В настоящем учебном пособии рассматриваются два вида регулирования стока - сезонное и многолетнее.
При сезонном регулировании стока воду накапливают в многоводные сезоны года, обычно весной и во время летних паводков, а расходуют в маловодные сезоны (летом, осенью, зимой), добавляя ее к тем количествам, которые в это время приходят по реке. При расчете сезонного регулирования стока в качестве проектного притока выбирают гидрограф стока маловодного, то есть наиболее невыгодного, опасного года определенной повторяемости (обеспеченности).
При многолетнем регулировании стока воду накапливают в водохранилищах в многоводные годы, а расходуют в маловодные. В качестве расчетного притока принимают достаточно большую группу гидрографов стока, причем полезный объем водохранилища определяется по наиболее длительному периоду больших недостатков (группе маловодных лет).
Регулирование стока рек и временных водотоков осуществляется с помощью водохранилищ, которые создаются при перегораживании русла и долины реки плотиной. В состав напорного фронта водохранилища входит глухая земляная и бетонная плотина, водосбросная часть которой предназначена для сброса больших количеств воды, приходящих в водохранилище во время катастрофических паводков. Основные уровни воды в водохранилище:
УМО - уровень мертвого объема
НПУ - нормальный подпорный уровень
ФПУ - форсированный подпорный уровень.
УМО - минимальный допустимый уровень, под ним располагается неприкосновенный запас воды - мертвый объем.
Верхний горизонт полезного объема называется НПУ.
Между УМО и НПУ располагается основной расчетный объем воды - так называемый полезный объем (Vпо), предназначенный для удовлетворения нужд потребителей. В расчетный год (обычно маловодный год определенной заданной обеспеченности) потребители получат полностью расчетные объемы воды. В годы более многоводные, чем расчетный, потребители также получат нужные им объемы, но много воды будет сливаться в нижний бьеф без использования. В годы более маловодные, чем расчетный, потребители недополучат часть необходимой им воды. Холостых сбросов в нижний бьеф в эти годы не бывает.
Во время весенних половодий, особенно очень больших наводнений уровень воды в водохранилище повышается над НПУ на 1-2 метра, так как огромные количества воды временно аккумулируются в водохранилище.
Самый высокий уровень, возникающий при пропуске через водохранилище расчетного паводка редкой повторяемости (например, самого большого за 100 лет) называют уровнем форсировки - ФПУ. Объемом форсировки (Vф) называется объем воды, накопленный временно между НПУ и ФПУ.
Цель наших расчетов - на основе анализа процессов, происходящих в водохранилище в течение расчетных лет (маловодного расчетной обеспеченности и многоводного расчетной обеспеченности) при сравнении графиков притока и потребления определить расчетные уровни и объемы, а, следовательно, получить, в конце концов, высоту плотины и размеры отверстий в ней для пропуска катастрофического паводка.