Использование водной энергии
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
ы
1.Гидрологические расчеты
1.1 Выбор расчетных гидрографов маловодного и средневодного года при заданной обеспеченности стока
В соответствии с методикой выбора расчетных гидрографов целесообразно разделить год на два основных периода: многоводный (половодье) и маловодный (межень). В первом приближении можно считать, что к периоду половодья относятся месяцы, в которые расходы больше или равны среднегодовому расходу. Тогда остальные месяцы составят маловодный период. Для всех лет заданного ряда принимаем одинаковые месяцы, относящиеся к периоду межени и половодья (к периоду половодья относятся IV и V месяцы; к периоду межени относятся VI, VII, VIII,XI, X, XI, XII, I, II, III месяцы). Начало года считаем с первого месяца после половодья.
Определив границы сезонов, необходимо для всех лет ряда вычислить средние расходы за год, лимитирующий сезон и период половодья. Ранжируем каждую последовательность в порядке убывания. По полученным результатам строятся эмпирические кривые обеспеченности по формуле:
,
где m - порядковый номер члена ряда расходов (среднегодовых, среднеполоводных и средних за зимний сезон), ранжированного в убывающем порядке; n = 31 - общее число членов ряда.
Расчетные значения обеспеченности для выбора маловодного и средневодного года принимаются равными 90 и 50% соответственно.
Эмпирические кривые обеспеченности для средних расходов за год, половодье и межень представлены на рис. 4.
Таблица 4 - Данные для построения кривых обеспеченности
mP, %ГодыQСР.Г, м3/сГодыQСР. П, м3/сГодыQСР. М, м3/с13,11989 -199013421990 -199111801994 -1995376426,31990 -199113191989 -199011051970 -1971364239,41991 -199212841991 -19929111979 -19803487412,51978 -197911931998 -19998881995 -19963460515,61994 -199511821980 -19818381986 -19873349618,81981 -198211791987 - 19888281999 -20003322721,91998 -199911771983 -19848051981 -19823251825,01982 -198311731978 -19797891978 -19793215928,11988 -198910901982 -19837751982 -198331631031,31980 -198110891981 -19827641991 -199231491134,41986 -198710761988 -19897161985 -198631321237,51977 -197810511984 - 19857011977 -197831191340,61987 - 198810351994 -19956661976 -197730471443,81983 -198410341977 -19786381988 -198929601546,91985 -198610181986 -19876221992 -199329201650,01976 -19779931985 -19865952000 -200127861753,11984 - 19859691976 -19775821993 -199426401856,32000 -20019101993 -19945521998 -199926201959,41993 -19949001997 -19985451989 -199025222062,51979 -19808792000 -20015351974 - 197524742165,61970 -19718661974 - 19755191997 -199823742268,81995 -19968631996 -19974111980 -198123412371,91997 -19988501971 -19723881984 - 198523092475,01974 - 19758451992 -19933581983 -198421822578,11999 -20008121979 -19803581971 -197221472681,31992 -19937851995 -19963441987 - 198820712784,41971 -19726811970 -19713111990 -199120132887,51996 -19975561999 -20003101975 - 197618422990,61973 -19744971973 -19742671973 -197416483093,81975 - 19764811972 - 19732261972 - 197316293196,91972 - 19734601975 - 19762091996 -19971279
Рисунок 4 - Эмпирические кривые обеспеченности
Расчетные значения обеспеченности для выбора маловодного и средневодного года принимаем равными 50% и 90% соответственно.
При заданной расчетной обеспеченности по кривой среднегодовых расходов определим соответствующий расчетный год и гидрограф.
Проверим выполнение критерия одинаковой обеспеченности выбранного расчетного года по трем кривым, т.е. на трех кривых должен фигурировать один и тот же год.
В противном случае необходимо выполнить приведение расчетного года к заданной обеспеченности.
1.1.1 Выбор расчетного средневодного года (р = 50%)
При заданной расчетной обеспеченности 50% на кривых обеспеченности присутствует конкретный год - 1976-1977 гг.
На кривых расходов для обеспеченности Р = 50% оказываются разные годы (на кривой средне меженных расходов 50% обеспеченности соответствует 1956-1957г.г.).
В таком случае необходимо выполнить приведение расчётного года к заданной обеспеченности.
Коэффициенты приведения по межени и половодью:
1.1.2 Выбор расчетного маловодного года (Р = 90%)
Для заданной расчетной обеспеченности на кривых обеспеченности присутствует конкретный год 1973-74. Выбрав расчетные гидрографы, уточним годовой сток, умножив среднемесячные расходы на вычисленные коэффициенты приведения.
Таблица 5 - Расчетный маловодный год
месяцыпаводокмеженьIVVVIVIIVIIIIXXXIXIIIIIIIIQi90%, м3/с2422874281188119151260371277214373440
Рисунок 5 - Гидрограф маловодного года
Таблица 6 - Расчетный средневодный год без приведения и с приведением по межени и половодью
месяцыпаводокмеженьIVVVIVIIVIIIIXXXIXIIIIIIIIQi50%, м3/с3058303619151011715336249233363231327441Qiпр50%, м3/с2783276219531031729343254237370236334450
Скорректируем гидрограф средневодного года в те месяцы, где расход меньше по величине расхода за соответствующие месяцы маловодного года, т.е. в II, X и XI месяцы.
Таблица 7 - Расчетные гидрографы средневодного года с приведением и с корректировкой
месяцыпаводокмеженьIVVVIVIIVIIIIXXXIXIIIIIIIIбез корректировкиQiпр50%, м3/с2783276219531031729343254237370236334450Суммы55455937с корректировкойQiкор50%, м3/с2783276219531031694324260371277214373440Суммы55455937
Рисунок 8 - Гидрограф средневодного года
1.2 Определение максимального расчетного расхода
Согласно СНиП 33-01-2003, проектируемая бетонная водосливная плотина имеет I класс гидротехнического сооружения (высота более 100 м). Сооружение данного класса должно быть рассчитано на пропуск половодья с расходом, ежегодная вероятность превышения которого составляет 0,1 % (СНиП 33-01-2003, основной расчётный случай). Размеры водосливных отверстий и их число определяется по данным поверочного расчетного случая, (пропуск половодья с расходом, ежегодная вероятность превышения которого составляет 0,01 %).
Чтобы вычислить максимальный расчетный расход, необходимо знать средний паводковый расход , коэффициент вариации и коэффициент асимметрии. Чтобы найти эти величины, выбираем максимальный расход в каждом году (табл.17) из табл. 1 и берем их среднее значение: Qcpп = 3630 м