Реферат. стр., рис., табл., 2 источника.

стр., рис., табл., 2 источника.

ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ БАССЕЙНА РЕКИ,ПРИХОДНЫЕ СТАТЬИ ВОДНОГО БАЛАНСА, ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ, ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОДЫ УЧАСТНИКАМИ ВОДОХОЗЯЙСТВЕННОГО КОМПЛЕКСА, ОХРАНА ВОДНЫХ РЕСУРСОВ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ, БАЛАНС ВОДЫ В БАССЕЙНЕ РЕКИ

Схема комплексного использования и охраны водных ресурсов реки Зуша

Рассчитать

1. Оценка природных условий бассейна с точки зрения использования водных ресурсов.

2. Анализ современного состояния и перспективы развития народного хозяйства в бассейне.

3. Определение безвозвратного водопотребления и водоотведения для всех участников водохозяйственного комплекса.

4. Выполнение водохозяйственного балансового расчёта.

5. Разработка мероприятий по охране водных ресурсов в данном бассейне.

Рассчитаны и подобраны: значения безвозвратного водопотребления, баланс воды в бассейне р. Зуша, расходы и объемы использования воды участниками водохозяйственного комплекса, значение концентрации нитратов, безопасное расстояние устройства водозабора.

Введение

1. Природные условия бассейна реки Западная Двина

1.1 Физико-географическая характеристика бассейна реки Западная Двина

Река Западная Двина расположена на севере Восточной Европы, протекающая по территории России, Белоруссии и Латвии. Исток реки расположен на Валдайской возвышенности в болотистой низменности у маленького озера Корякино в Тверской области. Через пару километров после начала река втекает в озеро Охват, потом поворачивает на юго-запад, а после города Витебска меняет направление на северо-западное. Река втекает в Рижский залив Балтийского моря, формируя мощную дельту. Длина реки Западная Двина — 1020 км: 325 км приходится на Российскую Федерацию, 328 — на Белоруссию и 367 — на Латвию. Площадь бассейна Западной Двины — 87,9 тыс. км².

Рисунок 1 – Схема бассейна реки Западная Двина

1.2 Климатические условия

Умеренно континентальный климат. Средние температуры января меняются от −6 °C на юго-западе до −10 °C на северо-востоке, июля от +17 до +19 °C. Годовое количество осадков 650 мм. Средняя скорость ветра 3,8 м/с.

1.3 Инженерно-геологические условия. Полезные ископаемые.

Область бедна ценными полезными ископаемыми. В недрах области залегают пласты бурого угля Подмосковного угольного бассейна. На равнинных участках широко распространены мощные торфяные залежи общим объёмом в 15,4 млрд. м³. Рассчитанные запасы торфа составляют 2051 млн. т. (около 7 % запасов европейской части России). Распространены известняки, встречаются залежи легкоплавких и огнеупорных глин и кварцевого песка, сапропелей, многочисленны подземные пресные и минеральные водные пласты, открытые источники (наиболее известна лечебно-столовая вода «Кашинская»).

1.4 Почвенно-мелиоративные условия

Почвы на территории региона преимущественно супесчаные (а местами глинистые) дерново-подзолистые, крупный массив Оршинского болота богат торфяно-болотными почвами, встречающимися участками по всей области.

1.5 Современное состояние и перспектива развития различных отраслей хозяйства в бассейне реки Западная Двина

1.5.1 Промышленность

Отрасли промышленности:

· Машиностроение — экскаваторы, пассажирские вагоны (Тверь), электропоезда, спецвагоны (Торжок), текстильное оборудование, сельскохозяйственные машины, гаражное оборудование (Бежецк), противопожарное оборудование (Торжок), электротехнические изделия (Кашин, Торжок, Бологое), приборы и осветительная аппаратура (Ржев, Лихославль) и др.

