Раздел 4. Водохозяйственные расчеты и балансы.

Водохозяйственные балансы и расчеты в данной работе выполняются применительно к средне маловодным условиям, т.е. ориентируясь на расчетный год 75% обеспеченности.

Именно для этого года рассматриваются варианты водохозяйственных мероприятий, т.к., с одной стороны, гарантируют водообеспеченность комплекса, с другой стороны, предотвращают загрязнение и истощение реки. Водообеспеченность комплекса отнесена к перспективе 2020 года.

4.1. Методика расчета.

Водохозяйственные расчеты в настоящей работе связаны главным образом с разработкой ВХБ и выполняется сначала в годовых объемах, затем в месячных интервалах времени уже для выбранного варианта мероприятий. Емкость водохранилища определяется как для простейшей схемы одноступенчатого режима сработки и наполнения водохранилища. Основой расчета является средне маловодный год 75% обеспеченности.

Используется стандартная структура ВХБ, поскольку он в целом выполняется для всего бассейна.

Уравнение ВХБ:

где П – приход

Р – расход

где – естественный сток 75% обеспеченности

–объем подземного водозабора

–объем возвратных вод

–дотация стока

В годовом балансе , т.к. нет многолетнего регулирования

где

КП – комплексный пропуск

ПР – пропуск на разбавление

U – ущерб речному стоку в результате подземного водозабора

4.2. Водохозяйственный баланс расчетного маловодного года в годовых объемах стока и водопотребления.

Баланс годовых объемов выполняется с целью обоснования водохозяйственных и водоохранных мероприятий (рациональное водопользование) в рамках сезонного регулирования стока.

если ВХБ ≥ 0, то D = 0, а R = П – Р

если ВХБ < 0, то R = 0, а D = Р – П

где D – дефицит

R – резерв

Подземные воды необходимо использовать в следующем объеме:

Ущерб речному стоку в результате подземного водозабора:

Таблица 8. Водохозяйственный баланс годовых объемов, стока и водопотребления

Составляющие ВХБ	Базовый вариант	Варианты ВХМ
		I	II	III	IV	V
I. Приходная часть баланса
I.1 S75	615,92	615,92	615,92	615,92	615,92	615,92
I.2 Wпзв	17,15	17,15	17,15	17,15	17,15	17,15
I.3 Wвв
ГКБХ	19,02	19,02	19,02	8,07	8,07	8,07
СКБХ	0,75	0,75	0,75	0,75	0,75	0,75
Промышленность	5,69	0	0	0	0	0
Орошение	8,75	8,75	5,47	5,47	5,47	5,47
Животноводство	0,29	0,29	0,29	0	0	0
Рекреация	0,97	0,97	0,97	0,97	0,97	0,97
Всего по I.3	35,47	29,78	29,78	15,26	15,26	15,26
I.4 Тр	0	0	0	0	0	17,18
Итого по I	668,54	692,63	689,35	648,33	648,33	665,51
II. Расходная часть баланса
II. 1 Водопотребление
ГКБХ	21,13	21,13	21,13	21,13	21,13	21,13
СКБХ	0,94	0,94	0,94	0,94	0,94	0,94
Промышленность	6,32	0,63	0,63	0,63	0,63	0,63
Орошение	58,33	58,33	36,5	25,55	25,55	25,55
Животноводство	0,34	0,34	0,34	0,34	0,34	0,34
Рекреация	1,07	1,07	1,07	1,07	1,07	1,07
Всего по II.1	88,13	82,44	60,61	49,66	49,66	49,66
II.2 Ущерб по речному стоку	8,83	8,83	8,83	8,83	8,83	8,83
II.3 Комплексные пропуски	604,8	604,8	604,8	604,8	604,8	604,8
II.4 Объемы стока для условного разбавления
ГКБХ	285,3	285,3	285,3	121,05	121,05	121,05
СКБХ	18,83	18,83	18,83	18,83	5,65	5,65
Промышленность	113,76	0	0	0	0	0
Орошение	262,48	262,48	164,1	164,1	16,41	16,41
Животноводство	8,7	8,7	8,7	0	0	0
Рекреация	14,52	14,52	14,52	14,52	14,52	14,52
Итого по II.4	703,59	589,83	491,45	318,5	157,63	157,63
II.5 Расчетный пропуск	703,59	589,83	604,8	604,8	604,8	604,8
Итого по II	2108,94	680,6	560,89	376,99	216,12	216,12
III Результаты ВХБ
III.1 Дефицит водных ресурсов	1440,4	0	0	0	0	0
III. 2 Резерв водных ресурсов	0	12,03	128,46	271,34	432,21	449,39

Водохозяйственные и водоохранные мероприятия, направленные на экономию водных ресурсов и регулирование качества воды.

