Гидрологический расчет пруда

Необходимо определить следующие величины: водосборная площадь пруда для выбранного створа плотины, годовой приток воды V_р, мертвый V_МО и полный V_П объемы, нормальный подпорный уровень НПУ, потеря воды на фильтрацию V_Ф, величина испарения V_исп и полезный объем водохранилища V_плз.

Определение притока воды в пруд при 80% обеспеченности весеннего стока. Расчеты заполнения пруда для районов неустойчивого увлажнения ведутся только на весенние талые воды, летние осадки во внимание не берутся, так как не всегда прибывают в достаточном количестве.

Расчетный приток 80% вероятности характеризуется тем, что 80 раз в столетие фактический приток воды будет больше расчетного, а 20 раз меньше него.

Приток воды в пруд рассчитывается по следующей формуле:

V_80%=V_раб.=10×h_80%×W_в, м³

где, 10 - коэффициент перевода слоя стока из мм в м³/га;

h_80% - слой стока воды 80% обеспеченности, мм;

W_в - водосборная площадь.

V_раб.=10×112×162160=181619200 м³

Гидрологические расчеты пруда предоставлены в Таблице 1.

Графическая характеристика пруда изображена на Рис. 2.

V_осадк.=W_в×10×h_атм, где h_атм - атмосферное давление в период май-июнь.

V_осад.=162160×10×286=463777600 м³

V_подз.=10×h×W_в, где h - слой притока подземных вод

V_{подзем.}=10×40×11000=4400000 м³

V_{общ.раб.}=V_раб.+V_{подзем.}+V_осадк.

V_{раб.общ.}=186019200+463777600=649796800 м³

Мертвый объем, МО - это придонная часть объема воды в пруду, который не расходуется на орошение и прочие сельскохозяйственные мероприятия. Это делается в силу того, чтобы водоем продолжал существовать даже при критическом истощении без вреда для функционирования флоры и фауны водоема с учетом образования льда. Как правило, по санитарным требованиям минимальный уровень МО принимают за 2-3 м, так как не происходит интенсивного зарастания пруда.

Задаваясь величиной глубины мертвого объема, определяют отметку воды мертвого объема Н_мо и площадь водного зеркала по графику.

V_мо=33840×2.6=87984 м³

Мертвый объем пруда заполняют один раз в первый же год его работы. Затем при весеннем снеготаянии в пруд поступает свернаходящийся в нем весенний сток h_80%, соответствующий рабочему объему пруда V_раб.

Если заполнить весь рабочий объем и мертвый объем, то в пруду устанавливается нормальный проектный или нормальный подпорный уровень НПУ воды, соответствующий полному объему пруда.

Характеристику пруда при его наполнении до полного объема следует определять в следующей последовательности:

. Определяем объем пруда при полном заполнении:

V_п=V_мо+V_раб.

V_п=181619200+87984=181707184 м³

2. На построенной графической характеристике пруда найти пользуясь кривой V=f(H) отметку горизонта воды НПУ, соответствующий полному объему пруда. На шкале объемов находим V_п, доходим до кривой и находим точку, перпендикулярную кривой объемов V=f(H) и из точки пересечения проводим горизонтальную линию до шкалы отметок. Тем самым находим отметку полного объема НПУ. По графической характеристике пользуясь кривой S=f(H) определяем для найденного значения НПУ площадь зеркала пруда S_нпу.

Глубина воды у плотины равна h_нпу=H_нпу-H_дна(77.4)

h_нпу=100 - 77.4=22.6 м

При хранении воды в пруду происходят непрерывные потери ее на:

а) испарение в поверхности;

б) инфильтрацию в дно и откосы пруда.

Потери следует определять в целом для года. Необходимо вычислить среднюю за год площадь водного зеркала, которая является расчетной при выявлении потерь.

S_ср=(S_мо+S_нпу)/2

S_ср= =71140 м²

Потери на испарение зависят от географического положения балки и местных условий. Зная величину слоя испарения e_80%, испаряемость и площадь водного зеркала S_ср определяем объем годового испарения пруда по формуле:

V_исп=10×е_80%×S_ср, м³

V_исп.=10×320×71140=227648000 м³

Потери воды на фильтрацию через ложе пруда определяем по формуле:

V_ф=10×h_ф×S_ср, м³, где h_ф - слой воды на фильтрацию, мм

V_ф=10×300×71140=213420000 м³

Величина объема расходных показателей составляет:

V_расх.=V_исп+V_ф, м³

V_расх.=213420000+227648000=441068000 м³

Полезный объем пруда V_плз - объем воды, который можно ежегодно изымать из пруда, равный рабочему его объему V_раб за вычетом всех потерь, м³ и определяется по формуле:

V_плз=V_{общ.раб.}-V_пот.

V_плз=649796800-463777600=186019200 м³

Определяем коэффициент полезного действия для оценки испарения воды при хранении в пруду:

КПД=V_плз/V_раб

КПД=186019200/649796800=0.286

Лесомелиоративные полосы