· Пищевая — крупнейшие предприятия — ОАО «Мелькомбинат» и ОАО «Волжский пекарь» (Тверь), ОАО «Бологовский молочный завод»

· Деревообрабатывающая — фанера, деревянные строительные детали (Вышний Волочёк, Нелидово, Земцы), Крупнейшее предприятие современной обработки древесины «Таллион Терра» (Торжок), мебель (Тверь, Ржев, Торжок, Красный Холм), целлюлозно-бумажное производство (Кувшиново)

· Производство стройматериалов (Бологое), завод «Шедель» (Торжок), ООО "Завод железобетонных конструкций" г. Бежецк

· Производство отделочных материалов (напольный плинтус) — ООО ИваПласт (Кимры)

· Стекольная (Вышний Волочёк, Спирово) и фарфоро-фаянсовая (Конаково)

· Текстильная и кожевенно-обувная — хлопчатобумажные (Вышний Волочёк), шерстяные (Завидово), шёлковые (Тверь) и льняные (Осташков) ткани, а также выделка кожи (Осташков). Обувная фабрика группы «Восток Сервис» (Торжок), золотошвейная фабрика (Торжок). Доля лёгкой промышленности в выпуске товарной продукции составляет 7 %

· Химическая — химическое волокно, стеклопластики, стекловолокно, полиграфические краски (Торжок), крупнейший в Европе завод компании «Шелл — нефть» (Торжок)

· Полиграфическая

1.5.2 Сельское хозяйство

Сельское хозяйство области специализируется на молочно-мясном скотоводстве и льноводстве.

Значительно развиты свиноводство и птицеводство. Ведутся посевы ржи, овса, кормовых культур; картофеля, овощей. Общая площадь сельхозугодий составляет 2434,6 тыс. га, из них под пашней более 60 %. Посевная площадь более 898,9 тыс. га (2001), из них под зерновыми культурами занято 200,3 тыс. га, льном-долгунцом — 22,1 тыс. га, картофелем — 49,2 тыс. га и овощами — 10,6 тыс. га.

1.5.3 Электроэнергетика

Регион пересекают два магистральных нефтепровода:

Ярославль — порт Приморск (Балтийская трубопроводная система) направляющий сырьё на экспорт и на Киришский НПЗ, мощность трубопровода более 25 млн т/год;

Ярославль — Полоцк (на Полоцкий НПЗ и экспорт через порт Вентспилс), мощность более 20 млн т/год, однако с 2006 года использование ветки резко сокращено до 3 млн т/год.

Проходят несколько магистральных газопроводов:

Нижний Новгород — Санкт-Петербург и Тула — Санкт-Петербург, продлённый до Уренгоя «Сияние Севера» (Вуктыл — Ухта — Торжок и далее на Минск), компрессорная станция в г. Торжок. На Конаковскую ГРЭС природный газ поступает по ветке от внешнего московского кольцевого газопровода.

В проекте экспортный продуктопровод Кстовский НПЗ — Ярославский НПЗ — Киришский НПЗ — порт Приморск мощностью 8,4 млн т/год с перекачивающей станцией на территории области.

Регион пересекает магистральная линия электропередач Москва — Санкт-Петербург, включающая участки: «Ленинградская» — 750 кВ и «Опытная» — 750 кВ (крупнейшая подстанция региона), с ответвлениями от Калининской АЭС: «Белозёрская» (на Череповец) — 750 кВ, «Владимирская» (на ПСВладимир) — 750 кВ и «Грибовская» на ПС Грибово (город Волоколамск) — 750 кВ. От Конаковской ГРЭС проложены линии на Москву и черезВерхневолжские ГЭС на Череповец (500 кВ).

Для внутреннего потребления передаётся около 4,5 млрд. кВт·ч (2005), а в соседние регионы за 2006 год переправлено не менее 30 млрд. кВт·ч (эквивалентно около 5 млн. т. мазута для типовой ТЭС).

1.5.4 Транспорт

Через регион проходит основная связывающая «две столицы» железная дорога — Октябрьская железная дорога с однопутными ответвлениями на Ржев иВязьму, Кувшиново и Селижарово, через Торжок.

Менее важны однопутные тепловозные Москва — Кашин — Санкт-Петербург и Москва — Рига, а такжеЯрославль — Бологое — Великие Луки и Бологое — Дно (станция), но очень востребованные.

Область пересекают две федеральные автомобильные дороги: М10 «Россия» и М9 «Балтия». Из внутренних автодорог значимы А111 Торжок —Осташков и 28К-0576 Тверь — Ржев. Протяжённость дорог с твёрдым покрытием — 16 032 км.

Под Тверью два гражданских аэропорта: международный UUEM (KLD) «Мигалово» с взлётно-посадочной полосой для грузовой авиации длиной 2500 м; аэропорт местных линий «Змеёво» (ныне — вертодром).

