Складання планового водогосподарського балансу

Размещено на http://www.allbest.ru/

Складання планового водогосподарського балансу

Дано: 1. Річка Гайчур біля с. Андріївка:

- норма річного стоку - 1,45 м³/с;

- коефіцієнт варіації річного стоку - 1,01;

- коефіцієнт асиметрії річного стоку - 2,60; 2. Населення:

- чисельність міського - 200 тис.чол.;

- чисельність сільського - 150 тис.чол ;

- чисельність міського населення, яке проживає житловому фонді забудови різної категорії благоустрою: (1 категорія - 40%, 2 категорія - 30%, 3 категорія - 30%).

3. Поголів'я тварин:

- ВРХ - 12 тис. гол.

- свині- 20 тис. гол.

- птахи- 200 тис.гол.

4. Об'єми промислового виробництва:

- харчова промисловість(борошномельний завод сортового помолу зерна) -10тис.т.;

- харчова промисловість(виробництво цукру-рафінаду) - 50 тис.т.;

- промисловість будматеріалів (виробництво пляшкового скла) - 2 млн.шт.;

- лісова промисловість (виробництво деревинно-стружечних плит) - 50 тис.м³.

5. Зрошення:

- площа зрошуваних земель - 900 га;

- структура зрошуваних площ (люцерна 30%, озима пшениця 25%, кукурудза 30%, картопля 15%);

- ККД зрошувальної системи - 0,84.

6. Рибне господарство:

- виробництво ставкової риби - 2,9 тис.ц;

- глибина залягання ґрунтових вод - 1,1 м.

Необхідно:

1. Визначити споживання води в комунально-побутовому водопостачанні.

2. Визначити споживання води в сільськогосподарському водопостачанні.

3. Розрахувати об'єм водовідведення в комунально-побутовому і сільськогосподарському водопостачанні.

4. Визначити, використовуючи укрупнені норми водоспоживання, середньорічні норми витрати води і кількість стічних вод на одиницю продукції для зворотної системи водопостачання.

5. Знайти сумарне водоспоживання за місяць і рік.

6. Знайти водовідведення в промисловості.

7. Визначити критерії ефективності використання води в промисловості і ТЕС.

8. Побудувати графік гідромодуля.

9. Розрахувати об'єми споживання води.

10. Визначити величину водовідведення.

11. Визначити водоспоживання води в рибному господарстві

12. Визначити водовідведення в рибному господарстві.

13. Визначити місячні об'єми безповоротного споживання води.

14. Визначити прибуткову частину водогосподарського балансу (ВГБ) для року розрахункової забезпеченості по водності 50, 75, 95%.

15. Скласти водогосподарський баланс для характерних за водністю років (50, 75, 95%).

16. Визначити місячні об'єми безповоротного споживання води.

17. Скласти водогосподарський баланс для характерних за водністю років (50, 75, 95%).

18. Ув'язати водогосподарський баланс басейну р. Гайчур біля с. Андріївка за місячні періоди та за рік за рахунок:

-регулювання стоку;

-повторного використання стічних вод після очистки на землеробських полях зрошення;

-збільшення коефіцієнта корисної дії (ККД) зрошувальної системи;

-обмеження водопостачання окремих учасників водогосподарського комплексу.

водопостачання комунальний водогосподарський баланс

1. Розрахунок споживання води в комунально-побутовому і сільськогосподарському водопостачанні

В комунальному водопостачанні вода споживається на господарсько-питні потреби та на благоустрій населених пунктів.

В якості основного показника водоспоживання на господарсько-питні потреби приймаємо середньодобову витрату води

Q= , (1.1)

де Q - середньодобова витрата в комунально-господарському водопостачанні на господарсько-питні потреби, м³/доб;

q - середня за рік норма споживання води на 1 мешканця за добу, л/доб;

N - чисельність населення, чол.

Об'єм споживання води за місяць на господарські потреби населення визначаємо за формулою

Q= Q· t, (1.2)

де Q - середньодобова витрата води, що споживається населенням, яке проживає в і-тій категорії благоустрою житлового фонду, м³/доб;

t - кількість діб за місяць, (приймаємо 30 діб);

п - кількість категорій благоустрою ( вданому випадку п = 3)

В комунальному водопостачанні розраховується також споживання води на благоустрій населених пунктів. Місячний об'єм води на благоустрій населених пунктів визначаємо за формулою

Q= q·N · t (1.3)

де q - питоме середньодобове споживання води за поливний сезон на благоустрій населених пунктів, л/доб. На 1 мешканця;

N - загальна кількість міського населення, чол.;

t - кількість діб за місяць.

У величину водоспоживання в комунальному водопостачанні включають кількість води на потреби місцевої промисловості та інші витрати, які приймають в розмірі 5-10% від споживання води на господарсько-питні потреби.

Розрахунок споживання води в комунально-побутовому господарстві зведений в табл. 1.1.

Таблиця 1.1

Споживання води в комунальному водопостачанні, м³

Місяць	Господарсько-питне водопостачання	Благоустрій	Водопостачання місцевої промисловості	Загальне водоспоживання на комунально-побутові потреби
01	196200	-	19620	215820
02	196200	-	19620	215820
03	196200	-	19620	215820
04	196200	63000	19620	278820
05	196200	63000	19620	278820
06	196200	63000	19620	278820
07	196200	63000	19620	278820
08	196200	63000	19620	278820
09	196200	63000	19620	278820
10	196200	-	19620	215820
11	196200	-	19620	215820
12	196200	-	19620	215820
Рік	2354400	378000	235440	2967840

При розрахунку споживання води в сільськогосподарському водопостачанні враховується витрата води на комунально-побутове водопостачання сільських районів і водопостачання тваринницьких комплексів.

