Глубина нагорных каналов небольшая - 1 …1.2 м, при длинных непрерывных каналах с большой площадью водосбора она может составлять 1,2… 1,5 м, редко более. Длина каналов составляет 200…400 м, но может достигать 5…10 км. Ширину по дну принимают 0,4…0,5 м.
Исходные данные:
i = 0,0004;hр.с. = 0,25м;
F = 5200 га;Bб= 2,1м;
L = 2,2 км;вид грунта - 7, песок среднезернистый.
b= 2,1 м;
Ход выполнения работы:
по формулам (3.1, 3.2, 3.3) рассчитываем модуль стока весеннего паводка, модуль стока летнего паводка, модуль бытового стока;
по формуле расход воды для разных модулей стока (3.5);
по формулам (3.6 - 3.10) определяем глубины воды в канале;
по формуле (3.11) рассчитываем фактический модуль расхода;
по формуле (3.12) определяем значение фактического уклона;
по формуле (3.13) определяем значение фактической скорости;
По формуле (3.14) рассчитываем скорость течения при бытовом стоке;
Пример:
Определяем модуль стока весеннего паводка:
Sв = 8,01/52000,178 =5,52 (л/с?га)
Определяем модуль стока летнего паводка:
Sл = 2,54/52000,25 = 0,29 (л/с?га)
Определяем модуль бытового стока:
Sб= 0,816/52000,311= 0,06 (л/с?га)
Определяем расход воды для разных модулей стока:
а) Qв = 5,52?5200/1000 = 28,7(м3/с)
б) Qл= 0,29?5200/1000 = 1,5 (м3/с)
в) Qб= 0,06?5200/1000 = 0,31 (м3/с)
Определяем глубины воды в канале. Она определяется графоаналитическим методом. Для чего, задаваясь различными глубинами воды в канале (от 0,75 до 3) вычисляем min 5 значений модулей расхода К. Используем формулы 3.6 - 3.10.
Пример расчета:
по формуле (3.9) определяем сечение канала
W1 = 0,75( 2,1 + 2 ? 0,75 ) = 2,7(м)
по формуле (3.6) рассчитываем смоченный периметр
ч1 = 2,1 + 2 ? 0,75 ?1+4 = 5,4 (м)
по формуле (3.7) определяем гидравлический радиус
R1 = 2,7 / 5,4 = 0,5 (м)
определяем коэффициент Шези по формуле (3.8)
C1= 50 ?0,50,21= 11,4 (м0,21/с)
определяем модуль расхода по формуле (3.10)
K = 2,7? 11.4? v0,5 = 21,76
Остальные глубины воды в канале определяем по образцу, представленному выше.
Расчеты представлены ниже в таблице 5.1.
водохозяйственный баланс канал расчет
Таблица 5.1
|
№ |
в, м |
h, м |
W, м2 |
ч |
R |
C |
K |
|
|
1 |
2,1 |
0,75 |
2,7 |
5,4 |
0,5 |
11,4 |
21,76 |
|
|
2 |
2,1 |
1,2 |
5,4 |
7,4 |
0,7 |
16,03 |
72,42 |
|
|
3 |
2,1 |
1,7 |
9,4 |
9,7 |
0,9 |
20,62 |
183,88 |
|
|
4 |
2,1 |
2,5 |
17,75 |
13,3 |
1,3 |
52,42 |
1060,88 |
|
|
5 |
2,1 |
3 |
24,3 |
15,5 |
1,5 |
53,78 |
1600,56 |
|
|
6 |
2,1 |
2,7 |
5,62 |
14,14 |
0,4 |
41,25 |
146,62 |
Рассчитываем фактический модуль расхода:
KФ= 28,7/0,02 = 1435 ( м/с)
График зависимости глубины заложения канала и длины
Определяем значение фактического уклона:
i = 0,0005
Определяем значение фактической скорости воды в канале:
Vф = 41,25v0,4?0,0005 = 0,58 (м/с)
Vф? Vдоп
0,58 ?0,6
Проверка канала на заиление. При эксплуатации канала необходимо, чтобы не наблюдалось заиления каналов, а именно:
Vз?Vф?Vдоп
0,2 ? 0,58 ? 0,6
Для предупреждения осаждения песка:
Vз должна быть от 0,33 до 0,4 (м/с)
Рассчитываем скорость течения при бытовом стоке:
Kб = 0,31/0,02 = 15,5 (м/с)
Vб ф= 35,66v0,2?0,0005 = 0,36 (м/с)
Vз?Vб ф
Определяем общую глубину канала:
hк=hв+ hр.с. + 0,5 = 3,45 (м)
Таким образом, общая глубина наполнения канала составляет 3,45 м.