Развито судоходство по Волге, речной порт «Тверь» с грузовым причалом для судов «река-море» с осадкой до четырёх метров.

Через область проходят четыре луча железных дорог, идущих из Москвы в северном, северо-западном и западном направлениях:

· на Санкт-Петербург через Тверь — Бологое (главный ход Октябрьской ЖД);

· на запад через Ржев — Великие Луки (ответвления на Ригу, Вильнюс, Калининград и Варшаву — Берлин;

· на Кимры — Сонково — Пестово — Санкт-Петербург^[7]

· на Псков через Тверь — Бологое.

Крупнейший железнодорожный узел Тверской области находится в городе Бологое. Бологовский узел включает в себя пять направлений: Москва, Санкт-Петербург, Псков, Ярославль, Великие Луки.

1.5.5 Население

Численность населения области по данным Госкомстата России составляет 1 325 249 чел. (2014). Плотность населения — 15.74 чел./км². Городское население — 75.35 % (2013). В состав области входит 23 города, 30 посёлков городского типа.

2 Приходные статьи водного баланса

2.1 Гидрографические характеристики реки

и бассейна

Длина реки до расчётного створа (L_p) равны 234 км.

Длина водосбора (L_в)– расстояние по прямой от истока до контрольного створа составляет 57 км.

Средняя ширина водосбора вычисляется по формуле:

км

где: F_б – площадь бассейна, км² (F_б=6950 км²)

L_p – длина реки, км.

Коэффициент вытянутости водосбора определяется по формуле:

где: L_p – длина реки, км;

F_б – площадь бассейна, км².

Коэффициент извилистости реки определяется по формуле:

где: L_p – вычисленная длина всей реки или участка в километрах с учётом извилистости;

L_b – длина прямой в километрах, соединяющей исток и створ (длина водосбора).

2.2. Поверхностный сток

По данным модулей стока различных лет обеспеченности находим объём стока W_ст, м³.

Расчёт выполняем по формуле:

,

где М₀ – модуль стока соответствующий обеспеченности, л/(с·км²) или м³/(с·км²);

F_б – площадь водосбора (бассейна), км²;

365·86400 или 31,54·10⁶ – число секунд в году;

1000– коэффициент пересчёта литров в м³.

Результаты расчёта объёмов стока различных лет обеспеченности представляем в табличной форме 2.1.

Чтобы определить какой по водности год взять для дальнейших водохозяйственных расчётов, необходимо дать оценку водообеспеченности заданного бассейна по методу Н.Н.Иванова:

,

где К_у – коэффициент увлажнения;

Р_о – средняя многолетняя сумма осадков за год, мм;

Е – испаряемость за год, мм;

Таблица 1 - Внутригодовое распределение объёмов стока реки Западная Двина

Месяцы года	% от годового стока обеспеченностью	Объём стока W различной обеспеченности
	10%-й	50%-й	75%-й	95%-й	10%-й	50%-й	75%-й	95%-й
I	3,4	3,4	3,0	2,7	51,42	29,81	23,01	18,94
II	2,9	3,1	2,6	2,4	43,86	27,18	19,94	16,83
III	3,7	17,1	14,1	14,1	55,95	149,91	108,16	98,9
IV	52,1	39,1	40,1	39,9	787,9	342,79	307,61	279,86
V	8,5	7,0	8,2	8,2	128,5	61,37	62,9	57,51
VI	4,6	5,3	6,0	6,3	69,56	46,46	46,03	44,19
VII	4,2	4,7	5,2	5,3	63,52	41,2	39,89	37,17
VIII	4,0	4,5	4,6	4,8	60,49	39,45	35,29	33,67
IX	3,7	3,9	4,0	4,1	55,95	34,19	30,68	28,76
X	3,7	3,9	4,0	4,2	55,95	34,19	30,68	29,46
XI	4,4	4,2	4,5	4,6	66,54	36,82	34,52	32,26
XII	4,8	3,8	3,7	3,4	72,59	33,31	28,38	23,85
Всего					1512,3	876,7	767,1	701,4

