Студопедия

КАТЕГОРИИ:



Мы поможем в написании ваших работ!

Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Мы поможем в написании ваших работ!

Мы поможем в написании ваших работ!

ВОДОХРАНИЛИЩЕ, НИЖНИЙ БЬЕФ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ





Основным назначением водохра­нилищ гидроэлектростанций являет­ся трансформация естественного, обычно неравномерного, режима речного стока в режим, необходи­мый для отдельных отраслей народ­ного хозяйства и, в частности, энер­гетики. Кроме того, в некоторых случаях назначением водохранилищ является борьба с наводнением в нижнем бьефе во время половодий. В этих случаях определенное коли­чество воды задерживается в водо­хранилище, благодаря чему расхо­ды воды в нижнем бьефе становятся существенно меньшими естествен­ных расходов половодий.

Водохранилища создаются пу­тем устройства на реках или других водотоках плотин, повышающих уровни воды и образующих необхо­димой емкости водоемы (рис. 1). На этом рисунке цифрами обозна­чены горизонтали поверхности мест­ности.

Рис.1 Схема водохранилища

Верхний предел уровня воды, при котором ГЭС и сооружения гидроузла работают длительное время с со­блюдением нормальных запасов на­дежности, предусматриваемых тех­ническими условиями, носит назва­ние нормального подпорно­го уровня (НПУ) Объем водо­хранилища при этом уровне носит название полного объема и обозначается Vполн.

Нижний предел или уровень мертвого объема (УМО) опре­деляется условиями получения на ГЭС расчетных параметров. Соот­ветствующий объем носит название мертвого Vмо.

Разность между полным и мерт­вым объемами составляет полез­ный объем водохранилища.

Vполезн=Vполн-Vмо

Этот объем используется для ре­гулирования стока.

При пропуске катастрофических половодий и паводков обычно допу­скается кратковременное повыше­ние уровня воды в водохранилище до отметки, называемой форсиро­ванным подпорным уровнем (ФПУ).

Объем водохранилища между отметками НПУ и ФПУ является резервным и используется для трансформации (срезки) половодий и паводков.

До сих пор принималось, что по­верхность воды в водохранилище по всей его длине устанавливается го­ризонтально, образуя так называе­мый его статический объем. Очевидно, это может быть лишь в том слу­чае, когда приточность в водохранилище отсутствует. Так как в дейст­вительности в водохранилище вceгда имеется приток воды, то, строго говоря, поверхность воды по его длине не будет горизонтальной. Это особенно относится к его «хвостовой части», где кривая сво­бодной поверхности воды представ­ляет собой кривую подпора, ха­рактеризующую изменение уровня поверхности воды по длине водотока. Образовавшийся объем называется динамическим объемом водохранилища (рис. 2). Величина его определяется в основном значением расхода приточности и во время половодий может быть весьма значительной.

В водноэнергетических расчетах широко используются различные графические зависимости, отражающие функциональные связи между различными параметрами водохранилища (так называемые характеристики водохранилищ). К их числу относится прежде всего топографическая характеристика, которая может быть двух видов — статической и динамиче­ской.



Статическая характеристика включает в себя две кривые. Пер­вая— зависимость отметок уровня от объема водохранилища Zнб=Zнв(V) и обычно называемая объемной. Вторая отражает связь между отметками уровня и площадью зеркала водохранилища Zнб=Zнв(F). Эту характеристику на­зывают площадной.

Обе характеристики (рис. 3) получаются в результате обработки топографических планов местности.

 

Рис. 2 Динамическая емкость водохранилища

 

При учете динамической емкости, как было показано выше, объ­ем водохранилища при заданной отметке уровня в створе плотины будет определяться приточностью. Вследствие этого зависимость меж­ду значениями уровня и объемом водохранилища будет иметь другой характер, так как будет функцией двух переменных Zнб=Zнв(V,Qприт). Эти кривые (рис. 4) называются кривыми динамического объема в отличие от кривой статического объема, изображенной на рис. 3, или кривой, соответствующей Qприт=0.

Имеются и другие характеристи­ки водохранилища, которые мы здесь не рассматриваем. Все они являются основным исходным мате­риалом для проведения водноэнергетических расчетов. В такого рода расчетах одним из решающих усло­вий правильности выполнения их является соблюдение водного ба­ланса водохранилища.

В общем виде уравнение водного баланса водохранилища без холо­стых' сбросов за некоторое время Т может быть представлено следую­щим равенством:

Wрег=Wприт±ΔV— Wзаб+Wвозвр—Wпот, (1)

где Wрег— зарегулированный объем стока, т. е. тот объем воды, который прошел за время Т через створ гидроузла (так называемая отдача); Wприт — приток воды в водохранили­ще за время Т (для одиночной ГЭС это бытовой, т. е. естественный, при­ток, для каскада — приток от выше­лежащей ГЭС с учетом боковой приточности между створами); Δ V— использованный объем водохранилища за период Т. (В формуле знак минус относится к периоду наполне­ния, знак плюс — к периоду сработки водохранилища); Wзаб и Wвозвр- величины забираемого из водохра­нилища и' возвращаемого в него участниками водохозяйственного комплекса за время Т объема стока; Wпот — потери воды из водохранилища за время Т и обычно включают потери на филь­трацию, испарение, льдообразование и шлюзование.

Если каждый член этого уравнения разделить на время Т, то усло­вие баланса стока может быть вы­ражено через соответствующие рас­ходы.

Рис. 3 Кривые статического объема и площади зеркала водохранилища Рис.4 Кривые динамических объемов водохранилища

Рассмотрим теперь характери­стику нижнего бьефа. Уровень воды в нижнем бьефе ГЭС определяется тем расходом, который пропускается через турбины или какие-либо дру­гие сооружения (шлюзы, водосбро­сы) гидроэлектростанции.

При установившемся равномер­ном движении уровни воды в ниж­нем бьефе однозначно связаны с протекающим расходом. Эта связь обычно определяется с помощью так называемой кривой связи, отражающей в графическом виде зави­симость уровней от расходов Zнб= Zнб(Qнб). Такая кривая представ­лена на рис. 5.

 

Рис.5 Кривые связи нижнего бьефа без подпора для зимы и лета

 

Зимой при переменном расходе ГЭС в ее нижнем бьефе на берегах образуются наледи, которые умень­шают площадь живого сечения. По­этому при одних и тех же отметках уровня зимой будет проходить рас­ход меньше, чем летом, и зимняя кривая связи соответственно будет выше, чем летняя (рис. 5 и 6).

 

Рис. 6 Кривые связи нижнего бьефа с подпором для зимы и лета

 

При каскадном расположении ГЭС, если нижний бьеф рассматри­ваемой ГЭС (обозначим ее № 1) подпирается плотиной нижележащей (ГЭС № 2), то в функциональной зависимости уровня нижнего бьефа от расхода ГЭС № 1 появится до­полнительный аргумент — отметка верхнего бьефа водохранилища вто­рой ГЭС Zвб2 (рис. 69). В этом случае рассматриваемая функция будет иметь вид

Zнб1=Zнб1(Qнб1,Zвб2). (2)

 

При неустановившемся движе­нии воды в нижнем бьефе однознач­ная связь между отметками уровня и расходом нарушается и определение того или другого требует доста­точно сложных расчетов, которые сейчас проводятся исключительное помощью ЭВМ.

 





Дата добавления: 2014-01-03; Просмотров: 2902; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Рекомендуемые страницы:

Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2021) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.002 сек.