Розрахунок води на споживання в сільськогосподарському водоспоживанні і на комунально-побутове водоспоживання сільських районів визначаємо за формулою

Q_{сер.доб.} = q _{сер.доб.} · N ^с (1.4)

де q _{сер.доб.} - середньодобові (за рік) укрупнені норми водоспоживання на 1-го сільського мешканця (загальні і за окремими споживачами), л/доб;

N ^с - розрахункова кількість сільських мешканців, чол.

Сезонність робіт сільськогосподарського виробництва обумовлює і сезонність водоспоживання. Тому для отримання розрахункових (середньодобових значень за сезон) витрат, необхідно врахувати коефіцієнти вимірювання укрупнених норм в сільських населених пунктах у весняно-літній (поливний) період К_літ і в осінньо-зимовий період К_зим (неполивний).

Q= К_літ · q _{сер.доб.} · N ^с = К_літ · Q_{сер.доб.} (1.5)

Q = К_зим· q _{сер.доб.} · N ^с = К_зим · Q_{сер.доб.} (1.6)

Коефіцієнти К_літ і К_зим визначають за формулами:

К_літ = ( q _{госп.питн.} + q_тварин+ К_пол · q_бл + К_пол · q_{присадиб} + q_майс + q_міс.пр.) / q _{сер.доб} (1.7)

К_зим = ( q _{госп.питн.} + q_тварин+ q_майс + q_міс.пр.) / q _{сер.доб} (1.8)

де q _{госп.питн.}, q_тварин, q_бл, q_{присадиб}, q_міс.пр - відповідно середньодобові (за рік) укрупнені норми водоспоживання на господарсько-питні потреби, водоспоживання тварин у власному використанні, зовнішній благоустрій, полив присадибних ділянок, потреб сільськогосподарських підприємств (майстерень), місцевого виробництва;

К_пол - коефіцієнт, який враховує тривалість поливу об'єктів зовнішнього благоустрою і присадибних ділянок на протязі року для різних природно-господарських районів.

Величину К_пол визначаємо за формулою

К_пол = 365 / Т_пол (1.9)

де Т _пол - тривалість поливного сезону, яка приймається рівною тривалості без морозного періоду (табл..3.3.) [3].

Об'єм води, який споживають за місяць для сільськогосподарського водопостачання. Розраховуємо за формулою

Q_міс. = Q ^{сер.сез.} · t, (1.10)

де t - середня кількість днів в місяці (30 днів).

Розрахунок водоспоживання на потреби комунально-побутового водопостачання сільських районів наведені в таблиці 1.2.

Таблиця 1.2

Підрахунок водоспоживання в сільськогосподарському водопостачанні, м³

Місяць	Комунально-побутове водопостачання	Водопостачання тваринницьких комплексів	Загальне сільськогосподарське водопостачання
01	134370	144000	278370
02	134370	144000	278370
03	134370	144000	278370
04	432630	144000	576630
05	432630	144000	576630
06	432630	144000	576630
07	432630	144000	576630
08	432630	144000	576630
09	432630	144000	576630
278370	134370	144000	278370
278370	134370	144000	278370
278370	134370	144000	278370
Рік	3402000	1728000	5130000

Тваринницькі комплекси і ферми використовують воду для напування та догляду за тваринами, промивки молочного обладнання, приготування кормів, санітарно-гігієнічних і господарсько-побутових потреб обслуговуючого персоналу.

Розрахункова (середня за рік) добова витрата розраховується за формулою

Q= , (1.11)

де N^пог - одночасна кількість тварин на комплексі або фермі;

q _{сер.доб.і} - укрупнені норми водоспоживання, л/добу [ 8 ].

п - кількість видів комплексів або ферм.

Розрахунок загального водоспоживання в сільськогосподарському водопостачанні наведений в табл. 1.2.

Об'єм водовідведення в комунально-побутовому та сільськогосподарському водопостачанні визначають як відношення від кількості спожитої води (%). В комунальному господарстві міських районів водовідведення складає 81,6%, комунальне господарство сільських районів - 70,4 %, тваринницькі комплекси і ферми - 90% (за даними А.В. Жицького) [ 2 ].

Відомості по водовідведенню записуємо в табл. 1.3.

Таблиця 1.3

Об'єм водовідведення в комунально-побутовому і сільськогосподарському водопостачанні, м³

Місяць	Комунально-побутове водопостачання міських районів	Сільськогосподарське водопостачання	Всього
		комунально-побутове водопостачання	водопостачання тваринницьких ферм
01	176109	94596	129600	400305
02	176109	94596	129600	400305
03	176109	94596	129600	400305
04	227517	304571	129600	661688
05	227517	304571	129600	661688
06	227517	304571	129600	661688
07	227517	304571	129600	661688
08	227517	304571	129600	661688
09	227517	304571	129600	661688
10	176109	94596	129600	400305
11	176109	94596	129600	400305
12	176109	94596	129600	400305
Рік	2421756	2395002	1555200	6371958

В нашому випадку ми отримали споживання води в комунально-побутовому водопостачанні - 2967840 м³, в сільськогосподарському водопостачанні - 5130000 м³, і об'єм водовідведення в комунально-побутовом і сільськогосподарському водопостачанні склав 6371958 м³.