Таблица 2 - Климатические показатели бассейна

Месяцы года	Атмосферные осадки	Температ. воздуха	Дефицит влажн.	Относи-тельная влажность, %	Месячн. Испаре Ния
Средне много- летние, мм	Обеспечен-ность на 75%	Средне-много- летняя, ^0С	Обеспе-ченнос- тью на 75%	Средне- много- летний, мб	Обеспе-ченнос- тью на 25%
мм	%
I		26,88	8,3	-9,2	-4,42	0,4	0,45		6,29
II		26,88	8,3	-9,2	-4,42	0,4	0,45		7,19
III		22,08	6,8	-4,4	-2,11	0,9	1,02		14,51
IV		20,16	6,2	4,8	2,3	2,5	2,82		59,14
V		27,36	8,4	12,8	6,14	5,8	6,55		126,02
VI		31,68	9,8	16,8	8,06	8,0	9,04		154,11
VII		37,44	11,6	18,8	9,02	8,3	9,38		165,75
VIII		29,76	9,2	17,4	8,35	6,8	7,68		145,62
IX		23,04	7,1	11,6	5,57	3,9	4,41		98,86
X		24,00	7,4	4,8	2,3	1,5	1,7		44,76
XI		24,96	7,7	-1,4	-0,67	0,7	0,79		19,05
XII		29,76	9,2	-6,8	-3,26	0,4	0,45		8,35
Всего				4,6	2,21	3,3	3,73		50,47

Величина Е вычисляется как сумма месячных испаряемостей (испарения) (Е = SЕ_м). Для подсчёта испарения за месяц Е_м предложена формула, мм:

Е_м = 0,0018×(25+t)²×(100-а),

где t – средняя месячная температура воздуха, ⁰С;

а - средняя месячная относительная влажность воздуха, %.

Так как К_у=675/849,65< 1 значит, заданный бассейн находиться в зоне недостаточного увлажнения, и обеспеченность принимается: 1) по стоку, осадкам и температуре воздуха – 75 %; 2) по дефициту влажности – 25 %.

Пересчёт средних многолетних значений осадков, температуры воздуха и дефицитов влажности на соответствующие обеспеченности выполняем через модульный коэффициент К:

K = 1+С_v×Ф,

где С_v – коэффициент вариации средних многолетних значений;

Ф – нормированные отклонения от среднего значения ординат биноминальной кривой обеспеченности (число Фостера-Рыбкина).

Модульные коэффициенты будут соответственно равны:

1) по осадкам и температуре К_{75 %} = 1+0,70(-0,74) = 0,48;

2) по дефициту влажности К_{25 %} = 1+0,20(0,65) = 1,13.

Рассчитаем расход стока по месяцам по формуле:

где DW_i – объём стока соответствующей обеспеченности для конкретного месяца, м³ (см.табл.2.1);

86400 – число секунд в сутках;

n_i – число суток в данном месяце.

Аналогичным образом рассчитываются расходы остальных месяцев года. Результаты отражаются на графике (рис. 2.1).

Q,м³/с

Месяцы года	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	За год
Осадки,мм	26,88	26,88	22,08	20,16	27,36	31,68	37,44	29,76	23,04	24,00	24,96	29,76
То же в % от S	8,3	8,3	6,8	6,2	8,4	9,8	11,6	9,2	7,1	7,4	7,7	9,2
Объём стока, м^3	23,01	19,94	108,16	307,61	62,9	46,05	39,89	35,29	30,68	30,68	34,52	28,39	767,1		186,80	61,66	39,9
Число календ. сут.
Расход, м^3/с	8,59	8,24	40,38	118,68	23,48	17,76	14,89	13,18	11,84	11,45	13,32	10,6	24,32

Рисунок 2 - Внутригодовое распределение объёмов и расходов стока

2.3. Подземный сток (грунтовые воды)

Средний многолетний эксплуатационный запас воды находится по формуле:

w_эз = Р₀×(1-s₀)×(1-К_г)-SU₀,

где: Р₀ – среднегодовое количество (норма) атмосферных осадков, мм;

s₀ – среднегодовой (нормальный) коэффициент стока, зависящий от рельефа, почв, климатических характеристик, от процента заселённости и заболоченности;

К_г – коэффициент, учитывающий переток воды в более глубокие горизонты, согласно табл. 2.4, К_г=0,1

SU₀ – суммарная среднемноголетняя испаряемость с поверхности почвы в месяцы с положительными температурами, мм. Вычисляется по формуле Г.Г.Селянинова:

SU₀ = 0,1×S(t°⁺ С)×Т,

где t°⁺ C – сумма среднесуточных температур за тёплый период времени;

Т – среднее число суток в каждом месяце, Т = 30,4.

