Характеристика природно-климатических условий бассейна реки Жижма

 

2.4. Перспектива водопотребление и водоотведение и

требования  к качеству воды.

 

 При расчете располагаемых  водных ресурсов и водопотребления  в перспективе необходимо учитывать их изменение под влиянием хозяйственной деятельности человека. С одной стороны, вырубка лесов, осушение болот, интенсификация сельскохозяйственного производства, отбор подземных вод и ряд других факторов приводят к изменению гидрологического режима и уменьшению объема стока поверхностных вод. С другой стороны, в ряде случаев повышается водопотребление. Поэтому в перспективных водобалансовых расчетах необходимо учесть уменьшение располагаемых водных ресурсов и увеличение водопотребления.

Природные воды всегда содержат примеси  органического и минерального происхождения. Грунтовые воды содержат преимущественно растворенные вещества, а поверхностные воды богаты взвесями.

Состав природных вод непостоянен  во времени. Минеральные и органические взвеси под влиянием силы тяжести  постепенно осаждаются, а растворенные органические вещества используются живыми организмами в качестве питательного вещества и окисляются в результате биохимических процессов, протекающих в природных водах.

Содержание в питьевой воде количества растворенных кальциевых и магниевых  солей не только отрицательно влияет на вкус, но и обуславливает ее жесткость. [2]

Строго регламентирована и реакция  среды, которая в питьевой воде должна быть близкой к нейтральной рН=6,5…8,5. Оптимальная температура питьевой воды в водопроводных трубах согласно ГОСТу лежит в пределах 7…11 С.

При наличии в воде органических веществ и малых температурных  пределах в аппаратуре создается  благоприятные условия для развития микроорганизмов, что может привести к загрязнению и зарастанию прудов.

                      

                 2.5 Перспективный водохозяйственный баланс.

 

Перспективный ВХБ составляют на перспективу  развития народного хозяйства для  правильного учета и оценки влияния водного фактора на размещение и развитие производительных сил, определения и развития видов, характера и объема опережающих мероприятий, необходимых для водообеспечения народного хозяйства в будущем и обоснование долгосрочных планов научно-исследовательских работ.

При расчете располагаемых водных ресурсов и водопотребления в  перспективе необходимо учитывать их изменения под влиянием хозяйственной деятельности человека.

В перспективных водобалансовых расчетах необходимо учесть уменьшение располагаемых водных ресурсов и увеличение водопотребления. В предварительных расчетах принимают изменение перспективного водохозяйственного баланса на 8…10% в сторону уменьшения.

Результаты расчетов перспективного водохозяйственного баланса сводятся в таблицу 2.5. 

 

 

Таблица 2.5 Перспективный водохозяйственный баланс поверхностных вод бассейна р.Жижма в расчетном створе №5 на исходный 2009 год.

 

Годовой объем, тыс. м3.	Р, %	Распределение по месяцам
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Wг.изб.=  43898,55	75	1011,82	705,82	543,82	35049,82	11182,82	1300,38	- 442,91	- 325,48	139,82	1542,82	2451,82	1920,82
Wг.изб.= 41077,36	95	498,82	273,82	3846,82	26022,82	8059,82	508,38	- 901,91	- 667,48	- 220,19	894,82	1578,82	1182,82

 

                           3. Проектируемые водохозяйственные мероприятия.

3.1.Расчет основных  водно-энергетических параметров  водотока и вида годичного регулирования стока.

Основными водно-энергетическими  параметрами являются:

-полный объем водохранилища  (W_вх), может быть принят при соответствующих топографических и геологических условиях как годовой объем избыточного стока из перспективного водобалансового расчета (W_г.изб);

-глубина в верхнем бьефе (H₁) и отметка НПУ, определяются по W_вх и графику связи объемов и уровней верхнего бьефа (топографическая характеристика верхнего бьефа); H₁ (h_ср) при неполном годичном регулировании;

-мертвый объем (W_м.о) устанавливается как разность полного и полезного;

Вид годичного регулирования определяется исходя из условий получения максимальной выработки электроэнергии ГЭС. Максимальной выработке соответствует оптимальная величина сработки водохранилища, которая находится в пределах:

hср.опт. =(0,15…0,25)H = 0,25· 12,4 = 3,1 м.;

     где H- максимальная глубина верхнего бьефа, м.;

       Фактическая величина  сработки hср.ф. определяется по полезной емкости водохранилища. Для

определения полезной емкости водохранилища вычерчивается интегральная кривая притока воды. Подсчет интегральной кривой избыточного стока ведется в таблице 3.1.

