Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

АҒЫНДЫ МАУСЫМДЫҚ (ЖЫЛДЫҚ) РЕТТЕУ 2 страница

Қайтарымның есепті қамтамасыздығы

Су қоймасының негізгі параметрлері мен оның жұмыс режимін ағынды реттеу түріне байланыссыз есепті ағын мен жоспарлы тұтынуды салыстыру мен талдау жолымен белгілейді.

Гидротехникалық тәжірибиде тұтынушыны сумен жабдықтау сенімділігі критериі ретінде қайтарымның есепті қамтамасыздығы пайдаланылады. Қайтарымның қамтамасыздығы деп бойында тұтынушылар сумен толық көлемде және іркіліссіз қамтамасыз етілетін тұтас іркіліссіз жылдар санының % алғандағы ықтамалдығын түсінеді(іркіліссіз жылдар саны бойынша қамтамасыздық):

3.1

Су шаруашылығы есептелері тәжірибесінде қайтарым қамтамасыздығының басқа да түрлері бар:

Қайтарым көлемі бойынша қамтамасыздық – бұл тұтынушыға жеткізілген су көлемінің жоспарлы қайтарым көлеміне қатынасы:

3.2

Уақыт бойынша қамтамасыздық – бұл бойында іркіліссіз кепілді қайтарым қамтамасыз етілетін жалпы уақыттың қарастырылып отырған көпжылдық кезеңнің жалпы ұзақтылығына Т қатынасы:

Лекция№14

Су қоймаларын және су ресурстарын ластанудан қорғау

Жалпы планетарлық деңгейде су сарқылмайтын ресурстарға жатады. Өйткені оның жалпы планетадағы мөлшері мұхит, атмосфера және құрылықта үнемі жүріп отыратын су айналымы нәтижесінде толықтырылып отырады. Су планетамыздың 70,8% бөлігін алып жатыр. Бүкіл су қорының 97% Әлемдік мұхиттың үлесіне тиеді. Тұщы сулардың көпшілігі (70%) қар және мұздықтар түрінде. Жер асты сулардың еншісіне тұщы су қорларының 23% тиеді.

Қазіргі таңда тұщы сулардың әртүрлі ластаушылармен: пестицидтермен және химикаттармен, мұнаймен және мұнай өнімдерімен ластануы негізгі мәселелердің бірі болып отыр. Өнеркәсіпті елдерде су айдындары мен су қоймаларының ластануы күннен-күнге артуда. Мұхиттардың мұнай және мұнай өнімдерімен ластануы бүкіл дүние жүзінде мұнай өнімдерін көптеп қолдануға байланысты болып отыр. Осының әсерінен теңіз шельфтерінде мұнай өндіру, танкерлік флот дамуда. Мұнай өндіру және оны тасымалдау кезінде, құбырларда жиі авариялар болып нәтижесінде мұхит бетінде мұнайлы дақтар жүздеген, мындаған километр жерді ластайды. Су ресурстарына және ондағы тіршілік иелеріне теріс әсер ететін заттардың бірі, өнеркәсіп орындарынан бөлінетін улы органикалық заттар. Мұндай улы заттар өнеркәсіп орындарында, транспортта, коммуналдық-тұрмыстық шаруашылықта кеңінен қолданылуда. Ағын сулардағы бұл заттардың мөлшері әдетте 5-15 мг/л-ді құрайды. Ал осы заттардың шекті мөлшері бар болғаны 0,1 мг/л-ді құрайды.Басқа ластаушылардан: металдарды (сынап, қорғасын, мыс, марганец, қалайы, мырыш, хром), радиоактивті элементтерді, ауыл шаруашылығы егіс алқаптарынан және мал шаруашылығы фермаларынан түсетін улы химикаттарды атауға болады. Металдардың ішінен су қоры үшін ең қауіптісі сынап, қорғасын және олардың қосылыстары.
Су қорларының ластануының бір түрі - жылулы ластану. Өнеркәсіп орындары, электр станциялары су айдынына жылы суларды жиі төгеді. Бұл өз кезегінде су температурасының көтерілуіне алып келеді. Судың температурасы көтерілгенде онда оттегі мөлшері азайып, судағы лас қосылыстардың улылығы арта түседі де биологиялық тепе-теңділік бұзылады. Лас суда температураның көтерілуімен ауру қоздырғыш микроорганизмдер мен вирустар жылдам көбейе бастайды. Сосын ішкен су арқылы организмнің ішіне түсіп әртүрлі аурулар тұдыруы мүмкін.
Жер асты сулары көп аудандарда тұщы сулардың көзі болып табылады. Алайда соңғы кезде адамның шаруашылық тіршілігі барысында көптеген жер асты сулары да ластануда. Адамзат өз қажеті үшін тұщы судың орасан көп мөлшерін пайдаланады. Негізгі тұтынушылар - өнеркәсіп орындары және ауыл шаруашылығы. Сондай-ақ тұщы суларды көп пайдаланатын салаларға - тау-кен орындары, химия, мұнай химиясы, қағаз- целлюлоза, тамақ өнеркәсіптері жатады. Бұлардың еншісіне бүкіл өнеркәсіпке жұмсалатын судың 70% келеді.