Ориентировочные значения коэффициента стока можно получить из отношения:

где: У₀ – среднегодовая норма стока, мм;

Р₀ – среднегодовые осадки, мм.

=0,22

SU₀ = 0,1×S(t°⁺ С)×Т=0,1×87×30,4=264,48 мм,

w_эз = Р₀×(1-s₀)×(1-К_г)-SU₀ =675×(1-0,22)×(1-0,2) – 264,48 = 156,72 мм

Поскольку нам важны эксплуатационные запасы грунтовых вод, находящиеся в пределах территорий, используемых непосредственно в хозяйственных целях, необходимо определить величину этих запасов по выражению:

W_хц = w_75%×F_хц,

где: F_хц – площадь земель, используемая в народном хозяйстве, км².

Данная площадь составляет 60,0 % от всей площади бассейна для южной подзоны.

W_хц = 75,22×4170 = 313667,4 м³ = 313,7 млн. м³

По отношению к объёму воды поверхностного стока эксплуатационные запасы грунтовых вод являются весьма существенной составляющей приходной части водного баланса данного региона (бассейна). Поэтому расчётные эксплуатационные запасы грунтовых вод, доступные для хозяйственного использования, вводим вторым слагаемым приходной статьи водного баланса.

На основе абсолютных значений W_хц можно составить гидрограф. Для этого W_хц распределим по месяцам года пропорционально осадкам, учитывая при этом то, что приток грунтовых вод, по сравнению с осадками, сдвигается во времени на 2 месяца, для холмистого рельефа местности. Необходимо обратить внимание на следующий момент. Испарение с поверхности почвы в бассейне реки (Е=849,65 мм) превышает внутренний сток грунтовых вод

(w_эз =156,72 мм), то свободных эксплуатационных запасов может не быть. В данном случае эту статью водного баланса исключаем как источник водоснабжения. Результаты расчётов сводим в таблицу и представляем графически на рисунке 3.

Месяцы года	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	За год
Осадки,мм	22,88	22,88	22,08	20,16	27,36	31,68	37,44	29,76	23,04	24,00	24,96	29,76
То же в % от S	8,3	8,3	6,8	6,2	8,4	9,8	11,6	9,2	7,1	7,4	7,7	9,2
Эксплуатацион. ресурсы	24,12	28,86	26,04	26,04	21,33	19,45	26,35	30,74	36,39	28,86	22,27	23,21	313,7
Кол-во суток
Возможный отбор, м^3/с

Рисунок 3- Гидрограф без ущербного отбора и объёмы эксплуатационных запасов грунтовых вод

2.4 Подземные воды глубоких горизонтов (артезианская вода)

Подземные воды глубоких горизонтов или артезианская вода являются третьей составляющей в приходной части водного баланса. Эта вода имеет, как правило, малый дебит, но характеризуется очень высоким качеством, поэтому она с успехом используется для питьевого водоснабжения. Высокие кондиционные показатели артезианской воды обуславливают их более высокую ценность, поэтому эту воду необходимо беречь и использовать крайне рационально.

Средние многолетние эксплуатационные запасы артезианской воды могут быть вычислены по уравнению:

w_ав = a₀×Р₀ ×К_г×r,

где: a₀ – коэффициент эффективности использования атмосферных

осадков, (a₀ = 0,65, согласно таблице 2.5[1]);

Р₀ – норма атмосферных осадков, мм;

К_г – коэффициент перетока атмосферных вод в артезианские (К_г=0,20);

r – коэффициент использования эксплуатационных запасов артезианских вод, зависящий от технической сложности их изъятия и распределения между водопотребителями (r=0,10 для холмистого рельефа).

w_ав = a₀×Р₀ ×К_г×r = 0,65×675×0,20×0,10 = 8,78 мм.

Вычисленные значения эксплуатационных запасов артезианских вод пересчитываем на принятую обеспеченность 75%:

w_75%=w_ов× К_{75 %}

w_75%=8,78×0,48=4,21 мм.

Расчётные эксплуатационные запасы артезианских вод данного бассейна составят:

W_ав = w_75%×F_б,

где F_б – площадь бассейна, км².

