Гидрологические и гидравлические расчеты...

Гидрологические и гидравлические расчеты Белоозерской

водопитающей системы ДБК, проект рекомендаций по

распределению стока

Корнеев Владимир Николаевичзав. сектором РУП «Центральный научно-

исследовательский институт комплексного использования водных ресурсов»

(РУП «ЦНИИКИВР»), г.Минск

Корнийчук Тарас Григорьевич зам. начальника Волынского облводхоза, г.Луцк

Цель гидрологических расчетов:Цель гидрологических расчетов: определение расходов и уровней воды для различных гидрологических условий для реки Припяти у н.п.Почапы заданной вероятности превышения (обеспеченности), которые являются основой для рекомендаций по распределению стока. Расчеты годового, сезонного, минимального и максимального стока выполнены с использованием данных наблюдений с 1962 по 2007 годы. Для определения расходов воды в створе н.п. Почапы, в котором нет пункта наблюдений за водным режимом, собрана исходная информация по среднесуточным наблюденным расходам воды для последующих гидрологических расчетов по следующим пунктам наблюдений: р. Припять (н.п. Речица) с 1962 по 2007 гг.; р. Турья (н.п. Ковель): 1952, 1955, 1959-2007 гг.; р. Турья (н.п. Бузаки): 1962-1970, 1972-1988 гг.

Данные наблюдений на р. Турья у водпоста Бузаки имеются по 1988 г. Поэтому расчетные характеристики 1989-2007 гг. восстановлены по связи с водпостом р. Турья – г. Ковель. Для этого определена по имеющимся наблюдениям определена корреляционная кривая связи расходов воды у н.п. Бузаки в зависимости от расходов воды по н.п. Ковель для годовых, сезонных и минимальных расходов воды, а также для максимальных расходов воды

Корреляционная кривая связи расходов р. Турья у н.п. Бузаки с расходами воды у н.п. Ковель (годовой,

сезонный и минимальный сток)

y = 2.9473x - 0.06

R2 = 0.7685

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Турья-Ковель

Тур

ья

-Буз

аки

Корреляционная кривая связи расходов р. Турья у н.п. Бузаки с расходами воды у н.п. Ковель

(максимальные расходы весеннего половодья

y = 1.3999x + 21.245

R2 = 0.6822

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

10

0

11

0

12

0

13

0

14

0

15

0

Турья-Ковель

Ту

рь

я-Б

уза

ки

Средние за периоды расходы воды в р.Припять (н.п. Почапы)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

1963

1964

1965

1966

1967

1968

1969

1970

1971

1972

1973

1974

1975

1976

1977

1978

1979

1980

1981

1982

1983

1984

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

год

рас

ход

во

ды

, м3/с

за летний период

за период "весна-лето"

за период "лето-осень"

Минимальные расходы воды в р.Припять (н.п. Почапы)

0123456789

10111213141516171819202122232425

19

63

19

64

19

65

19

66

19

67

19

68

19

69

19

70

19

71

19

72

19

73

19

74

19

75

19

76

19

77

19

78

19

79

19

80

19

81

19

82

19

83

19

84

19

85

19

86

19

87

19

88

19

89

19

90

19

91

19

92

19

93

19

94

19

95

19

96

19

97

19

98

19

99

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

год

ра

сх

од

во

ды

, м

3 /с

минимальные среднемесячные за периодлетне-осенней межениминимальные суточные за период летне-осенней межени

Кривые вероятностей распределения среднемесячных расходов воды р. Припять у н.п. Почапы за период "весна-лето"

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

вероятность превышения (обеспеченность), P(%)

рас

ход

во

ды

Q(м

3 /с)

эмпирическая кривая

аналитическая кривая трехпараметрического гамма-распределения

Кривые вероятностей распределения среднемесячных расходов воды р. Припять у н.п. Почапы за летний период

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100


рас

ход

во

ды

Q(м

3 /с)



Кривые вероятностей распределения минимальных среднемесячных расходов воды летне-осенней межени р. Припять у н.п. Почапы

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100


рас

ход

во

ды

Q(м

3 /с)



Кривые вероятностей распределения минимальных суточных расходов воды р. Припять у н.п. Почапы за период летне-осенней межени

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100


рас

ход

во

ды

Q(м

3 /с)



Гидрографы распеределения стока (р. Припять, н.п. Почапы)

