Обоснование проектирования Водохозяйственного комплекса р. Исеть – пос. Каменка

 

 

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

МОРСКОГО И РЕЧНОГО ФЛОТА

 ИМ. АДМИРАЛА  С.О. МАКАРОВА»

 

 

 

 

Курсовой ПРОЕКТ

 

«Проектирование водохозяйственных систем»

 

 

 

 

Проверила:

Ладенко С.Ю.

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2013

 

«Обоснование проектирования Водохозяйственного комплекса

р. Исеть – пос. Каменка

Вариант 31

Исходные данные:

Река Исеть, пос. Каменка расположена в Курганской области. Русло реки и пойма сложены ступенчатыми грунтами. Река замерзает в конце ноября – начале декабря, максимальная толщина льда 0,92 м, вскрытие ото льда проходит в апреле, средние даты начала половодья  - 16 апреля, окончание – 31 мая. Межень наступает в августе – сентябре, в октябре наступает период осенних паводков, зимняя межень  - декабрь, март. Гидрологические характеристики реки и топографические характеристики территории, планируемой под затопление с целью устройства водохранилища, приведены ниже.

Планируется водоснабжение предприятия химической промышленности, орошение, состав культур: зерновые, овощи, кормовые, травы, защита территории нижнего бьефа от наводнений, максимальный уровень воды в нижнем бьефе для предотвращения затопления территорий 5 м. Требуется обеспечить пропуск санитарного расхода, минимальный уровень в реке во время межени 1 м.

 

Гидрологические характеристики реки Исеть – пос. Каменка

 

Дина реки L км	Площадь водосбора F км2	Расход Qр  м3/с			Уклон реки lp 0/00
		50 %	75 %	95 %
215	10210	15,7	9,1	7,2	0,45

 

Характеристики максимального стока реки Исеть – пос. Каменка

 

Средняя продолжительность половодья, дни			Ежегодные вероятности повышения расчетных максимальных расходов воды, м3/с
tпол	tподъема	tспада	5%	3%	1%	0,5%
45	15	30	250	360	390	470

 

Характеристики максимального стока реки Исеть – пос. Каменка

 

Минимальные среднесуточные расходы м3/с
Qмин.зимн.	Qмин.летн.
0,87	0,76

 

Топографические характеристики территории зоны затопления

 

Отметка h, м усл.	0	4	8	12	16
Площадь затопления (площадь зеркала водохранилища, м2*106)	0	14	23	40	120

 

 

ВВЕДЕНИЕ 

Проектирование водохозяйственного комплекса ведется на р. Исеть в пос. Каменка в Курганской области.  Планируется строительство грунтовой плотины для регулирования стока реки с целью обеспечения водой промышленности и орошения, а также защиты территорий в нижнем бьефе от наводнений. Необходимо предусмотреть санитарные попуски в нижний бьеф.

 

1. АНАЛИЗ ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ

 

1.1. Климатические условия

Климат района проектирования водохозяйственного комплекса умеренно-континентальный, характеризующийся среднемноголетним годовым количеством осадков Ос = 381 мм, суммарным испарения с поверхности суши Ес = 464 мм, испарения с водной поверхности Ев = 580 мм, среднегодовой температурой воздуха t = +2,3°С. В табл.1.1. представлено  внутригодовое распределение осадков, температуры воздуха и испарения.

                                                                                                               Таблица 1.1

Средние многолетние, месячные значения осадков (Ос,мм),  испарения с суши (Ес,мм)

                      и водной поверхности (Ев,мм), температуры воздуха (t,°С).

Фактор	Месяцы												Год
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Ос,мм	19	13	12	19	32	51	59	57	40	30	25	24	381
Ес,мм	2,32	4,64	13,92	41,76	83,52	92,8	83,52	60,32	41,76	23,2	13,92	2,32	464
Ев,мм	-	-	-	34,8	81,2	116	121,8	110,2	69,6	34,8	11,6	-	580
t,°С	-16,3	-14,8	-7,4	4,8	12,3	18,2	19,6	16,5	10,6	3,1	-7,2	-12,9	2,3

Продолжительность теплого периода Ттепл.=215сут., холодного Тхол.=150сут.

 

1.2    Гидрологические условия

Основным водным объектом является река Исеть. Площадь водосбора составляет Fб = 10210 км2, длина реки  Lр = 215 км, уклон реки 0,45 0/00. 

