- •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
Глава 3
ВОДОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ РАСЧЕТЫ И РЕГУЛИРОВАНИЕ РЕЧНОГО СТОКА
3.1. Общие положения
Под водохозяйственными расчетами понимают:
оценку естественных водных ресурсов и их режима в конкретных створах или на участках рек, намеченных к использованию;
определение требований (запросов) водопользователей к режиму расходов и уровней воды в верхнем и нижнем бьефах гидроузла;
выбор основных водохозяйственных параметров, определяющих размеры водохранилища и гидротехнических сооружений (высоту плотины, размеры водосбросов), мощности гидроагрегатов;
разработку правил управления работой водохранилища, обеспечивающих при выбранных параметрах наибольший эффект от использования водных ресурсов и безопасность сооружений гидроузла.
Сущность собственно водохозяйственных расчетов состоит в решении уравнения водного баланса реки в створе (или в створах) гидроузла в каждый расчетный интервал времени, продолжительность которого зависит от интенсивности изменения притока воды, располагаемой исходной информации и других факторов.
Водохозяйственные расчеты предназначены для проектного и научного обоснования планируемых мероприятий по использованию водных ресурсов, охране водных объектов и предотвращению негативного воздействия вод и совершенствованию режима работы водохозяйственных установок и систем. Результаты этих расчетов являются основой проектов строительства гидротехнических сооружений и режимов их эффективной и безопасной эксплуатации.
В настоящем пособии основное внимание уделено водохозяйственным расчетам, которые производятся при регулировании речного стока водохранилищами и при составлении водохозяйственных балансов.
При регулировании речного стока производится оценка параметров проектируемых водохранилищ и разработка правил использования их водных ресурсов. Эти правила устанавливают такой режим наполнения и сработки изолированных водохранилищ или их каскада, при котором с достаточной степенью надежности обеспечиваются потребности в воде и энергии, и защита от последствий прохождения экстремально высоких половодий и паводков [16].
На основании решения водохозяйственных задач, связанных с работой ГЭС, определяются водноэнергетические показатели и характеристики режима работы установки, производится оценка эффективности капиталовложений в проектируемые гидроэнергетические установки и планируется выработка электроэнергии уже построенными объектами [5].
Регулирование речного стока водохранилищами решает две основные задачи:
- повышение низких расходов воды для надежного обеспечения населения и хозяйства водой и (или) вырабатываемой ГЭС электроэнергией;
- понижение высоких расходов воды для устранения угрозы наводнения и опасного воздействия речных вод в долине реки в нижнем бьефе гидроузла.
В соответствии с Водным кодексом Российской Федерации, использование и охрана водных ресурсов водохранилищ осуществляется путем согласования требований органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации, уполномоченных государственных органов в области охраны окружающей природной среды, санитарно-эпидемиологического надзора, управления использованием и охраной рыбных ресурсов и других заинтересованных органов управления [8]. Требования водоснабжения к режиму использования водных ресурсов водохранилищ заключаются в обеспечении регламентированных расходов воды для бесперебойной работы водозаборных сооружений, в поддержании высокого санитарного качества воды. Сокращение подачи воды для целей водоснабжения связано с уменьшением выпуска промышленной продукции, перебоями водоподачи населению, ухудшением качества питьевой воды и другими негативными последствиями [16].
Ввод в эксплуатацию электроэнергетической установки (ГЭС, ГАЭС, ТЭС, АЭС и др.) обычно связан с созданием водохранилища-регулятора либо водохранилища-охладителя. Безопасность подпорных сооружений гидроузла, населения и хозяйственных объектов, расположенных в долине реки ниже по течению, и надежность функционирования электроэнергетического объекта, в значительной мере определяются режимом использования водных ресурсов водохранилища. К моменту сдачи объекта в промышленную эксплуатацию должны быть разработаны и утверждены "Правила использования водохранилища", в которых подробно регламентируется режим работы гидроузла, наполнения и сработки водохранилища, размеры попусков в его нижний бьеф, порядок пропуска половодий и паводков. Эти правила являются документом, который должен содержать:
характеристики гидроузла, водохранилища либо нескольких водохранилищ или каскада водохранилищ и их возможностей, позволяющих регулировать уровень воды в водохранилищах;
основные параметры и характеристики водохранилища, в том числе нормальный подпорный уровень, морфометрические, гидравлические, гидрологические и термические характеристики;
состав и краткое описание гидротехнических сооружений основного гидроузла (плотин, водосбросов, водозаборных, водовыпускных и других гидротехнических сооружений), судопропускных сооружений, рыбозащитных и рыбопропускных сооружений, а также сооружений, расположенных в акватории водохранилища и на специально отведенной территории водохранилища (водозаборных, водовыпускных сооружений, насосных станций, дамб, берегозащитных сооружений, объектов водного транспорта и других сооружений, функционирование которых оказывает воздействие на водный режим водохранилища);
основные характеристики водотока (режим поступления вод и режим стока вод, сведения о водосборной площади, границы водохранилища, регулирующего водный режим, координаты гидротехнических сооружений и величины потерь стока вод);
требования по безопасности водоподпорных сооружений, образующих водохранилище, по безопасности жителей и безопасности хозяйственных объектов в прибрежной зоне водохранилища и на нижележащем участке водотока;
объем водопотребления;
порядок регулирования режима функционирования водохранилища, в том числе для предупреждения аварий и иных чрезвычайных ситуаций в Единой энергетической системе России и при ликвидации их последствий;
порядок оповещения органов исполнительной власти, водопользователей, жителей об изменениях водного режима водохранилища, в том числе о режиме функционирования водохранилища при возникновении аварий и иных чрезвычайных ситуаций;
порядок проведения работ и предоставления информации в области гидрометеорологии;
сведения о действиях, осуществляемых при возникновении аварий и иных чрезвычайных ситуаций, и перечень соответствующих мероприятий [8].
Правила использования водохранилища должны учитывать потребности основных водопользователей. Они подлежат пересмотру по мере накопления опыта эксплуатации, изменения водохозяйственной обстановки, экологических требований к режиму использования стока [16].