Для условий маловодного года 75% ВП при МДР=1,0 м 3 /с

Гидрологические и гидравлические
расчеты Белоозерской водопитающей
системы ДБК,
проект рекомендаций по
распределению стока
Корнеев Владимир Николаевич
зав. сектором РУП «Центральный научноисследовательский институт комплексного
использования водных ресурсов»
(РУП «ЦНИИКИВР»), г.Минск
Корнийчук Тарас Григорьевич
зам. начальника Волынского облводхоза, г.Луцк
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
(максимальные расходы весеннего половодья
Корреляционная кривая связи расходов р. Турья у
н.п. Бузаки с расходами воды у н.п. Ковель (годовой,
сезонный и минимальный сток)
280
45
y = 2.9473x - 0.06
40
y = 1.3999x + 21.245
R2 = 0.6822
260
2
R = 0.7685
240
220
35
Турья-Бузаки
25
20
15
180
160
140
120
100
80
60
10
40
5
20
Турья-Ковель
150
140
130
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
15
14
13
12
11
10
9
8
7
5
4
3
2
1
6
Турья-Ковель
0
0
0
0
Турья-Бузаки
200
30
85
80
5
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
расход воды, м3/с
Средние за периоды расходы воды в р.Припять (н.п. Почапы)
90
за летний период
за период "весна-лето"
75
за период "лето-осень"
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
год
0
25
24
23
22
21
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
минимальные среднемесячные за период
летне-осенней межени
минимальные суточные за период летнеосенней межени
год
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
расход воды, м3/с
Минимальные расходы воды в р.Припять (н.п. Почапы)
Кривые вероятностей распределения среднемесячных расходов воды
р. Припять у н.п. Почапы за летний период
100
100
эмпирическая кривая
аналитическая кривая трехпараметрического гамма-распределения
90
эмпирическая кривая
аналитическая кривая трехпараметрического гамма-распределения
90
80
70
70
3
расход воды Q(м /с)
80
вероятность превышения (обеспеченность), P(%)
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
вероятность превышения (обеспеченность), P(%)
Кривые вероятностей распределения минимальных суточных расходов
воды р. Припять у н.п. Почапы за период летне-осенней межени
Кривые вероятностей распределения минимальных среднемесячных
расходов воды летне-осенней межени р. Припять у н.п. Почапы
40
35
0
95
100
90
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
0
20
0
15
10
5
10
10
20
0
20
30
30
25
30
40
20
40
50
15
50
60
5
60
10
3
расход воды Q(м /с)
Кривые вероятностей распределения среднемесячных расходов воды
р. Припять у н.п. Почапы за период "весна-лето"
10
эмпирическая кривая
аналитическая кривая трехпараметрического гамма-распределения
эмпирическая кривая
аналитическая кривая трехпараметрического гамма-распределения
9
35
8
7
3
расход воды Q(м /с)
25
20
15
6
5
4
3
10
вероятность превышения (обеспеченность), P(%)
вероятность превышения (обеспеченность), P(%)
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
0
15
0
10
1
5
5
0
2
0
3
расход воды Q(м /с)
30
3
расход воды, м /с
Гидрографы распеределения стока (р. Припять, н.п. Почапы)
50
48
46
44
42
40
38
36
34
32
30
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
маловодный год 75% ВП
очень маловодный год 95% ВП
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
27 авг
17 авг
7 авг
28 июл
18 июл
8 июл
28 июн
18 июн
8 июн
64
62
60
58
56
54
52
50
48
46
44
42
40
38
36
34
32
30
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
29 май
19 май
9 май
29 апр
19 апр
9 апр
30 мар
20 мар
10 мар
28 фев
18 фев
8 фев
29 янв
19 янв
9 янв
30 дек
20 дек
10 дек
30 ноя
20 ноя
10 ноя
31 окт
21 окт
11 окт
1 окт
21 сен
11 сен
1 сен
расход воды, м3/с
Гидрографы р. Припять (н.п. Почапы) для маловодных лет
1982-1983
1993-1994
2003-2004
сутки
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
Характеристики
водосбора 2630 км2)
Расходы воды Q(м3/с)
норма,
Cv
Cs
обеспеченности
м3/с
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
0,89
5,1
0,78 1,95
2,29
период летне-осенней межени
Минимальный суточный за период
0,59 0,59
1,68
0,50
летне-осенней межени
Минимальный среднемесячный за
4,2
1,03 6,18
1,61
1,43
период зимней межени
Минимальный среднемесячный за период летне-осенней
1,32
межени, рассчитанный по внутригодовому распределению
3,53
стока
500
480
460
440
420
400
380
360
340
320
300
280
260
240
220
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
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
расход воды, м3/с
Максимальные расходы воды весеннего половодья р.Припять (н.п. Почапы)
год
Кривые вероятностей распределения максимальных расходов воды
весеннего половодья р. Припять у н.п. Почапы