Қазіргі таңда адам коммуналдық-тұрмыстық қажеттілігі үшін ас суды көп пайдалануда. Қолданатын судың мөлшері аймаққа, өмір сүру деңгейіне байланысты адам басына шақ қанда 3 литрден 700 литрге дейін келеді. Өткен 50-60 жыл ішіндегі суды пайдалану мәліметтеріне сүйене отырып, жыл сайын суды пайдалану артып, табиғат үшін орны толмайтын судың мөлшері 4-5%-ды құрайтыны есептелген. Суды пайдалану және ысырап ету осы қарқынмен жалғаса берсе, халық санының өсуіне және өндіріс орындарының дамуына байланысты 2100 жылға адамзат тұщы судың бүкіл қорын тауысуы мүмкін. Қазіргі кездің өзшде тұщы судың жетіспеуі, су ресурстары жеткілікті жерлердің өзінде де байқала бастады.

Лекция№15

Су қоймалары және қоршаған табиғи орта

Су қоймалары жұмысын басқаруға арналған графиктерді құрастыру әдістемесін жасағанда; С. Н. Крицкий мен М. Ф. Менкель, В. А. Бақтияров, Я. Ф. Плещков, П. А. Ляпичев. Диспетчерлік графиктерді жасағанда жылды, шегінен су қоймасының маусымдық көлемін босатылуы мен толуы іске асатын, фазаларға бөледі. Көпжылдық және маусымдық реттеулерде маусымдық көлемнің босатылуымен барлық аз сулы кезең қамтылады, ал жылдың қалған бөлігінде су қоймасының толуы іске асады. Бұл кездері фазалардың жалпы ұзақтығы жылға тең: t _м+ t_п = t_ж. Фазаларды анықтау орташа даталарға көніл аудара отырып күнтізбелік шекараларда жүргізілуі керек. Фазалар шекарасын көбінесе ай басымен қабыстырады. БҰдан соң бақылаулар мәліметтерін фазалар бойынша сәйкес параметрлерді анықтай отыра статистикалық өңдейді: тасқын және аз сулы кезеңнің орташа ағынын симметриясыздық С₈ және өзгерушілік С_v коэффиценттерін.

Диспетчерлік графикті есептеу мен тұрғызуды жоғарғы және төменгі үзіліске қарсы сызықтардың босатылу бұтағынан бастау керек. Күнтізбелік қатардың аз сулы кезеңдегі ағындары W _pm есепті шамасына жақын 5...8 жылды таңдап алады. Бұл жылдардың аз сулы кезеңдерінің Q_мі өтімдерін, оларды W _pм / W _мі қатынасына көбейту жолымен берілген есепті қамтамасыздыққа келтіріп q_і кепілді қайтарым өтімімен салыстырады. Әр таңдап алынған жыл үшін су қоймасының ӨКД белгісіне деген босатылу сәтінен бастап артқа қарай жүріп, яғни уақыт ағысына қарсы, үзіліске қарсы сызықтың босатылу бұтағының ординаталары анықталуы тез. Бұдан сызықтар легі шығады. Барлық тұрғызылған сызықтардың жоғарғы айналушыны жоғары үзіліске қарсы сызықтың босатылу бұтағына, төменгі айналушыны – төменгі үзіліске қарсы сызықтың босатылу бұтағына баланатыны түсінікті.