02468

101214161820222426283032343638404244464850

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

рас

ход

во

ды

, м

3 /с

маловодный год 75% ВП

очень маловодный год 95% ВП

Гидрографы р. Припять (н.п. Почапы) для маловодных лет

02468

10121416182022242628303234363840424446485052545658606264

1 се

н

11 с

ен

21 с

ен

1 о

кт

11 о

кт

21 о

кт

31 о

кт

10 н

оя

20 н

оя

30 н

оя

10 д

ек

20 д

ек

30 д

ек

9 я

нв

19 я

нв

29 я

нв

8 ф

ев

18 ф

ев

28 ф

ев

10 м

ар

20 м

ар

30 м

ар

9 ап

р

19 а

пр

29 а

пр

9 м

ай

19 м

ай

29 м

ай

8 и

юн

18 и

юн

28 и

юн

8 и

юл

18 и

юл

28 и

юл

7 ав

г

17 а

вг

27 а

вг

сутки

рас

ход

во

ды

, м

3 /с

1982-1983

1993-1994

2003-2004

Расчетный сток р. Припять – н.п. Почапы (площадь водосбора 5220 км2) по суммарному

стоку р. Припять – с.Речица (площадь водосбора 2210 км2) и р. Турья – с. Бузаки (площадь

водосбора 2630 км2) Расходы воды Q(м3/с)

обеспеченности

Характеристики

норма, м3/с

Cv Cs 75% 95%

Годовой сток 21,3 0,67 3,35 11,78 7,15 Лимитирующий период (III-VIII месяцы) 25,8 0,50 1,25 16,42 9,75 Лимитирующий сезон (VI-VIII месяцы) 13,3 1,05 6,30 6,75 3,72 Минимальный среднемесячный за период летне-осенней межени

5,1 0,78 1,95 2,29 0,89

Минимальный суточный за период летне-осенней межени

0,59 0,59 1,68 0,50

Минимальный среднемесячный за период зимней межени

4,2 1,03 6,18 1,61 1,43

Минимальный среднемесячный за период летне-осенней межени, рассчитанный по внутригодовому распределению стока

3,53 1,32

Максимальные расходы воды весеннего половодья р.Припять (н.п. Почапы)

020406080

100120140160180200220240260280300320340360380400420440460480500

19

63

19

64

19

65

19

66

19

67

19

68

19

69

19

70

19

71

19

72

19

73

19

74

19

75

19

76

19

77

19

78

19

79

19

80

19

81

19

82

19

83

19

84

19

85

19

86

19

87

19

88

19

89

19

90

19

91

19

92

19

93

19

94

19

95

19

96

19

97

19

98

19

99

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

год

ра

сх

од

во

ды

, м

3 /с

Кривые вероятностей распределения максимальных расходов воды весеннего половодья р. Припять у н.п. Почапы

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100


рас

ход

во

ды

Q(м

3 /с)



Расход воды Q(м3/с), обеспеченность Cv Cs 1% 5% 10% 25% 50% 0,80 2,81 526 328 254 166 103

Максимальные расходы воды весеннего половодья, м3/с

Максимальные весеннего половодья МЛОП Бытовые Минимальные

№

Ре

ка-п

ункт

Ра

ссто

яни

е

от у

стья

, км

1%

5%

10%

25%

50%

75%

10%

10%

25%

50%

75%

95%

1

При

пять

–

н.п.

Ре

чиц

а

664

152

,70

152

,58

152

,52

152

,40

152

,20

152

,08

152

,23

152

,00

151

,83

151

,51

151

,05

150

,93

2

При

пять

–

Вы

же

вски

й

вод

оспу

ск

644

149

,92

149

,88

149

,81

149

,64

149

,40

149

,17

149

,20

148

,42

148

,12

147

,69

146

,90

146

,78

3

При

пять

–

н.п.

Не

вир

634

147

,67

147

,56

147

,50

147

,29

147

,07

146

,83

147

,07

146

,62

146

,45

146

,35

146

,09

145

,85

4

При

пять

–

н.п.

Лю

бяз

ь

592

142

,10

142

,00

141

,91

141

,67

141

,37

141

,06

141

,39

141

,02

140

,71

140

,44

139

,85

139

,73

5

Тур

ья –

н.

п. Б

уза

ки

24

155

,38

155

,20

155

,11

154

,91

154

,64

154

,44

154

,80

154

,22

153

,77

153

,44

---

---

Характерные уровни воды различной обеспеченности, м БС

Цель гидравлических расчетов:Цель гидравлических расчетов: определение пропускной способности и скоростного режима (Q(h), V(h), V(Q)) реки Припять после отвода воды в БВПС ДБК, определение гидравлической характеристики Q(h) Выжевского водоспуска, которые являются основой для рекомендаций по распределению стока.

