Определение среднего многолетнего расхода воды.

Кафедра СТЛ

 

Курсовой проект на тему:

Мелиорация лесосплавного пути и

Гидротехнических сооружений.

 

Выполнила студентка гр. ЛД-43

 Романова О.Ю.

 

Проверил ассистент

Роженцов А.П.

 

 

Йошкар-Ола

2000

Задание на курсовой проект

"Мелиорация лесосплавного пути".

 

1 Характеристика лесосплавного пути.

1.1 Название реки и номер замыкающего створа Кама (5)

1.2 Характеристика водосборной площади:

-дерность 3%;

-заболоченность 10%;

-лесистость 70%.

1.3 Характеристика участка, требующего улучшение:

-протяженность участка от 1510 до 1590 от устья;

-средний уклон на участке i=0,0009;

-средний коэффициент шероховатости h=0,025.

1.4 Характеристика расчетного лимитирующего створа:

-положение створа 1570 км от устья;

-водосборная площадь в створе F_лс=2200 км²;

-уклон свободной поверхности I=0.0008;

-коэффициент шероховатости n=0.03

 

2. Условия и требования лесосплава.

2.1 Вид лесосплава по реке смешанный.

2.2 Молевой лесосплав:

-осадка микропучка 0.56;

-ширина микропучка -;

-длина микропучка -;

-дефицит лесопропускной способности в расчетном лимитирующем

 створе 480 тыс. м³

-директивный срок окончания молевого лесосплава 10.08.

 

3. Возможные створы строительства плотин

 

Номер створа	Положение створа, км от устья	Водосборная площадь F ,км2	Пред. отметка подпоры, Zпроц
1	1630	1600	18,1
2	3560	2100	19,6

 

4. Проектируемая плотина.

4.1 Участок под плотину показан на плане N-4.

4.2 Кривая расхода воды в створе плотины Q=f(z), принята по типу 1

4.3 Заданная пропускная способность лесопропускного устройства для молевого лесосплава N=830 м³

4.4 Грунт основания и берегов в створе плотины суглинок.

4.5 Сроки строительства плотины 1.08-31.03

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Важное место в единой транспортной системе страны занимает водный транспорт леса, который является весьма эффективным, а в некоторых районах единственным средством доставки лесных грузов потребителям.

Водный транспорт леса требует меньших капиталовложений, чем автомобильные и железнодорожные перевозки, так как при лесосплаве используется естественные водные пути – реки и озера. Однако лесосплав, как и другой вид транспорта, будет иметь высокие экономические показатели в том случае, если его путь находится в хорошем техническом состоянии. Лишь не многие реки в их естественном виде удовлетворяют всем требованиям лесосплава. Кроме того, уже в процессе эксплуатации реки, может потребоваться увеличение ее лесопропускной способности или габарита лесосплавного хода, произойти переформирования русла или изменение режима стока. В этих и других подобных случаях необходимо улучшения (мелиорация) лесосплавного пути.

Задачей мелиорацией лесосплавного пути является обеспечение различными техническими мероприятиями оптимальных условий лесосплава при определенном его виде и заданном объеме. Одним из наиболее эффективных методов улучшения реки является регулирование стока.

В заданном курсовом проекте рассматривается улучшение реки именно этим методом. Здесь решаются также вопросы как: получение гидрологической характеристики лесосплавного пути в объеме необходимом для проектирования мелиоративных мероприятий; просмотр возможных вариантов улучшения реки регулированием ее стока и выбор наилучшего из них; проектирование гидротехнического сооружения – плотина, обеспечивающей создание водохранилища.

 

 

I. ГИДРОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЛЕСОСПЛАВНОГО ПУТИ

 

Для расчета гидравлических и гидрологических характеристик лесосплавного пути применяется методика для неизученных рек и отсутствии данных многолетних наблюдений за режимом реки с применением строительных норм 371-97, 356-96.

 

Определение режима расхода воды в расчетном маловодном году.

1.1.1. Расчет многолетних средних расходов воды.

Средний многолетний расход воды в расчетном створе устанавливается по зависимости:

 

 

F – площадь водосброса, в рассматриваемом створе реки, км²

М₀ – средний многолетний модуль стока, л/с с 1 км² площади бассейна, определяемый при отсутствии многолетних наблюдений за стоком реки по карте изолиний среднего годового стока.

Определение среднего годового стока воды Q_­0­, как и все последующие расчеты элементов гидрологического режима, проводятся для всех расчетных створов, т.е. для лимитирующего створа и створов возможного строительства плотины. Результаты расчетов представляются в табличной форме. (Таблица №1)

 

Таблица №1

Определение среднего многолетнего расхода воды.

 

Наименование створов	F, км2	М­0­ л/с к 1 км2	Q­0­, м з/с
1. Лимитирующий 2. Плотины №1 3. Плотины №2	1600 1300 1500	8,11 8,11 8,11	12,976 10,543 12,165

 

 

1.2. Расчет средних годовых расходов воды маловодного года 90% обеспеченности.

1.2.1. Установим коэффициент вариации годового стока на карте (рис.1.)

