Комплексное использование и охрана водных ресурсов - Юшманов О.Л.
Скачать (прямая ссылка):
шою) касательную АВ — линию зарегулированного расхода при заданном объеме водохранилища. Объемы водохранилища изображены вертикальными отрезками, заключенными между касательной АВ (и параллельными ей прямыми) и интегральной кривой 1. Точки пересечения касательной А В и параллельных ей прямых с интегральной кривой (например, точка Г) соответствуют концу заполнения водохранилища и началу сброса. Дальнейшие расчеты аналогичны рассмотренным ранее для неполного годичного регулирования стока.
При идеальной схеме регулирования (рис. 4.11,6) на оси ординат интегральной кривой притока откладывают заданный объем водохранилища Уполез и проводят две параллельные прямые, отстоящие друг от друга на расстоянии Уполез; верхнюю — касательную к интегральной кривой в точке А (контрольная линия) и нижнюю (через начало координат)—линию зарегулированного расхода <Qi. Далее проводят две ломаные линии, огибающие интегральную кривую, и получают соответственно зарегулированные расходы Q2, Q3. В маловодный период зарегулированный расход по величине при идеальной схеме оказывается таким же, как и при жесткой, в многоводный период он превышает среднемноголетний расход (например, Qi>Qo). Объемы водохранилища определяют вертикальные отрезки, заключенные между ломаной линией зарегулированных расходов и интегральной кривой.
Таким образом, при идеальной схеме регулирования может быть использован весь сток без сброса, если пропускная способность турбин ГЭС и потребность в воде других участников комплекса определены по наибольшему зарегулированному расходу (Q* на рис. 4.11,6).
В качестве примера рассмотрим многолетнее регулирование по десятилетнему ряду со среднемноголетним стоком WCp = 8,9 км3/год (рис. 4.12). Водохранилище комплексного назначения имеет полезную емкость
7,5 км3, то есть коэффициент емкости (3=0,85.
Водопотребителями и водопользователями являются ирригация с водозабором в нижнем бьефе и расчетной подачей расходов из водохранилища по графику (рис. 4.12, а), судоходство с поддержанием почти постоянных расходов в нижнем бьефе (рис. 4.12,6) и гидроэнергетика. Режим работы гидроэлектростанции связан с требованиями первых двух участников ВХК.
Рис. 4.12. Многолетнее регулирование речного стока комплексным водохранилищем (а); графики расходов в нижнем бьефе ГЭС на орошение (б) и для поддержания судоходных глубин (в).
При использовании вероятностных методов возможны два приема расчета регулирования: компенсационный метод (включая аналитический) и метод статических испытаний (Монте-Карло). Представление о годовом стоке как о случайном процессе дало возможность применять эти методы в расчетах регулирования стока.
Наибольшее распространение получили приемы, основанные на построении обобщенных зависимостей {р, Cv, Cs/Cv, г, а, р). Такие зависимости (номограммы) позволяют определить необходимый объем для проведения многолетнего регулирования стока с заданной обеспеченностью при условии постоянной в течение года отдачи воды водохранилищем.
Полезную емкость водохранилища многолетнего регулирования VQ можно условно разделить на две составляющие: многолетнюю Vm и годичную Код, то есть
Vo = F„H + Fr(W. (4.9)
Разделив Vo и его составляющие на средний за многолетний период годовой сток W0, получают их выражение в относительных единицах:
Ро = Рмл Ргод* где Рмн = VMB/W0 И Ргод — Угод/Wо.
Составляющую VKb емкости водохранилища в предположении, что сток внутри года выравнен, можно опре-
делить по обобщенным графикам А. Ш. Резниковского и В. В. Зубарева и по графикам Я- Ф. Плешкова, И. В. Гуглия, Н. М. Милославского и др.
Для определения годичной составляющей объема водохранилищ многолетнего регулирования стока (ЗГОд можно воспользоваться гидрографом маловодного года расчетной обеспеченности. Разработано несколько формул для определения Кгод, в частности
Ргод = a{t— m)> (4.10)
где t — длительность межени, в долях года; т — средняя многолетняя доля межени в годовом стоке,
Использование метода Монте-Карло позволяет избежать условного разделения полезного объема водохранилища на годичную и многолетнюю и использовать в расчетах не один короткий календарный ряд наблюдений, а большое число искусственных рядов любой длительности, что повышает точность расчетов.
Метод Монте-Карло заключается в моделировании случайных величин с заданным законом распределения, построении вероятностных моделей реальных процессов и задаче статистической теории оценивания.
В качестве примеров водохранилищ многолетнего регулирования стока в СССР можно назвать Бухтармин-ское, Братское, Иркутское и Токтогульское.
Суточное регулирование на гидроэлектростанции. Гарантированная мощность гидроэлектростанции, как правило, меньше максимальной нагрузки энергосистемы, в которой она работает. Поэтому гидроэлектростанция покрывает лишь некоторую часть суточного графика нагрузки энергосистемы. Остальную часть графика покрывают другие электростанции, входящие в данную энергосистему. Следовательно, в общем виде можно записать:
