Обоснование водохозяйственного комплекса заданного административно-хозяйственного района

ГРАФИКИ ГОТОВЫЕ.dwg

1 74 05 01-039-МД-21 КП04
Рисунок 3.1.1 Годовой график нагрузки энеогосистемы
Агропромышленное производство
74 05 01-039-МД-22 КП04
Рисунок 3.1.2 Суточный график нагрузки и интегральная кривая (март)
Рисунок 3.1.1 Годовой график нагрузки энергосистемы
Коммуналь-бытовое хозяйство
Сельскохозяйственное производство
Объёмы водопотребления млн.м
Расходы воды в НБ м с
зона минимальных nрасходов и глубин
Рисунок 2.4.3 Кривая связи уровней воды НБ=φ(QНБ)
Рисунок 3.2.1 Диспетчерский график работы водохранилища
Рисунок 3.1.2 Суточный график нагрузки и интегральная кривая (январь-декабрь)
Рисунок 3.1.3 Суточный график нагрузки и интегральная кривая (февраль-ноябрь)
Рисунок 3.1.4 Суточный график нагрузки и интегральная кривая (март-октябрь)
Рисунок 3.1.5 Суточный график нагрузки и интегральная кривая (апрель-сентябрь)
Рисунок 3.1.6 Суточный график нагрузки и интегральная кривая (май-август)
Рисунок 3.1.7 Суточный график нагрузки и интегральная кривая (июнь-июль)
74 05 01-039-МД-21 КП
Рисунок 3.1.2 Суточный график нагрузки и интегральная кривая (февраль-ноябрь)
Рисунок 3.1.2 Суточный график нагрузки и интегральная кривая (март-октябрь)
Рисунок 3.1.2 Суточный график нагрузки и интегральная кривая (апрель-сентябрь)
Рисунок 3.1.2 Суточный график нагрузки и интегральная кривая (май-август)
Рисунок 3.1.2 Суточный график нагрузки и интегральная кривая (июнь-июль)
Рисунок 3.1.2 Суточный график нагрузки и интегральная кривая (январь)
Рисунок 3.1.2 Суточный график нагрузки и интегральная кривая (декабрь)
Рисунок 3.1.2 Суточный график нагрузки и интегральная кривая (февраль)
Рисунок 3.1.2 Суточный график нагрузки и интегральная кривая (ноябрь)
Рисунок 3.1.2 Суточный график нагрузки и интегральная кривая (октябрь)
Рисунок 3.1.2 Суточный график нагрузки и интегральная кривая (апрель)
Рисунок 3.1.2 Суточный график нагрузки и интегральная кривая (сентябрь)
Рисунок 3.1.2 Суточный график нагрузки и интегральная кривая (май)
Рисунок 3.1.2 Суточный график нагрузки и интегральная кривая (август)
Рисунок 3.1.2 Суточный график нагрузки и интегральная кривая (июнь)
Рисунок 3.1.2 Суточный график нагрузки и интегральная кривая (июль)
Расстояние от берега водохранилища
Отметки поверх-ти земли
Отметки УГВ до подпора
Отметки УГВ после подпора
Рисунок 5.1.2 - Схема формирования УГВ при подпоре по поперечнику 2-2
Таблица 5.1.2 Определение положения кривой депрессии в процессе развития подпора (поперечник 2-2)
Рисунок 5.1.1- Схема формирования УГВ при подпоре по поперечнику 1-1
Таблица 5.1.1 Определение положения кривой депрессии в процессе развития подпора (поперечник 1-1)
Рисунок 3.4.1. Кривые продолжительности: QГЭС=φ(Р); Н=φ(Р); NГЭС=φ(Р).
Рисунок 2.4.2 Результирующий график водопотребленияnпо административно-хозяйственному району

