Комплексное использование и охрана водных ресурсов - Юшманов О.Л.
Скачать (прямая ссылка):
Основное уравнение регулирования стока может быть написано, исходя из уравнения неразрывности, в следующем виде; *
Q ~ Qnрит F (dzBQfdt), (4,5)
где Q — расход воды потребителя; QnPHт — приток воды к створу ГЭС; F — площадь зеркала водохранилища; гае — уровень воды в верхнем бьефе; i — время; F(dz^jdt)—расход воды, забираемый из водохранилища.
Специальные виды регулирования стока. Один из специальных видов регулирования—компенсирующее, которое осуществляет водохранилище, расположенное отдельно от ГЭС выше по течению реки, в основном ее русле или на одном из ее притоков. Если между водохра-
нилищем 1 и гидростанцией река принимает промежуточные притоки, то их расход оказывается незарегу-лированным. Поэтому из водохранилища 1 должны проводить попуски в реку только в объеме, необходимом для компенсации недостатка расхода промежуточных притоков. Если лее эти притоки дают достаточный для ГЭС расход, то из водохранилища в реку ничего не сбр асывают (рис. 4.6).
Если регулирование осуществляют водохранилищем, удаленным от ГЭС и находящимся в верховьях реки, то трудно точно учесть время добегания по руслу расхода воды, подаваемого из этого водохранилища, и необходимую величину этого расхода. В этом случае в описанной выше схеме небольшое водохранилище 2 может служить некоторым буфером для сглаживания всяких неточностей подачи воды из водохранилища 1 до ГЭС. Такое регулирование называют буферным (рис.
4.6).
Трансформация половодья: большая емкость водохранилища может быть использована для уменьшения максимальных сбросных расходов. В этом случае перед наступлением половодья водохранилище должно иметь * некоторый свободный объем. Такое регулирование позволяет уменьшить разлив реки и затопление поймы в нижнем бьефе, а также стоимость водосбросных сооружений.
Каскадное регулирование осуществляют, как правило, при комплексном использовании водных ресурсов. Цель каскадного регулирования — обеспечение оптимального режима сработки и наполнения водохранилищ каскада по заданному критерию экономической эффективности.
С одной стороны, наибольшую ценность в таком каскаде всегда представляют водохранилища верхних сту-
Рис. 4.6. Компенсирующее (/) и буферное (2) регулирование стока.
пеней, так как зарегулированный ими расход используется на всех нижележащих установках каскада. Наоборот, водохранилище нижней ступени каскада регулирует сток только последней ГЭС.
С другой стороны, водохранилища верхних ступеней могут регулировать сток только вышерасположенной, сравнительно небольшой части водосбора. Весь же сток нижележащей части может быть зарегулирован только нижерасположенными водохранилищами.
Расчет регулирования для каскада гидростанций начинают с верхнего водохранилища, добиваясь при его помощи наибольшего возможного выравнивания стока.
Методы расчета и схемы годичного регулирования стока. Простейшим является расчет по календарным рядам наблюдаемого стока в прошедшем периоде. Такие расчеты годичного регулирования стока проводят табличным способом.
Исходными данными для расчета графоаналитическим методом являются гидрограф расходов (естественных, или разностных, или зарегулированных вышележащими водохранилищами) в рассматриваемом створе с учетом потерь воды, заданные отметки НПУ и УМО, топографическая характеристика водохранилища и зависимость уровней от расходов в нижнем бьефе 2иа = =/«?нб) (рис. 4.7).
По незарегулированным расходам в створе гидроузла (рис. 4.8, а) строят интегральную кривую притока воды ГЭС в прямоугольных координатах (рис. 4.8,6). Соединив начальную и конечную точки интегральной кривой, получают прямую ОК, представляющую собой интегральную прямую равномерного в течение года потребления воды турбинами ГЭС при постоянном среднесуточном расходе Qcp.cyT^
= Qcp.roA-
Полезный объем водохранилища V, необходимый для полного годичного регулирования стока, находят как расстояние по вертикали между верхней и нижней касательными к интегральной кривой притока, параллельными интегральной пря-
гвм
Рис, 4.7, Кривые связи нижнего бьефа при отсутствии подпора: / — зимняя; 2 — латняя:
мой потребления (на рис.
4.8, б нижняя касательная совпадает с прямой ОК).
Откладывая на гидрографе 1 (Эср.год, получают зарегулированный гидрограф 2 с постоянным в течение года расходом потребления Qcp.roR- Площадь естественного гидрографа, расположенная выше линии среднегодового расхода, численно равна объему воды, накопленному в водохранилище, а площадь провалов ниже этой линии — объему сработки; эти площади равны по величине и соответствуют V.
Расстояние по вертикали между нижней касательной ОК и интегральной кривой притока воды к ГЭС (рис. 4.8,6) соответствует в масштабе графика объемам воды, находящимся в водохранилище в данный момент. Используя график, характеризующий режим работы водохранилища в течение года, и кривую связи 2В6—f(V) (рис. 4.4), строят график изменения уровней воды в верхнем бьефе (рис. 4.8, в). При наполнении водохранилища уровни будут расти от УМО до НПУ (04..*05 месяц), при сработке — снижаться от НПУ до УМО (06...03 месяц). Уровни воды в нижнем бьефе 2Нб определяют по расходам, пропускаемым через гидротурбины. Режим уровней воды в нижнем бьефе — горизонтальная прямая, соответствующая летним и зимним уровням при Qср.год (на рис. 4.8,в условно показана постоянной). Напор в данный момент будет равен
