3.2.3. Режим сработки водохранилища перед половодьем и его последующего наполнения должен обеспечивать:

наполнение водохранилища в период половодья до нормального подпорного уровня; отклонение от этого

правила допустимо только в случае особых требований водохозяйственного комплекса и для водохранилищ многолетнего регулирования;

благоприятные условия для сброса через сооруже­ния избытка воды, пропуска наносов, а также льда, если это предусмотрено проектом;

необходимые согласованные условия для нормаль­ного судоходства, рыбного хозяйства, орошения и во­доснабжения;

наибольший энергетический (топливный, мощностной) эффект в энергосистеме при соблюдении ограни­чений, согласованных с неэнергетическими водополь­зователями;

регулирование сбросных расходов с учетом требо­ваний безопасности и надежности работы гидротехни­ческих сооружений и борьбы с наводнениями.

Взаимно согласованные условия неэнергетических водопользователей, ограничивающие режимы сработки и наполнения водохранилища, должны быть вклю­чены в основные правила использования водных ресур­сов водохранилища и правила эксплуатации водохра­нилища.

Перечисленные требования ПТЭ реализуются с по­мощью диспетчерских графиков и водохозяйственных планов (см. п. 3.2.2) и непосредственно учитываются при текущей оптимизации режимов водохранилища или кас­када водохранилищ.

Наполнение водохранилища стоком половодья до НПУ должно обеспечивать планируемый режим работы гидро­электростанции в течение всего цикла регулирования, по­лучение гарантированных значений выработки электро­энергии и мощности. Отклонение от этого требования допустимо для водохранилищ многолетнего регулирования в период маловодных лет. В отдельных случаях возможно от­клонение от этого правила для обеспечения чрезвычайных требований ответственных водопотребителей и водополь­зователей (например, подачи воды на орошение в условиях крайне низкого маловодья, обеспечения рыбохозяйственного пропуска в тех же условиях и т.п.).

Благоприятные условия для пропуска через сооруже­ния избытков воды заключаются в обеспечении: безопас­ных режимов сопряжения потока в нижнем бьефе с точ­ки зрения предотвращения размывов дна и повреждения креплений дна и откосов (рисунок 3.2.1); нормальной ра­боты водопропускных отверстий; поддержания над поро­гом достаточного слоя воды, необходимого для пропуска льда. При этом должна быть обеспечена возможность ис­пользования эффективных способов борьбы с наносами и заилением (см. пп. 3.2.17 — 3.2.20).

О требованиях к режиму водохранилищ со стороны су­доходства, рыбного хозяйства и орошения говорилось в п. 3.2.1. Требования водоснабжения населения и промыш­ленных предприятий могут быть различными в зависимости от местных условий. Водоснабжение населения имеет пер­востепенное значение для режима всех водных объектов, эта первостепенность закреплена водным законодательством.

1 - водосливный порог; 2 - затвор; о,, а₂, а₃ - открытия затвора (допустимые значения открытий затвора при регулировании сбра­сываемых расходов а_доп < а₂); h_с - глубина потока в сжатом сече­нии; I— сопряжение потока с отогнанным прыжком (недопусти­мый режим по условиям нагрузки на крепления и размывающей способности); II — прыжок устанавливается в сжатом сечении; III — сопряжение потока с надвинутым (затопленным) прыжком

Рисунок 3.2.1 - Схемы сопряжении потока в нижнем бьефе в зависимости от открытия затвора и уровня нижнего бьефа

В современных условиях эффективность работы гидроэлектростанций оценивается не с точки зрения мак­симальной выработки электроэнергии, а с точки зрения оптимизации режимов тепловых электростанций, эконо­мии топлива в энергосистеме. В п. 3.2.1 разъяснялось зна­чение соблюдения установленных правил использования водных ресурсов водохранилища, учитывающих требова­ния всех водопользователей и накладывающих ограниче­ния на его энергетическое использование. В пределах этих правил необходима оптимизация режимов водохранилищ, гидроэлектростанций и отдельных гидроагрегатов.

Учет требований безопасного состояния и надежной работы гидросооружений при разработке режимов сра-ботки и наполнения водохранилищ заключается в обеспе­чении достаточного гашения энергии сбросного потока в нижнем бьефе, оптимального распределения сбра­сываемого потока с учетом состояния водопропускных сооружений, недопущения превышения расчетной нагруз­ки на водоподпорные сооружения (превышения допусти­мых уровней воды в бьефах). Важным требованием явля­ется срезка пика половодья с целью предотвращения на­воднений в нижнем течении реки; основным приемом для этого является заблаговременное начало сброса воды из водохранилища для освобождения полной емкости к мо­менту пика бытового притока. Эффективность этого ме­роприятия существенно зависит от заблаговременности и достоверности прогнозов половодного стока и его распре­деления во времени.

Важным является требование ПТЭ [20] о заблаговре­менном согласовании и включении в основные положе­ния правил использования водных ресурсов водохранили­ща всех требований неэнергетических водопользователей. На практике имеется много примеров, когда внезапно воз­никает потребность в заборе дополнительных объемов на орошение, осуществление дополнительных судоходных попусков для провода негабаритных караванов, ограниче­ние сработки водохранилищ из-за неисправности причалов и т.п. Следует помнить, что нарушение режима ГЭС всегда приводит к дополнительным затратам топлива в энергосистеме или к ограничениям потребителей электро­энергии. Поэтому все водопользователи (не только энер­гетики) обязаны принимать меры к повышению эффек­тивности использования предоставленных им водных ре­сурсов, добиваться их экономии.

3.2.4. При сдаче электростанции в эксплуатацию проектной организацией должны быть переданы собственнику (за­казчику): согласованные с заинтересованными органи­зациями основные правила использования водных ре­сурсов водохранилища и правила эксплуатации водо­хранилища; гидравлические характеристики каждого из водопропускных (водосбросных) сооружений.

По мере накопления эксплуатационных данных эти правила и характеристики должны уточняться и допол­няться.

В п. 3.2.1 было раскрыто содержание основных поло­жений правил использования водных ресурсов водохра­нилища и правила эксплуатации водохранилища. Их раз­работка производится проектной организацией, обеспе­чивающей затем их согласование представителями всех заинтересованных отраслей хозяйства и органами местного самоуправления. Такое согласование является важным и ответственным мероприятием исходя, из того, что эти правила после их утверждения становятся норматив­ными документами, обязательными для всех водопользо­вателей создаваемого водохранилища. Для крупных водо­хранилищ в рассмотрении и согласовании правил участвует Широкий круг организаций и ведомств.

Гидравлические характеристики водопропускных и водосбросных сооружений представляют собою зависи­мость пропускаемого данным сооружением или одной его частью (например, пролетом водосливной плотины) расхода воды О (м³/с) от уровней воды, значения открытия а (м) регулирующего затвора (рисунок 3.2.2) и т.п. Проек­тная характеристика составляется сначала на основе модельных испытаний или расчетов. Опыт эксплуатации по­казывает, что проектные характеристики нуждаются в последующей проверке и уточнении. С этой целью прово­дятся новые испытания на модели, учитывающей специ­фические условия моделируемого сооружения (условия подхода, уточненные размеры и профиль обтекаемой час­ти и т.д.). Однако такие модельные испытания могут вы­полняться лишь специализированными лабораториями, они достаточно трудоемки и дороги. В настоящее время разра­ботаны надежные и нетрудоемкие способы натурных ис­пытаний по определению пропускной способности гидро­сооружений (пьезометрический, контрольных отверстий [4]), которые позволяют уточнять проектные гидравличес­кие характеристики.