Таблица 3.1                    Подбор координат интегральной кривой избыточного стока 

Месяцы	Избыточный объём стока Wi, тыс.м3	Расход за период Qм, м3/с	Сумма объёмов с нарастающим итогом, ΣWi, тыс.м3
3	102538,97	3,89	0
			102538,97
4	54311,57	2,06
			156850,54
5	23329,30	0,88
			180179,84
6	1018,40	0,03
			181198,24
7	-5582,24	0,21
			175616,00
8	-3719,18	0,14
			171896,82
9	-1856,12	0,07
			170040,70
10	457,64	0,01
			170498,34
11	3940,73	0,14
			174439,07
12	24035,48	0,91
			198474,55
1	11710,70	0,44
			210185,25
2	4208,66	0,16
			214393,91

Характеристика верхнего бьефа  и интегральная кривая избыточного стока изображены на рис. 3.1 и 3.2.

      Примечание: Расчет  ведется по водохозяйственному  году, т.е. начиная с месяца  с максимальным объемом избыточного стока.

           Расход  воды за периодом определяется по формуле:

                                                                         Qм=Wi / tм  , м³/с.                                                         (3.2)

Q_m = 102538,97· 10³/2,63 · 10⁶=38,98м³/с

   где:   Wi – избыточный объем стока, тыс.м³;

              tм – количество секунд в месяце (tм =2,63· 10⁶ с.)

           По  величине полезного объема и  топографической характеристике  ВБ определяется hср.ф. и величина мертвого объема Wмо.

            Сравниваем hср.ф и hср.опт :

hср.опт=3,1 м. < hср.ф=3,6 м.

         Принимаем  неполное годичное регулирование стока. В этом случае за полезный принимаем объём водохранилища, соответствующий оптимальной величине сработки  hср.опт=3,1 м:

 W_пол = 151393,50 тыс. м³ , W_м..о. = 63000тыс. м³ .

 

3.2. Определение зарегулированного  расхода и расчетного напора ГЭС при полном годичном регулировании стока.

Величина зарегулированного расхода  при полном годичном регулировании стока равна среднегодовому расходу избыточного стока:

                                   Qзар= W_г.изб /T=(214393,50· 10³)/(31,536 · 10⁶) =6,79м³/с.                    (3.3)

где W_г.изб - суммарный избыточный годовой сток, м³;

Т- число секунд в году (Т =31, 536 × 10⁶ с).

Для определения возможных напоров  ГЭС строится график колебаний уровней воды в верхнем и нижнем бьефах (график напоров). Положение уровней воды в верхнем бьефе (W_в.б.) определяется по топографической характеристике в соответствии с объемами воды в водохранилище на конец каждого расчетного периода, объем воды в водохранилище за каждый расчетный период (W_в.i) - как сумма мертвого Объема (W_м.о.) и избыточного за соответствующий расчетный период (W_изб.i).

При полном годичном  регулировании  стока уровень воды в нижнем бьефе (ΔH_н.б) будет постоянным в течение всего года. Он определяется по расходу нижнего бьефа:

                                    Qнб = Qзар + Qсп = 6,79+ 1,13= 7,92м³/с.                                                 (3.4)

где Q_с.п. – санитарные попуски или расход на разбавление возвратных вод (большая величина).

Qсп = W_cn / t , м³/с

                                    

                                         Qсп =(2970,00·10³)/(2,63·10⁶)=1,13 м³/с.                                           (3.5)

Разность уровней бьефов дает напор  за соответствующий расчетный период.

       Характеристика  нижнего бьефа представлена на рис.3.3                                

Все расчеты выполняются в табличной  форме (табл. 3.2) и изображаются графически (рис.3.2 и 3.3).

Таблица 3.2                                           Определение возможных напоров ГЭС.

Расчет. период	Объем воды в водохранилище , Wвх=Wмо+Wi  , тыс.м3		Уровень ВБ , м.	Расход НБ , м3/с.	Уровень НБ, м.	Напор, Hi , м.
1	2		3	4	5	6
I	254262,47		12,4	12,4	4,0	8,4
II	206035,07		12,1			8,1
III	175052,80		11,8			7,8
IV	152741,90		11,6			7,6
V	146141,26		10,9			6,9
VI	148004,32		11,0			7,0
VII	149867,38		11,1			7,1
VIII	152181,14		11,5			7,5
IX	155664,23		11,7			7,7
X	175758,98		11,8			7,8
XI	163434,20		11,9			7,9
XII	155932,16	11,7				7,7
						91,50