W_ав=4,21×6950=29,3 млн. м³

Принимаем, что среднемесячные объёмы артезианской воды на хозяйственные нужды равномерные.

При равномерном отборе артезианских вод в течение года, средний расчетный дебит артезианских скважин будет равен:

Q_ав = ,

где Т – число секунд в году.

Q_ав= =0,9 м3/с

2.5. Возвратный сток

Возвратный сток – это четвёртая приходная статья водного баланса. Формируется возвратный сток в процессе водоотведения, за счёт частичных сбросов, технических потерь, сточных вод и является частью той воды, которую потребитель взял из источника водоснабжения для удовлетворения хозяйственных нужд. В связи с этим объёмы воды, возможные для повторного использования за счёт водоотведения, будем определять одновременно с расчётом водопотребления на нужды каждого из участников ВХК или сразу же после этого.

3 В одопотребление

3.1 Потребление воды для орошения сельскохозяйственных культур

Пользуясь биоклиматическим методом А.М. Алпатьева, определим оросительные нормы для четырех заданных категорий сельскохозяйственных культур: 1) зерновых, 2) технических, 3) кормовых, 4) овощных. Поскольку срок появления всходов орошаемых культур соответствует периоду, когда воздух устойчиво про­греется до +10°C, за начало вегетации принимаем месяц май.

При этом поправку на длину светового дня l принимаем согласно таблице 3.2.[1]. На основе данных и коэффициента биологической кри­вой К_б рассчитываем величину водопотребления Е и оросительной нормы М_бр для каждой из четырех заданных категорий орошаемых культур.

Taк как атмосферные осадки (дождь) не полностью используются растениями, при расчетных операциях необходимо ввести поправочный коэффициент a₀ эффективность использования осадков.

Используя известную формулу приведения, находим комплексную оросительную норму (нетто) М_н^*, мм

М_н^* = a₁×М₁ + a₂×М₂ + a₃×М₃ + a₄×М₄

М_н ^* = a_i×М_i,

где a₁, a₂, a₃, a₄ - доля зерновых, технических, овощных и кормовых культур от общей площади.

Таблица 3- Расчет суммы эффективных температур

№	Показатели	Обозна­- чения	Период вегетации
п/п		V	VI	VII	VIII	IX
	Среднесуточная температура воздуха	t°	6,14	8,06	9,02	8,35	5,57
	Расчетный период в сутках	n
	Сумма среднесуточных температур	t°× n	190,34	241,8	279,62	258,85	167,1
	Поправка на длину светового дня	l	1,30	1,40	1,30	1,25	1,10
	Сумма среднесуточных темпера­тур с поправкой	t°× n×l	247,44	338,52	363,51	323,56	183,81
	То же, нарастающим итогом	S(t°× n×l)	247,44	585,96	949,47	1273,03	1456,84

Таблица 4 - Расчет оросительных норм (нетто) для основных групп сельскохозяйственных культур