гот++2 RAZDEL.doc

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГОДОВОГО ОБЪЁМА ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ УЧАСТНИКАМИ ВХК
1 АГРОПРОМЫШЛЕННОЕ ПРОИЗВОДСТВО
Одним из направлений интенсификации сельскохозяйственного
производстваявляется создание агропромышленных объединений и предприятий по
переработке сельскохозяйственной продукции. Они потребляют воду в
технических целях для мойки сырья производства пара и других нужд.[1]
Объём водопотребления предприятиями сельскохозяйственной
промышленности определяется взависимости от объёма и вида выпускаемой
продукции характера использования воды принятой технологии производства и
системы промышленного водоснабжения.
где qпр – удельная норма водопотребления на единицу выпускаемой продукции
м3т; Vпр – годовой объём выпускаемой продукции рассматриваемого
промышленного предприятия 65104т.
Принимая равномерное распределение годового объёма промышленного
водопотребления по месяцам получим:
2 КОММУНАЛЬНО-БЫТОВОЕ ХОЗЯЙСТВО
Нормы хозяйственного среднесуточного водопотребления определяются в
зависимости от степени благоустроенности городского населения. Для каждого
конкретного случая нормы водопотребления на одного жителя и коэффициенты
неравности определяются па приложению 3.
Численность населения задана в исходных данных.
Расход воды на хозяйственные нужды (Qкб) определяются из формулы:
где z – численность населения 17104чел.; qн – норма среднесуточного
водопотребления на одного жителя 125 лсут; kч kс – коэффициенты часовой
и суточной неравномерности соответственно 112 и 15.
На основании Qкбопределяется объем месячного Wкбм и годового Wкбг
водопотребления на коммунально-бытовые нужды:
где t – продолжительность месяца в секундах;
3 СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ПРОИЗВОДСТВО
Объём воды сельскохозяйственного водозабора Wсх характеризуется
объёмами необходимыми для водообеспечения животноводчества Wж и увлажнения
В животноводчестве вода применяется для поения животных и птицы
кормоприготовления санитарного ухода за скотом гидравлического удаления
навоза и других целей. Её годовой объём зависит от количества животных К и
удельного показателя водопотребления qж:
где t1 – число суток в году (365 суток).
Принимая равномерное распределение годового объёма по месяцам
определяем среднемесячный объём водопотребления:
Объём воды необходимый для увлажнения сельскохозяйственных земель в
заданном административно-хозяйственном районе определяется с
использованием исходных данных (Fувл) и результатов водобалансовых расчётов
(m) выполненных в курсовом проекте по курсу «Сельскохозяйственные
гидротехнические мелиорации» по теме «Гидромелиоративная система на землях
неустойчивого увлажнения с разработкой сетевых ГТС. Часть 1.
Гидромелиоративные мероприятия по осушению сельскохозяйственному освоению
сметно-финансовые расчёты и чертежи».
где m – норма подпочвенного увлажнения м3га; Fувл – площадь увлажняемых
Расчёт по определению суммарного годового объёма сельскохозяйственного
производства производится в таблице 2.3.1.
Таблица 2.3.1 Расчёт годового объёма сх водозабора
t qж К Wжм m Fувл Wувлм Wсхм
мес лсут млн.головмлн.м3 м3га га млн.м3 млн.м3
10 025 0951 0 14·1030 0951
10 025 0951 98 14·10301715 11225
10 025 0951 125 14·103021875116975
10 025 0951 250 14·10304375 13885
10 025 0951 460 14·1030805 1756
10 025 0951 220 14·1030385 1336
10 025 0951 100 14·1030175 1126
10 025 0951 25 14·103004375099475
Год 11406 1278 22365 136485
Для определения долевого участия гидроэнергетики в комплексном
использовании водных ресурсов заданного административно-хозяйственного
района составляется уравнение водного баланса на каждый расчетный период
[pic] м[pic] (2.4.1)
где [pic]Wсбр(t) - ежемесячная гарантированная водоотдача гидроузла и
объем сброса установленные на основании водохозяйственных расчетов.
Объем воды который может быть использован для получения технической
потенциальной мощности гидроэлектростанции определяется из выражения
считая что гидроэнергетика является заключительным элементом в уравнении
потенциальной мощности гидроэлектростанции будем рассчитывать в
табличной форме (таблица 2.4.1) для каждого месяца.
В колонку 2 записываем ежемесячную гарантированную водоотдачу Wвод в
колонку 3 записываем объем сброса Wсбр в колонку 4 – объем
промышленного водопотребления Wпр в колонку 6 – сх потребление Wсх.
Таблица 2.4.1 Определение годового объема воды для гидроэнергетики
t W вод W сбр W пр W кб W cх W гэс
мес млн м3 млн м3 млн м3 млн м3 млн м3 млн м3
Анализ полученных результатов в таблице 2.4.1 показывает что для
некоторых месяцев для гидроэнергетики нехватка. В то же время приходная
часть больше расходной части. Поэтому необходимо выполнять внутригодовое
распределение стока по таблице расчёт водохранилища сезонно-годичного
регулирования стока с учётом потерь по второму способу (таблица 2.4.2).
По графику характеристики водохранилища снимаем значения площади (рисунок
На основании полученных результатов производим перерасчет годового
объема воды для гидроэнергетики (таблица 2.4.3). Расчеты аналогичны
расчетам в таблице 2.4.1.
Таблица 2.4.3 Определение годового объема воды для гидроэнергетики с
учетом перераспределения
t мес W вод W сбр W пр W кб W cх W гэс
млн м3 млн м3 млн м3 млн м3 млн м3 млн м3
По результатам выполненных расчетов строим результирующий график
годового объема водопотребления участниками ВХК (рисунок 2.4.2).
Для определения минимального объема [pic] воды соответствующего
[pic] необходимо построить кривые связей уровней воды в нижнем бьефе
[pic]НБ=φ(QНБ). Координаты кривой связи уровней воды в НБ определяются в
табличной форме в зависимости от типа связи глубины воды [pic] и
Таблица 2.4.4. Подсчет координат кривой связи [pic]НБ=φ(QНБ)
Показатели 01·Qmax 02·Qmax 03·Qmax 04·Qmax 06·Qmax 08·Qmax
Qнб м3с 236 472 707 943 1415 1886 hНБ 04 06 085 1
15 [pic]НБ м 1204 1206 12085 121 1213 1215
Отметку воды в нижнем бьефе [pic]НБ определяем следующим образом. К
отметке дна в створе водохранилищного гидроузла прибавляется глубина воды
в нижнем бьефе [pic] принимаемая в зависимости от типа связи в
соответствии с исходными данными.
По кривой связи (рисунок 2.4.3) при известном значении [pic]=08м
находим [pic]=648 м3с а затем ему соответствующий объем воды:
[pic]=[pic]·26·106=648*26*106=1887 млн м3.
Необходимо чтобы полученное значение [pic] для любого месяца года
превышало или было равно [pic] таблица 2.4.3.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГОДОВОГО ОБЪЁМА ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ УЧАСТНИКАМИ ВХК
Кафедра Природообустройства

гот++vvedenie.doc

На данном этапе развития сельского хозяйства и промышленности создание
экономически эффективных водохозяйственных комплексов является
актуальным т.к. они имеют более низкую стоимость чем отдельно
возводимые сооружения и проводимые мероприятия. Актуальность заключается
в том что использовать и охранять водные ресурсы в комплексе более
удобно это связано с необходимостью разработки и реализации системы мер
технического экономического и правового характера в процессе
проектирования строительства и эксплуатации водохозяйственных объектов.
Также важной является задача по удовлетворению в воде различных
участников водохозяйственного комплекса за счет имеющихся в наличии
водных ресурсов района. При этом природоохранные мероприятия должны
исключить и в максимальной мере уменьшать возможные негативные
воздействия на окружающую среду. В таком случае создание
водохозяйственного комплекса будет наиболее выгодным и безопасным во всех
В работе решаются вопросы по определению годового объёма
водопотребления участниками водохозяйственного комплекса (ВХК) и
возможности их удовлетворения за счёт водных ресурсов данного района. На
основе результатов прогнозных расчётов по подтоплению оценивается
изменение уровня грунтовых вод в зоне влияния водохранилища. Технико-
экономическое обоснование ВХК осуществляется методом сравнительной
экономической эффективности.
-05 01.01-МД20 КП4 (Содержание) -
Кафедра Природообустройства

