Складання планового водогосподарського балансу
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). Де q госп.питн., qтварин, qбл, qприсадиб, qміс.пр — відповідно… Читати ще >
Складання планового водогосподарського балансу (реферат, курсова, диплом, контрольна)
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 | |
; | |||||
; | |||||
; | |||||
; | |||||
; | |||||
; | |||||
Рік | |||||
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
Qсер.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 Кліт і в осінньо-зимовий період Кзим (неполивний).
Q= Кліт · q сер.доб. · N с = Кліт · Qсер.доб. (1.5)
Q = Кзим· q сер.доб. · N с = Кзим · Qсер.доб. (1.6)
Коефіцієнти Кліт і Кзим визначають за формулами:
Кліт = (q госп.питн. + qтварин+ Кпол · qбл + Кпол · qприсадиб + qмайс + qміс.пр.) / q сер.доб (1.7)
Кзим = (q госп.питн. + qтварин+ qмайс + qміс.пр.) / q сер.доб (1.8)
де q госп.питн., qтварин, qбл, qприсадиб, qміс.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;
Кпол — коефіцієнт, який враховує тривалість поливу об'єктів зовнішнього благоустрою і присадибних ділянок на протязі року для різних природно-господарських районів.
Величину Кпол визначаємо за формулою Кпол = 365 / Тпол (1.9)
де Т пол — тривалість поливного сезону, яка приймається рівною тривалості без морозного періоду (табл.3.3.).
Об'єм води, який споживають за місяць для сільськогосподарського водопостачання. Розраховуємо за формулою
Qміс. = 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 | |
Рік | ||||
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 Nпог — 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 | ||||
Рік | |||||
В нашому випадку ми отримали споживання води в комунально-побутовому водопостачанні - 2 967 840 м3, в сільськогосподарському водопостачанні - 5 130 000 м3, і об'єм водовідведення в комунально-побутовом і сільськогосподарському водопостачанні склав 6 371 958 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: Кліт і К зим
Qmax = Кліт · q · N, (1.13)
Qmin = Кзим · q · N, (1.14)
де Qmax — максимальна витрата за літній період, м3;
Qmin — 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 | |||
Харчова промисловість (борошномельний завод сортового помолу зерна) | 100тис.т | 20,63 | 3,43 | 17,2 | 0,72 | 2,71 | ||||||
Харчова промисловість (виробництво цукру-рафінаду) | 50 тис. т | 39,31 | 2,63 | 36,68 | 1,43 | 1,2 | 1965,5 | 131,5 | 71,5 | |||
Промисловість будматеріалів (виробництво пляшкового скла) | 2млн. шт. | 9,9 | 1,9 | 0,2 | 7,8 | |||||||
Лісова промисловість (виробництво деревинно-стружечних плит) | 50 тис. м3 | 4,09 | 2,59 | 1,5 | 0,95 | 1,64 | 204,5 | 129,5 | 47,5 | |||
Всього | ||||||||||||
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 | ||||
Літній період (квітень-вересень) | |||||||||||||
Харчова промисловість (борошномельний завод сортового помолу зерна) | 100тис.т | 20,63 | 3,43 | 17,2 | 0,72 | 2,71 | 1031,5 | 171,5 | 135,5 | ||||
Харчова промисловість (виробництво цукру-рафінаду) | 50 тис. т | 47,17 | 3,156 | 44,016 | 1,716 | 1,44 | 78,9 | 42,9 | |||||
Промисловість будматеріалів (виробництво пляшкового скла) | 2млн. шт. | 10,395 | 8,4 | 1,995 | 0,21 | 8,19 | |||||||
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 | 316,2 | 8366,2 | |||||||||||
За місяць | |||||||||||||
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 | 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 | 35,7 | |||
Будівельна промисловість (виробництво віконного скла) | 500 тис. м2 | 9,4 | 7,6 | 1,8 | 0,19 | 7,41 | |||||||
Харчова промисловість (молочний завод) | 0,9 | 12,5 тис. т | 3,68 | 2,33 | 1,35 | 0,85 | 1,47 | 58,3 | 33,7 | 21,2 | 36,7 | ||
Всього за період | 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 Рзвор. =, (1.15)
— ефективністю використання води, яка збирається із джерела оцінюють коефіцієнтом використання Квик =, (1.16)
— безповоротне споживання і втрати води визначають Рвтрат. = (1.17)
— кратність використання води
П =. (1.18)