1.1 Розрахунок споживання води в промисловості та електроенергетиці

Споживання води в промисловості і ТЕС характеризують такими показниками:

- загальне водоспоживання;

- забір свіжої води;

- безповоротне споживання води;

- об'єм водовідведення.

Середньорічні витрати води по кожному із цих показників визначаємо за формулою

Q = N·q, (1.12)

де Q - середньорічна витрата води за показниками споживання, м³;

N - річний об'єм виробництва;

q - середньорічна укрупнена норма витрати води або кількості стічних вод на одиницю продукції, м³.

Величину q визначаємо за укрупненими нормами водоспоживання і водовідведення для різних галузей промисловості (додаток 9) [ 8 ].

Згідно формули (1.12) обчислюємо показники споживання води для промисловості (табл.1.4).

Для отримання максимальних (літній період) і мінімальних (зимовий період) витрат спожитої води і кількості стічних вод необхідно врахувати коефіцієнти зміни норми за сезонами року: К_літ і К _зим

Q_max = К_літ · q · N, (1.13)

Q_min = К_зим · q · N, (1.14)

де Q_max - максимальна витрата за літній період, м³;

Q_min - мінімальна витрата води за зимовий період, м³;

q - середньорічна збільшена норма споживання води і кількості стічних вод на одиницю продукції, м³;

N - кількість виробленої продукції за період (приймаємо рівною половині річного виробництва).

Тривалість літнього періоду квітень-вересень, зимового жовтень-березень. Розрахунок проводимо в таблиці 1.5 .

Таблиця 1.4

Середньорічне споживання води в промисловості та теплоенергетиці

Галузь	Об'єм виробництва	Питоме споживання на одиницю продукції, тис. м3	Споживання води за рік, тис м3
		загальне водоспоживання	забір свіжої води	забір зворотної води	безповоротне споживання води	об'єм водовідведення	загальне водоспоживання	забір свіжої води	забір зворотної води	безповоротне споживання води	об'єм водовідведення
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Харчова промисловість(борошномельний завод сортового помолу зерна)	100тис.т	20,63	3,43	17,2	0,72	2,71	2060	343	172	72	271
Харчова промисловість(виробництво цукру-рафінаду)	50 тис.т	39,31	2,63	36,68	1,43	1,2	1965,5	131,5	1834	71,5	60
Промисловість будматеріалів (виробництво пляшкового скла)	2млн. шт..	9,9	8	1,9	0,2	7,8	19800	16000	3800	400	15600
Лісова промисловість (виробництво деревинно-стружечних плит)	50 тис. м3	4,09	2,59	1,5	0,95	1,64	204,5	129,5	75	47,5	82
Всього								16604			16013

Таблиця 1.5

Споживання води в промисловості та теплоенергетики за періодами року

Галузь	Коефіцієнт нерівномірності	Об'єм виробництва	Питоме споживання на одиницю продукції, тис. м3	Споживання води за рік, тис м3
			загальне водоспоживання	забір свіжої води	забір зворотної води	безповоротне споживання води	об'єм водовідведення	загальне водоспоживання	забір свіжої води	забір зворотної води	безповоротне споживання води	об'єм водовідведення
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
Літній період (квітень-вересень)
Харчова промисловість(борошномельний завод сортового помолу зерна)	1	100тис.т	20,63	3,43	17,2	0,72	2,71	1031,5	171,5	860	36	135,5
Харчова промисловість(виробництво цукру-рафінаду)	1	50 тис.т	47,17	3,156	44,016	1,716	1,44	1179	78,9	1100	42,9	36
Промисловість будматеріалів (виробництво пляшкового скла)	1	2млн. шт..	10,395	8,4	1,995	0,21	8,19	10395	8400	1995	210	8190
Лісова промисловість (виробництво деревинно-стружечних плит)	1,1	50 тис. м3	4,7	2,98	1,725	1,093	1,88	117,5	74,5	43,13	27,3	4,7
Всього за період								11823	8725	3998	316,2	8366,2
За місяць									1454			1394
Зимовий період (жовтень-березень)
Нафтопереробна промисловість (нафтопереробн-ий завод)	0,9	5 млн. т	20,63	3,43	17,2	0,72	2,71	1031,5	171,5	860	36	135,5
Нафтохімічна промисловість (виробництво етилену, пропілену палива	0,9	4 млн. т	39,31	2,63	36,68	1,43	1,2	982,7	65,7	917	35,7	30
Будівельна промисловість (виробництво віконного скла)	1	500 тис.м2	9,4	7,6	1,8	0,19	7,41	9400	7600	1800	190	7410
Харчова промисловість (молочний завод)	0,9	12,5 тис. т	3,68	2,33	1,35	0,85	1,47	92	58,3	33,7	21,2	36,7
Всього за період								11513	7895,5	3610,7	289,9	7612,2
За місяць									1315,9			1268,7

Ефективність використання води в виробництві може характеризуватися такими показниками сукупності:

- технічною досконалістю системи водопостачання, оцінюють кількістю використаної зворотної води у виробництві, за формулою

Р_звор. =, (1.15)

- ефективністю використання води, яка збирається із джерела оцінюють коефіцієнтом використання

К_вик = , (1.16)

- безповоротне споживання і втрати води визначають

Р_втрат. = (1.17)

- кратність використання води

П = . (1.18)

В формулах (1.15.) - (1.18.) Q_звор. - середньорічна кількість води, яка використовується із джерела; Q_свіж.. - середньорічна кількість води, яка забирається із джерела; Q_сир. - кількість води, яка надходить в систему водопостачання із сировиною, Q_сир. = 0; Q_скид.. - кількість стічних вод (водовідведення), які скидаються у водойму.