Поперечное сечение реки Припять ниже Выжевского водоспуска

(ведомственный пост Волынского облводхоза)

146.5

147.0

147.5

148.0

148.5

149.0

149.5

150.0

150.53 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42

расстояние, м

Отм

етка

, м

БС

Кривая зависимости расхода воды от глубины воды Q(h) до выхода воды на пойму для поперечного характерного сечения верхней Припяти ниже отвода водыв БВПС (ведомственный водпост

Волынского облводхоза)

0.00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.02.22.42.62.83.0

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

7.5

8.0

8.5

9.0

9.5

10.0

10.5

11.0

11.5

12.0

12.5

13.0

13.5

14.0

14.5

15.0

расход воды Q, м3/с

глуб

ина,

м

Кривая зависимости средней скорости V от расхода воды до выхода воды на пойму для характерного поперечного сечения верхней Припяти

ниже отвода воды в БВПС (ведомственный водпост Волынского облводхоза)

0.000.010.020.030.040.050.060.070.080.090.100.110.120.130.140.150.160.170.180.190.20

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

7.5

8.0

8.5

9.0

9.5

10

.01

0.5

11

.01

1.5

12

.01

2.5

13

.01

3.5

14

.01

4.5

15

.0


ср

ед

ня

я с

кор

ос

ть, м

/с

Поперечное сечение реки Припять выше гидрологического поста

"Любязь"

136.5

137.0

137.5

138.0

138.5

139.0

139.5

140.0

140.5

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38


Отм

етка

, м Б

СКривая зависимости расхода воды от глубины воды Q(h) до выхода воды на пойму для поперечного

сечения нижней Припяти (выше гидрологического поста "Любязь")

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0


глуб

ина,

м

Кривая зависимости средней скорости V от расхода воды Q до выхода воды на пойму для характерного поперечного сечения верхней Припяти ниже отвода

воды в БВПС ДБК (выше гидрологического поста "Любязь")

0.00

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

0.09

0.10

0.11

0.12

0.13

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0


ср

ед

ня

я с

кор

ос

ть, V

м/c

Поперечное сечение измерительного створа, расположенного выше Выжевского гидроузла Белоозерской водопитающей системы

Днепро-Бугского канала

0.00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.02.22.42.62.83.03.23.43.63.84.04.24.44.64.85.05.25.4

5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32


глуб

ин

а, м

Выжевский водоспускВыжевский водоспускПо измерениям скоростей течений в

расположенном выше створе Выжевского канала

По гидравлическим расчета пропускной способности водослива с тонкой стенкой

Градуировочные характеристики Q(h) (нижняя часть) Выжевского водоспуска Белоозерской водопитающей системы Днепровско-Бугского канала (в зависимости от количества

установленных шандор)

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

1.8

1.9

2.0

2.1

2.2

2.3

2.4

2.5

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0

2.2

2.4

2.6

2.8

3.0

3.2

3.4

3.6

3.8

4.0

4.2

4.4

4.6

4.8

5.0

5.2

5.4

5.6

5.8

6.0

6.2

6.4

6.6

6.8

7.0

7.2

7.4

7.6

7.8

8.0

8.2

8.4

8.6

8.8

9.0

9.2

9.4

9.6

9.8

10.0

Расход воды через Выжевский водоспуск, м3/c

По

каза

ни

я р

ейки

, м

3 шандоры

4 шандоры

5 шандор

6 шандор

Минимальный допустимый расход (МДР) в реке Припять Минимальный допустимый расход (МДР) в реке Припять ниже отвода воды в БВПС ДБК (экологический расход)ниже отвода воды в БВПС ДБК (экологический расход)

Гидрологический критерий - по расчетным расходам воды

заданной вероятности превышения (обеспеченности)

– нормативные требования:МДР (экологический расход)

QМДР=0,75*Qmin, ср.м.95%ВП==0,75*1,32 м3/с=1,0 м3/с

Гидравлический критерий - по обеспечению требуемого (не менее, чем 0,1-0,2 м/с) скоростного режима в реке:МДР (экологический расход) QМДР=1,5 - 1,7 м3/с

р.Припять до отвода воды в БВПС(выше Выжевского водоспуска)

р.Припять после отвода воды в БВПС(ниже Выжевского водоспуска)

