Минобрнауки России

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет

Инженерно-строительный факультет

Кафедра «Возобновляющиеся источники энергии и гидроэнергетика»

КУРСОВАЯ РАБОТА

Регулирование стока реки

по дисциплине «Теоретические основы нетрадиционной и возобновляемой энергетики»

Выполнил

студент гр.4013/1 <подпись> Д.Б.Савченко

Руководитель

профессор, к.т.н. <подпись> Х.И.Заиров

«___» __________ 2012 г.

Санкт-Петербург

2012

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ 3

1. АНАЛИЗ ГРАФИЧЕСКИХ ДАННЫХ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ВОДОХРАНИЛИЩА 5

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕКИ В ЕСТЕСТВЕННОМ СОСТОЯНИИ 6

2.1. Средний многолетний расход воды 6

2.2. Среднегодовой объём стока за многолетний период 6

2.3. Среднегодовой расход воды 7

2.4. Определение многоводного, среднего и маловодного года по объёму годового стока 7

2.5. Определение максимального и минимального расходов за весь многолетний период 8

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕОБХОДИМЫХ ПОЛЕЗНЫХ ОБЪЁМОВ ВОДОХРАНИЛИЩА ДЛЯ ПОЛНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СТОКА НА ПОСТОЯННЫЙ РАСХОД 8

3.1. Для всего многолетнего периода (полное многолетнее регулирование) V_мнг на постоянный расход воды Q₀ = 180 м³/с 8

3.2. Для каждого водохозяйственного года (полное годичное регулирование) 9

3.3. Сравнение заданного полезного объёма водохранилища V_полезн со средним многолетним стоком W₀ 9

3.4. Отношение заданного полезного объёма водохранилища V_полезн со среднегодовым стоком W_0i 9

4. РЕГУЛИРОВАНИЕ СТОКА ПО ИНТЕГРАЛЬНОЙ КРИВОЙ ПРИ ЗАДАННЫХ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ 10

5. ПОСТРОЕНИЕ ХРОНОЛОГИЧЕСКИХ ГРАФИКОВ 11

5.1. График колебания полезных объёмов воды в водохранилище 12

5.2. График колебания уровня воды верхнего бьефа 14

5.3. Хронологический график колебания уровня воды нижнего бьефа 16

5.4. Хронологический график изменения статического напора 18

5.5. Хронологический график изменения мощности ГЭС 20

6. ПОСТРОЕНИЕ КРИВОЙ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ И УСТАНОВЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЯ ГАРАНТИРОВАННОЙ МОЩНОСТИ ВОДОТОКА 22

ВЫВОДЫ 25

ЛИТЕРАТУРА 25

Введение

Сток реки в течение года характеризуется значительной неравномерностью. Для наиболее полного и экономичного использования водных ресурсов необходимо регулирование стока водохранилища с целью приспособления режима выработки электрической энергии к требованиям потребителей и режима водоотдачи к потребностям орошения, водоснабжения, рыбного хозяйства, судоходства и т.д.

Для выяснения оптимальных условий использования водных ресурсов производят водноэнергетические расчёты, которые должны характеризовать возможный режим работы водохранилищ и гидроэлектростанций. В области гидроэнергетики задача сводится к получению наибольших величин гарантированной мощности, гарантированной и полной выработки энергии гидроэлектростанции.

Простейший способ водноэнергетического расчёта заключается в установлении режима работы проектируемых ГЭС непосредственно по календарным рядам стока периода гидрометрических наблюдений. Расчёты, проведённые по данным о стоке за прошедший период, кода сток известен на десять лет вперёд, позволяют определить идеальные показатели работы водохранилищ и гидроэлектростанции. Такие расчёты годичного и многолетнего регулирования стока проводятся табличным способом или по интегральной кривой. Первый способ даёт большую точность, второй характерен наглядностью. В данном курсовом проекте регулирование стока производится графическим способом.

Основные цели работы:

1. Определение характеристик стока реки в естественном состоянии;

2. Определение (графически) по интегральной кривой необходимых полезных объёмов водохранилища для полного регулирования;

3. Выполнение регулирования стока при заданном полезном объёме водохранилища;

4. Окончательно принятый вариант регулирования стока показывается на интегральной кривой и на хронологическом графике естественных расходов воды.

5. Для трех характерных лет по объему стока определить величины и построить хронологические графики:

• Колебания объемов воды в водохранилище;

• Колебания уровня воды верхнего бьефа;

• Колебания уровня воды нижнего бьефа;

• Колебания напора;

• Изменения мощности ГЭС.

6. Построение кривой обеспеченности зарегулированной мощности водотока;

7. Установление значения гарантированной (95%) мощности водотока;

8. Вычисление среднегодовой выработки энергии водотока.

1. Анализ графических данных. Определение параметров водохранилища

Полный и мёртвый объёмы водохранилища и соответствующие им отметки воды (НПУ и УМО) определяются из графика зависимости объёма водохранилища от уровня воды в нём (рис.1.1).

Для определения полного объёма на графике проводим горизонтальную прямую от отметки НПУ = 345,0 м до точки пересечения с кривой V=f(Z). Далее от этой точки опускаем перпендикуляр на горизонтальную ось и определяем значение:

V_полн = 2,5 км³.

Для нахождения отметки УМО, необходимо на этом же графики по горизонтальной оси от значения полного объёма влево отложить значение полезного объёма V_полез = 1,40 км³, затем провести перпендикуляр до точки пересечения с кривой V=f(Z), от которой проводим горизонталь до пересечения с осью уровней воды и определяем значение:

ΔУМО = 298,4 м.

Рис. 1.1. Кривая связи уровней и объемов водохранилища.