500
эмпирическая кривая
аналитическая кривая трехпараметрического гамма-распределения
450
350
3
расход воды Q(м /с)
400
300
250
200
150
100
50
95
100
90
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0
вероятность превышения (обеспеченность), P(%)
Максимальные расходы воды весеннего половодья, м3/с
Cv
Cs
0,80
2,81
1%
526
Расход воды Q(м3/с), обеспеченность
5%
10%
25%
50%
328
254
166
103
4
Припять –
н.п. Любязь
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
Турья –
н.п. Бузаки
24
155,38
155,20
155,11
154,91
154,64
154,44
154,80
154,22
153,77
153,44
---
---
2
3
145,85
146,78
146,90
147,69
150,93
151,05
151,51
151,83
152,00
95%
75%
50%
25%
10%
10%
75%
50%
25%
10%
5%
1%
Бытовые
146,09
146,35
148,12
148,42
152,23
152,08
152,20
152,40
152,52
152,58
152,70
664
МЛОП
146,45
146,62
149,20
149,17
149,40
149,64
149,81
149,88
149,92
644
Расстояние
от устья,
км
Река-пункт
Максимальные весеннего половодья
147,07
146,83
147,07
147,29
147,50
147,56
147,67
634
Припять –
н.п.Речица
1
Припять –
Припять –
Выжевский
н.п. Невир
водоспуск
№
Характерные уровни воды различной обеспеченности, м БС
Минимальные
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
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)
(ведомственный пост Волынского облводхоза)
150.5
148.0
147.5
147.0
146.5
расстояние, м
3
расход воды Q, м /с
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)
0.20
0.19
0.18
0.17
0.16
0.15
0.14
0.13
0.12
0.11
0.10
0.09
0.08
0.07
0.06
0.05
0.04
0.03
0.02
0.01
0.00
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
148.5
средняя скорость, м/с
глубина, м
149.0
3
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
Отметка, м БС
149.5
3.0
2.8
2.6
2.4
2.2
2.0
1.8
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
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
150.0
расход воды Q, м3/с
Поперечное сечение реки Припять выше гидрологического поста
Кривая зависимости расхода воды от глубины воды Q(h) до выхода воды на пойму для поперечного
сечения нижней Припяти (выше гидрологического поста "Любязь")
"Любязь"
140.5
2.5
140.0
2.0
глубина, м
139.0
138.5
138.0
137.5
1.5
1.0
0.5
137.0
0.0
136.5
0.0
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
0.5
1.0
расстояние, м
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
3
расход воды Q, м /с
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")
0.13
0.12
0.11
средняя скорость, V м/c
Отметка, м БС
139.5
0.10
0.09
0.08
0.07
0.06
0.05
0.04
0.03
0.02
0.01
0.00
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3
расход воды Q, м /с
3.0
3.5
4.0
Выжевский водоспуск
По измерениям скоростей течений в
расположенном выше створе Выжевского
Поперечное сечение измерительного створа, расположенного выше
канала
Выжевского гидроузла
Белоозерской водопитающей системы
По гидравлическим расчета пропускной
способности водослива с тонкой стенкой
расстояние, м
32
31
30
29
28
27
26
25
24
23
22
21
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
9
10
8
7
6
5
глубина, м
Днепро-Бугского канала
5.4
5.2
5.0
4.8
4.6
4.4
4.2
4.0
3.8
3.6
3.4
3.2
3.0
2.8
2.6
2.4
2.2
2.0
1.8
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
Градуировочные характеристики Q(h) (нижняя часть) Выжевского водоспуска Белоозерской
водопитающей системы Днепровско-Бугского канала (в зависимости от количества
установленных шандор)
2.5
2.4
2.3
2.2
2.1
2.0
1.8
1.7
1.6
1.5
1.4
1.3
1.2
1.1
1.0
3 шандоры
0.9
4 шандоры
0.8
5 шандор
0.7
6 шандор
0.6
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
Показания рейки, м
1.9
3
Расход воды через Выжевский водоспуск, м /c
Минимальный допустимый расход (МДР) в реке Припять
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
р.Припять до отвода воды в БВПС
(выше Выжевского водоспуска)
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 после отвода воды в БВПС
(ниже Выжевского водоспуска)
Рекомендации по распределению стока реки Припять на
Верхнеприпятском гидроузле (МДР=1,0 м3/с)
Летне-осенний (VI-XI) и зимний (XII – II)
периоды
Весенний период
III – V месяцы
При расходах воды в реке Припять:
3
- равных и менее МДР (1 м /сек) ее пропуск в
БВПС ДБК не производится;
При расходах воды в реке Припять:
3
- до 30 м /с через БВПС ДБК может
пропускаться расход в соотношении 50%:50%;
3
- от 1 до 2 м /с в БВПС ДБК может пропускаться
3
расход, превышающий 1 м /с;
3
- от 2 до 12 м /с сток реки Припять может
распределяться в соотношении 50%:50%;
3
- более 12 м /сек в БВПС ДБК пропускается
3
расход, превышающий 6 м /сек в реке, но не
более максимальной пропускной способности
3
гидроузла - 30 м /с.
