- •Глава 1 5
- •Глава 1
- •1.1. Мировые и отечественные водные ресурсы
- •1.2. Использование водных ресурсов
- •Глава 2
- •2.1. Общие сведения
- •2.2. Регулирование речного стока водохранилищами
- •2.3. Переброска речного стока
- •Глава 3
- •3.1. Общие положения
- •3.2. Основные водопользователи
- •3.3. Расчетная обеспеченность
- •3.4. Виды регулирования речного стока
- •Глава 4
- •4.1. Характерные уровни и объемы водохранилища
- •4.2. Верхний и нижний бьефы гидроузла
- •4.3. Водный баланс водохранилища
- •4.4. Потери воды из водохранилища
- •Глава 5
- •5.1. Расчетные характеристики водного режима реки
- •5.2. Распределение вероятностей расчетных характеристик водного режима
- •5.3. Многолетние колебания расчетных характеристик водного режима
- •5.4. Внутригодовое распределение речного стока
- •5.5. Моделирование внутригодового распределения речного стока
- •Глава 6
- •6.1. Принципы сезонного регулирования речного стока
- •6.2. Учет потерь воды из водохранилища
- •6.3. Календарный метод расчета полезного объема водохранилища сезонного регулирования
- •6.4. Обобщенный метод расчета полезного объема водохранилища сезонного регулирования
- •6.5. Обобщенный метод расчета сезонной составляющей полезного объема водохранилища многолетнего регулирования
- •Глава 7
- •7.1. Принципы многолетнего регулирования речного стока
- •7.2. Параметры многолетнего регулирования
- •7.3. Календарный метод расчета параметров водохранилища многолетнего регулирования
- •7.4. Обобщенный метод расчета параметров водохранилища многолетнего регулирования
- •7.5. Обобщенная водохозяйственная характеристика водохранилища
- •Глава 8
- •8.1. Расчетная обеспеченность стока высоких половодий и паводков
- •8.2. Исходные данные для расчета пропуска высоких половодий и паводков через гидроузел
- •8.3. Кривые динамических объемов водохранилища
- •8.4. Расчетный гидрограф высокого половодья или паводка
- •8.5. Пропуск расчетного половодья или паводка
- •8.6. Каскадное регулирование стока высоких половодий и паводков
- •Глава 9
- •9.1. Гидроэнергетический потенциал рек
- •9.2. Водноэнергетические показатели гидроэнергетических установок
- •Глава 10
- •10.1. Диспетчерский график режима работы водохранилища
- •10.2. Построение и использование диспетчерского графика
- •Глава 11
- •11.1. Специфика каскадного регулирования
- •11.2. Водноэнергетический эффект от каскадного регулирования
- •Глава 12
- •12.1. Цели составления водохозяйственных балансов
- •12.2. Составляющие водохозяйственного баланса
- •12.3. Анализ водохозяйственного баланса
8.2. Исходные данные для расчета пропуска высоких половодий и паводков через гидроузел
Для расчета высоких половодий и паводков через гидроузел требуются следующие исходные данные.
1. Зависимости максимальной пропускной способности сооружений гидроузла от уровня воды в верхнем бьефе или от напора.
2. Зависимость объема воды в водохранилище от уровня воды у плотины.
3. Расчетные гидрографы высоких половодий и паводков.
4. Кривая зависимости уровня воды в нижнем бьефе гидроузла от расхода воды.
5. Правила пропуска высоких половодий и паводков через гидроузел [5].
Построение зависимостей между расходами и уровнями воды для входного створа водохранилища и нижнего бьефа гидроузла в различных условиях рассмотрены в главе 3. В данном случае эти зависимости удобно представлять в виде функций ZВ = ZВ(Q) и ZН = ZН(QН).
Расход воды QГЭС, поступающий в нижний бьеф гидроузла через ГЭС, зависит от напора, мощности и коэффициента полезного действия турбин. Напор брутто Hб определяется как разность Z – ZН уровней воды в водохранилище у плотины и в нижнем бьефе гидроузла. Максимальная пропускная способность турбин ГЭС определяется по эксплуатационным характеристикам гидроагрегатов в зависимости от напора нетто [5]. Напор нетто определяется в зависимости от напора брутто и потерь напора, которые зависят от расхода воды QГЭС.
Расход холостого сброса воды QХ, то есть поступления воды через водосливные и водосбросные отверстия, рыбоходы и прочие сооружения определяется по кривым максимальной пропускной способности каждого отверстия с учетом числа отверстий и степени открытия затворов. На рис. 8.1. представлена зависимость расхода воды QХ, пропускаемого через один пролет водосливной плотины Чебоксарского гидроузла от уровня воды в верхнем бьефе Z и ширины открытия водосливных отверстий a [5].
Рис. 8.1. Зависимость пропускной способности одного пролета водосливной плотины Чебоксарского гидроузла от уровня Z в верхнем бьефе.
Суммарную максимальную пропускную способность гидроузла характеризует максимальный сбросной расход воды Qсбр, который достигается при максимальной производительности турбин ГЭС и полном открытии всех водопропускных и водосливных отверстий. Его слагаемые – пропускаемый через ГЭС расход QГЭС и суммарный расход холостого сброса QХ – как правило являются функциями напора брутто Hб = Z – ZН. Уровень воды в нижнем бьефе определяется зависимостью ZН = ZН(QН), то есть суммарным расходом воды, сбрасываемым в нижний бьеф. При пропуске высоких половодий и паводков поступающий в нижний бьеф расход воды QН равен максимальному сбросному расходу Qсбр. Графики функций ZН(Qсбр) и Qсбр(Z – ZН) позволяют получить расчетный график функции Qсбр = Qсбр(Z), определяющей максимальную пропускную способность проектируемого гидроузла, что соответсвует максимальному сбросному расходу воды Qсбр в зависимости от уровня воды у плотины Z.
Морфометрические зависимости между объемом V и уровнем Z воды у плотины соответствуют горизонтальному положению водного зеркала водохранилища. Зависимость V(Z) определяет статический объем водохранилища, который оно может иметь в условиях относительно небольших значений расхода Q притока воды к входному створу. При прохождении высоких половодий или паводков поступающие в верхний бьеф расходы воды Q могут быть весьма большими. На рис. 8.2 показано распределение уровней воды в водохранилище на различном расстоянии s от плотины (s = 0) до границы зоны выклинивания подпора во входном створе (s = sВ) в зависимости от величины Q. Варианты такого распределения Z(s, Q) даны для нескольких значений приточных расходов Q0 < Q1 < Q2 < Q3. При этом нулевому расходу Q0 притока воды соответствует горизонтальное положение водного зеркала водохранилища [1].
Рис. 8.2. Распределение уровня воды в водохранилище при различных значениях его притока
Графики Z(s, Q) определяют систему кривых свободной поверхности водохранилища и показывают, что при достаточно больших значениях Q объем воды в водохранилище (динамический объем) может значительно превосходить статический объем V(Z) [5].