гот++1 RAZDEL.doc

1. ПРИРОДНО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АДМИНИСТРАТИВНО-ХОЗЯЙСТВЕННОГО
Климатические условия для объекта проектирования расположенного в
Ляховичском районе Брестской области характеризуются по материалам
полученным из справочника по климату Беларуси для станции Ганцевичи.
Климат района проектирования умеренно теплый и влажный. Воздушные массы
идущие с запада на восток приносят летом пасмурную и дождливую погоду тем
самым значительно смягчая температурные колебания зимой наблюдаются
значительные потепления с частыми оттепелями.
Атмосферные осадки представляют собой воду в жидком или твердом
состоянии которая выпадает из облаков на поверхность Земли. К ним
относятся: дождь снег град роса туман иней.
Среднегодовое количество атмосферных осадков для
рассматриваемого района составляет 774 мм. Наибольшее количество осадков
наблюдается в июле – 99 мм. наименьшее в январе – 54 мм.
Таблица 1.1. Природно-экономическая характеристика района
№ ппПоказатели Ед. измеренияЗначения
0 Коммунально-бытовое хозяйство
1 Численность населения чел. 17*104
2 Степень благоустроенности 2
3 Норма водопотребления лсут 180
0 Агропромышленное производство
1 Вид выпускаемой продукции 4
2 Объем выпускаемой продукции м3 65*104
3 Норма расхода воды на единицу м3 40
выпускаемой продукции
0 Сельскохозяйственное производство
2 Количество голов голов скота 25·104
3 Удельная норма водопотребления лсут 80
4 Площадь увлажняемых земель га 12·103
5 Норма увлажнения м3га 1
0 Мощность энергосистемы района кВт 3000
ПРИРОДНО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АДМИНИСТРАТИВНО-ХОЗЯЙСТВЕННОГО
Кафедра Природообустройства

ZAK LIT.doc

В курсовой работе определён годовой объём водопотребления участниками
ВХК (таблица 1.4.2): объём водопотребления предприятиями сх промышленности
(Wпр=39 млн.м3); объем воды сельскохозяйственного водозабора (Wсх=1375
млн.м3); годовой объём водопотребления на коммунально-бытовые нужды
(Wкб=1596 млн.м[p Wгэс=8145 млн.м3. По результатам выполненных
расчётов построен результирующий график годового объёма водопотребления
участниками ВХК (рисунок 2.4.2).
Также в работе проведены водно-энергетические расчёты. Был построен
годовой график нагрузки энергосистемы (рисунок 3.1.1). Построены графики
наполнения и сработки водохранилища (рисунок 3.2.1). В результате водно-
энергетических расчётов определили что годовой график нагрузки
энергосистемы покрывается за счёт гидроэнергетики поэтому нет
необходимости в введении ТЭС. В качестве гидросилового оборудования приняли
осевую горизонтальную (поворотно-лопастную и пропеллерную) гидротурбину
марки EL 7570 фирмы “Flygt” (Швеция).
Вместе с тем в курсовой работе спрогнозированы повышения УГВ после
наполнения водохранилища: уровни воды находятся ниже поверхности земли
поэтому мероприятия по защите территории от затопления не предусматриваем.
При прогнозе выноса биогенных веществ в водохранилище выяснили что
расчётная концентрация биогенных веществ превышает допустимые значения
предусмотрены специальные мероприятия.
В завершении курсовой работы было произведено технико-экономическое
обоснование проектируемого ВХК. Водохозяйственный комплекс является
эффективным т.к. затраты на создание ВХК меньше суммарных затрат по
замещающим вариантам (151200≤424162995). Экономическая эффективность от
ВХК равна 409042995 у.е.
Мелиорация и водное хозяйство. Т.Б.Водное хозяйство: Справочник.
Под ред. И.И.Бородавченко - М.; Агропромиздат. 1988. – 399с.
Методические указания к выполнению курсовой работы по курсу
«Комплексное использование охрана водных ресурсов и основы экологии».
Мороз М.Ф.; Химин П.Ф.; Глушко К.А.; БПИ 1992год.
Руководство по проектированию и изысканиям объектов мелиоративного
и водохозяйственного строительства в БССР (РПИ-82) Часть 4. Сх освоение
мелиорируемых земель. – Мн.: 1982. – 267с.
Рекомендации по расчёту поступления биогенных элементов в водоёмы
для прогноза их эвтрофирования и выбора в водоохранных мероприятий. – М.:
Росагропромиздат. 1989. – 48с.
Кафедра Природообустройства

titulnik).docx

Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования
“Брестский государственный технический университет”
Кафедра Природообустройства
по дисциплине “Комплексное использование и охрана водных ресурсов” на тему “Обоснование водохозяйственного комплекса заданного административно-хозяйственного района”
Руководитель Т.Е. Зубрицкая

