Построение кривых связей
Построение кривой связи ZВБ=f(Sвдхр)
Зависимость площади водохранилища от уровня воды определяли с помощью программы Google Earth Pro. Для этого обводили инструментом «Многоугольник» зоны затопления предполагаемого водохранилища при разных отметках уровня воды. При напоре 26 м находили площадь зеркала водохранилища каждые 3 м., и самую последнюю – 2м. После чего строили кривую связи в программе Excel.
Таблица 5 – таблица зависимости Sвдхр от ▼ВБ
▼ВБ, м |
Sвдхр, км2 |
392 |
9,00 |
389 |
6,85 |
386 |
4,61 |
383 |
3,87 |
380 |
2,90 |
377 |
2,43 |
374 |
1,61 |
371 |
1,11 |
368 |
0,38 |
366 |
0 |
Рисунок 13 – кривая связи площади водохранилища от отметки верхнего бьефа
При отметке
НПУ – 392 м площадь водохранилища будет
составлять 9
(Рисунок
13).
Построение кривой связи ZВБ=f (Vвдхр)
Вычисление объёма будем производить послойно, между смежными сечениями, а затем суммировать соответствующие значения для каждой отметки.
Вычисление объёма будем производить по формуле (3)
(3)
где
высота сечения рельефа горизонталями;
– площади затопления, ограниченные
смежными горизонталями;
Можем вычислить объём водохранилища, зная объём для каждого сегмента. (таблица 6, 7)
Таблица 6 – объем сегментов водохранилища
Слои |
Отметки сечений Hi, м |
h0=Hi+1-Hi, м |
F1, км2 |
F2, км2 |
dV, км3 |
1 |
392 |
3 |
9,00 |
6,85 |
0,0237 |
389 |
|||||
2 |
389 |
3 |
6,85 |
4,61 |
0,0171 |
386 |
|||||
3 |
386 |
3 |
4,61 |
3,87 |
0,0127 |
383 |
|||||
4 |
383 |
3 |
3,87 |
2,90 |
0,0101 |
380 |
|||||
5 |
380 |
3 |
2,90 |
2,43 |
0,0080 |
377 |
|||||
6 |
377 |
3 |
2,43 |
1,61 |
0,0060 |
374 |
|||||
7 |
374 |
3 |
1,61 |
1,11 |
0,0040 |
371 |
|||||
8 |
371 |
3 |
1,11 |
0,38 |
0,0020 |
368 |
|||||
9 |
368 |
2 |
0,38 |
0 |
0,0003 |
366 |
Таблица 7 – объем водохранилища
▼ВБ, м |
S, км2 |
Vсегм, км3 |
Vвдхр. , км3 |
392 |
9,00 |
0,0237 |
0,0839 |
389 |
6,85 |
0,0171 |
0,0602 |
386 |
4,61 |
0,0127 |
0,0431 |
383 |
3,87 |
0,0101 |
0,0304 |
380 |
2,90 |
0,0080 |
0,0203 |
377 |
2,43 |
0,0060 |
0,0123 |
374 |
1,61 |
0,0040 |
0,0063 |
371 |
1,11 |
0,0020 |
0,0023 |
368 |
0,38 |
0,0003 |
0,0003 |
366 |
0 |
0 |
0 |
Таблица 8 – зависимость объема водохранилища от отметки верхнего бьефа
▼ВБ, м |
Vвдхр., км3 |
392 |
0,0839 |
389 |
0,0602 |
386 |
0,0431 |
383 |
0,0304 |
380 |
0,0203 |
377 |
0,0123 |
374 |
0,0063 |
371 |
0,0023 |
368 |
0,0003 |
366 |
0 |
Рисунок 14 – кривая связи Vвдхр., от ▼ВБ
При отметке верхнего бьефа - 386 м. объем водохранилища составляет – 0,0431 км3 (Рисунок 14).
Вычислим коэффициент зарегулированности стока по формуле (4)
(4)
.
где
– полезный объем водохранилища;
W – годовой сток;
(5)
Где
– средний многолетний расход реки;
t – количество секунд в году
Построение кривой связи ZНБ=f(Q)
Сначала построили профиль реки со стороны нижнего бьефа. Далее с помощью программы AutoCAD отмасштабировали полученный профиль нижнего бьефа на отметке выше условленного «дна» на 15 м. С помощью функции «Полилиния» находили площадь.
В программе Google Earth Pro делаем скриншот профиля створа (Рисунок 15).
Рисунок 15- профиль сечения нижнего бьефа
Далее масштабируем скриншот профиля створа в программе AutoCAD и находим площади живого сечения (Рисунок 16).
Рисунок
16 – площади живого сечения
В Excel составим таблицу с этими значениями (таблица 10):
▼НБ, м |
ω, м2 |
𝜗, м/с |
Q, м3/с |
381 |
1722,753 |
2 |
3445,505 |
380 |
1591,34 |
1,71 |
2721,191 |
378 |
1208,715 |
1,43 |
1728,462 |
375 |
860,6999 |
1,14 |
981,1979 |
372 |
562,2546 |
0,86 |
483,625 |
370 |
312,0057 |
0,57 |
177,8432 |
368 |
95,5382 |
0,28 |
26,7507 |
366 |
0 |
0 |
0 |
Таблица 10 – Таблица для расчёта расхода в нижний бьеф через живое сечение
Расход определили по формуле (6)
;
(6)
где Q – расход (м3/с);
𝜔 – площадь живого сечения реки (м2);
𝜗 – скорость реки в данном створе (м/с).
Максимальная скорость течения реки Кизир составляет – 2 м/с.
Полученные данные используем для построения кривой связи отметки нижнего бьефа от расхода в нижний бьеф (рисунок 17).
Рисунок 17 – кривая связи отметки нижнего бьефа от расхода в нижний бьеф