Рекомендации по распределению стока реки Припять на Рекомендации по распределению стока реки Припять на Верхнеприпятском гидроузле (МДР=1,0 мВерхнеприпятском гидроузле (МДР=1,0 м33/с)/с)

Летне-осенний (VI-XI) и зимний (XII – II) периоды

Весенний период III – V месяцы

При расходах воды в реке Припять: - равных и менее МДР (1 м3/сек) ее пропуск в БВПС ДБК не производится; - от 1 до 2 м3/с в БВПС ДБК может пропускаться расход, превышающий 1 м3/с; - от 2 до 12 м3/с сток реки Припять может распределяться в соотношении 50%:50%; - более 12 м3/сек в БВПС ДБК пропускается расход, превышающий 6 м3/сек в реке, но не более максимальной пропускной способности гидроузла - 30 м3/с.

При расходах воды в реке Припять: - до 30 м3/с через БВПС ДБК может пропускаться расход в соотношении 50%:50%; - более 30 м3/с через БВПС ДБК могут пропускаться паводковые воды расходом, который определяется ее максимальной пропускной способностью (30 м3/с.), до их снижения в реке до 6 м3/сек.

Рекомендации по распределению стока реки Припять на Рекомендации по распределению стока реки Припять на Верхнеприпятском гидроузле (МДР=1,7 мВерхнеприпятском гидроузле (МДР=1,7 м33/с)/с)

Летне-осенний (VI-XI) и зимний (XII – II) периоды

Весенний период III – V месяцы

При расходах воды в реке Припять: - равных и менее МДР (1,7 м3/сек) ее пропуск в БВПС ДБК не производится; - от 1,7 до 3,4 м3/с в БВПС ДБК может пропускаться расход, превышающий 1,7 м3/с; - от 3,4 до 12 м3/с сток реки Припять может распределяться в соотношении 50%:50%; - более 12 м3/сек в БВПС ДБК пропускается расход, превышающий 6 м3/сек в реке, но не более максимальной пропускной способности гидроузла - 30 м3/с.

При расходах воды в реке Припять: - до 30 м3/с через БВПС ДБК может пропускаться расход в соотношении 50%:50%; - более 30 м3/с через БВПС ДБК могут пропускаться паводковые воды расходом, который определяется ее максимальной пропускной способностью (30 м3/с.), до их снижения в реке до 6 м3/сек.

1. Для условий маловодного года 75% ВП при МДР=1,0 м3/с баланс положителен в течение всего года при существующем диапазоне изменения уровней в озерах в 30 см (уточненный объем сработки озер 3070 тыс.м3). При МДР=1,7 м3/с напряженная ситуация может сложиться в период летней межени - недостаток воды составит 1853,7 тыс.м3. Если увеличить диапазон изменения уровней на 30 см вверх с 147,1 м до 147,4 м (уточненный объем сработки озер 6382 тыс.м3) проблема будет решена и баланс будет положителен также в течение всего года.

2. Для условий очень маловодного года 95% ВП как при МДР=1,0 м3/с, так и при МДР=1,7 м3/с имеется напряженная ситуация в течение летне-осенней межени. Причем при МДР=1,7 м3/с проблему не решает ни подъем уровней на 30 см до 147,4 м, ни расширение диапазона изменения уровней от 146,5 м до 147,4 м - подъем и снижение на 30 см.

Водохозяйственные балансы Водохозяйственные балансы

Лимитирующие периоды гидрографов стока р. Припять (н.п. Почапы) для маловодных лет

0.00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.02.22.42.62.83.03.23.43.63.84.04.24.44.64.85.0

20

ию

л2

2 и

юл

24

ию

л2

6 и

юл

28

ию

л3

0 и

юл

1 а

вг

3 а

вг

5 а

вг

7 а

вг

9 а

вг

11

ав

г1

3 а

вг

15

ав

г1

7 а

вг

19

ав

г2

1 а

вг

23

ав

г2

5 а

вг

27

ав

г2

9 а

вг

31

ав

г2

се

н4

се

н6

се

н8

се

н1

0 с

ен

12

се

н1

4 с

ен

16

се

н1

8 с

ен

20

се

н2

2 с

ен

24

се

н2

6 с

ен

28

се

н3

0 с

ен

2 о

кт4

окт

6 о

кт8

окт

10

окт

12

окт

14

окт

16

окт

18

окт

20

окт

ра

сх

од

во

ды

, м

3 /с

1994 2003МДР=1 м3/с МДР=1,7 м3/с

0.60.70.80.91.01.11.21.31.41.51.61.71.81.92.02.12.22.32.42.52.62.72.82.93.03.13.23.33.43.53.63.73.83.94.04.1