Жоғарғы үзіліске қарсы сызықтың толу бұтағын тұрғызу үшін гидрологиялық қатардан жылдар санынан тасқын фазасындағы ағыны W _np= W _p- W _mp есепті шамасына жақын және тасқыны ертен немесе кеш мерзімдерде келетін жылдарды іріктеп алу қажет.

Бұл жылдардың өтімдерін W _np /W _ni қатынасына көбейту жолымен есепті қамтамасыздыққа келтіріп, кепілді қайтарым өтімімен q_p салыстырады. Сонан соң жылдарды екі топқа тасқын келу уақыты бойынша бөліп таратады және әр топ үшін артқа жүрумен берілген қайтарымда q _p су қоймасына ағынның мүмкін жиналуының сызықтары есептеп тұрғызады. Сызықтарды ҚТД белгісінен су қоймасының рұқсатты босатылуының ең төменгі нүктесіне дейін жүргізу керек.

Ерте және кеш тасқындарға жататын бірнеше тұрғызылған аған толу сызықтары арқылы жоғарғы және төменгі айналушыларды жүргізіп, оларды сәйкес ерте және кеш тасқындағы жоғары үзіліске қарсы сызықтың толу бұтағы деп қабылдайды.

Шектелген қайтарым аймағының төменгі шекарасын – ӨКД. Бұл аймақ шегінде, диспетчерлік графиктер жоғарыдан төмен орналасушы сәйкес сызықтармен шектелген, кесілген қайтарымның екі сатысын тағайындайды. Төменгі үзіліске қарсы сызықпен қабысатын жоғары сызық кепілді қайтымған тең су өтіміне ауысу қажеттігін анықтайды. Төменгі жақта қайтарымды шектейтін сызық тұрғызылуы керек.

Лекция№16

Суармалы жерлердегі су тепе-теңдігін есептеу

Су тұтынушылар құрамы, су қөзінің гидрологиялық ерекшеліктері мен міндеттеріне байланысты ағынды реттеудің әр түрін қолданады. Оларды арнаулы және ағынды реттеу ұзақтығы бойынша жіктеледі.

Арнаулы бойынша су қоймаларының бөлінуі: запастық (қосалқы), кідіртуші (тасқынға қарсы), кешенді.

Қосалқы су қоймаларының негізгі міндеті көпсулы маусым немесе жылдардағы артық ағынды уақытша ұстап қалу жолымен су сапасын аз сулы кезеңде пайдалану есебінен су өтімдерін энергетикаға, коммуналды және өнеркәсіптік сумен жабдықтауға, ауыл және балық шаруашылығына, өзен көлігіне және т.б. салаларға қызмет етеді.

Кідіртуші (тасқынға қарсы) су қоймалары негізінен топан су және селдік ағыстармен күресуге арналған. Қөпсулы кезеңдерде (тасқын немесе су тасу) ағынның бір бөлігін уақытша кідірту есебінен су қоймасының төменгі бьефіне келетін ең үлкен су өнімдері төмендетіледі, сөйтіп топан су қаупі жойылады.

Ағынды кешенді реттеу – бұл қосалқы мен кідіртушінің қызметтерін бір су қоймасына біріктіру.

Ағынды реттеу ұзақтығы бойынша су қоймаларының бөлінуі: тәуліктік, апталық, қысқа мерзімді, маусымдық (жылдық) және көпжылдық ағынды реттеу.