В формулах (1.15.) — (1.18.) Qзвор. — середньорічна кількість води, яка використовується із джерела; Qсвіж. — середньорічна кількість води, яка забирається із джерела; Qсир. — кількість води, яка надходить в систему водопостачання із сировиною, Qсир. = 0; Qскид. — 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 Qсир. = 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 | ||
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, мз/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 — qм — середньомісячний гідромодуль, л/(с· га); qі — гідромодуль за і-тий полив в розглянутому місяці, л/(с· га); tі — 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) | |
Люцерна | 0,3 | 15−19.05 | 0,3 | |||||
21−25.05 | 0,3 | |||||||
01−05.06 | 0,3 | |||||||
19−23.06 | 0,3 | |||||||
02−06.07 | 0,3 | |||||||
25−29.07 | 0,3 | |||||||
03−07.08 | 0,3 | |||||||
10−16.08 | 0,3 | |||||||
06−10.09 | 0,3 | |||||||
22−26.09 | 0,3 | |||||||
Озима пшениця | 0,25 | В | 27.08−5.09 | 0,2 | ||||
1−5.05 | 0,2 | |||||||
12−16.05 | 0,2 | |||||||
5−9.06 | 0,2 | |||||||
Кукурудза на зерно | 0,3 | 1−5.06 | 0,2 | |||||
20−24.06 | 0,2 | |||||||
26−30.06 | 0,3 | |||||||
2−6.07 | 0,2 | |||||||
11−15.07 | 0,2 | |||||||
Картопля | 0,15 | 14−17.05 | 0,1 | |||||
1−5.06 | 0,1 | |||||||
8−12.06 | 0,1 | |||||||
23−27.06 | 0,1 | |||||||
13−17.07 | 0,1 | |||||||
Таблиця 1.8
Обчислення ординат графіка гідромодуля
Місяць | Сільськогосподарська культура | qi | ti | qi ti | qm | |
Люцерна | 0,3125 | 1,5625 | 0,17 | |||
Люцерна | 0,3125 | 1,5625 | ||||
Озима пшениця | 0,17 361 | 0,86 805 | ||||
Озима пшениця | 0,17 361 | 0,86 805 | ||||
Картопля | 0,1085 | 0,434 | ||||
Люцерна | 0,3125 | 1,5625 | 0,29 | |||
Люцерна | 0,3125 | 1,5625 | ||||
Озима пшениця | 0,17 361 | 0,86 805 | ||||
Кукурудза | 0,2083 | 1,0415 | ||||
Кукурудза | 0,2083 | 1,0415 | ||||
Кукурудза | 0,2083 | 1,0415 | ||||
Картопля | 0,10 416 | 0,5208 | ||||
Картопля | 0,10 416 | 0,5208 | ||||
Картопля | 0,10 416 | 0,5208 | ||||
Люцерна | 0,3125 | 1,5625 | 0,19 | |||
Люцерна | 0,3125 | 1,5625 | ||||
Кукурудза | 0,2083 | 1,0415 | ||||
Кукурудза | 0,20 083 | 1,0415 | ||||
Картопля | 0,10 416 | 0,5208 | ||||
Люцерна | 0,9125 | 1,5625 | 0,24 | |||
Люцерна | 0,3125 | 1,5625 | ||||
Озима пшениця | 0,17 361 | 1,7361 | ||||
Кукурудза | 0,2083 | 1,0415 | ||||
Кукурудза | 0,20 883 | 1,0415 | ||||
Картопля | 0,10 416 | 0,5208 | ||||
Люцерна | 0,3125 | 1,5625 | 0,16 | |||
Люцерна | 0,3125 | 1,5625 | ||||
Озима пшениця | 0,17 361 | 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;
Fзрош. — 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 | 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 jзрош. — укрупнений показник водовідведення зі зрошуваних земель, тис. м3/га за сезон; Ро — свіжа зрошувальна вода. Яка подається на зрошувальну систему, тис. м3/га за сезон; Xn — опади, які випали за сезон, тис. м3/га.
Показники Ро і Xn обчислюємо за формулами Ро= (1.24)
Xn= h / 100, (1.25)
де — об'єм води, який споживається на зрошення за рік, м3; Fзрош — зрошувана площа, га; h — сума опадів за поливний період в рік 75%-ної забезпеченості, мм.
Тоді
Ро = тис. м3/га,
Xn= тис. м3/га,
jзрош.= 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 | |||||
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 Fвс — площа виросних ставків, га; Р — загальна потреба в свіжій рибі, ц; П — нормативна рибопродуктивність вирослих ставків.
В нашому випадку складає
Fвс =
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 | ||
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
Qнап = Wстав/Тнап, (1.28)
де Qнап — витрата води, яка подається на наповнення ставка, м3/добу; Wстав — об'єм ставків даної категорії, м3; Тнап — тривалість наповнення ставків даної категорії, діб.
Об'єм ставків визначаємо за формулою
Wстав = Fстав • ?, (1.29)
де Fстав — 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 | 0,8 | 1−15.06 | 68,9 | ||||
Нерестові | 0,5 | 25−26.05 | 161,5 | ||||
Зимові | 1,75 | 25−28.09 | 565,2 | ||||
Літні | 1,75 | 25−28.04 | 282,7 | ||||
Карантинні | 1,0 | ||||||
Вирата води на насичення ложа, м3/добу визначаємо за формулою
Qнап = Wнас/Тнас, (1.30)
де Wнас — об'єм води, який йде на насичення ставків, м3; Тнас — нормативна тривалість насичення, діб.