гот++5 RAZDEL.doc

5 РАЗРАБОТКА ПРИРОДООХРАННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ
1 Прогноз изменения уровней грунтовых вод в зоне влияния водохранилища
Расчет подпора грунтовых вод сводиться к определению положения уровня
грунтовых вод (УГВ) в прибрежной зоне водохранилища в определенные моменты
времени в зависимости от положения горизонтов воды в водохранилище. На
основании расчета определяют возможные зоны подтопления в пределах которых
УГВ при подпоре может оказаться на небольшой глубине исключающей
возможность сельскохозяйственного использования этой территории.
Расчет выполняется по методике Н.Н.Веригина для случая
неустановившегося потока при неограниченном расстоянии до области питания.
Ординаты кривой подпора рассчитывают по формуле:
где Yx – искомая ордината кривой депрессии в сечении расположенном на
расстоянии х от уреза водохранилища через время t считая от момента его
h1Y1 – мощность патока на урезе водохранилища до и после подпора м;
Ф(λ) – специальная функция (интеграл вероятности Гаусса) значение
которой определяется в зависимости от величин безразмерного аргумента λ.
Величина аргумента λ определяется выражением:
где Кф – коэффициент фильтрации Кф =05мсут;
– водоотдача грунта; =005
hср – средняя мощность патока в зоне подпора
Расчеты подпора УГВ проводят по поперечникам ориентированным к берегу
водохранилища от сечения к сечению т.е. каждое предыдущее сечение является
исходным для каждого последующего.
Затем находим отметку ординаты кривой подпора:
Мощность водоносного слоя h1=36.6 м.
Мощность потока на урезе водохранилища до и после подпора Y1=38.1 м.
Все расчеты будем сводить в таблицы 5.1.1 и 5.1.2 для поперечников I-I
и II-II (рисунки 5.1.1 и 5.1.2). Расчеты будем производить на расстояниях
0; 300; 700; 1200м от берега водохранилища в интервалы времени 0; 50;
0; 200 суток и для стационарного подпора. Расчеты проводим по
вышеизложенной методике.
На основании выполненных расчетов по поперечникам строятся кривые
подпора (рисунки 5.1.1 и 5.1.2). Из рисунка 5.1.1 и 5.1.2 по поперечникам I-
I и II-II видно что на данной территории не происходит подтопление
следовательно проводить защиту территории от подтопления не надо.
2. Прогноз поступления биогенных веществ в водохранилище
Для оценки роли сельскохозяйственного производства в биогенном
загрязнении окружающей среды выясняются и характеризуются источники
поступления (удобрения животноводческие и хозяйственно-бытовые стоки
населенных пунктов) и пути миграции питательных веществ. Теоретической
основой расчета возможного выноса их с сельскохозяйственных угодий являются
известные агрохимические зависимости связывающие величину выноса с
характером почв культурами и их урожайностью [3].
В общем случае объем поступления биогенных элементов в водохранилище
(Wб.э.) складывается из выноса биогенных веществ (Wу) в зависимости от
урожайности сельскохозяйственных культур и выноса в результате потерь
удобрений (Wп) на всех стадиях технологического цикла (складирование
транспортировка к угодьям внесение в почву и др.).
Для оценки поступления биогенных веществ в водохранилище выясняются
количество и ассортимент используемых в хозяйстве удобрений по прилагаемой
схеме (таблицы 5.2.1-5.2.2).
В таблице 5.2.1 графы 1 и 2 заполняются согласно структуре посевных
площадей (Курсовой проект по курсу «Сельскохозяйственные гидротехнические
мелиорации» Часть I)[2].
Графы 3-7 – урожайность и дозы минеральных удобрений под планируемый
урожай из таблиц 40-43 [3].
Графы 8-11 – количество удобрений на всю площадь определяются путем
перемножения соответствующей нормы удобрений на площадь занимаемую сх
культурой. По аналогии будем рассчитывать количество удобрений на всю
площадь (таблица 5.2.1).
Таблица 5.2.1 Расчет потребного количества удобрений на торфяно-
болотной развитой на песке почве
Сх культураПло- Уро-жаНорма удобрений на1гаКоличество удобрений на всю
щадь й-ност площадь
В таблице 5.2.2 графы 234 заполняются в соответствии с приложением
Г1 [1]; графа 5 для органических удобрений переносится из таблицы 5.2.1
(графа 8). Для пересчета дозы минеральных удобрений в кг действующего
вещества (д.в.) на физические удобрения указанную дозу (графы 91011
таблицы 5.2.1) N P2O5 K2O делят на процент д.в. в соответствующих
удобрениях (графы 234 таблицы 5.2.2). Графы 678 определяются как
произведение стандартного содержания (графы 234 таблицы 5.2.2) на
количество (физическая масса) удобрений потребных хозяйству (графа 5
Таблица 5.2.2 Структура и состав используемых в хозяйстве удобрений
Вид Стандартное содержаниеКоличествоКоличество биогенных
удобрений д.в.% (физическавеществ внесенных на поля
Навоз крупного рогатого скота
Аммиачная селитра 345 –– ––
Вынос биогенных веществ в зависимости от урожайности сх культур
где R – удельное количество вымывание i-ого биогенного вещества из почвы
для исследуемой культуры кгга;
F – площадь занятая данной культурой га.
Величина R определяется в зависимости от вида и урожайности культуры
свойств почвы и коэффициента потерь биогенных веществ по формуле:
У – урожайность сх культуры цга.
Расчет производим в табличной форме таблица 5.2.3.
Таблица 5.2.3 Вынос биогенных веществ с урожаем
Сх Пло- УрожайКоэффициент Вынос биогенных Wу= [pic]·Кб·у·F
культура щадь -ность[pic] веществ Кб кгцкггод
Суммарный вынос i-ого биогенного вещества (Wп.i) с сх угодья в
результате потерь удобрений определяется по формуле:
где Р – коэффициент учитывающий удаленность сх участка от уреза воды
