Накопители-испарители
Водохозяйственный расчёт прудов-испарителей сточных вод: помесячный водный баланс на многолетнем метеорологическом ряду с учётом роста концентрации солей и батиграфической характеристики чаши (отметка ↔ площадь ↔ объём ↔ фильтрация).
Что считает модуль
Модуль моделирует работу пруда-испарителя сточных вод по месяцам за многолетний период. Для каждого месяца сводится водный баланс: поступление стоков, испарение с зеркала (с поправкой на засолённость), фильтрация, отбор — и определяется объём и уровень в чаше, а также рост концентрации растворённых солей. Методика — «Указания по расчёту испарения с водной поверхности» (ГГИ, 1969).
1Три типа задач
Тип задачи выбирается кнопками вверху и определяет, что ищется:
| 1 — максимальная отметка уровня | Прямой расчёт. По батиграфии и метеоряду определяется максимальный подпорный горизонт (МПГ) и весь помесячный баланс. |
| 2 — требуемая площадь испарителя | Итерационный поиск. Задаются только отметка дна и максимальная глубина; программа подбирает площадь зеркала, при которой испаритель работает без переполнения. |
| 3 — допустимое поступление стоков | Итерационный поиск. Батиграфия задана, поступление стоков неизвестно (b4 < 0). Ряд поступления задаёт закон изменения по годам в долях единицы. Результат — допустимое поступление. |
2Параметры
| Размерности | млн.м³ и км² либо тыс.м³ и тыс.м² — влияет на единицы объёмов и площадей во вводе и результатах. |
| Лет метеоряда (b1) | Длина имеющегося метеорологического ряда. |
| Расчётный период, лет (b2) | Число лет эксплуатации (b2 ≤ b1). |
| Первый год метеоряда (b3) | Календарный год первой строки ряда. |
| Начальная ёмкость (b7) | Объём воды в чаше в начале расчёта. |
| Поступление стоков (b4) | 0 — переменное (ряд по годам); > 0 — постоянное, тыс.м³/сут; < 0 — искомая величина (задача 3). |
| Фильтрация (b8) | 0 — нет; > 0 — годовой слой потерь, м/год; −1 — задана функцией отметки (столбец батиграфии). |
| Отбор воды (b9) | 0 — нет; > 0 — постоянный, тыс.м³/сут; −1 — переменный (ряд по годам). |
| Начальная концентрация (b10) | Концентрация солей в чаше в начале расчёта, г/л. |
| Приток с водосбора (b6) | Учитывать ли весенний сток с водосбора (тогда задаётся ряд по годам). |
3Батиграфия
Батиграфия связывает отметку уровня H с площадью зеркала F, объёмом V и (при необходимости) фильтрационными потерями. Задаётся 4–20 точек по возрастанию отметок. Столбец фильтрации используется только при b8 = −1.
4Соли
До 10 растворённых солей: формула выбирается из списка, рядом — начальная концентрация, г/л. Засолённость снижает испарение (поправка методики) и растёт по мере упаривания стоков.
5Метеоряд и вставка из Excel
Основной метеовход — ряд «испарение − осадки», мм: каждая строка — год (всего b1 лет), в строке 12 чисел по месяцам. Данные удобно вставлять прямо из Excel или CSV: разделители — табуляция, пробел или «;», десятичная запятая допускается. Под полем показан счётчик распознанных лет — сверьте его с b1.
6K, e0 и e200
При засолении задаётся коэффициент уменьшения упругости водяного пара K (0 < K ≤ 1). Когда K > 0, вместо ряда «испарение − осадки» вводятся раздельно испарение и осадки, а также месячные (12 значений) ряды упругости пара: e0 — по температуре поверхности, e200 — на высоте 200 см, мб.
7Испарение из метеоданных
Сворачиваемый блок «Испарение из метеоданных (ГГИ, 1969)» над формой испарителя — препроцессор: если готовых значений K, e0/e200 или ряда «испарение − осадки» нет, их можно рассчитать прямо здесь по данным метеостанции. Методика — «Указания по расчёту испарения с поверхности водоёмов» (ГГИ, 1969).
Задаются 9 блоков исходных данных:
| Параметры станции и водоёма | Число лет и первый год ряда, климатическая зона, географическая широта, характеристики защищённости станции (K1) и рельефа (K2), высота растительности и зарастание зеркала, число солей и размерности. |
| Осреднённая батиграфия | Отметка, объём и площадь зеркала, а также четыре разгона волн (С–Ю, З–В, СЗ–ЮВ, СВ–ЮЗ), км. |
| Роза ветров | 12 строк (месяцы) × 8 румбов, % — вставкой из Excel. |
| Соли | Коды (1–12) и концентрации, если учитывается засоление. |
| Метеорологические ряды | Температура воздуха, абсолютная влажность, скорость ветра, общая и нижняя облачность, осадки — каждый ряд «годы × 12 месяцев», вставкой из Excel/CSV. |
Кнопка «Рассчитать испарение» выводит коэффициент K, помесячные ряды упругости пара e0/e200, средний годовой ход испарения и таблицу расчётных сочетаний обеспеченных осадков и испарения.
8Расчёт и результаты
Кнопка «Рассчитать» выполняет вычисление мгновенно. Результаты:
| Сводка | МПГ, минимальная отметка, максимальные объём и площадь, максимальная концентрация, расчётный период. Для задач 2 и 3 — крупно искомая величина (площадь или поступление). |
| Расчётные показатели | Таблица из 16 показателей испарителя: минимумы и максимумы отметки, площади, объёма, глубины, концентрации и среднегодовые составляющие баланса. |
| Помесячный баланс | По каждому году — раскрывающаяся таблица 12 месяцев: поступление, объёмы, отбор, концентрация, площадь, слой и объём испарения, фильтрация, потери. |
| Предупреждения | Жёлтая плашка — например, переполнение или исчерпание воды в отдельные месяцы. |
| Графики и отчёт | Графики уровня, объёма и засоления; пояснительная записка .docx. |
9Мои проекты
Блок «Проекты» сохраняет исходные данные в личном кабинете: сохранение и загрузка проектов, история выполненных расчётов со ссылками на отчёты. Работает так же, как в других модулях.