Розрахунок критеріїв раціональності використання води в промисловості виконується в табл. 1.6. При цьому приймаємо, що показник Q_сир. = 0 для розглянутих галузей.

Таблиця 1.6

Показники ефективності використання води в промисловості та енергетиці

Галузь	Р звор., %	Квик	Р втрат, %	П
Харчова промисловість(борошномельний завод сортового помолу зерна)	83,4	0,21	3,5	6
Харчова промисловість(виробництво цукру-рафінаду)	93,3	0,54	3,6	14,9
Промисловість будматеріалів (виробництво пляшкового скла)	19,2	0,0,25	2,02	1,23
Лісова промисловість (виробництво деревинно-стружечних плит)	36,7	0,36	23,2	1,6

Робимо висновок, що в нашому випадку результати свідчать про високий рівень використання повторних (зворотних) вод, так 19,2 - 93,3%, води використовуються в обороті і тільки 6,7-80,8% свіжої води використовують із джерела. Кратність використання води коливається від 1,6 (в лісовій промисловості) до 14,9 (в харчовій промисловості).

1.2 Розрахунок споживання води в зрошенні

Для визначення об'ємів спожитої води необхідно мати графіки подачі води на зрошуваний масив. В основі побудови цього графіка лежить гідромодуль.

Гідромодуль - питома витрата води на одиницю площі, тобто

q = , (1.19)

де - q - гідромодуль, л/(с·га); a - площа, яка зайнята культурою в долях від площі зрошення; m - поливна норма, м^з/га; t - тривалість поливу протягом доби (годин); Т - тривалість полива в добах.

Використовуючи структуру зрошуваних площ і режим зрошення сільськогосподарських культур, будуємо графік гідромодуля (табл.1.7).

За графіком гідромодуля, знаходимо середню величину гідромодуля за місяць за формулою

, (1.20)

де - q_м - середньомісячний гідромодуль, л/(с·га); q_і - гідромодуль за і-тий полив в розглянутому місяці, л/(с·га); t_і - тривалість і-того поливу в розглянутому місяці, діб; Т - тривалість місяця, діб.

Розрахунок ведемо в табличній формі (табл.1.8).

Таблиця 1.7

Відомість для розрахунку графіка гідромодуля

Сільськогосподарська культура	Доля площі	Зрошувальна норма, мз/га	Номер поливу	Поливна норма, мз/га	Строки поливу	Тривалість поливу, діб	Гідромодуль, л/(с*га)
1	2	3	4	5	6	7	8
Люцерна	0,3	4500	1	450	15-19.05	5	0,3
			2	450	21-25.05	5	0,3
			3	450	01-05.06	5	0,3
			4	450	19-23.06	5	0,3
			5	450	02-06.07	5	0,3
			6	450	25-29.07	5	0,3
			7	450	03-07.08	5	0,3
			8	450	10-16.08	5	0,3
			9	450	06-10.09	5	0,3
			10	450	22-26.09	5	0,3
Озима пшениця	0,25	1500	В	600	27.08-5.09	10	0,2
			1	300	1-5.05	5	0,2
			2	300	12-16.05	5	0,2
			3	300	5-9.06	5	0,2
Кукурудза на зерно	0,3	1500	1	300	1-5.06	5	0,2
			2	300	20-24.06	5	0,2
			3	600	26-30.06	5	0,3
			4	300	2-6.07	5	0,2
			5	300	11-15.07	5	0,2
Картопля	0,15	1450	1	250	14-17.05	4	0,1
			2	300	1-5.06	5	0,1
			3	300	8-12.06	5	0,1
			4	300	23-27.06	5	0,1
			5	300	13-17.07	5	0,1

Таблиця 1.8

Обчислення ординат графіка гідромодуля

Місяць	Сільськогосподарська культура	qi	ti	qi ti	qm
05	Люцерна	0,3125	5	1,5625	0,17
	Люцерна	0,3125	5	1,5625
	Озима пшениця	0,17361	5	0,86805
	Озима пшениця	0,17361	5	0,86805
	Картопля	0,1085	4	0,434
06	Люцерна	0,3125	5	1,5625	0,29
	Люцерна	0,3125	5	1,5625
	Озима пшениця	0,17361	5	0,86805
	Кукурудза	0,2083	5	1,0415
	Кукурудза	0,2083	5	1,0415
	Кукурудза	0,2083	5	1,0415
	Картопля	0,10416	5	0,5208
	Картопля	0,10416	5	0,5208
	Картопля	0,10416	5	0,5208
07	Люцерна	0,3125	5	1,5625	0,19
	Люцерна	0,3125	5	1,5625
	Кукурудза	0,2083	5	1,0415
	Кукурудза	0,20083	5	1,0415
	Картопля	0,10416	5	0,5208
08	Люцерна	0,9125	5	1,5625	0,24
	Люцерна	0,3125	5	1,5625
	Озима пшениця	0,17361	10	1,7361
	Кукурудза	0,2083	5	1,0415
	Кукурудза	0,20883	5	1,0415
	Картопля	0,10416	5	0,5208
09	Люцерна	0,3125	5	1,5625	0,16
	Люцерна	0,3125	5	1,5625
	Озима пшениця	0,17361	10	1,7361

Об'єм спожитої води на зрошення (нетто) за кожен місяць визначаємо за формулою

(1.21)

де - об'єм води (нетто), який спожитий на зрошення за місяць, м³;

F_зрош. - площа зрошення, га;

Т - тривалість місяця в секундах (Т = 2,59·10⁶с).