водохранилища. Для многоводного года при удаленности 1000-2000 м Р=08;
Wi – суммарное количества i-ого биогенного вещества внесенного удобрением
на участок кг принимаем по таблице 5.2.2 колонки 678. Все расчеты
будем производить в виде таблицы 5.2.4.
Таблица 5.2.4 Вынос биогенных веществ в результате потерь удобрений
Вид Р d% Wiкг Wпоткг
Аммиачная селитра 08 4 8400 –– –– 26880 –– –– Суперфосфат
двойной 08 4 –– 195825 –– –– 62664 –– Калийная соль 08 4
–– –– 257775 –– –– 82488 ВСЕГО 8400 195825 257775 26880
Информация о пространственном распределении сх угодий и биогенной
нагрузки вдоль водохранилища и в его водосборе позволит оценить современную
и прогнозную ситуацию в отношении превышения критических концентраций
биогенных элементов.
Концентрацию i-ого биогенного вещества в водохранилище можно
определить из соотношения:
где WБ.Э.I – суммарный объем выноса
Wвод – объем воды водохранилища на конец периода вегетации л
Wвод=1205·109 л (таблица 2.4.3 для октября месяца);
[ПДК] – нормативное содержание биогенных элементов мгл [1].
Расчет концентрации проводим для N Р2О5 К2О. Суммарный объем выноса
i-ого биогенного вещества составляет сумму выноса биогенного вещества с
урожаем и выноса биогенного вещества в результате потерь удобрений (таблица
Wб.э.i=Wпот.i+Wy.i (5.2.5)
Wб.э.N= 26880+13579=282379·106 мг;
Wб.э.[pic]=82488+7502=89990·106 мг.
Затем рассчитываем концентрацию биогенных веществ в водохранилище по
С(N) = 282379·1061205·109= 23≥ [ПДК]=05;
C(Р2О5) = 640609·1061205·109= 53≥ [ПДК]=01;
C(К2О) = 89990·1061205·109= 75≥ [ПДК]=05.
Концентрации биогенных веществ выше допустимых поэтому необходимо
намечать специальные природоохранные мероприятия.
Будем проводить мелиоративные мероприятия которые предусматривают
облесение береговых зон охрану и восстановление естественной
растительности денитрификацию. Эффективным средством является создание на
водосборах защитных лесных полос которые снижают в стоке концентрацию
нитратного азота до 15 – 40 % аммиачного азота – до 20 – 50 % взвешенных
частиц до 75 – 100 фосфора до 30 – 65 %.
Для предотвращения поступления биогенных элементов в водотоки
необходимо охранять и восстанавливать естественную растительность по
ложбинам стока поверхностных вод. Эти участки вместе с поймами рек являются
ландшафтно-биохимическими барьерами препятствующими сливу почвы с
биогенными веществами в первую очередь с фосфором.
Для удаления избыточного количества нитритов в водотоках будем
использовать денитрификацию происходящую под действием анаэробных
микроорганизмов с высвобождением кислорода. Предусматриваем резервуары с
осветленными стоками пруды-накопители возвратных вод.
3. Разработка водоохранных мероприятий
Водоохранная зона – прилегающая к акватории водохранилища и реки зона
на которой устанавливается специальный режим хозяйственного
использования. Минимальная ширина водоохраной зоны устанавливается не
менее 500 м от НПУ для водохранилища. В пределах водоохраной зоны по
берегам водохранилища и реки выделяется природоохранная прибрежная полоса
(ППП) на территории которой строго ограничивается хозяйственная
В водоохранной зоне запрещается:
применение ядохимикатов авиаподкормка минеральными удобрениями
сельскохозяйственных и лесных угодий;
устройство свалок мусора и промышленных отходов а также других
объектов отрицательно влияющих на качество воды;
строительство животноводческих ферм комплексов и складов для
проведение строительных дноуглубительных мелиоративных сх и
других работ без согласования с органами по охране природы.
Ширина природоохранных прибрежных полос вдоль водохранилища и реки
принимается по таблицам 18 и 19 [1]. Исходя их этого ширину водоохранных
зон (ВЗ) и прибрежных полос (ППП) вдоль водохранилища принимаем: для
межнаселённых территорий – ВЗ = 500 м ППП = 50 м
В створе населенного пункта расположенного на расстоянии до 500м от
уреза воды природоохранные прибрежные полосы (ППП) расширяются до 50-70м
(или до границы населенного пункта). У истоков рек ППП необходимо
расширять не менее чем в 3 раза и оставлять в естественном состоянии
обеспечивая сохранность родников ключей и других водоохранных объектов.
В основу создания ППП включаются мероприятия предотвращающие
поступление биогенных элементов в водохранилище (реку) то есть
направленные на максимально возможный перевод поверхностной составляющей
стока дождевых и талых вод в подземную. ППП включает: нижнюю и верхнюю
водоохранные лесные полосы (рисунок 5.3.1).
Нижние лесные насаждения проектируются в зоне подтопления и временного
затопления а верхние – на размытых береговых участках и откосах выше
На низких влажных участках берега древесно-кустарниковый пояс создают
посадкой ивы трехтычинковой или калины обыкновенной (в нашем случае
высаживаем иву трехтычинковую – 5 м). Для уменьшения засорения
водохранилища опавшими листьями высаживают хвойные породы (ель
обыкновенная – 10 м). Дальше за хвойной опушкой создается березовый пояс
для перевода поверхностного стока в почвогрунтовый (береза бородавчатая –
м; липа мелколистная – 15 м). Для исключения попадания скота в границы
ППП крайние полосы обсаживаются колючими кустарниками (лещина – 15 м).
– ива ломкая 2 – лещина 3 – шиповник 4 – ель обыкновенная 5 –
береза бородавчатая 6 – дуб черешчатый
Рисунок 5.3.1 Конструкция природоохранной прибрежной полосы
РАЗРАБОТКА ПРИРОДООХРАННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ
Кафедра Природообустройства