3
- более 30 м /с через БВПС ДБК могут
пропускаться паводковые воды расходом,
максимальной
ее
определяется
который
3
пропускной способностью (30 м /с.), до их
3
снижения в реке до 6 м /сек.
Рекомендации по распределению стока реки Припять на
Верхнеприпятском гидроузле (МДР=1,7 м3/с)
Летне-осенний (VI-XI) и зимний (XII – II)
периоды
Весенний период
III – V месяцы
При расходах воды в реке Припять:
3
- равных и менее МДР (1,7 м /сек) ее пропуск в
БВПС ДБК не производится;
При расходах воды в реке Припять:
3
- до 30 м /с через БВПС ДБК может
пропускаться расход в соотношении 50%:50%;
3
- от 1,7 до 3,4 м /с в БВПС ДБК может
3
пропускаться расход, превышающий 1,7 м /с;
3
- от 3,4 до 12 м /с сток реки Припять может
распределяться в соотношении 50%:50%;
3
- более 12 м /сек в БВПС ДБК пропускается
3
расход, превышающий 6 м /сек в реке, но не
более максимальной пропускной способности
3
гидроузла - 30 м /с.
3
- более 30 м /с через БВПС ДБК могут
пропускаться паводковые воды расходом,
максимальной
ее
определяется
который
3
пропускной способностью (30 м /с.), до их
3
снижения в реке до 6 м /сек.
Водохозяйственные балансы
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.
5.0
4.8
4.6
4.4
4.2
4.0
3.8
3.6
3.4
3.2
3.0
2.8
2.6
2.4
2.2
2.0
1.8
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
20 июл
22 июл
24 июл
26 июл
28 июл
30 июл
1 авг
3 авг
5 авг
7 авг
9 авг
11 авг
13 авг
15 авг
17 авг
19 авг
21 авг
23 авг
25 авг
27 авг
29 авг
31 авг
2 сен
4 сен
6 сен
8 сен
10 сен
12 сен
14 сен
16 сен
18 сен
20 сен
22 сен
24 сен
26 сен
28 сен
30 сен
2 окт
4 окт
6 окт
8 окт
10 окт
12 окт
14 окт
16 окт
18 окт
20 окт
расход воды, м3/с
Лимитирующие периоды гидрографов стока р. Припять (н.п. Почапы) для маловодных лет
1994
МДР=1 м3/с
2003
МДР=1,7 м3/с
Управление отводом воды в БВПС осуществляется путем установки
требуемого количества шандор в зависимости от расхода воды в
реке Припять выше отвода (у н.п. Почапы)
и измеренного
уровняQ(h) Выже
Градуировочные
характеристики
системы Днепро-Бугского канала (в завис
воды на Выжевском водоспуске.
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
Показания рейки, м
Измерение уровня воды по
рейке на Выжевском водоспуске
0
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)
4.1
4.0
3.9
3.8
3.7
3.6
3.5
3.4
3.3
Определение расхода воды в БВПС ДБК
3.2
3.1
через Выжевский водоспуск по расходу
3.0
воды в Припяти у н.п. Почапы на
2.9
2.8
основании порядка распределения стока
2.7
2.6
2.5
2.4
2.3
2.2
2.1
2.0
1.9
1.8
1.7
1.6
1.5
1.4
3 шандоры
1.3
1.2
4 шандоры
1.1
1.0
5 шандор
0.9
0.8
6 шандор
0.7
0.6
Расход воды через Выжевский водоспуск, м3/c
Предложения к содержанию Правил эксплуатации БВПС ДБК
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 охра
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.
1.
2.
3.
4.
5.
Уточнить МДР (экологический расход) в Припяти ниже отвода воды в
БВПС ДБК.
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).
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.
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.
Ознакомиться с опытом европейских стран по регулированию
трансграничного распределения стока и поддержанию состояния малых рек
и водных путей.
Спасибо за внимание