Об'єм споживання (брутто) визначаємо за формулою

(1.22)

де - ККД зрошувальної системи (для закритих зрошувальних систем =0,85).

Отримані об'єми води приводимо в табл.1.9.

Таблиця 1.9

Об'єм спожитої води на зрошення, млн. м³

Показник	05	06	07	08	09	Рік
	0,398	0,674	0,431	0,562	0,377	2,442
	0,474	0,802	0,513	0,669	0,448	2,906

Об'єм водовідведення зі зрошуваних земель визначаємо за формулою

(1.23)

де j_зрош. - укрупнений показник водовідведення зі зрошуваних земель, тис. м³/га за сезон; Р_о - свіжа зрошувальна вода. Яка подається на зрошувальну систему, тис. м³/га за сезон; X_n - опади, які випали за сезон, тис. м³/га.

Показники Р_о і X_n обчислюємо за формулами

Р_о= (1.24)

X_n= h / 100, (1.25)

де - об'єм води, який споживається на зрошення за рік, м³ ; F_зрош - зрошувана площа, га; h - сума опадів за поливний період в рік 75 %-ної забезпеченості, мм.

Тоді

Р_о = тис. м³/га,

X_n= тис. м³/га,

j_зрош.= тис. м³/га

Водовідведення за рік із зрошуваних земель становить

(1.26)

900 · 0,696 = 626 тис. м³/га.

Внутрішньо річний розподіл водовідведення прямо пропорційний подачі води на поля. Щомісячне водовідведення і за рік розміщено в табл. 1.10.

Таблиця 1.10

Об'єми водовідведення зі зрошуваних земель, тис.м³

Місяць	Рік
05	06	07	08	09
102	173	110	144	97	626

В даному прикладі ми розрахували об'єми споживання води помісячно та за рік і визначили величину водовідведення зі зрошувальних земель.

1.3 Розрахунок споживання води в рибному господарстві

Свіжу рибу розводять в карпових рибних господарствах,які включають в себе такі види ставків: вирослі, нерестові, зимові, літні, карантинні.

Площа вирослих ставків визначаємо за формулою

Fвс = (1.27)

де F_вс - площа виросних ставків,га; Р - загальна потреба в свіжій рибі,ц; П - нормативна рибопродуктивність вирослих ставків.

В нашому випадку складає

F_вс =

В залежності від природних умов ми прийняли П = 25 ц/га

Розрахунок площі ставків всіх категорій виконуємо в формі таблиці 1.11.

Таблиця 1.11

Визначення площі ставка, га (Дніпропетровська область)

Найменування ставка	Позначення	Розрахункова формула	Площа ставків,га
Вирослі	В	Р/П	116
Нерестові	Н	В/(20-21)	5,8
Зимові	З	В/(10-12)	11,6
Літні	Л	В/20	5,8
Карантинні	К	В/50	2,3
Всього			141,5

Середня площа повносистемного господарства становить 37-38 га. Тоді необхідна кількість нерестових господарств складає

n = 141,5/38 = 4 шт.

В рибному господарстві воду використовують для наповнення ставків, насичення ложа, покриття втрат на випаровування і фільтрацію.

Витрату води для наповнення ставків визначаємо за формулою

Q_нап = W^став/Т_нап, (1.28)

де Q_нап - витрата води, яка подається на наповнення ставка, м³/добу; W^став - об'єм ставків даної категорії, м³; Т^нап - тривалість наповнення ставків даної категорії, діб.

Об'єм ставків визначаємо за формулою

W^став = F_став • ?, (1.29)

де F_став - площа ставків даної категорії, м²; ? - середня нормативна глибина в ставку, м.

Розрахунок споживання води на наповнення ставків виконуємо в табличній формі (табл. 1.12)

Таблиця 1.12

Витрата води на наповнення ставків

Категорія ставка	Загальна площа, тис.м2	Середня нормативна глибина, м	Об'єм, тис.м3	Наповнення	Тривалість наповнення, діб	Витрата, тис.м3/добу
Вирослі	12920	0,8	1034	1-15.06	15	68,9
Нерестові	646	0,5	323	25-26.05	2	161,5
Зимові	1292	1,75	22261	25-28.09	4	565,2
Літні	646	1,75	1131	25-28.04	4	282,7
Карантинні	258	1,0	258

Вирата води на насичення ложа, м³/добу визначаємо за формулою

Q_нап = W_нас/Т_нас, (1.30)

де W_нас - об'єм води, який йде на насичення ставків, м³; Т_нас - нормативна тривалість насичення, діб.

Об'єм води, який йде на насичення ложа, очислюємо за формулою

W_нас = µ • F_став • ?_гв, (1.31)

де µ - дефіцит насичення грунтів в об'ємному виразі, 0,2; F_став - площа ставків, м²; ?_гв - середня глибина залягання рівня грунтових вод, м.

Визначення витрати води, яка йде на насичення ложа ставків виконуємо в табличній формі (табл. 1.13).