6. Практическая работа № 5
Водные ресурсы Крыма ограничены и полностью не обеспечивают питьевые и хозяйственные потребности региона. Более 50 лет проблемы с водными ресурсами Крымского полуострова решались за счет днепровской воды, поступающей по Северо-Крымскому каналу, однако после присоединения Крыма к России Украина приостановила подачу воды. На фоне обострения политической ситуации между Россией и Украиной положение в водохозяйственной сфере Республики Крым выглядит крайне сложным. Конечно, в Горном Крыму проблема не стоит столь остро, как на Керченском полуострове, тем не менее в летний период даже в районах Предгорья существует серьезный недостаток питьевых и хозяйственных вод.
Водохранилища Крыма
Для решения водохозяйственных проблем Крымского полуострова были построены 23 водохранилища с общим проектным объемом 399.5 млн м3 . За счет местного естественного стока наполняются 15 водохранилищ, общим объемом 253.1 млн м3 , восемь водохранилищ - наливные, они заполнялись днепровской водой через Северо-Крымский канал, который долгие годы исправно снабжал хозяйственно-питьевыми водами Феодосию, Керчь, Судак, некоторые сёла Ленинского района, частично гг. Симферополь и Севастополь.
Водные ресурсы Крыма
Собственные водные ресурсы Крыма
Крымские реки, несмотря на свои небольшие размеры играют важнейшую роль в водном балансе своих территорий.
Собственные суммарные ресурсы речного стока Крымского полуострова составляют 910 млн м3 , из них 85% приходится на Горный Крым, 15% - на Равнинный Крым и Керченский полуостров .
В водохозяйственном балансе Крыма вклад речных вод с учетом водохранилищ естественного стока составляет 9.5%, приблизительно 6-9% годового стока задерживается водохранилищами. В маловодный год местные водные ресурсы сокращаются до 43 млн м3 /год .
Характеристика подземных вод
Крымский полуостров не настолько беден подземными водами, как может показаться на первый взгляд. На территории полуострова пробурено более 3000 скважин. Всего в Крыму выделено, оценено и эксплуатируется 11 месторождений подземных вод, которые охватывают 78 участков.
Прогнозные ресурсы Крыма оцениваются в количестве 1300.8 тыс. м3 /сут .Однако разведка подземных вод на Крымском полуострове давно не проводилась. Эксплуатационные запасы разрабатываемых месторождений подземных вод, утвержденные еще ГКЗ СССР, составляют 1178.3 тыс. м3 /сут, из них на общие разведанные запасы (категории А освоенные + В разведанные + С1 оцененные) приходится 987.1 тыс. м3 /сут, на предварительно оцененные запасы (категория С2 выявленные) - 191.2 тыс. м3 /сут.
Информация о водозаборах Крыма
В табл. 1 по каждому из разведанных и эксплуатируемых месторождений Крымского полуострова приводятся сведения о количестве эксплуатируемых водоносных горизонтов и участков, наличии запасов подземных вод по состоянию на 01.01.2002 г., а также данные по водоотбору в 2001 г. (на основании данных Геоинформа Украины).
Исходя из того, что население Республики Крым по данным переписи 2005 г. составляет 1 994 300 человек, и с учетом того, что на душу населения необходимо питьевой воды не менее 100 л/сут, для обеспечения всех жителей полуострова пресными питьевыми водами требуется около 200 тыс. м3/сут (или 73 млн м3 /год). На хозяйственные нужды, по скромным подсчетам, требуется еще примерно 100 млн м3 /год.