tablitsy 5 1 1 5 1 2.docx

Таблица 5.1.2 Определение положения кривой депрессии в процессе развития подпора (поперечник 2-2)
Таблица 5.1.1 Определение положения кривой депрессии в процессе развития подпора (поперечник 1-1)

гот++REF SOD.doc

Обоснование водохозяйственного комплекса заданного административно-
хозяйственного района .
Расчётно-пояснительная записка.Шклярик С.А. гр. МД-22-Брест 2014
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: водопотребление агропромышленное производство
коммунально-бытовое хозяйство сельскохозяйственное производство
энергосистема гидроэлектростанция график нагрузки диспетчерский
график гидросиловое оборудование водохранилище водоохранная зона
водохозяйственный комплекс.
Содержит результаты расчета годового водопотребления участниками ВХК
водно-энергетические расчеты прогноз изменения УГВ в зоне влияния
водохранилища а также экономическое обоснование водохозяйственного
Природно-экономическая характеристика административно-
Определение годового объема водопотребления участниками ВХК ..
Агропромышленное производство .. .. .
Коммунально-бытовое хозяйство .. .
Сельскохозяйственное производство
Гидроэнергетика . ..
Водно-энергетический расчет .. .
Построение годового и суточного графика нагрузки энергосистемы
Построение диспетчерского графика работы водохранилища
Определение роли ГЭС в покрытии графика нагрузки энергосистемы
Определение показателей использования водной энергии .
Подбор гидросилового оборудования ГЭС .. ..
Разработка природоохранных мероприятий . ..
Прогноз изменения УГВ в зоне влияния водохранилища ..
Прогноз выноса биогенных веществ .
Расчет водоохранных зон
Экономическое обоснование водохозяйственного комплекса
Кафедра Природообустройства

гот++Tablitsy 2 4 2 3 3 1 3 4 1.docx

Таблица 2.4.2 Расчёт водохранилища сезонно-годичного регулирования стока с учётом потерь по второму способу
Предварит. Объем V млн.м
Расчетный объем V млн.м
Площадь зеркала F млн.м
Окончат. Объем V млн.м
Таблица 3.3.1 Водно-энергетический расчёт
Таблица 3.4.1 Показатели использования водной энергии
N уст = =12*300=360 кВт

4 razdel (1).docx

4. ПОДБОР ГИДРОСИЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Гидросиловое оборудование ГЭС представлено гидравлическими турбинами преобразующими энергию движущейся воды в механическую энергию вращения его рабочего колеса а генераторы преобразуют механическую энергию в электрическую которая затем передаётся в энергосистему.
За исходные данные для выбора числа агрегатов и типа турбин принимается величина установленной мощности и режимы изменения мощностей напоров и уровней в течение расчетного периода.
Мощность одного агрегата определяется по формуле:
где - максимальная гарантированная мощность гидростанции в покрытии годового графика нагрузки энергосистемы; – число агрегатов принятое равным 2; – КПД генератора равный 092.
Для русловых ГЭС значение расчётного напора Нр зависит от среднеарифметического значения напора Нср за годовой период принимаем равным:
В зависимости от расчётного напора (Нр до 20 м) принимаем осевые горизонтальные (поворотно-лопастные и пропеллерные) гидротурбины.
При небольших установленных мощностях ( до 6 МВт) принимаем оборудование характерное для малых ГЭС. В настоящее время наиболее распространение получили погружные гидросиловые установки шведской фирмы «Флюгт» и японские «Фуджи» состоящие из полуповоротно-лопастной турбины 3-фазного асинхронного генератора и при необходимости планетарного редактора.
При значении Нр=2296м принимаем гидротурбину для малых ГЭС фирмы «Flygt» (Швеция):
типоконструкция гидротурбины – EL 7570;
напор (Нр): 35-20 м;
мощность (): 90-365 кВт;
диаметр рабочего колеса(Dк) – 70 см;
частота вращения (nобор): 435-760 обмин;
расход через турбину (Qгэс): 10-25 м3с.

