Рациональный режим наполнения и сработки ирригационных водохранилищ



Предложен метод составления график наполнения и сработки водохранилища в различные по водности годы с минимальными холостыми сбросами в многоводные годы и наименьшими потерями в маловодные годы.

Одним из главных вопросов эксплуатации водохранилищ, определящим его судьбу и сохранность сооружений, возможность эффективного использования речного стока, является вопрос установления оптимального режима наполнения и сработки ирригационных водохранилищ.

Режим работа водохранилища устанавливается при помощи диспетчерских графиков. Диспетчерский график должен содержать противоперебойную, восходящую ветвь, которая служит линией ограничения наполнения водохранилища в многоводных условиях, линией ограниченных подач при маловодных условиях, а также линией наполнения и сработки водохранилища.

Эти линии строятся в начале года после получения прогноза объёма стока за год по реке и с учётом объёма наполнения водохранилища в начале года. Для этого необходимо иметь график внутригодового распределения стока по реке, график гарантированных подач воды потребителям и данные о составляющих водного баланса.

Сначала изучается сток реки по натурным гидрологическим данным за последние 20–30 лет и определяется маловодные, средневодные и многоводные годы. Затем определяется декадный составляющий водного баланса (1). Анализируя собранные материалы составляется рациональный режим наполнения и сработки ирригационных водохранилищ-диспетчерский график.

Диспетчерский график составляется на основе линий ограничения наполнения и линий ограничения подачи воды из водохранилища.

Линия ограничения наполнения водохранилища: Для определения ординат линии ограничения наполнения водохранилища нужно иметь данные наблюдений декадных приходных и расходных составляющих водного баланса (2). На основании этих материалов ординаты линии ограничения наполнения водохранилища определяется по формуле:

=-+-(1)

где: W_j — объём водохранилища в конце декады по линии ограничения наполнения, млн.м³;

j = 1, 2, 3,…, 36 (декады);

W_НПУ — объём водохранилища при НПУ, млн. м³;

= максималные значения объема воды в течение года, млн. м³;

k– декада в котором сумма достигает максималное значение;

прогнозируемый годовой объем стока в расчётном году, млн.м³;

- среднемноголетний объем стока, млн.м³;

-сумма среднедекадных составляюших приходных объемов воды, млн.м³;

сумма среднедекадных расходных составляющих, млн.м³.

Таким образом, была разработана линия ограничения наполнения водохранилища на примере Андиданского водохранилища расположенного предгорной зоне. Рекомендованной линией ограничения наполнения Андижанского водохранилища можно использовать для различного года.

Таблица 1

Результаты расчёта ординат линии ограничения наполнения вАндижанского водохранилищ.

Показатели	Январь			Февраль			Март			Апрель			Май			Июнь
	I	II	III	I	II	III	I	II	III	I	II	III	I	II	III	I	II	III
Приход Wк млн.м³	108,5	102,2	116,6	49,42	43,8	16,69	44,7	43,11	56,7	91,3	308,6	317,6	308	344,8	402,8	438,0	422,9	399,4
Расход Wч млн. м³	3,5	3,5	3,8	3,5	3,5	16,7	7,1	11,3	37,0	41,7	50,7	250,7	290,9	350,9	410,7	442,4	400,7	378,9
Wк-Wч	105	98,71	112,8	45,96	40,35	0	37,58	31,8	19,7	49,6	257,9	66,9	17,1	-6	-7,9	-4,4	22,2	20,5
∑(А*Wк-Wч)	105	203,7	316,5	362,5	402,8	402,8	440,4	472,2	491,9	541,5	799,4	866,3	883,4	877	869	865	887	908
W=Wтўл-Sмах+ ∑(А*Wк-Wч)	1097	1196	1309	1354	1395	1395	1432	1464	1484	1534	1791	1858	1875	1869	1861	1857	1879	1900
Приход Wк млн.м³	330,4	228,1	189,2	102,2	75,9	80,3	68,1	51,8	45	43,2	43,2	55,3	53,3	81,5	86,3	90,6	82,8	63,8
Расход Wч млн. м³	337,1	334,9	353,2	301,8	241,1	207,2	105,1	57,5	44,8	43,2	43,2	47,5	55,3	30,7	10,9	4,3	4,3	19,8
Wк-Wч	-6,7	-106,8	-164	-200	-165	-126,9	-37,1	-5,7	0,3	0,0	0,0	7,8	-2,0	50,7	75,4	86,3	78,5	44,1
∑(А*Wк-Wч)	901	794	630	431	266	139	102	96	96	96,2	96,2	104,0	102,0	152,7	228,2	314,5	392,9	437,0
W=Wтўл-Sмах+ ∑(А*Wк-Wч)	1893	1786	1622	1423	1258	1131	1094	1088	1088	1088	1088	1096	1094	1145	1220	1306	1385	1429

