44. Плотины гэс, их назначение и классификация

Плотинная схема предусматривает сооружение плотины, которая перегораживает русло реки в выбранном створе. В результате сооружения плотины создается разность уровней верховой и низовой стороны плотины. Создающееся при этом с верховой стороны водохранилище носит название верхнего бьефа, а часть реки, примыкающей к плотине с низовой стороны, называется нижний бьеф.

Разность уровней нижнего и верхнего бьефа – напор. Z_ВБ – Z_НБ = Н

Назначение

Вода, вращающая гидравлические турбины, обычно берется из искусственных водохранилищ, созданных путем перекрытия реки плотиной. Плотина повышает напор воды, поступающей на турбины, и тем самым увеличивает мощность электростанции. Расход воды из водохранилища через турбины можно регулировать. Водохранилище, кроме того, служит отстойником для песка, ила и мусора, приносимых естественными водотоками. Построив плотину с водохранилищем, можно предотвратить паводковые затопления, а также создать надежный запас воды для водоснабжения населения и промышленности

Классификация

По типу материала

По типу основного материала различают плотины:

земляные

каменные

бетонные

деревянные

По назначению

водохранилищные, водоопускающие

водоподъёмные (предназначенные лишь для повышения уровня верхнего бьефа)

По способу восприятия основных нагрузок

гравитационные, обладающие большим весом

арочные

контрфорсные

По возможности пропуска воды

глухие

водосбросные

44. Водохранилище. Регулирование речного стока. Цикл регулирования. Суточное, недельное, месячное, годовое и многолетнее регулирование.

Водохранилище

Основным назначением водохранилища ГЭС является трансформация естественного, обычно неравномерного, режима речного стока в режим, необходимый для отдельных отраслей промышленности, сельского хозяйства и в частности энергетики. Кроме того, в некоторых случаях назначение водохранилища является борьба с наводнениями в нижнем бьефе во время половодья. В этих случаях определенное количество воды задерживается в водохранилище, благодаря чему расход воды в нижнем бьефе существенно становится меньше естественных расходов половодья.

Водохранилища создаются путем устранения на реках потерь, плотины, повышающие уровень воды и образование необходимой емкости водоемов.

НПУ – нормальный подпорный уровень.

УМО – уровень мертвого объема. Вода, находящаяся в УМО, не используется.

ФПУ – форсированный подпорный уровень, полезный объем. ФПУ во время половодий и наводнений.

НПУ и УМО – водохранилища.

V_полезн = V_полн – V_УМО

Полезный объем равен разности полезного объема и уровня мертвого объема.

Полезный объем используется для регулирования стока. В вводно-энергетических расчетах часто используются различные характеристики водохранилища, т.е. функциональные зависимости между уровнем водохранилища и объемом, топографические характеристики – статические и динамические.

Регулирование речного стока.

Регулированием стока называется процесс перераспределения его в водохранилище, естественный или бытовой режим речного стока в подавляющем большинстве отличается крайней неравномерностью. Так, например, на равнинных реках в периоды весеннего половодья, от 1,5 до 3 месяцев проходит обычно до 70% годового стока. Существенно различается и сам годовой сток в многолетнем разрезе.

Такое распределение стока находится в резком противоречии с режимом его потребления большинством водопотребителей и водопользователей. Водопотребители используют воду как вещество и изымают ее из данного источника. Может быть, конечно, возврат, но уже в другом створе, бассейне, и она будет уже другого качества. Водопользователи используют воду как вещество и возвращают полностью или почти полностью того же качества, что и брали. Например, ГЭС. Или водопользователи, которые совсем не

При любом виде регулирования потребители воды в некоторые периоды времени работают с расходом воды, превышающем приток, а в другой период времени с расходом воды меньше приток. Таким образом, в первом случае происходит сработка водохранилища, а в о втором – пополнение водохранилища. Промежуток времени от начала какого-либо одного периода сработки водохранилища до начала следующего после очередного его пополнения, называется циклом регулирования. Различают кратковременное регулирование и длительное регулирование. К кратковременному регулированию относится суточное регулирование, недельное регулирование, а к длительному – годовое и многолетнее.

Суточное регулирование.

Основная задача суточного регулирования заключается в том, чтобы в часы малой нагрузки ГЭС запасти водохранилище избыточный приток, а часы повышенной нагрузки его сработать. Для того чтобы осуществить суточное регулирование объем водохранилища должен быть не менее 0,5 суточного стока расчетного маловодного года.

Недельное регулирование.

В рабочие дни идет сработка водохранилища, а в выходные – заполнение объема водохранилища, равное приблизительно суточному стоку.

Общие для краткосрочного регулирования является перераспределение сравнительного равномерного суточного и недельного режима приточности в неравномерный режим расходов ГЭС.

Годичное регулирование.

Основная задача годового регулирования является сработка водохранилища в маловодный период и наполнение его в многоводный. Для выполнения данной задачи водохранилище должно быть достаточно большим, его объем должен составить порядка от 2 до 20% годового стока.

Многолетнее регулирование.

Цикл регулирования длится несколько лет. Водохранилище наполняется избыточным стоком одного или нескольких многоводных лет и опорожняется в течение ряда маловодных вод. Многолетнее регулирование сводится к увеличению стока маловодных лет. Для выполнения данной функции объем водохранилища должен составлять не менее 50% среднего многолетнего объема годового стока реки.