Wс;

по формуле (2.4) рассчитывается годовой объем попусков в нижний бьеф Wпоп;

по формуле (1.9) рассчитывается годовой объем подземных вод, гидравлически не связанных с рекой;

рассчитывается суммарный объем водопотребления;

по формуле (1.8) рассчитывается объем возвратных вод Wраз, поступающих в верхний бьеф;

по формуле (2.3) рассчитывается объем Wраз, необходимый для разбавления возвратных вод, поступающих в верхний бьеф;

по формуле (1.2) рассчитывается приходная часть ВХБ Wпр;

по формуле (2.1) рассчитывается расходная часть ВХБ Wрасх;

по формуле (2.1) рассчитывается разница между приходной и расходной частями годичного ВХБ Wрасх.

Пример:

Рассчитываем водохозяйственный баланс для водохранилища

Приходная часть:

Wc = 10 ? 60 ? 60 ? 24 ? 365 = 315 360 000 (м3)

Wп= 15 768 000 (м3)

Промышленность:

Wв= 50 424 705 ? 0,9 = 45 382 235 (м3)

Коммунально бытовые:

Wв = 149 229 ? 0,85 = 126 845 (м3)

Орошение:

Wв= 38 899 765 ? 0, 15 = 5 834 965 (м3)

?Wв= 51 344 045 (м3)

Итак, Wпр= 313 360 000 + 51 344 045 + 15 768 000 = 382 472 045 (м3)

Расходная часть:

Wрасх= ?Wg + ?Wразg+ ?Wпоп g + Wисп

Промышленность:

Wg= 10 205 ? 4200 ? 1/ 0,85 = 50 424 705 (м3)

Коммунально бытовые:

Wg= 2 172 ? 0,16? 365/ 0,85 = 149 229 (м3)

Орошение:

Wg= 7 188 ? 4 600 ? 1/0,85 = 38 899 765 (м3)

?Wg= 89 473 699 (м3)

Коммунально бытовые:

Wраз g= 149 229 ? 0,85 ? 5 = 634 223 (м3)

Орошение:

Wраз g= 38 899 765 ? 0,15 ? 3 = 17 504 894 (м3)

?Wраз g= 18 139 117 (м3)

Wрасх = 89 473 699 + 18 139 117 = 114 612 816 (м3)

Результирующая часть годового ВХБ:

?W = Wпр- Wрасх = 267 859 229 (м3/ год)

В ходе проведенных расчетов водохозяйственного баланса, рассматриваемого бассейнового участка были выявлены избытки водных ресурсов в объеме 267 859 229 м3/ год.

В данном случае можно использовать следующие способы перераспределения водных ресурсов:

Транспортировка водных ресурсов по трубопроводам и каналам в районы, где вода в дефиците (25 111 801 м3);

Переброска воды в засушливые области Южного полушария (75 335 409 м3);

Снабжение водой сельского хозяйства, главным образом, орошаемого земледелия (100 447 211 м3);

Также удовлетворение промышленных и коммунальных нужд, интересов судоходства (66 964 808 м3).

5. Практическая работа № 4

Гидравлический расчет канала

Цель: установить параметры живого сечения канала, которые обеспечивали бы пропуск требуемого расхода воды в канале, не вызывая затопление и подтопление территории.

Теоретическая часть

Нагорные каналы располагают вдоль верховой границы осушаемой территории для перехвата поверхностного стока, поступающего с водосбора. В плане эти каналы могут быть непрерывные и прерывистые. Непрерывные (сплошные) нагорные каналы применяют на ровных нерасчлененных склонах при распаханном водосборе, при опасности заиления каналов продуктами водной эрозии, а прерывистые -- при нераспаханных водосборах, когда на них размещают луга, выпасы или лес. В этом случае эрозия на склонах минимальная, в результате заиление регулирующей сети, состоящей из открытых собирателей, не происходит. В непрерывных каналах все наносы откладываются концентрированно в нем, что облегчает эксплуатационный уход.

При прерывистых же каналах упрощается дорожная сеть, сокращается число мостов, необходимых для въезда на осушаемые земли со стороны вышерасположенных земель, по которым обычно проходят дороги. На пересеченных склонах нередко нагорные каналы располагают по У-образной схеме.

Нагорные каналы проектируют с одинаковым уклоном по всей их длине, с тем чтобы транспортирующая способность потока по длине не уменьшалась и поступающие наносы не выпадали в канале, а выносились в водоприемник. Минимальный уклон --0,0005. В плане их делают по возможности прямолинейными с минимальным числом поворотов.