Показатели	Обознач.	Период вегетации
	формулы	V	VI	VII	VIII	IX
Осадки за расчётный период	P75%	27,36	31,68	37,44	29,76	23,04
Дефицит влажности воздуха	d25%	6,55	9,04	9,38	7,68	4,41
Продолжительность периода, сутки	n
Произведение	d×n	203,05	271,2	290,78	238,08	132,3
Сумма эффект. Температур	S(t°× n×l)	247,44	585,96	949,47	1273,03	1456,84
Зерновые культуры
Коэффициент биологической кривой	Кб	0,53	0,50	0,43	0,37	0,30
Водопотребление за расчётный период	Е1=Кбdn	107,62	135,6	125,04	88,09	39,69
Коэффициент капиллярного подпит.	Кп	0,10	0,10	0,10	0,10	0,10
Величина капиллярного подпитывания., мм	Е1×Кп	10,76	13,56	12,5	8,81	3,97
Разность, Мм	Е1- Е1×Кп	96,86	122,04	112,54	79,28	35,72
Эффективные осадки, Мм	a0 ××P75%	17,78	20,59	24,34	19,34	14,98
Дефиц. водного баланса D1 = E1 – (E×Kп) - a0 ×P50%	¾	79,08	101,45	88,2	59,94	20,74
Оросительная норма (нетто), мм	М1 = SD1	79,08	180,53	268,73	328,67	349,41
Технические культуры
Коэффициент биологич. Кривой	Кб	0,30	0,35	0,39	0,42	0,45
Водопотребление за расчётный период	Е2=Кбdn	60,92	94,92	113,4	99,99	59,54
Величина капиляр. подпит., мм	Кп	0,20	0,20	0,20	0,20	0,20
Величина капиллярного подпитывания., мм	Е1×Кп	12,18	18,98	22,68	20,00	11,91
Разность, Мм	Е1- Е1×Кп	48,74	75,94	90,72	79,99	47,63
Эффективные осадки, мм	a0 ××P75%	17,78	20,59	24,34	19,34	14,98
Деф. водн. баланса D2=E2-(E2×Kп)-a0P50%	¾	30,96	55,35	66,38	60,65	32,65
Оросительная норма (нетто), мм	М2 = SD2	30,96	86,31	152,69	213,34	245,99
Овощные культуры
Коэффициент биологической кривой	Кб	0,30	0,39	0,52	0,52	0,47
Водопотребление за расчётный период	Е3=Кбdn	60,92	105,77	151,20	123,8	62,18
Коэффициент капиллярного подпит.	Кп	0,10	0,10	0,10	0,10	0,10
Величина капиллярного подпитывания., мм	Е3×Кп	6,09	10,58	15,12	12,38	6,22
Разность, Мм	Е3- Е3×Кп	54,83	95,19	136,08	111,42	55,96
Эффективные осадки, Мм	a0 ××P75%	17,78	20,59	24,34	19,34	14,98
Дефиц. водного баланса D3 = E3 – (E4×Kп) - a0 ×P75%	¾	37,05	74,6	111,74	92,08	40,98
Оросительная норма (нетто), мм	М3 = SD3	37,05	111,65	223,39	315,47	356,45
Кормовые
Коэффициент биологич. Кривой	Кб	0,42	0,48	0,42	0,52	0,53
Водопотребление за расчётный период	Е4=Кбdn	85,28	130,18	122,13	123,8	70,12
Величина капиляр. подпит., мм	Кп	0,20	0,20	0,20	0,20	0,20
Величина капиллярного подпитывания., мм	Е4×Кп	17,06	26,04	24,43	24,76	14,02
Разность, Мм	Е4- Е4×Кп	68,22	104,14	97,7	990,04	56,1
Эффективные осадки, мм	a0 ××P75%	17,78	20,59	24,34	19,34	14,98
Деф. водн. баланса D4=E4-(E4×Kп)-a0P75%	¾	50,44	83,55	73,36	79,70	41,12
Оросительная норма (нетто), мм	М4 = SD4	50,44	133,99	207,35	287,05	328,17

М₁, М₂, М₃, М₄ – оросительная норма для каждой группы культур (табл. 3.4).

Аналогично рассчитываем величины Е^*, E^*×K_п. Результаты расчётов сводим в таблицу 5.

Таблица 5 - Комплексные величины суммарного водопотребления Е^*

капиллярного подпитывания Е^*× К_п и оросительной нормы М^*_н, мм

Группы культур	Обозн. формул	М е с я ц ы г о д а	Итого
		V	VI	VII	VIII	IX
Эффект. осадки, мм	a0×Р75%	17,78	20,59	24,34	19,34	14,98	97,03
Зерновые	a1×Е1	5,38	6,78	6,25	4,40	1,98	24,79
Технические	a2×Е2	4,87	7,59	9,07	7,80	4,76	34,09
Овощные	a3×Е3	28,02	48,65	69,55	56,95	39,80	242,96
Кормовые	a4×Е4	34,96	53,37	50,07	50,76	28,75	217,91
Е^*н = SaIEi		73,23	116,39	134,94	119,91	75,29	519,75
Зерновые	a×Е1×Кп	0,54	0,68	0,62	0,44	0,20	2,48
Технические	a×Е1×Кп	0,97	1,52	1,81	1,56	0,95	6,81
Овощные	a×Е1×Кп	2,8	4,86	6,96	5,7	3,98	24,30
Кормовые	a×Е1×Кп	6,99	10,67	10,01	10,15	5,75	43,57
Ен × К^*п = S aI Ei × Кп		11,3	17,73	19,4	17,85	10,88	77,16
Зерновые	a×Д1	3,95	5,07	4,41	3,00	1,04	17,47
Технические	a×Д2	2,48	4,43	5,31	4,85	2,61	19,68
Овощные	a×Д3	17,04	47,74	71,51	58,93	18,85	214,07
Кормовые	a×Д4	20,68	34,26	30,08	32,68	16,86	134,56
М^*н = SaI Дi		44,15	91,50	11,31	99,46	39,36	385,78