гот++3 razdel.docx

3. ВОДНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ
Назначением водно-энергетических расчетов является определение энергетических параметров ГЭС и ее роли в покрытии графиков нагрузки энергосистемы заданного административно-хозяйственного района.
1.ПОСТРОЕНИЕ ГОДОВОГО И СУТОЧНОГО ГРАФИКА НАГРУЗКИ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ. ИНТЕГРАЛЬНЫЕ КРИВЫЕ
Для характеристики режима электропотребления строят графики нагрузки энергосистемы для данного района. Из них наибольшей неравномерностью отличаются суточные графики. Суточные колебания вызываются в основном резким изменением в расходовании энергии на различные бытовые и коммунальные нужды. Годовые изменения нагрузки происходят вследствие специфики тех или иных производств и в особенности сезонности их работы.
При построении годового и суточных графиков нагрузки энергосистемы используются распределения мощностей энергосистемы заданного административно-хозяйственного района выраженные в процентах от максимального значения мощности системы (Рсист.) для годового графика а для суточных – от наибольших значений мощности соответствующего месяца. Результаты сводим в таблицы 3.1.1 и 3.1.2.
Таблица 3.1.1 Расчет годового графика нагрузки энергосистемы
По результатам таблицы строим годовой график нагрузки энергосистемы (рисунок 3.1.1).
Таблица 3.1.2 Расчет суточного графика нагрузки энергосистемы
Продолжение таблицы 3.1.2
Подсчет интегральной кривой будем производить в таблице 3.1.3. В колонку 2 таблицы записывается мощность из таблицы 3.1.2 в возрастающем порядке. Например для мощности Р=1034кВт продолжительность нагрузки составит 24 часа. Тогда энергия слоя вычисляется как произведение мощности слоя на продолжительность нагрузки в слое: ΔЭ = ΔР·Δt. Затем вычисляем координаты интегральной кривой путем постепенного суммирования энергии слоя. Дальнейшие расчеты производятся аналогично. Все расчеты записываем в таблицу 3.1.3.
Таблица 3.1.3 Подсчет координат интегральной кривой суточного графика нагрузки энергосистемы
Мощность в возрастающем порядке кВт
Продолжительность нагрузки в слое час
Координаты интегральной кривой кВт ч
Продолжение таблицы 3.1.3
2 ПОСТРОЕНИЕ ДИСПЕТЧЕРСКОГО ГРАФИКА РАБОТЫ ВОДОХРАНИЛИЩА
Диспетчерский график представляет собой зависимость построенную в координатах время-объем (уровни воды в водохранилищах). Зависимость имеет две ветви – сработки и наполнения водохранилища. Она делит полезную емкость водохранилища на отдельные характерные зоны которые характеризуются гарантированной повышенной пониженной водоотдачей и зоной холостых сбросов. Пользуясь диспетчерским графиком можно на любой момент времени определить рекомендации по эксплуатации водохранилища и назначению объемов водоотдачи.
Диспетчерский график составляется на стадии проектирования по результатам водохозяйственных расчетов. При включении в состав участников ВХК новых водопотребителей диспетчерский график пересматривается и уточняется. Так при включении в состав участников ВХК гидроэнергетики значительно уменьшается зона холостых сбросов так как сбрасываемые объемы воды отводятся в нижний бьеф через здание ГЭС что обеспечивает получение дополнительных объемов энергии и энергетика переходит в базисную часть покрываемого графика нагрузки энергосистемы.
Диспетчерский график работы водохранилища (рисунок 3.2.1) строится по значениям окончательных объемов воды в водохранилище Vокон. (таблица 2.4.2) установленных на основании водохозяйственного расчета с использованием топографических характеристик (рисунок 2.4.1). По значению объема на конец месяца по топографическим характеристикам определяется отметка на конец месяца ВБк и строится график наполнения и сработки водохранилища рисунок 3.2.1. На графике наносятся отметка УМО и НПУ.
3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РОЛИ ГЭС В ПОКРЫТИИ ГОДОВОГО ГРАФИКА НАГРУЗКИ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ
Определение роли ГЭС на годовом графике нагрузки энергосистемы осуществляется из условия максимального вытеснения тепловых электростанций (ТЭС) из пика графика и создания им наиболее равномерного режима работы гидросилового оборудования.
Расчет по определению роли ГЭС в покрытии годового графика нагрузки начинается с момента времени когда уровень воды в водохранилище находится на отметке НПУ т.е. ВБн=НПУ.
Отметку уровня воды на конец расчетного интервала (месяца) ВБк определяют по графику сработки и наполнения водохранилища (рисунок 3.2.1). Тогда средняя отметка уровня воды в верхнем бьефе определится:
Отметка уровня воды в нижнем бьефе определится по графику (рисунок 2.4.3) в зависимости от расхода:
где t – продолжительность сработки t =26·106 с.
Расход воды в нижнем бьефе должен быть меньше QНБmin который устанавливается по допустимой отметке воды в НБ принятой из условий обеспечения судоходной глубин и обеспечения общего экологического равновесия в нижнем бьефе водохранилища.
Напор определится как разность уровней верхнего и нижнего бьефов:
Рабочая мощность ГЭС (РГЭС) и энергия (ЭГЭС) определится из выражений:
где – коэффициент мощности =080.
Проведем расчет для года 82%-ной обеспеченности для января месяца. WГЭС из таблицы 2.4.3 будет равен 6519 млн.м3 тогда QГЭС=651926=2507 м3с. По рисунку 3.2.1 снимаем отметки ВБ на начало и конец расчетного периода: м; м и записываем в графу 4 и 5. В графу 6 записываем среднюю отметку уровня воды в ВБ=12695м. По рисунку 2.4.3 в зависимости от расхода QГЭС снимаем отметку в НБ = 12042 м и записываем в графу 7. В графу 8 записываем напор Н который определяется по формуле 3.3.3: Н=653 м. В графу 9 записываем NГЭС вычисляемую по формуле 3.3.4: NГЭС= 1285 кВт. В графу 10 запишем ЭГЭС=30838 кВт·ч (по формуле 3.3.5). В графу 11 запишем ЭСИСТ согласно таблицам 3.1.3. В графу 14 запишем РСИСТ.
Поскольку расчеты аналогичны для следующих месяцев расчет целесообразно производить в табличной форме (таблица 3.3.1).
По таблице 3.3.1 видно что нагрузки во всех месяцах кроме января покрываются за счет гидроэнергетики поэтому нет необходимости в применении ТЭС.
4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОДНОЙ ЭНЕРГИИ
Для возможности различной оценки использования водной энергии вводятся показатели и коэффициенты.
Продолжительность использования максимальной нагрузки hмакс определяется отношением полной потребляемой энергии к суточному максимуму нагрузки:
Степень использования водной энергии реки в покрытии годового графика нагрузки энергосистемы определяется коэффициентом использования:
Коэффициент заполнения (полноты плотности) графика нагрузки (t) определяется отношением:
Коэффициент заполнения зависит от состава энергопотребителей сменности производства совпадения типов и провалов нагрузки потребителей. Он не является постоянным и изменяется в течение недели и сезона.
Коэффициент использования установленной мощности:
Продолжительность использования установленной мощности:
Установленная мощность ГЭС () определится на основании максимальной гарантированной мощности РГЭС:
Таблица 3.4.2 Расчет координат кривых продолжительности водно-энергетических характеристик ГЭС
По полученным результатам строим кривые продолжительности в координатах NГЭС = φ(Р) QГЭС = φ(Р) и Н = φ(Р) (рисунок 3.4.1). Кривые позволяют определить значение мощности ГЭС расхода и напора требуемой обеспеченности.