Таблиця 1.13

Витрата води на насичення ставків

Види ставків	Площа,м2	Середня глибина заповнення грунтових вод,м	Об'єм, тис.м3	Тривалість наповнення, діб	Витрата, тис.м3/добу
Вирослі	1160	0,8	928	15	61,8
Нерестові	58	0,5	29	2	14,5
Зимові	116	1,75	203	4	50,8
Літні	58	1,75	101,5	4	25,4
Карантинні	23	1	23

Втрати води на випаровування і фільтрацію визначаємо за формулою

Q_втр = q•F_став • 86,4 , (1.32)

де q - норма втрат на випаровування і фільтрацію, 0,10 , л/(с•га).

Розрахунок даних витрат води на поповнення втрат проводимо в табл. 1.14.

Таблиця 1.14

Витрата води на поповнення втрат

Категорія ставка	Норми втрат, л/с•га	Площа ставків, га	Витрата, тис.м3/добу
Вирослі	0,10	116	1
Нерестові	0,10	5,8	0,05
Зимові	0,10	11,6	0,1
Літні	0,10	5,8	0,05

На підставі вище наведених таблиць складаємо водогосподарський розрахунок повносистемних рибних господарств (табл. 1.15).

Місячні втрати води визначаємо за формулою

Q_міс = ? Q_я • Тя, (1.33)

де Q_я - витрата води за добу і-тих категорій ставків на ?потребу.

Водовідення в рибному господарстві формується за рахунок скиду води із ставків після вилову риби.

Витрату води на водовідведення визначаємо за формулою

Q_скид= W_став/Т_скид, (1.34)

де W_став - об'єм водосховища, м³ ; Т_скид - тривалість скиду, діб.

Розрахунок наведений в табл. 1.16.

Таблиця 1.16

Витрата води на водовідведення із ставків

Категорія ставків	Об'єм, тис.м3	Скид	Витрата, тис.м3/добу
		початок	кінець	тривалість, діб
Вирослі	928	01.10	07.10	7	132,6
Нерестові	29	19.16	20.06	2	14,5
Зимові	203	22.04	25.04	4	50,8
Літні	101,5	12.10	14.10	3	33,8

Внутрішньорічний розподіл водовідведення в рибному господарстві наведено в табл.1.17.

Таблиця 1.17

Внутрішньорічний розподіл водовідведення в рибному господарстві, тис.м³

Місяць	Категорія ставків	Всього
	вирослі	нерестові	зимові	літні
04			203		203
06		29			29
10	928			101,5	1029,5

Тоді ми визначили споживання води та водовідведення в рибному господарстві

1.4 Складання водогосподарського балансу

Водогосподарський баланс (ВГБ) - це результат співставлення наявних в басейні водних ресурсів з їх використанням на різних рівнях розвитку народного господарства. ВГБ входить в схеми комплексного використання водних ресурсів.

ВГБ дає можливість оцінити необхідність у воді промисловості, тепло- і гідроенергетики, зрошення і обводнення сільськогосподарських земель, комунального господарства і т.д. На підставі співвідношення і аналізу ВГБ намічають заходи,які необхідні для забезпечення окремих регіонів водою.

ВГБ складають окремо для поверхневих і підземних вод. Водогосподарський баланс складають по водогосподарських районах або ділянках послідовно вздовж водотоків або по річкових басейнах в цілому.

Водогосподарський баланс річкових вод для кожної ділянки і за потрібний період представляють у вигляді

В = R_B + ?R + Ш - T ± ?V, (1.35)

де R_B - стік, надходить з інших територій; ?R - стік, який формується на даній ділянці; Ш - безповоротне споживання річкової води на ділянці; Т - потрібний транзитний стік (пропуск) в замикаючому створі; ?V - об'єм наповнення (-) чи спрацювання (+) водосховищ, що розташовані на ділянці.

1.4.1 Розрахунок прибуткової частини водогосподарського балансу

Розрахунок прибуткової частини водогосподарського балансу виконуємо в такій послідовності:

Знаючи середню багаторічне витрату води Q₀, знаходимо витрати води для різних по водності років: середнього року (Р = 50%), маловодного року (Р = 75%) і дуже маловодного року (Р = 95%), використовуючи формулу

Q_Р = Q₀ • К_Р%, (1.36 )

де К_Р% - модульний коефіцієнт р-тої забезпеченості, який визначають за допомогою таблиць ординат кривих трьохпараметричного гамма-розподілу по С_V і C_S.

В даному прикладі за значеннями С_V = 1,01 та C_S = 2,6 С_V із вказаних таблиць знаходимо К_50% = 0,695, К_75% = 0,332, К_95% = 0,093.

Отже Q_50% = 1,01 м³/с, Q_75% = 0,48 м³/с, Q_95% = 0,13 м³/с.

Використовуючи типову схему розподілу стоку річок України, знаходимо відносне розподілення стоку у відсотках по місяцях для різних за водністю років. Витрату води в будь-якому місяці для років різної забезпеченості визначають за формулою

, (1.37)

де - відносне розподілення стоку в заданий місяць для різних за водністю років, %;

Q_Р% - середньорічна витрата заданої забезпеченості (50, 75, 95%), м³/с.

Об'єм стоку за місяць визначають за формулою

W_P% = • T, ( 1.38)

де Т - тривалість місяця в секундах (Т=2,59•10⁶с).