Русло и пойма реки Исеть в районе участка проектирования сложены  супесчаными грунтами. Река расположена в зоне лесостепи, питание реки – смешенное, с преобладанием снегового. Река замерзает в конце ноября - начале декабря, максимальная толщина льда 0,92 м, вскрытие ото льда наблюдается в апреле, средняя дата начала половодья - 16 апреля, окончания - 31 мая. Межень наступает в августе-сентябре, в октябре наступает период осенних паводков, зимняя межень – декабрь – март.

Основные гидрологические характеристики, необходимые для водохозяйственной оценки р. Исеть в створе пос. Каменка приведены в табл.1.2-1.5.Внутригодовое распределение речного стока р. Исеть, пос. Каменка для года гарантированной водоотдачи 75% обеспеченности приводится в соответствии с типовым внутригодовым распределением стока, характерным для зоны лесостепи.

Таблица. 1.2

Гидрологические  характеристики реки Исеть – пос. Каменка

Длина реки L км	Площадь водосбора F, км2	Расход Qр, м3/с			Объем, Wпр, м3×106			Уклон реки Iр, 0/00
		50%	75%	95%	50%	75%	95%
215	10210	15,7	9,1	7,2	495	287	227	0,45

 

 

Таблица. 1.3

Характеристики максимального стока р. Исеть – пос. Каменка

Средняя продолжительность половодья, дни			Ежегодные вероятности превышения расчетных максимальных расходов  воды, м3/с
tпол	tподъема	tспада	5%	3%	1%	0,5%
45	15	30	250	360	390	470

 

 

Таблица. 1.4

Характеристики минимального стока р. Исеть – пос.Каменка

Минимальные среднесуточные расходы 95% обеспеченности, м3/с
Qмин.зимн.	Qмин.летн.
0,87	0,76

 

Таблица. 1.5

Внутригодовое распределение речного стока для года 75% обеспеченности,

р. Исеть – пос. Каменка

Ед.	Месяц												Год
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
%	2,2	1,4	1,7	5,3	56,7	17,9	3,8	2,5	1,8	1,5	2,4	2,8	100
Объем, Wпр, м3×106	6,3	4	4,9	15	162,7	51,4	11	7,2	5,2	4,3	7	8	287

 

2. ПРОЕКТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ

Р. Исеть – пос. Каменка

 

В состав участников проектируемого ВХК р. Исеть – пос. Каменка входят: промышленность, сельское хозяйство (орошение), охрана природы.  Учитывая требования участников ВХК с целью регулирования стока р. Исеть для покрытия дефицитов водопотребления в период межени планируется устройство водохранилища в створе пос. Каменка. Для этого нужно определить необходимый объем водохранилища Vв=Sдеф. Также планируется использовать водохранилище для удержания стока половодья  с целью предотвращения затопления территорий в нижнем бьефе. Для этого предусматривается увеличение объема водохранилища

DVпав=0,25Wполов ;

Где Wполов – объем половодья расчетной обеспеченности.

На перспективу  экономического развития района в проекте водохозяйственного использования необходимо учесть дополнительный объем водохранилища DVперсп=0,1Vв.

Таким образом, полезный объем водохранилища должен быть не меньше

Vполез.>Vв+0,1Vв+0,25Wполов.

2.1.    Объемы водопотребления и водопользования

2.1.1  Промышленность

На рассматриваемом участке предполагается развитие химической промышленности.   Объем водопотребления в промышленности Wп  определяется по зависимости:

Wп = В×gп/hп=  11000000×52/(0,98×106)= 560 млн.м3.

Объем годовой выработки продукции В составляет 11000 тыс.т (в соответствии с исходными данными).  Норма водопотребления составляет 52 м3/т. К.п.д. системы водоснабжения в промышленности  равно 0,98.

Водопотребление свежей воды из источника водоснабжения определяется с учетом коэффициента оборотного водоснабжения Коб, для химической промышленности Коб = 0,90: 

Wп.св= Wп×(1-Коб) =560 × (1- 0,90) = 61,56 млн.м3.

Среднегодовой расход будет составлять

Qпром.ср=61,56×106/(365×24×60×60) = 1,77м3/с.

Потребление воды за каждый месяц рассчитывается в табл.2.1.

Таблица 2.1

Расчет потребления воды в промышленности

	Месяц												Год
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Qпром.ср, м3/с	1,77	1,77	1,77	1,77	1,77	1,77	1,77	1,77	1,77	1,77	1,77	1,77	1,77
Период, t, млн .c	2,67	2,42	2,67	2,59	2,67	2,59	2,67	2,67	2,59	2,67	2,59	2,67	31,5
Wпром млн.м3	4,72	4,28	4,72	4,58	4,72	4,58	4,72	4,72	4,58	4,72	4,58	4,72	55,64