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Расход воды через Выжевский водоспуск, м3/c

По

каза

ни

я р

ей

ки,

м

3 шандоры

4 шандоры

5 шандор

6 шандор

Определение расхода воды в БВПС ДБК через Выжевский водоспуск по расходу воды в Припяти у н.п. Почапы на основании порядка распределения стока

Определение расхода воды в р.Припять у н.п. Почапы по наблюдениям в р.Припять у н.п.Речица и в р.Турья у н.п. Ковель (при возобновлении наблюдений у н.п. Бузаки)

Измерение уровня воды по рейке на Выжевском водоспуске

Управление отводом воды в БВПС осуществляется путем установки Управление отводом воды в БВПС осуществляется путем установки требуемого количества шандор в зависимости от расхода воды в требуемого количества шандор в зависимости от расхода воды в реке Припять выше отвода (у н.п. Почапы) и измеренного уровня реке Припять выше отвода (у н.п. Почапы) и измеренного уровня воды на Выжевском водоспуске.воды на Выжевском водоспуске.

Предложения к содержанию Правил эксплуатации БВПС ДБК Предложения к содержанию Правил эксплуатации БВПС ДБК

Правила эксплуатации БВПС ДБК должны включать:Правила эксплуатации БВПС ДБК должны включать: необходимые ссылки на водное, земельное, природоохранное и транспортное

законодательстве Беларуси и Украины, Соглашения между Правительством Республики Беларусь и Кабинетом Министров Украины по использованию и охране трансграничных вод, другие нормативные документы и протоколы;

общие сведения, назначение Правил и их статус, область применения и др.; описание основных водных объектов БВПС ДБК, их назначение, основные

морфометрические и гидрологические характеристики (расчетные расходы и уровни воды заданных обеспеченностей), а также характеристики объемов водохранилищ в зависимости от уровней воды;

описание гидротехнических сооружений (ГТС) БВПС ДБК, их технических и гидравлических характеристики (кривые связи Q(h));

характеристики других сооружений БВПС ДБК; порядок распределения стока реки Припять на Верхнеприпятском гидроузле в

различные по водности годы и периоды года; порядок использования озер Святое, Волянское и Белое с установлением

граничных амплитуд колебаний уровней воды; порядок обслуживая Белоозерской ВПС, ГТС и других сооружений; описание системы проведения мониторинга за водным режимом, обработки

данных по нему и учета при эксплуатации водопитающей системы; регламент обмена информацией между заинтересованными службами

эксплуатации БВПС ДБК, другими ведомствами и организациями стран; порядок действия при возникновении чрезвычайных ситуаций; ответственность сторон, порядок разрешения спорных вопросов, в т.ч.

касающихся эксплуатации водопитающей системы.

Предложения к составу работ по проекту на 2009 г. Предложения к составу работ по проекту на 2009 г.

1. Уточнить МДР (экологический расход) в Припяти ниже отвода воды в БВПС ДБК.

2. Выполнить анализ морфометрической информации по реконструкции русла верхней Припяти с использованием соответствующей проектной документации, осуществить математическое моделирование уровенного режима, уточнить скоростной режим V(Q) по данным об уровнях и расходах воды по в/п Любязь с 1963 г. по настоящее время (в суточном разрезе).

3. Уточнить зоны затопления прибрежных территорий водотоков БВПС ДБК и озер Святое, Волянское, Белое при различных уровнях воды с использованием цифровой модели местности БВПС ДБК и допускаемый диапазон колебаний уровней озер исходя из водохозяйственных потребностей и экологического функционирования БВПС ДБК.

4. Провести экспедиционные исследования в условиях весеннего половодья с целью уточнение градуировочной характеристики Q(h) Выжевского водоспуска при высоких уровнях воды, оценить затопления поймы верхней Припяти и БВПС ДБК и уточнить мощность слоя донных отложений в озерах БВПС ДБК для оценки их современной аккумулирующей емкости и эффективности отвода паводочных вод.

5. Ознакомиться с опытом европейских стран по регулированию трансграничного распределения стока и поддержанию состояния малых рек и водных путей.

Спасибо за вниманиеСпасибо за внимание

Гидрологические и гидравлические расчеты...

Documents