Расчеты норм потерь воды из водохранилища

В странах жаркого климата потери воды из водохранилищ на испарение достигают половины полезного объема. Нельзя не учитывать потери на фильтрацию, так как напор воды, равный разности отметок бьефов, создает постоянно действующую силу, под влиянием которой происходит фильтрация через плотину, под плотиной и в берегах, в обход плотины. Фильтрационный поток изменяется при изменениях уровня воды верхнего бьефа. Путем фильтрации из водохранилища теряется до 20 - 30 % от среднего объема воды за год. Если не учесть предстоящие потери воды на испарение и фильтрацию, не запасти специальные объемы воды на потери, то потребители недополучат части воды, предназначенной для потребителей (производственных целей).

В условиях холодных и продолжительных зим часть воды, запасенной для потребления, к весне оказывается в твердом виде и временно «выходит из игры». Правда, если потребителем является оросительная система, использующая воду лишь летом, то это не имеет значения.

Потери на испарение. Суммарное испарение Z с суши – берегов будущего водохранилища, которые будут покрыты слоем воды, всегда меньше испарения с водной поверхности Z_в. Разница этих величин и определяет слой дополнительного испарения, который следует учитывать, если площадь акватории составляет 10-20% и более от площади водосбора до проектного створа..

Чтобы определить объем потерь на испарение за интервал времени, нужно знать слой испарившейся воды h в миллиметрах и среднюю за этот интервал площадь зеркала в квадратных километрах F. Испарение воды (Z_в - это слой испарения в мм) происходит особенно интенсивно в летние месяцы, а зимой в Сибири потери на испарение практически отсутствуют.

Потери воды на испарение с поверхности любого водохранилища в жаркие летние месяцы компенсируются, в некоторой степени, атмосферным осадками на зеркало воды, т.е. каждый месяц водохранилище получает из атмосферы слой воды в виде атмосферных осадков X (мм).

Наиболее невыгодным, то есть расчетным случаем является жаркое лето, когда месячные суммы осадков X_p окажутся меньшими средних многолетних (норм) X, а месячные суммы испарения Z_{в 100 - P} окажутся большими, чем Z_в в средний год.

Нормы атмосферных осадков и испарения с водной поверхности можно получить из «Справочника по климату СССР», ч.IV «Климатического атласа» и из «Указаний по расчету испарения с поверхности водоемов». Атмосферные осадки должны быть исправлены на все виды недоучета прибором.

Расчетный слой потерь на испарение (мм) в расчетный маловодный год обеспеченностью по стоку Р = 80% вычисляется по формуле

H_исп = Z_{в 20%} - X_80%,

где Z_в20% - испарение с водной поверхности в жаркий маловодный год,
X_80%= k₂₀× Z_в,

X_80% - атмосферные осадки с поправками в маловодный засушливый год, X_80%= k₈₀× X

Z_в и X - месячные нормы испарения с воды и осадков (по вышеназванным Справочнику и Указаниям).

k_P - модульные коэффициенты теоретических кривых вероятностей превышения.

Чтобы определить модульные коэффициенты k₂₀ и k₈₀, нужно иметь значения коэффициентов вариации и асимметрии многолетних рядов Z _в и X.

На рис.4 приводится фрагмент карты нормы испарения с водной поверхности (в мм) для Западно-Сибирской равнины. Зная положение центра тяжести водосбора, по карте путем интерполяции можно определить Z_в, а затем выполнить расчет внутригодового распределения этой величины согласно данным табл.6.

Таблица 6