Об'єм води, який йде на насичення ложа, очислюємо за формулою
Wнас = µ • Fстав • ?гв, (1.31)
де µ - дефіцит насичення грунтів в об'ємному виразі, 0,2; Fстав — 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 | 0,8 | 61,8 | ||||
Нерестові | 0,5 | 14,5 | ||||
Зимові | 1,75 | 50,8 | ||||
Літні | 1,75 | 101,5 | 25,4 | |||
Карантинні | ||||||
Втрати води на випаровування і фільтрацію визначаємо за формулою
Qвтр = q•Fстав • 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 | |||
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
Qміс =? Qя • Тя, (1.33)
де Qя — 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
Qскид= Wстав/Тскид, (1.34)
де Wстав — об'єм водосховища, м3; Тскид — 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 | 01.10 | 07.10 | 132,6 | |||
Нерестові | 19.16 | 20.06 | 14,5 | |||
Зимові | 22.04 | 25.04 | 50,8 | |||
Літні | 101,5 | 12.10 | 14.10 | 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 | |||
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, теплоі 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 = RB + ?R + Ш — T ± ?V, (1.35)
де RB — 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
QР = Q0 • КР%, (1.36)
де КР% — модульний коефіцієнт р-тої забезпеченості, який визначають за допомогою таблиць ординат кривих трьохпараметричного гамма-розподілу по СV і CS.
В даному прикладі за значеннями СV = 1,01 та CS = 2,6 СV із вказаних таблиць знаходимо К50% = 0,695, К75% = 0,332, К95% = 0,093.
Отже Q50% = 1,01 м3/с, Q75% = 0,48 м3/с, Q95% = 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, %;
QР% — середньорічна витрата заданої забезпеченості (50, 75, 95%), м3/с.
Об'єм стоку за місяць визначають за формулою
WP% = • 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 | ||||||||||||
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 | 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 | 5,2 | 2,9 | 1,8 | 3,2 | 3,7 | ||||
% | 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
WБ = WОВ — Wск, (1.39)
де WОВ — місячний об'єм водоспоживання; Wск — 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 | |
0,21 582 | 0,27 837 | 1,32 | ; | 0,0031 | 1,81 729 | ||
0,21 582 | 0,27 837 | 1,32 | ; | 0,0028 | 1,81 699 | ||
0,21 582 | 0,27 837 | 1,32 | ; | 0,0031 | 1,81 729 | ||
0,27 882 | 0,57 663 | 1,45 | ; | 0,1301 | 2,43 555 | ||
0,27 882 | 0,57 663 | 1,45 | 0,474 | 0,0565 | 2,83 595 | ||
0,27 882 | 0,57 663 | 1,45 | 0,802 | 1,4694 | 4,57 685 | ||
0,27 882 | 0,57 663 | 1,45 | 0,513 | 0,0325 | 2,85 095 | ||
0,27 882 | 0,57 663 | 1,45 | 0,669 | 0,0325 | 3,695 | ||
0,27 882 | 0,57 663 | 1,45 | 0,448 | 0,2865 | 3,3 995 | ||
0,27 882 | 0,27 837 | 1,32 | ; | 0,0108 | 1,82 499 | ||
0,27 882 | 0,27 837 | 1,32 | ; | 0,003 | 1,81 749 | ||
0,27 882 | 0,27 837 | 1,32 | ; | 0,0031 | 1,81 729 | ||
Всього | 2,96 784 | 5,13 | 8,4 | 2,906 | 2,0334 | 28,25 054 | |
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 | |
0,400 305 | 1,2687 | ; | ; | 1,669 005 | ||
0,400 305 | 1,2687 | ; | ; | 1,669 005 | ||
0,400 305 | 1,2687 | ; | ; | 1,669 005 | ||
0,661 688 | 1,394 | ; | 0,203 | 2,258 688 | ||
0,661 688 | 1,394 | 0,102 | ; | 2,157 688 | ||
0,661 688 | 1,394 | 0,173 | 0,029 | 2,257 688 | ||
0,661 688 | 1,394 | 0,110 | ; | 2,165 688 | ||
0,661 688 | 1,394 | 0,144 | ; | 2,199 688 | ||
0,661 688 | 1,394 | 0,97 | ; | 3,25 688 | ||
0,400 305 | 1,2687 | ; | 1,0295 | 2,698 505 | ||
0,400 305 | 1,2687 | ; | ; | 1,669 005 | ||
0,400 305 | 1,2687 | ; | ; | 1,669 005 | ||
Всього | 6,371 958 | 15,9762 | 0,626 | 1,2615 | 25,108 658 | |
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 | ||||||||||||
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
?WР% = W Р% — WБ, (1.40)
де ?WР% — неув’язка водогосподарського балансу, млн. м3; W Р% — місячні об'єми стоку (50, 75, 95%-ї забезпеченості), млн. м3; WБ — 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? WР% за всі періоди (місяць та рік) буде більше нуля;
— якщо? WР% <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 | 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 (Wсез.).
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 Wсез.50% = 0,287 млн. м3;
— для маловодного року Wсез.75% = 1,117 млн. м3;
— для дуже маловодного року Wсез.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.