Таблица 2

Отметки горизонта воды, соответствующие ординатам линии ограничения наполнения водохранилища.

Месяцы	=-+-	Отметка воды, м
Январь	1309	894
Февраль	1395	896
Март	1484	898
Апрель	1858	904
Май	1861	905
Июнь	1900	906
Июль	1622	901
Август	1131	889
Сентябрь	1088	887
Октябрь	1096	888
Ноябрь	1220	892
Декабрь	1429	897

Линии ограничения подачи воды: В маловодные годы в вегетационном периоде для рационального использованиеводы в водохранилище необходимо составить график линия ограничения подачи воды. Ординаты линии ограничения подачи воды из водохранилища определяется по формуле:

(2)

где; объём водохранилища в конце декады по линии ограничения подачи воды, млн.м³; j = 1, 2, 3,…, 36 (декады);

-меъёртвый объём водохранилища, млн.м³;

минималные значение объема воды в течение года, млн. м³;

k — декада в котором сумма достигает минималное значение.

Таблица 3

Отметки горизонта воды, соответствующие ординатам линии ограничения водоподачи.

Месяцы		Отметка воды, м
Январь	542	871
Февраль	615	874
Март	550	871
Апрель	725	878
Май	821	881
Июнь	772	879
Июль	480	868
Август	236	854
Сентябрь	282	857
Октябрь	159	847
Ноябрь	150	846
Декабрь	279	856

Рис. 1. Диспетчерский график ээфективного накопления и опорожнения Андижанского водохранилища.

Линия ограничения наполнения водохранилища служит для регулирования сработки водохранилища таким образом, чтобы в период паводка избежать аварийной ситуации при переполнении водохранилища.

Линия ограниченных подач воды служит для регулирования сработки в маловодных условиях таким образом, чтобы не оставить потребителей совсем без воды, а распределить ограниченные подачи в течение года с наименьшими экономическими потерями, если сток в водохранилище недостаточен для обеспечения гарантированных подач.

Учитывая, что наполнение водохранилища в начале года может отличаться годам, как и сток в водохранилище по реке, а также могут изменяться объёмы воды, подаваемой потребителям, диспетчерский график надо составлять в начале года на расчётный год (3).

Максимальный расход паводка надо учитывать при определении положении ограничения наполнения вблизи НПУ в период пика паводка, так как в это время неизбежным будет переполнение водохранилиша, если катастрофический сброс по каким-либо причинам не сможет сбрасьтать воду расходом стока. Поэтому наполнение водохранилища следует сдвигать до времени, когда после пика паводка расход начинает уменьшаться.

Для удобства практического использования диспетчерского графика ординат его линий надо выразить в отметках уровня воды в водохранилище, для чего надо воспользоваться кривой зависимости объёма водохранилища от отметки уровня в нём.

Наполнение и сработка водохранилища осуществляются согласно диспетчерского графика. При этом уровень воды в водохранилще всегда должна находится между линиями ограничения наполнения и подачи воды, отраженных на диспетчерском графике.

Построенний в начале года диспетчерский график, отражающий в себе все внутригодовые изменения стока и начальный объем водохранилища к началу года создает условия для рационального использования воды и гарантированного обеспечения всех потребителей нужным количеством воды.

Литература:

1. Гидротехнические сооружения. Справочник проектировщика. М.: Стройиздат, 1983. 543с.
2. Крицкий С. Н., Менкель М. Ф. Гидрологические основу управления речным стоком. М.: Наука, 1981. 256с.
3. Белесков Б. И., Садыков А. Х., Гаппаров Ф. А. Наполнение и Сработка водохранилищ в маловодных условиях // Мелиорация и водное хозяйство: Сб.научных трудов / САНИИРИ.- Ташкент,1997.-С. 130–133.