Тәуліктік реттеу тұтынушылар талаптарына сәйкес өзеннің іс жүзінде біркелкі ағынын Q тәулік бойында қайта бөледі. Су аз тұтыну сағаттарына су қоймасына жиналып, көп тұтыну сағаттарына шығындалады. Реттеу циклы (толу және жұмыс істеу)- тәулік.

Тәуліктік реттеу гидроэнергетика мен сумен жабдықтауда өте кең таралған. Ол суландыруда да қолданылуы мүмкін. Тәуліктік реттеу кезінде су қоймасының көлемін су тұтынудың орташа өтімін салыстыру жолымен анықталады. Тәуліктік реттеу су қоймалары әдетте үлкен емес: олардың пайдалы көлемі өзеннің тәуліктік ағынының 15...25 пайызын құрайды.

Апталық реттеу мәні - біркелкі емес су тұтыну, сәйкес салыстырмалы біркелкі ағынды апта бойына қайта бөлу. Демалыс күндердегі артық ағынды жұмыс күндері пайдалану мүмкіндігін арттырады. Апталық реттеудегі су қоймасының қажетті көлемі су тұтыну төмендеген демалыс күндердегі артық ағынға тең. Апталық реттеу кезінде толық цикл – апта. Негізінен өнеркәсіптік сумен жабдықтау және гидроэнергетикада, сондай-ақ кеме жүру кезінде қолданылады.

Ағында қысқы мерзімді бұндай реттеу кезінде, су тұтынушылар талаптарына сәйкес, өзеннің төменде жатқан учаскелерінде су деңгейлері немесе өтімдерін ұстап тұруға қажетті қысқа мерзімді су жіберулер түрінде су қоймасынан су беріледі. Қажетті суды су қоймасына бірнеше тәулік бойына жинап, ал шоғырланған су жіберуді бірнеше сағатта іске асырады. Реттеудің бұл түрінің кеме жүру, ағаш ағызу кезінде қажетті тереңдіктерді жасауға, сондай-ақ санитарлық, ауылшаруашылық және де басқа мақсаттарға пайдаланылатынын айта кетіуіміз керек.

Ағынды маусымдық (жылдық) реттеу ағынды маусым немесе жыл бойына қайта бөлуге мүмкіндік береді. Су тасу мен тасқындар уақытында су қоймасын толтырып, ал суы аз кезеңінде босатады.

Маусымдық ағында реттеуді толық және толық емес деп айырады. Бірінші жағдайда, бір жылдағы су қоймасынан кепілді су қайтарым есепті қамтамасыздықты жылдық ағын көлеміне тең. Көпсулы жылдары артық су қоймасының төменгі бьефіне тасталады. Ағынды есептегенде төмен аз сулы жылдары су қоймасы кепілді су қайтарымды қамтамасыз ете алмауы себепті су – тұтыным тапшылығы пайда болатыны өзінен – өзі түсінікті. Екінші жағдайда, су тұтыну есепті қамтамасыздықты жылдық ағыннан аз болады және су қоймасы толғаннан кейін ағынның бір бөлігі төмен қарай тасталуы керек.

Маусымдық реттеу – ағынды реттеудің ең қөп тараған түрі және энергетика, сумен жабдықтау, суландыру жолымен анықтайды.

Ағынды көпжылдық реттеу мәні – ұзақ көпжылдық кезеңі бойында ағынды қайта бөлу тұр.

Реттеу циклы бірнеше жылға созылады. Ал сулы жылдардағы су тапшылығы осының алдындағы көпсулы кезеңде су қоймасына жиналған су қоры есебінен жабылады. Бұдан басқа, көпжылдық реттеудегі су қоймасы маусымдық реттеу қызметін іске асырады. Бұлар ондаған және жүздеген текше километр су сыйдыратын өте үлкен жасанды су сыйымдылықтары.

Көпжылдық реттеу – су қорларын кешенді пайдалану міндеттеріне жауап беретін көп жылдық ең толық, ең жетілген ағынды реттеудің түрі.