Розрахунок виконуємо в табличній формі (табл.1.18)

Таблиця 1.18

Розподіл річкового стоку р. Гайчур біля с. Андріївка, по місяцях в характерні за водністю роки (Р=50% - середній, Р=75% - маловодний, Р=95% - дуже маловодний)

Відносне розподілення, витрата, об'єм	Місяць
	01	02	03	04	05	06	07	08	09	10	11	12
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
Р = 50%
,%	5,2	4,8	7,4	44,9	16,3	4,9	2,5	2,2	2,8	2,3	2,2	4,3
, %	0,63	0,58	0,89	5,4	1,97	0,59	0,3	26,6	0,34	0,28	26,6	0,52
WP%, млн.м3	1,63	1,5	2,3	14	5,1	1,5	0,8	68,9	0,88	0,72	68,9	1,34
Р = 75%
,%	4,8	4,2	11,5	38,2	20,3	4,5	2,8	1,9	2,1	2,6	3,1	4,0
, %	0,27	0,24	0,66	2,2	1,17	0,26	0,16	0,11	0,12	0,15	0,18	0,23
WP%, млн.м3	0,69	0,62	1,7	5,7	3,03	3,67	0,41	0,28	0,31	0,38	0,46	0,59
Р = 95%
,%	5,7	5,6	10,5	35,4	19	5,2	2,9	1,8	2	3,2	3,7	5
, %	0,09	0,09	0,16	0,55	0,29	0,08	0,04	0,03	0,03	0,05	0,06	0,08
WP%, млн.м3	0,23	0,23	0,41	1,42	0,75	0,2	0,1	0,08	0,08	0,13	0,15	0,2

Визначили прибуткову частину водогосподарського балансу для років заданої забезпеченості по водності 50, 75, 95%.

1.4.2 Розрахунок водогосподарського балансу

Частина води, яка забирається із річки безповоротно витрачається на створення промислової і сільськогосподарської продукції, або на випаровування. Місячний об'єм безповоротного водоспоживання визначаємо за формулою

W_{Б =} W_ОВ - W_ск,, (1.39)

де W_ОВ - місячний об'єм водоспоживання; W_ск - місячний об'єм водовідведення.

Величину місячного об'єму водоспоживання для басейну річки обчислюють додаванням відповідних об'ємів по галузям, тобто по водо споживачах. Місячні об'єми водоспоживання зводять в табл.1.19.

Таблиця 1.19

Місячні об'єми водоспоживання по галузях народного господарства (р. Гайчур, біля с. Андріївка), млн.м³

Місяць	Комунально-побутове господарство	Сільськогосподарське водопостачання	Промисловість та енергетика	Зрошення	Рибне господарство	Об'єм водоспоживання для басейну
01	0,21582	0,27837	1,32	-	0,0031	1,81729
02	0,21582	0,27837	1,32	-	0,0028	1,81699
03	0,21582	0,27837	1,32	-	0,0031	1,81729
04	0,27882	0,57663	1,45	-	0,1301	2,43555
05	0,27882	0,57663	1,45	0,474	0,0565	2,83595
06	0,27882	0,57663	1,45	0,802	1,4694	4,57685
07	0,27882	0,57663	1,45	0,513	0,0325	2,85095
08	0,27882	0,57663	1,45	0,669	0,0325	3,00695
09	0,27882	0,57663	1,45	0,448	0,2865	3,03995
10	0,27882	0,27837	1,32	-	0,0108	1,82499
11	0,27882	0,27837	1,32	-	0,003	1,81749
12	0,27882	0,27837	1,32	-	0,0031	1,81729
Всього	2,96784	5,13	8,4	2,906	2,0334	28,25054

Значення місячних об'ємів водовідведення для басейну річки визначаємо додаванням відповідних значень по водоспоживачів . Розрахунок ведемо в табличній формі (табл.1.20) з використанням даних про водовідведення.

Таблиця 1.20

Місячні об'єми водовідведення по основних водоспоживачах (р. Гайчур, біля с. Андріївка), млн.м³

Місяць	Комунально-побутове господарство і сільськогосподарське водопостачання	Промисловість та енергетика	Зрошення	Рибне господарство	Об'єм водоспоживання для басейну
01	0,400305	1,2687	-	-	1,669005
02	0,400305	1,2687	-	-	1,669005
03	0,400305	1,2687	-	-	1,669005
04	0,661688	1,394	-	0,203	2,258688
05	0,661688	1,394	0,102	-	2,157688
06	0,661688	1,394	0,173	0,029	2,257688
07	0,661688	1,394	0,110	-	2,165688
08	0,661688	1,394	0,144	-	2,199688
09	0,661688	1,394	0,97	-	3,025688
10	0,400305	1,2687	-	1,0295	2,698505
11	0,400305	1,2687	-	-	1,669005
12	0,400305	1,2687	-	-	1,669005
Всього	6,371958	15,9762	0,626	1,2615	25,108658

Місячні об'єми безповоротного водоспоживання для басейну річки представляють собою різницю місячних об'ємів водоспоживання і об'ємів водовідведення. Розрахунок ведемо в табл.1.21.