В среднем вклад днепровских вод Северо Крымского канала в общий баланс водных ресурсов Крыма составлял 2.29 км3 (78.3%), доля естественного речного стока, который аккумулировался :
в прудах и водохранилищах, - 0.31 км3 (11.8%);
забор подземных вод - 0.22 км3 (7.8%);
морских - 0.07 км3 (2.1%)
В процентном отношении вклад воды Северо-Крымского канала от года к году варьировал в пределах от 70.3 до 85.6%, доля естественного стока - от 3.1 до 20.7%, доля подземных вод - от 6.6 до 9.1% и морских - от 0.7 до 3.9%
Таблица 6.1 - Водозаборы Крыма с утвержденными запасами подземных вод, 2002 г
В некоторых районах Крыма, где отсутствуют собственные водные ресурсы, и куда не доходят распределительные сети, потребляют привозную воду.
Большой процент населения для питьевых целей использует воду ненадлежащего качества. Во многих районах Крыма (Кировском, Красноперекопском, Ленинском, Первомайском, Судакском, Симферопольском, Черноморском и др.) при недостатке подземных вод используют для питьевых целей поверхностные воды, которые часто не соответствуют санитарным нормам.
Жители большинства населенных пунктов, в том числе и в крупных городах, таких как Ялта, Феодосия, Севастополь, в летний период года получают воду для хозяйственно-бытовых целей по графику. Безусловно, это вынужденная мера и местное население относится к перебоям в водоснабжении с пониманием. Но эта мера наносит существенный урон имиджу курортных учреждений.
Потери же дефицитной воды часто не оправданны, ибо существующее централизованное водоснабжение крайне нуждается в капитальном ремонте и реконструкции.
Основным потребителем пресной воды на полуострове всегда было сельское хозяйство:
на орошение земель тратилось около 70% пресных вод (от 65 до 83%);
на сельскохозяйственное водоснабжение - около 8%;
на хозяйственно-бытовые нужды - 13%;
на производство - 6.5%
Крым обеспечивал себя собственными водными ресурсами, в лучшем случае, на 20%, причем львиная доля пресной воды тратилась на орошение. Между тем существует реальная возможность организовать дополнительную добычу пресных подземных вод хорошего качества. Прогнозные ресурсы подземных вод полуострова освоены лишь на 41%, из них на эксплуатационные запасы приходится 33% .
Заключение
Подводя итог, следует сказать, что, несмотря на наличие значительных резервов в ресурсах пресных подземных вод, большая часть административных районов и горсоветов Крыма испытывают дефицит в них, компенсируя его за счет поверхностных вод не лучшего качества…
Хотя мероприятия по решению водохозяйственных проблем, предусмотренные в программах развития региона, и подвергаются корректировкам в соответствии с новыми реалиями (сдвигаются сроки, меняются направления использования денежных средств и др.), но наличие этих программных документов позволило легче пройти стрессовые ситуации. Разрабатываемая в настоящее время стратегия развития Республики Крым до 2030 г. позволит обеспечить взаимоувязку документов, определяющих стратегическое и территориальное развитие этого региона.
Список литературы
1. Научно - популярная энциклопедия «Вода России»[ Электронный ресурс]. Режим доступа - http://water- rf.ru/water/article/850.html. - (Дата обращения 13.03.2019);
2. Портал Правительства Республики Крым [Электронный ресурс].Режим доступа - https://gkvod.rk.gov.ru/ru/index. - (Дата обращения 13.03.2019);
3. Росводресурсы[ Электронный ресурс]. Режим доступа - http://voda.mnr.gov.ru/. - (Дата обращения 20.03.2019);
4. Новости Крыма[Электронный ресурс]. Режим доступа http://news.allcrimea.net/news/2019/2/22/ekspert-uveren-chto-vodovod-iz-rossii-krymu-ne-nuzhen-113864/. - ( Дата обращения 07.04.2019);
5. Водные ресурсы Крыма[Электронный ресурс].Режим доступа https://docplayer.ru/33666108-Vodnye-resursy-kryma.html. - (Дата обращения 07.04.2019);
6. Крым. Реалии [Электронный ресурс]. Режим доступа - https://ru.krymr.com/a/news-vlasti-kryma-uveryayet-chto-presnoi-vodi-hvatit-na-ves-god/29802887.html. - (Дата обращения 10.04.2019);
7. В. А. Василенко «Крым: водный кризис и экологические проблемы». Н.: Институт экономики и организации промышленного производства СО РАН. ЭКО - 2016. - №9.