6 RAZDEL.doc

6. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВОДОХОЗЯЙСТВЕННОГО КОМПЛЕКСА
По сравнению с раздельным использованием водных ресурсов в интересах
отдельных отраслей народного хозяйства осуществление водохозяйственных
комплексов сопровождаются значительно большей эффективностью. Она
выражается в повышении производительности труда снижение стоимости
продукции и развитии комбинированного производства.
Технико-экономическое обоснование проектируемого водохозяйственного
комплекса выполняется методом сравнительной экономической эффективности
заключающимся в составлении затрат на создание ВХК (ЗВХК) с величиной
суммарных затрат по замещающим вариантам (ЗВХК).
Комплекс будет эффективным если будет иметь место соотношение:
(ЗВХК)≤[pic]зам.i (6.1)
число участников ВХК.
Затраты на создание ВХК определяются по округленным показателям по
ЗВХК=КВХК·Еn+NВХК у.е
где КВХК капитальные вложения на строительство объектов ВХК; NВХК
ежегодные издержки производства; Еn коэффициент для ВХК Еn=012.
КВХК=α1·NУСТГЭС у.е (6.3)
где Кy удельные капитальные вложения (3000-5000 у.екВт); принимаем
α1=3000 у.е кВт; NУСТГЭС установленная мощность ГЭС рассчитывается по
NУСТГЭС=12·РГЭСmax кВт (6.4)
где РГЭСma РГЭСmax=156 кВт из
NУСТГЭС=12·300=360 кВт
КВХК=3000·360=1080000 у.е.
Ежегодные издержки состоят из отчислений на амортизацию расходов на текущий
ремонт заработную плату и общественных расходов.
ИВХК=Иаморт+Итек.рем+ИЗ.П.+Итр.расх.= 1·NУСТГЭС у.е (6.5)
где 1 удельная норма эксплуатационных расходов (60 75 у.екВт);
принимаем 1=60 у.екВт.
ИВХК=60·360=21600 у.е.
По формуле (6.2) определим затраты на создание ВХК:
ЗВХК=1080000·012+21600 =151200 у.е.
Выбор типа заменяемой электростанции должен производиться в результате
анализа работы энергосистемы в условиях отсутствия проектируемой ГЭС и
развития энергосистемы за счет ввода электростанций других типов. Такими
электростанциями являются тепловые (ТЭС).
Капитальные вложения КТЭС по замещающему варианту для гидроэнергетики
зависят от установленной мощности теплоэлектростанции NТЭСзам и
определяются по формуле:
КТЭС =α2*NТЭСзам у.е (6.6)
NТЭСзам=12*NГЭСуст (6.7)
NТЭСзам = 12*360 = 432 кВт
КТЭС = 140*432 = 604806 у.е.
где α2 – удельные капитальные вложения в теплоэнергетику α2=(140 – 170)
у.е кВт принимаем α2 = 140 у.е кВт.
Ежегодные издержки по замещающему варианту состоят из общих затрат и
затрат на топливо обеспечивающих получение годового объема электроэнергии
ЭГЭС установленного итогами водно-энергетических расчетов.
ИТЭС = Иобщ.ТЭС + Итопл.ТЭС = 2* NТЭСзам + 3* ЭТЭСзам.
где 2 – удельная норма общих эксплуатационных расходов 2 = (2 – 4)
у.екВт принимаем 2 = 2 у.екВт; 3 – удельная норма затрат на получение
энергии 3 = (5 – 8) у.е кВт.час принимаем 3 = 5 у.е кВт.час.
ЭТЭСзам = 108*1534582 =165734856 кВт.час
ИТЭС = 2*432 + 5*165734856 = 82953828 у.е.
В качестве замещающего варианта для сельскохозяйственного
производства принимаем вариант создания отдельного водоисточника тогда
капитальные вложения и ежегодные издержки определяются из условия
где α3 = (005 ÷ 007) у.ем3 – удельная норма капитальных вложений на
сельскохозяйственное производство принимаем α3= 005 у.ем3 Wсх –
годовой объём сх производства м3 (из таблицы 2.4.3) Wсх=1375·106
м[pic] 4 – удельная норма эксплуатационных расходов 4 = (00002 –
006) у.ем3 принимаем 4 = 00002 у.ем3
Ксх = 005*1375*106 = 687500 у.е
Исх = 00002*1375*106 = 2750 у.е.
Замещающими вариантами для агропромышленного производства и
коммунально-бытового хозяйства принимаем варианты по внедрению системы
раздельного водоснабжения и внедрение водосберегающих технологий
обеспечивающих снижение удельной нормы водопотребления. Тогда капитальные
вложения Кпр.кб и издержки м Ипр.кб определяются по зависимостям
Кпр.кб = α4·(Wпр.+Wкб) у.е
Ипр.кб=5·(Wпр+Wкб) у.е
где α4=(005 ÷ 006) у.ем3 – удельная норма капитальных вложений по
альтернативному варианту принимаем α4=005 у.ем3; Wпр – годовой объём
промышленного водопотребления м3 (из таблицы 2.4.3); Wпр=39·106 м[p
Wкб – годовой объём водопотребления на коммунально-бытовые нужды м3 (из
таблицы 2.4.3) Wкб=1596·106 м3 5 = (00004 – 00006) у.ем3 принимаем
Кпр.кб=005*(39*106 +1596*106) =2748000 у.е
Ипр.кб = 00004*(39*106 + 1596*106) = 21984 у.е.
Суммарные затраты по замещающим (альтернативным) вариантам
рассчитываются по формуле 6.14:
Ззам = Ззам.гэс + Ззамсх +Ззам.пр. кб =Ен*(КТЭС +Ксх+ Кпр.кб)+ ИТЭС+
Исх+Ипр.кб у.е (6.14)
Ззам= 012*(604806+687500+2748000)+82953828+2750+21984=424162995 у.е
Отсюда можно сделать вывод что создание водохозяйственного комплекса
будет эффективно так как соотношение (6.1) выполняется:
ЗВХК= 151200 у.е Ззам=424162995 у.е.
Экономическая эффективность от создания ВХК определится как разность
между суммарными затратами по замещающим вариантам (Ззам) и затратам на
создание ВХК (Звхк):
Ээффект.=Ззам – Звхк у.е (6.15)
Ээффект =424162995 – 151200 =409042995 у.е.
ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВОДОХОЗЯЙСТВЕННОГО КОМПЛЕКСА
Кафедра Природообустройства