Учебное пособие по экологии. методичка Экология водного бассейна. Методические указания к курсовому проекту экология водного бассейна для студентов специальности 320700 "Охрана окружающей среды и рационального использования природных ресурсов"
 Скачать 1.42 Mb.
|
|
По приведенным выше формулам определяется величина увеличения объема годового стока (+) или его снижения (-) в мм, для лет обеспеченностью 75 и 95%. После чего оценивается существенность влияния агротехнических мероприятий: w = W*F/(10*Wp), % (1.7) где Wp – годовой объем речного стока соответствующей обеспеченности, млн.м3; F - площадь бассейна реки, км2. В случае если величина w превышает 5%, ее учитывают при проведении расчетов, путем добавления к объему стока реки (с учетом знака + или -): Wp + W. Результаты заносятся в таблицу 1.8. В случае если величина W 5% она считается не существенной и не учитывается в расчетах Таблица 1.8 - Внутригодовое изменение объемов речного стока с учетом влияния антропогенной деятельности на водосборной площади, млн. м3
1.2.4 Оценка условий затопления земель при прохождении высоких половодийВ курсовой работе принимается, что в нижнем течении реки во время весеннего половодья происходит затопление земель. В пределы зоны затопления попадает сельский поселок, находящийся в створе 3-3 (см. схему 1.1). Оценка опасности затопления в этом случае проводится для обеспеченности половодья Рп=0.5% /СНиП 2.01.15-90/. Для условий учебной работы, принимается, что в заданном створе у реки широкая пойма. Уклон поверхности поймы берется равным уклону реки: Iп = Iр. Для данного створа строится зависимость глубины воды в реке от расходов, учитывая, что во время половодья вода проходит: по руслу реки, глубиной hрусл, и пойме максимальным слоем hп. Средние значения глубины и ширины русла реки (в курсовой работе) принимаются в зависимости от класса реки: малые реки hрусл = 1-2 м и b = 10-60м; средние реки hрусл =3 - 5м и b = 60-200м; крупные реки hрусл = 5 - 8 м и b 200м. Зависимость расходов воды в реке от глубины строится по формуле Шези, которая записывается для двух участков: речного русла (прямоугольного сечения) и пойменного участка (трапециидальной формы): Q = Qр + Qп. расчетная схема представлена на рис. 1.4. Речное русло: Qр = wр*Rр0.2*  /nwр= bр*hр Rр= wр/(2*hр+bр) n=0.025 Пойменный участок:: Qп = wп*Rп0.2*  /n wп = (bр +hп/Iп)*hп Rп = wп/(bр+2*(hп2 + hп2 / Iп2) ) (1.8)Ширина затапливаемого пойменного участка для одного берега реки составит: bп = bр + 2*hп/Iп Задаваясь средней глубиной воды в реке h = hр + hп , при известной средней ширине речного русла, рассчитываются значения расходов воды, для участка речного русла , где h hр и участка поймы, где h hр. По результатам расчетов строится график зависимости Q = f(h).  Рисунок 1.4 - Расчетная схема русла реки и пойменного участка в пределах зоны затопления Используя полученные значения строится зависимость ширины затапливаемого участка поймы (для одного берега) b'п от глубины воды на пойме hп (рис.1.5). Данный график позволит определить требуемую высоту дамбы обвалования, зная на каком расстоянии расположены сельские постройки от реки Lсп (в курсовой работе Lсп принимается равным 300м). Расчетный расход воды в реке во время весеннего половодья определяется по формуле.  *Kp%, м3/с (1.9)где hcp - среднемноголетний слой стока половодья, мм; F2 - площадь водосбора подвешенная к створу 3-3, км2 (площадь можно оценить по пропорции F2=F*(Lp-L2-2)/Lp); Ko - коэффициент дружности половодья (табл. 1.9); N - коэффициент учитывающий изменение модуля весеннего стока от площади водосбора (табл. 1.9).  Рисунок 1.5 - Вид зависимости ширины затапливаемого участка поймы b'п от глубины воды на пойме hп Таблица 1.9 - Значения параметров N и Ko
а = Iр/Iт - параметр, учитывающий тип рельефа. Iт = 25/  1 - коэффициент, учитывающий влияние озер на сток половодья: 1 = 1/(1+С*fоз) С = 0.2 (если hcp100мм) и С=0.4 (если hcp20 мм); 2 - коэффициент, учитывающий влияние лесов и болот на сток половодья: 2 = 1 - 0.8 * lg (0.05 * fл + 0.1 * fб + 1) - коэффициент, учитывающий несоответствие статистических параметров слоя стока и максимального расхода (табл.1.10). Табл. 1.10 - Значения параметра
Kp% - коэффициент перехода к году заданной обеспеченности. Значение данного коэффициента определяется по таблице табл.1.11 в зависимости от коэффициента вариации слоя стока половодья Сvполов. и коэффициента асимметрии для стока половодья Csполов. В курсовой работе Csполов=2* Сvполов. Коэффициент вариации стока половодья определяется по картам изолиний /1/. Расчетная обеспеченность принимается равной Р=0.5%. Таблица 1.11- Значения коэффициентов Кр% (Сs =2*Сv).