1.2.2. Вычислим коэффициент асимметрии для годового стока

 

 

1.2.3. Установим модульный коэффициент

 

 

Ф – отклонение ординат биноминальной кривой обеспеченности до середины

.(По таблице Ростера-Рыбкина) Ф=-1,24

Все расчеты сведем в таблицу №2.

Таблица №2

 

Наименование товаров	F, км2	Q­0­, м3/с	С­V	C­S	При обеспеченности Р=90%
					Ф	ФС­V	К­90%	Q­90%­, М3/с
1. Лимитирующий 2. Створ плотины №1 3. Створ плотины №2	2200 1600 2100	12,97 10,54 12,17	0,22	0,44	-1,24	-0,272	0,727	9,434 7,665 8,844

 

1.2.4 Средний расход воды заданной обеспеченности вычислим по формуле:

 

 

1.3. Внутригодовое распределение стока для года 90 - % обеспеченности.

Для проектирования лесосплавных объектов необходимо знать среднемесячные и среднедекадные расходы воды для расчетного маловодного года 90 % - ой обеспеченности, которые определяются по формуле:

 

 

-среднемесячные или средне декадные расходы воды в рассматриваемом створе,

- модульные коэффициенты, характеризующие величину среднемесячных (средне декадных) расходов воды;

- среднегодовой расход воды заданной обеспеченности,

При выборе модульных коэффициентов нужно установить, к какому району относится река, для которой составляется проект. В данном проекте река Кама , и потому коэффициенты принимаем по среднему Уралу.

Результаты вычислений сводим в таблицу №3

 

Створы	Среднемесячные (средне декадные) расходы воды,
	I	II	III	IV			V
				1	2	3	1	2	3
Мод. коэф	0,15	0,15	0,15	0,20	0,30	0,25	5,	7,0	3,6
	1,42	1,42	1,42	1,89	2,83	2,36	47,1	66,1	33,9
	1,15	1,15	1,15	1,53	2,3	1,92	38,3	53,7	27,6
	13,3	13,3	13,3	1,77	2,65	2,21	44,2	61,9	31,8

Таблица 3

 

Створы	Среднемесячные (средне декадные) расходы воды,									Среднегодовой,
	VI			VII	VIII	IX	X	XI	XII
	1	2	3
Мод. коэф	2,2	1,5	1,1	0,6	0,5	0,8	1,0	0,6	0,25
	20,8	14,1	10,4	5,7	4,7	7,6	9,4	5,7	2,4	9,43
	16,9	11,5	8,4	4,6	3,8	6,1	7,7	4,6	1,9	7,66
	19,5	13,3	9,7	5,3	4,4	7,1	8,8	5,3	2,2	8,84

 

Продолжение таблицы 3

 

1.4. Построение интегральной кривой стока в расчетных створах.

 

При проектировании регулирования стока сплавных рек интегральные кривые строят, обычно за один расчетный год заданной обеспеченности, начиная с 1 января.

Все расчеты для построения интегральных кривых стока в расчетных створах сводим в таблицу №4

 

Таблица №4

Расчетные величины	Среднемесячные (средне декадные) расходы воды,
	I	II	III	IV			V			VI			VII	VIII	IX	X	XI	XII
				1	2	3	1	2	3	1	2	3
Ср. месячный или средне декадный расходы ,	,42	11,42	1,42	1,89	2,83	2,36	47,14	66,04	33,96	20,75	14,14	10,38	5,66	4,72	7,55	9,43	5,66	2,36
	1,15	1,15	1,15	1,53	2,3	1,92	38,33	53,66	27,59	16,86	11,5	8,43	4,6	3,83	6,13	7,67	4,6	1,92
Объем стока за расчетный промежуток времени , млн.м3	3,7	3,7	3,7	1,63	2,45	2,04	40,73	57,06	29,34	17,93	12,23	9	14,72	12,27	19,63	24,52	14,72	6,14
	3	3	3	1,32	2	1,66	33,12	46,36	23,84	14,57	9,94	7,28	11,96	9,96	15,94	19,94	11,96	5
Объем стока на конец расчетного промежутка времени (нарастающим итогом) V, млн.м3.	3,7	7,4	11,1	12,73	15,18	17,22	57,95	115,01	144,35	162,28	174,51	183,51	198,23	210,5	230,13	254,65	269,34	275,51
	3	6	9	10,32	12,32	13,96	47,1	93,46	117,3	131,87	141,81	149,09	161,05	171,01	186,95	206,89	218,85	223,85

 

Правильность вычислений можно проверить: объем интегрального стока на конец декабря должен быть равен объему годового стока, вычисленному по формуле:

 

 с допустимым расхождением 2-3%.

 

 

 

 

По данным последней строки таблицы №4 строим интегральные кривые стока для лимитирующего створа и створа плотины №1

 

 

 

Рис. 2. Интегральная кривая стока для лимитирующего створа и створа плотины №1.

 

 

По данным первой строки таблицы №4 построим гидрограф реки Кама в расчетном лимитирующем створе. (рис. 3)

 

Рис.3. Гидрограф в расчетном лимитирующем створе