Ағынды сатылы реттеу су қоймаларының бір өзен бойында тізбектеліп сатылы түрде орналасу кезінде болады.

Лекция№17

Су қоймасының батиографикалық қисықтарын тұрғызу

Су қоймаларының қыста босатылуы кезінде мүздардьщ жагаларға шөгіп калуынан болатын су ысырабы көлемі (м³),

V_м=ρ_м(Ω_б-Ω_с)(h_б-h_с)/2, (4.11)

мұнда ρ_м —мұздың салыстырмалы қалындығы; Ω_б және Ω_с - қыстық босатылудың бастапқы және соңғы интервалына сәйкес келетін белгілердегі су бетінің аудандары, км²; h_б және h_с - есепті уақыт интервалының басы және соңындағы мұз қалындығы, м.

Су қоймасы аудандарын (Ω_б және Ω_с) Ω=Ω(Н) -аудандық қисықтар арқылы, қыстық босатылудың деңгейлерінің жобалық белгілері үшін, анықтайды. Мұз қалыңдығын эмпирикалық байланыстармен жуықтап анықтауға болады.

h_м=а_м(Σt)ⁿ, (4.12)

мұнда h_м — мұз қалыңдығы, см; а_м және n — теңдеу параметрлері а_м= 1 ... 3см/(ӘС)^0,5 және n=0,5; Σt — 2м биіктіктегі орташатәуліктік теріс ауа температураларының жиыны (мұз құрсауы пайда пайда болған кезден бастап), ӘС.

Тұрақты мұз құрсау пайда болған кезде, мұздың үстіне қар жиналып, олар уақытша су айналымнан шығып қалады. Қыста жұмыс істегеңде су қоймасы жағаларына шөгіп қалған қар мен мұзда жинақталған су көлемі (м³):

V_м= (Ω_б-Ω_с)(k_мρ_мh_м.max+ρ_қh_қ), (4.12)

мұнда k_м — судың қыста босатылу кезеңінде мұздың біртіндеп қалыңдауы коэффициенті; мәліметтер жоқ болғанда 0,67 деп қабылдайды; ρ_м және ρ_қ - мұз және қардың салыстырмалы тығыздығы; h_м.max және h_қ - мұздың орташакөпжылдық ең үлкен қалындығы және мұздағы қар қабатының орташа қабаты, м.

Ағынды маусымдық реттеу кезінде мұз құрсауының пайда болуына кеткен ысыраптарды су қоймасы ӨКД- гедейін босатылатын есепті азсулы жыл үшін анықтайды.

Көпжылдық реттеуде жағаларда шөгіп қалған мұз көлемі, су қоймасының пайдалы көлемі толық таусылумен аяқталатын жұмыс істеудің соңғы жылында ғана, ысырап болып табылалы Бұл кезде жылдық пайдалы қайтарым келесі шамаға (м³) азаяды

V_м = V_м / (n+t_м), (4.13)

Мұнда n – су қоймасының көп жылдық құраушысының босатылуы жылдарының саны; t_м – маусымдық құраушыны есептеу кезінде қабылданған төменгі ағынның жылдан үлес ұзақтығы.

Жобалау кезеңінде су қоймасын сушаруашылықтық есептегенде, әдетте жиынтық су ысыраптары графиктерін тұрғызады (4.1-сурет). Оларды су қоймаларын пайдалану кезінде де қолдануға болады.

Лекция№18

Су қоймасының өлі көлемін анықтау

Су қоймасының ҚТД белгісіне дейін толық лайлану ұзақтығын лайлану мерзімі деп атайды. Су қоймасының лайлану ұүзақтығын лайлану мерзімінің негізгі сипаттамасы ретінде шартты лайланушылық көрсеткішін (жыл) қабылдайды:

t_ш =V_КТД/ (5.1)

мұнда V_КТД - КТД кезіндегі су қоймасы көлемі, м³; - жыл ішінде су қоймасына шөккен тасындылардың орташа көпжылдық көлемі, м³.