Максимальный уровень воды в реке, приводящий к затоплению земель, определяется по кривой связи расходов воды и глубины воды в реке (рисунок 1.6).  Рисунок 1.6 - Зависимость глубины воды в реке от расходов в створе 3-3 Условия прохождения половодья оцениваются на основе построения гидрографа половодья (рисунок 1.7). Для этого используются следующие данные: максимальный расход воды расчетной обеспеченностью (Qмах), продолжительность подъема половодья (принимается равной tпод tп/3) и спада половодья tс = tп - tпод. Продолжительность половодья рассчитывается по формуле: tп = 38.7 * hp%/(1000*qp%) (1.10) где hp% - слой стока половодья расчетной обеспеченности, мм; qp% - модуль стока половодья расчетной обеспеченности, м3/с*км2.  hp% = hср * Кр% , мм qp% = , м3/с*км2  Рисунок 1.7 - Вид гидрографа половодья для створа 3-3 По гидрографу половодья определяется продолжительность затопления территории tзат., по значению допустимого расхода воды Qдоп. 1.3 Гидрогеологические условия Рассмотрение гидрогеологических условий позволяет определить коэффициенты гидравлической связи () подземных водоносных горизонтов с рекой, которые учитываются при проведении водно-балансовых расчетов. Для этого строится гидрогеологический разрез по створу 2-2 (см. рисунок 1.8), который назначается в месте, где в дальнейшем возможно расположение водохранилища. Коэффициент гидравлической связи изменяется в пределах от 0 до 1, что зависит как от места расположения водозаборных скважин, так и от гидрогеологической обстановки. В случае совершенного вскрытия руслом реки водоносного горизонта подземных вод = 0. Это означает, что водозабор из подземных вод в объеме Wподз. приводит к снижению речного стока на ту же величину Wподз. В случае отсутствия связи = 1, например, если водоносный горизонт подземных вод перекрыт слоем водоупора или водозаборные скважины расположены на значительном удалении от реки. При наличии гидравлической связи, в случае: безнапорного, однородного водоносного горизонта, располагающегося на горизонтальном водоупоре, коэффициент гидравлической связи можно рассчитать по формуле: = 1-erfc(z), z = x/(2*  ) ,  = kф * hв / (1.11)erfc(z) – специальная функция значения которой даны в таблице 1.12, представляющая собой экспоненциальный ряд; z - вспомогательная переменная; х – расстояние от водозабора до реки (в курсовой работе принимается 500-800м); a - коэффициент уровнепроводимости, м2/сут ; kф - коэффициент фильтрации, м/сут ( принимается в зависимости от механического состава грунтов водоносного горизонта. В курсовом проекте водоносный горизонт располагается в песках с Кф= 0.5…5м/сут); hв- мощность водоносного горизонта (определяется по гидрогеологическому разрезу), м; μ-коэффициент водоотдачи. Для песков μ=0.1…0.3; Т - время эксплуатации водозабора (в курсовом проекте равным 30-50лет.). | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||