Как можно видеть из баланса базового варианта, при создании водохозяйственного комплекса возникает значительный дефицит воды. Он обусловлен необходимостью высоких попусков для разбавления сточных вод. Это в свою очередь свидетельствует о неприемлемом качестве водных ресурсов при развитии водопотребления в масштабах проектного задания.

Очевидные причины дефицита являются объемы условного разбавления стоков промышленности.

1) Внедрение оборотной системы водоснабжения в промышленных предприятиях, расположенных в пределах бассейна:

Если дефицит водных ресурсов сохраняется, то продолжаем разрабатывать мероприятия

Если дефицит ликвидирован, то тем не менее продолжаем разрабатывать мероприятия по рациональному использованию водных ресурсов.

Дефицит водных ресурсов ликвидирован, продолжаем разрабатывать мероприятия.

2) снижение водопотребления в регулярном орошении за счет сокращения оросительной нормы и реконструкции системы. В реальных проектах сокращения оросительной нормы требует специального технико-экономического обоснования. В ряде случаев благодаря оптимизации режима орошения можно добиться существенного сокращения нормы при менее значительном снижении урожайности. В нашем проекте будем считать, что сократив оросительную норму в два раза, мы потеряем 15% урожайности.

Реконструкция оросительной системы обосновывается с учетом альтернативных мероприятий. В проекте заложена реконструкция с доведением КПД оросительной системы с 0,6 до 0,8:

η_о.с. = 0,6 – 0,8

рис 3.

Задачей проекта является сохранение общего объема сельскохозяйственной продукции.

–плановая урожайность

Теперь определим объем водопотребления в новых условиях

Дефицит водных ресурсов ликвидирован, продолжаем разрабатывать мероприятия.

3) Использование городских сточных вод и животноводческих стоков орошения ЗПО и обводнения территории;

При реализации этой группы мероприятий, мы, с одной стороны, добиваемся улучшения качества воды в реке благодаря сокращению сброса сточных вод, а с другой стороны, добиваемся определенной экономии водных ресурсов.

Рис. 4 Схема ЗПО: 1 - насосная станция; 2 - животноводческая ферма; 3 - механический отстойник для осветления воды; 4 - резервуар для разбавления (для доведения качества воды до допустимого для орошения предела); 5 - пруд-накопитель (для аккумуляции воды); 6 - ограждающие сети (для перехвата воды с вышележащих территорий); 7 – обволование дамбами (для задержки талых и дождевых вод с ЗПО); 8 - дренаж (для задержания вод с ЗПО с целью предотвращения загрязнения грунтовых вод); 9 - биоплато (для очистки дренажных вод).

Дефицит ликвидирован, тем не менее, продолжаем разрабатывать мероприятия по рациональному использованию водных ресурсов.

4) снижение антропогенной нагрузки на водный объект со стороны рассредоточенных источников загрязнения;

В данной группе мероприятий предусматривается:

1. Создание водоохраной зоны по границам водного объекта;

2. Очистка животноводческих стоков;

3. Обвалование объектов и сооружений животноводческого комплекса;

4. Устройство отстойников в сельской местности при отсутствии центральной канализации;

5. Устройство биоплата для пропуска сточных вод от орошения.

В результате всех этих водоохранных мероприятий, антропогенная нагрузка может снизиться на величину от 50 до 80% в зависимости от особенностей конкретного объекта и сооружений для реализации названных мероприятий.

По результатам вариантного ВХБ годовых объемов может быть построена диаграмма эффективности, рекомендуемых проектам мероприятий.

Рассмотренные мероприятия снимают необходимость многолетнего регулирования стока, поскольку обеспечивают бездефицитный ВХБ расчетного маловодного года.