Егер t_ш мәні ірі су қоймалары үшін 200 жылдан, ал тоғандар үшін 50 жылдан асса, онда алынған мәнді су коймасының лайлану мерзімінің ұзақтығы ретінде қабылдайды және ешқандай қосымша есептеулерді орындамайды.

Басқа жағдайларда су қоймасының лайлануын есептеу оның шегінен тасындылар әкетілуін ескеріп (төменгі бьефке және суалу құрылымдары арқылы) түзетілуі керек.

Су қоймасының лайлануын есептеулер кезінде М. В. Потапов ұсынған "су қоймасының қызмет істеу мерзімі" термині қолданылады. Су қоймасы қызмет істеу мерзімі деп шегінде әлі көлем тасындыларға толатын уақытта түсінеді:

t_км = V_өқд / . (5.2)

Су қоймасына шөккен өзеннің орташакөпжылдық тасындылары көлемі жалпы түрде қалқыған V_қт және ілеспе V_im -тасындылар көлемдері жиынын көрсетеді.

(5.3)

Ұзақ бақылаулар қатары болғанда (20 жылдан кем емес) қалқыған тасындылардың орташакөпжылдық көлемі (м³):

(5.4)

мұнда - судың орташакөпжылдық бұлдырлығы, г/м³; - өзеннің орташакөпжылдық ағыны, м³/жыл, — шөгінділер тығыздығы, кг/м³.

Жыл ішінде шөккен ілеспе тасындылар көлемі (м³):

, (5.5)

мұнда - ілеспе тасындылардың орташакөпжылдық өтімі, кг/с.

Тасындылар ағынын бақылау қатары салыстырмалы қысқа болғанда (20 жылдан кем) қалқыған және ілеспе тасындылар ағыны нормасы тасындылар ағыны жылдық мәні G_t және су ағыны W арасындағы байланыс қисыған пайдалана отырып Г.А. Алексеевтің графиктік талдау әдісімен табылуы тиіс. Бақылаудың қысқа кезеңінде немесе олар мүлдем жоқ болғанда ұқсастық әдісін, сұйық және қатты ағым арасындағы байланыс графиктерін, өзендердің бұлдырлығы картасын, эмпирикалық формулаларды қолданады.

Ілеспе тасындылар ағыны жалпы тасындылар ашиының 10 пайызынан кем болған кездері, су қоймасына түсетін орташакөпжылдық тасындылар атаны көлемі қабылдануы мүмкін, яғни .

Жылдық лайлану көлемін баланстық әдіспен қабылданған уақыт иитервалында су қоймасының бастапқы және соңғы жақтауларындағы тасындылардың кіруі мен шығуының айырмасы ретінде табады.

Қалқыған тасындылармен лайлану көлемі (есепті кезеңде)

V_қт=(G_бқm- G_cқm)Δt , (5.6)

мұнда G_бқm және G_cқm - қабылданған интервалдағы су қоймасының бастапқы және соңғы жақтауларындағы сәйкес орташа қалқыған тасындылар өтімі, кг/с; Δt - қабылданған уақыт интервалы, с.

Ілеспе түптік тасындылармен лайлану көлемі (м³):

V_iт=(G_iтб-G_imc)Δt , (5.7)

мұнда G_бқт және G_сқт — бастапқы және соңғы жақтаулардағы Δt уақыт интервалындағы орташа ілеспе тосқындар өтімі, кг/с.

Қалқыған және ілеспе (түптік) тасындылар шөгінділерінің көлемдерін қоса отыра, қабылданған уақыт интервалында су қоймасының лайлану көлемін табады. Бұл кезде типтік жылдың гидрографын 3...4 есепті интервалға бөліп, әр интервалға орташа су өтімі мен тасындыларды анықтайды.

Жуық есептеулерде бір жылдағы лайлану көлемін (м³) келесі формула бойынша табады.

(5.8)

мұнда т — шөгінділердегі ілеспе тасындылар үлесі; δ— су қоймасынан төменгі бьефке тасталатын қалқыған тасындылардың транзиттік (тасымал) бөлігі.