Расчет обеспеченностей основных водохозяйственных показателей

При расчетах сезонного регулирования стока мы задались заранее определенным значением обеспеченности притока, взяв в качестве расчетного маловодный год обеспеченностью Р=80%. При расчетах многолетнего регулирования стока мы получим значение полезного объема, анализируя все группы маловодных лет в пределах «замкнутого» периода наблюдений (несколько десятилетий). Если в эксплуатации встретится более длительная группа маловодных лет, чем принято в расчет, то возникнут перебои в водоснабжении потребителей. Глубина и само появление этих перебоев в одних случаях непозволительны (потребитель – АЭС и т.д.), в других случаях допустимы (ГЭС, орошение и т. д.). Поэтому необходимо количественно оценить обеспеченность (вероятность бесперебойности) отдачи определенной величины, обеспеченность различных наполнений водохранилища, распределение в многолетии холостых сбросов в нижний бьеф. Такую оценку можно сделать на основании результатов расчетов по имеющемуся хронологическому ряду или по статическим характеристикам (раздел 5.6).

В табл. 17 выполнены расчеты первым способом. При этом в графе 1 записаны ежегодные значения притока К из табл.13. На начало первого года регулирования полезный объем b_ПО=1,06 предполагается заполненным. Желательно ежегодно отдавать потребителю =0,60. Ведем расчет ежегодных водных балансов, рассуждая так. В первый год приток К=0,28, а отдать надо =0,60. Это можно сделать только за счет части запасенной заранее воды (b). При этом запас воды в водохранилище b уменьшается на разность потребления и притока, то есть на 0,32. Все эти объемы выражены в долях годового стока Q_год=129 млн.м³. Во втором году приток К₂=0,09, а в водохранилище имеется 0,74 запасенной воды. Значит, и во втором году можно выдать потребителю _расч=0,60, но запас воды в водохранилище уменьшится до 0,23=0,74-(0,60-0,09).

В третьем году приток К=0,83 больше потребления на 0,23. Эту «лишнюю», «избыточную» воду запасаем в водохранилище, стремясь наполнить до НПУ, то есть до b_ПО=1,06 (не более!)…В восьмом году, когда приток К=1,89, потребитель получит =0,60, водохранилище наполнится до НПУ, а лишняя вода сливается в нижний бьеф (r=0.80). Только один раз за все годы водохранилище было сработано до УМО (b=0). Если бы в начале этого года запас воды b был бы не 0,20, а например, 0,10, то в этом маловодном году потребитель получил бы не 0,60, а лишь =0,50, то есть возникли бы некоторые (или значительные)затруднения с водоснабжением.

По данным табл. 17 строим график (рис.19)эмпирические ступенчатые графики обеспеченностей, откладывая по оси абсцисс продолжительность расчетной группы лет (26лет).

Таблица 17

График работы водохранилища многолетнего регулирования стока на р. Ашлык (к расчету обеспеченностей основных водохозяйственных показателей), =0,60, b_ПО=137/129=1,06

Приток К	Запас b	Отдача	Сброс r		Приток К	Запас b	Отдача	Сброс r
	1,06				1,06
0,28		0,60		0,17		0,60
	0,74				0,63
0,09		0,60		0,17		0,60
	0,23				0,20
0,83		0,60		0,40		0,60
	0,46
0,81		0,60		4,24		0,60	2,58
	0,67				1,06
0,34		0,60		2,33		0,60	1,73
	0,41				1,06
0,52		0,60		1,41		0,60	0,81
	0,33				1,06
0,84		0,60		1,72		0,60	1,12
	0,57				1,06
1,89		0,60	0,80	1,61		0,60	1,01
	1,06				1,06
0,78		0,60	0,18	0,25		0,60
	1,06				0,71
0,93		0,60	0,33	0,17		0,60
	1,06				0,28
0,59		0,60		0,39		0,60
	1,05				0,07
0,45		0,60		0,75		0,60
	0,90				0,22
0,91		0,60	0,15	3,14		0,60	1,70
	1,06				1,06

Рис. 19. Графики обеспеченностей отдачи α, наполнения b и сбросов из водохранилища r

Одновременно, разделив отрезок оси, соответствующий n=26, на 100 частей, получим обеспеченность каждого показателя в процентах от всей длительности расчетного интервала или группы лет.

Сначала строим ступенчатый график обеспеченности отдачи . В течение всех 26 лет =0,60. График выразится прямоугольником ОАВС с высотой ОА=0,60. Обеспеченность ежегодных отдач в размере 0,60 от объема годового стока в средний год будет:

,

где - сумма годовых фактических отдач за все n лет.

Если бы в одном из годов было =0,50, то =25*0,60+1,0*0,50=15,5 и Р=15,5*10,0/26*0,60=99%, то есть обеспеченность отдач была бы 100%-ной.

Выше линии АВ строим график обеспеченности наполнений b, записав в черновике значения b из графы 2 табл. 17 в порядке убывания. В течение 10 лет из 26 на начало года b=1,06. Прочертив линию DE для 10 лет на 1,06 выше линии АВ, то есть ордината этой прямой равна 1,06+0,60=1,66. Далее наносим на график значения b во все остальные годы (в порядке убывания). Обеспеченность отдач выразится равенством:

Графически это выразится той долей площади, которую занимает фигура ADEB в прямоугольнике ADFB. Этот график может служить для учета потерь из водохранилища, так как показывает, сколько времени (или какой процент времени) в многолетии водохранилище заполнено на ту или иную величину. Кроме того, график обеспеченности наполнений можно использовать для определения среднего напора и его колебаний (при наличии ГЭС при плотине) и для других целей. Аналогично построен и график сбросов r. График обеспеченностей сбросов может использоваться при проектировании нижерасположенных систем водохранилищ, водозаборов и т.д. Если обеспеченность отдач получится недостаточно высокой (например, 60%) и не устраивающей потребителя, то есть вероятность перебоев в снабжении водой будет значительной (например, 40%),то значение _расч придется понизить и вновь выполнить расчет обеспеченностей.