Переход от оросительной нормы «нетто» М_н к оросительной норме “брутто” М_бр, мм и пересчет последней на потребный расход Q_бр, м³/с и пересчёт оросительных систем выполняется по формулам:

М_бр = ,

Q_бр = ,

где h - коэффициент полезного действия оросительных систем (h=0,90).

h₃ – коэффициент земельного использования оросительных систем (h₃=0,95);

F_ор – орошаемая площадь “брутто”, км²;

Находим площадь, занятую под сельскохозяйственные угодья , принимая следующий процент от общей площади бассейна, согласно заданию – 42,7%

=6950˟42,7%=2967,65 км²

По данным площади сельскохозяйственных угодий и процентному отношению пашни к этой площади, принятой 69%,

F_п = 2967,65˟69%=2047,68 км²

Принимая площадь орошаемых земель, ровной 2,8 % oт площади пашни, находим площадь орошения

F_ор = 2047,68˟2,8%=57,33 км²

Все результаты расчётов представляем в табличной и графи­ческой форме (рис. 4).

Q_ор, м³/с

Исходные данные и расчётные формулы	V	VI	VII	VIII	IX	Всего за вегетацию
Мн^*, мм	44,15	91,5	111,31	99,46	39,36	385,78
Мбр^* = Мн^* /h, мм	49,06	101,67	123,68	110,51	43,73	428,65
ni, сут
Qор = Мбр^*× Fор × n3 /86,4 × ni	1,0	1,93	2,51	2,25	0,92	1,76
Объём воды на орош. Wор, м^3	2,68	5,55	6,72	6,03	2,38	77,63

Рисунок 4 - График забора воды в голове оросительных систем и объём воды на орошение W_ор

При орошении важно учесть сброс орошаемых вод с территории или водоотведение. Расчет величины водоотведения ведется следующим образом.

Норма безвозвратного водопотребления «брутто» для ирригации составит:

w_бв = М^*_бр × К_бв

где К_бв – коэффициент безвозвратного водопотребления, равный:

К_бв = 1 – К_вв

Коэффициент возврата оросительной воды К_вв определяется по уравнению:

где Е^* - суммарное водопотребление комплекса орошаемых культур, мм.

a₀ – коэффициент эффективного использования осадков

в нашем варианте a₀ = 0,65;

Р_75% - осадки соответствующей обеспеченности, в нашем случае 75 %;

К^*_п – коэффициент, учитывающий поступление в корнеобитаемый слой капиллярной влаги принимаем 0,07;

М^*_бр – оросительная норма «брутто», мм.

Удельное водоотведение с орошаемых полей «нетто», исчисленное в мм слоя воды, составит:

w_вв = М^*_бр × К_вв

w_вв = М^*_бр - w_бв.

Расход Q_вв возвратного отведения воды с орошаемых земель вычисляется по соотношению, м³/с

Q = (w_вв ˟ F_ор ˟ h₃) / (86,4˟n_i),

где – F_ор – площадь орошения, км²;

h₃ – коэффициент земельного использования, h₃ = 0,95;

n_i – число суток в месяце.

Объём воды, возвращаемый с орошаемой территории, рассчитывается по формуле, м³.

W_вв = 86400 ˟ n_i ˟ Q_вв.

Выполнив расчёты по указанным выше формулам, составим график водоотведения с орошаемых земель, сопроводив его таблицей вспомогательных расчётов.

Оценивая объёмы воды данной категории, необходимо отметить, что она составляет определённую величину и может внести некоторый вклад в приходную часть водного баланса.

Вместе с тем следует иметь в виду, как это указано в задании, сбросные воды с орошаемых земель будут иметь более повышенную минерализацию (в нашем примере до 5 г/л), поэтому при повторном использовании их необходимо разбавить пресной водой.

Q, м³/с

Дата добавления: 2015-09-06