Таблиця 1.21

Місячні об'єми безповоротного водоспоживання для басейну р. Гайчур, біля с. Андріївка, млн.м³

Місяць	Рік
01	02	03	04	05	06	07	08	09	10	11	12
0,148	0,148	0,148	0,177	0,678	2,319	0,685	0,807	0,014	0,873	0,148	0,148	4,547

Водогосподарський баланс складається з двох частин - прибуткової та витратної. Місячні об'єми стоку в замикаючому створі басейну річки для різних за водністю років (50, 75, 95 %-ї забезпеченості) складають прибуткову частину ВГБ. Місячні об'єми безповоротного водоспоживання складають витратну частину ВГБ.

Складові водогосподарського балансу порівнюють в такому рівнянні

?W_{Р% =} W _Р% - W_Б, (1.40)

де ?W_Р% - неув'язка водогосподарського балансу, млн.м³; W _Р% - місячні об'єми стоку (50, 75, 95 %-ї забезпеченості), млн.м³; W_Б - місячні об'єми безповоротного водоспоживання, млн.м³.

Співвідношення прибуткової та витраченої частини ВГБ проводять в табл.1.22.

- водні ресурси достатні та їх розподіл за часом забезпечує покриття графіків водоспоживання, тобто ?W_Р% за всі періоди (місяць та рік) буде більше нуля;

- якщо ?W_Р% <0 за рік або хоча б за один період часу (місяць), відмічають дефіцит водних ресурсів, а абсолютні значення балансу характеризують величину цього дефіциту.

Таблиця 1.22

Водогосподарський баланс р. Гайчур, біля с. Андріївка, млн.м³

Місяць	01	02	03	04	05	06	07	08	09	10	11	12	Рік
Середній за водністю рік Р = 50%
W 50%	13,9	23,8	34,2	89,9	52,1	24,8	16,8	13,7	7,5	7,5	11,7	15,7	311,6
WБ	0,3	0,3	0,3	2,9	4,3	12,3	10,4	5,4	7,6	-1,8	0,3	0,3	42,6
?W50%	13,6	23,5	33,9	87,0	47,8	12,5	6,4	8,3	-0,1	9,3	11,4	15,4	269,0
Маловодний рік Р = 75%
W 75%	10,1	12,7	20,9	53,8	34,4	13,5	9,8	7,5	4,1	3,6	6,5	8,8	185,7
WБ	0,3	0,3	0,3	2,9	4,3	12,3	10,4	5,4	7,6	-1,8	0,3	0,3	42,6
?W75%	9,8	12,4	20,6	50,9	30,1	1,2	-0,6	2,1	-3,5	5,4	6,2	8,5	143,1
Дуже маловодний рік Р = 95%
W 95%	6,5	8,8	12,7	32,1	20,9	7,5	4,7	4,1	1,8	2,6	4,4	5,9	112,0
WБ	0,3	0,3	0,3	2,9	4,3	12,3	10,4	5,4	7,6	-1,8	0,3	0,3	42,6
?W95%	6,2	8,5	12,4	29,2	16,6	-4,8	-5,7	-1,3	-5,8	4,4	4,1	5,6	69,4

Однак в окремі місяці спостерігаються від'ємні значення балансу, що свідчить про дефіцит водних ресурсів.

Ми визначили місячні об'єми безповоротного споживання води (табл.1.21). Склали ВГБ для характерних за водністю років (50, 75, 95%) (табл.1.22).

1.4.3 Ув'язка водогосподарського балансу

При загальному річному додатному водогосподарському балансі та від'ємних значеннях балансу за окремі місяці можна здійснювати ув'язку за рахунок проведення сезонного регулювання стоку. При аналізі такого ВГБ необхідно визначити корисний об'єм регулювання ( W_сез.).

В даному прикладі в дуже маловодному році можна виділити випадок, коли річний баланс додатній але в межень є дефіцит водних ресурсів. Тому необхідно створити водосховища сезонного регулювання. Загальний корисний об'єм складе:

- для середнього року W_сез.50% = 0,287 млн.м³;

- для маловодного року W_сез.75% = 1,117 млн.м³;

- для дуже маловодного року W_сез.95% = 1,854 млн.м³.

Література

1. ВБН 46/33-2.5-5-96 Сільськогосподарське водопостачання. Зовнішні мережі і споруди. Норми проектування. К.: Міністерство сільського господарства і продовольства України. Державний комітет України по водному господарству. 1996.-152с.

2. Грищенко Ю.Н., Волкова Л.А., Комплексное использование водных ресурсов и охорона окружающей среды. - К.: УМКВО, 1989.- 275 с.

3. Грищенко Ю.М. Комплексне використання та охорона водних ресурсів: Навчальний посібник.-Рівне: УДАВГ, 1997.-200 с.

4. ГОСТ 17.1.1.02-77. Охрана природы. Гидросфера. Классификация водных объектов / Госуд.ком СССР по стандартам. - М.,1978.

5. ДБН В.2.4-1-99 Меліоративні системи та споруди. - К.: Держбуд України, 2000.-180 с.

6. Комплексное использование и охрана водных ресурсов / О.Л. Юшманов, В.В. Шабанов, И.Г. Галямина, и др. - М.: Агропромиздат, 1985.-303с.

7. Справочник по водным ресурсам / Под ред. Б.И. Стрельца. - К.: Урожай,1987. - 304 с.

8. Укрупненные нормы водопотребления и водоотведения для различных отраслей промышленности. - М.: Стройиздат, 1982.-528 с.

9. Методичні вказівки до виконання практичних робіт з дисципліни «Водні ресурси, їх використання і охорона». Дніпропетровськ: ДДАУ, 2011. - 73с.

Размещено на Allbest.ru