Глава 6

СЕЗОННОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ РЕЧНОГО СТОКА

6.1. Принципы сезонного регулирования речного стока

Задачей сезонного регулирования является перераспределение водохранилищем части притока речных вод за многоводные периоды года для последующего их использования в маловодные периоды. Цель такого перераспределения – покрытие возможного в маловодные периоды дефицита подаваемой в нижний бьеф гидроузла воды и вырабатываемой ГЭС электроэнергии. Перераспределение может осуществляться и внутри фаз водного режима. Например, наступающая после половодья маловодная фаза водного режима может прерываться значительными летне-осенними паводками, часть стока которых может использоваться для покрытия дефицита в зимнюю межень [5, 16]. Сущность сезонного регулирования демонстрирует рис. 6.1, на котором представлен гидрограф реки с выраженным весенним половодьем и пониженным стоком в остальные сезоны года. В целях упрощения гарантированный расход воды принят постоянным.

Рис. 6.1. Гидрограф с выделением периодов избыточного и недостаточного стока

Наполнение водохранилища сезонного регулирования начинается от отметки уровня УМО с начала водохозяйственного года t = 0, когда на подъеме половодья расход воды в реке превышает . Заполнение полезного объема продолжается до момента времени t = , когда на спаде половодья расход воды в реке становится ниже . Без учета потерь накопленный в водохранилище запас воды равен разности – объема стока половодья и объема гарантированной отдачи за период половодья. При постоянном гарантированном расходе воды объем равен произведению . Если объем стока половодья достаточен, происходит заполнение всего полезного объема и уровень воды в водохранилище достигает отметки НПУ. После этого водохранилище срабатывается до отметки УМО в течение всего маловодного периода. Период сработки продолжается до наступления половодья следующего года. При постоянном гарантированном расходе воды объем гарантированной отдачи воды из водохранилища за период его сработки равен произведению , где = - продолжительность маловодного периода, а сумма – продолжительность всего водохозяйственного года. В маловодный период расходы воды в реке становятся меньше , в результате чего возникает дефицит, равный разности - объема гарантированной отдачи и объема стока за маловодный период. Возможность полного покрытия дефицита маловодного периода за счет запасов, накопленных водохранилищем в период половодья без учета потерь воды из водохранилища, выражаются неравенством:

.

(6.1)

Сумма равна гарантированному объему годовой отдачи воды из водохранилища , а сумма равна объему годового стока . Перенося в правую часть неравенства, а – в левую, получаем условие покрытия дефицита в виде неравенства . Для того, чтобы сезонное регулирование речного стока позволяло покрывать гарантированный объем годовой отдачи нетто воды из водохранилища ежегодно с расчетной обеспеченностью , необходимо, чтобы данное неравенство выполнялось для соответствующего этой обеспеченности объема годового стока . В первом приближении без учета потерь воды из водохранилища возможность удовлетворения требований основных водопользователей посредством сезонного регулирования речного стока водохранилищем выражается неравенством .