Сезонно-годичное регулирование стока

Сезонное рег-ие стока выражается в перераспределении в пределах года естест. стока реки и обычно имеет целью накопление паводочных объёмов воды в водох-ще и последующее использование избытков в маловодный период года. Накопление водох-ща в течении года яв-ся основной особенностью сезонно-год. регулирования стока, кот. отлич-ся от многолетнего регулирования стока при котором полное наполнение водохр. происходит в течении нескольких лет.При расчете сезонного стока 2 случая:

1-задано потребление, найти отвечающий потреблению объём водохранилища.

2-объём водохранилища задан местными условиями и необходимо найти вел-ну потребления из этого водох-ща.

При решении прямой и обратной задачи выполняют гидрологические расчёты по определению годичного стока мах.расходов внутригодов-го распределения. Строят хар-киводохраилища. Выполняют расчет заиления водох-ща и мёртвого объема, затем опр-ют расчетные величины потерь.Выполняют расчёты или объема водх-ща либо потребления при неустойчивом объёме водох-ща. Расчет выполняют в последующем приблежении от одного расчетного интервала к другому.

3/17. Тактность работы водох-ща

1 такт. Пусть имеем нанесённый на 1м чертеже график притока (Q) и потребления воды в водохранилище. График охв. период в 1год, когда 1 раз наполняется и один раз срабатывается. Даёт годовой ход притока и потребления. Начало расчётного вод-го года t_{1 j}представляет собой начало весеннегополоводья. Промеж времени t2-t3-расход на потребление превышают сток реки, те дефицит притока относительно потребления.V1-обьем дифицита, V2-обьем избытка стока над потреблением. Основн задача сезонного регулиров стока это V2>V1. Т3-мертвый объем. Тактность работы означает, сколько за расч период будет наполн и опорожнвдхр, причем при 2 и многотактной работе вдхр такты могут быть зависимыми и незав. При независ тактах объем непрерывно след друг за другом избытков больше объемов послед недостатков, а при завис тактах-объем хотябы одного периода избытка меньше послед недостатков Независимые: Зависимые, момент опорожн будет в конце периода большего из недостатков

3/18. В ходе расчёта водх-ща сезонного регулирования определяют полезный объем водохранилища , момент опорожнения , полный объьем и режим наполнения и сброса

Варианты регулирования заключаются:

-по первому варианту водох-ще заполняется после опорожнения и держится наполненным в течении длит. времини.

-по второму варианту водох-ще наполняют в конце избытков за короткое время.

Каждый имеет свои + и -.

1-обеспечивает на длительное время напоры у ГЭС.

Важным преимуществом 2-го вар. является воз-ть пропускать через водопропускные отверстия плотины паводковых насыщенных наносами вод.Расчет выполняют в табл. форме, можно выполнять без учета потерь и с учетом. Более точный с уч. потерь.

При расч. водох-ща с учетом потерь 2 способа 1 и2. 1- предварительный расчет без учета потерь. 2- потери определяются в процессе выполнения водох-ща, расчетов для каждого интервала времени.

3/20.Задачей регулирования стока является накопление воды в водох-ще в многоводные годы и расходование е на полезные цели в маловодные годы.При расчет много-го регулирования размер потребления обычно на задан и выполняются варианты расчетов: опр. возможный Vводох-ща их стоимость и выбирается наиболее хороший вариант регулирования. Водох-ща многол-го регулирования состоят из ёмкостей : ёмкости многол-го регулирования и сезонной состовляющей ёмкости. Методы расчёта : определяются имеющиеся данными наблюдения прежде всего гидрологическими. При наличии данных наблюдений сопоставляются величины притока и наблюдения в хронологическом порядке, предположение что режим стока наблюдавшийся в прошлом будет иметь место и в предстоящий период работы-балансовые методы.

При отсутствии данных наблюдений обобщённые методы позволяют выполнить расчеты регулирования стока с помощью определения статистических хар-к стока. Постановка задачи различна: 1- при заданном потреблении надо найти объем водох-ща. 2-при заданном объеме водох-ща опред-ть возможную полезную отдачу. Необходимость многолет-го регулирования стока является сопоставлением расчетного годового стока с заданной отдачи если сток расчётного года не обеспечивает заданные отдачи то необходимо многолетнее регулирование стока. Определяется многолетняя ёмкость водох-ща V_mn, далее рассчитывается сезонное составляющее V_сез, полезная емкость V_полез = V_mn+ V_сез+ V_мо. В силу этого потери воды из водох-ща будут больше чем при сезонном регулирование. Объём потребления с учетом потерь сумма q_бр ; При расчётах многолетнего регулирования расчёты в относит. единицах зерегулирования или отдачи (𝛼)𝛼= _,используются емкости водох-ща.

𝛽_мн= V_mn/ – многолетней ёмкости водох-ща

𝛽_сез= V_сез/ – сезонной емкости водох-ща

𝛽= V_полез/ – полезной емкости

3/21. Метод Крицкого-Менкеля в 1930 году. Сущность- пусть задан стоковый ряд К₁ К₂ К_n и задана величина отдачи в годы когда 𝛼 больше К_i , будет дефицит стока , при обратном нет дефицита стока. мах дефицит очевидно будет соответствовать самому маловодному году. Но в ходе стока маловодные годы могут следовать один за другим и может быть так что запас воды для покрытия мах дефицита может оказаться недостаточным для удовлетворения потребления. Надо проанализировать дефициты стока за 2,3 или более рек или за группировку рек. Рассчитав модульный коэффициент группировки рек: для 2 рек К₁⁽²⁾= К₁+ К₂ /2 ; индексы 2,3 и тд. означают число лет, которые входят в группироки маловодных лет. Полученные ряды состоящие из группировок маловодных рек являются стоковыми рядами можно применить методы мат. статистики и определить модульный коэф-т расчётной обеспечен. для группировок Кр⁽²⁾, Кр⁽³⁾,Кр⁽ⁿ⁾.

Опр дефициты стока соотв. заданной обеспеченности Д_р⁽²⁾=2(𝛼- Кр⁽²⁾). Полученное значение дефицитов для различных группировок лет. Из полученных знач. выбираются мах дефециты расчётной обеспеченности и использование его опр. многолетней емкости водохранилища V_mn= Д_р⁽ⁿ⁾_max*W= 𝛽_мн* ; Таким образом опр. многолетнюю ёмкость водохранилища 1ым методом С_v⁽ⁿ⁾=C_v/ ; С_s⁽ⁿ⁾=C_s/ ; С_v; С_s– коэф. вариации и ассиметрии годового стока,n–число лет.

2ой метод.1метод имеет недостаток, заключащ. в том что при заданной обеспеченности известном потреблении и объёме водох-ща он не дает ответа на вопрос о вероятности перебоев снабжения водой за пределами расчётной обеспеченности. 2ой метод устранил этот недостаток , суть : между обеспечен. нормальной годовой отдачей с одной стороны , статическими хар-ми стока, отдачей многолетней емкостью , коэф. автокорреляц. стока смежных лет устанавл-ся зависимость Р=ƒ( , V_mn, С_v, С_s,r). На начало расчёта все значения правой части ур-я известны. Треб.орп-ть обеспеченность годовой отдачи строятся кривые обеспеченности обеспеченных и необеспеченных лет. В рез-те сложения кривых группа перебойных лет оказывается между бесперебойными и перебойными годами, и затем расчит. обеспеченность отдачи.

3/23. Регулирование стока половодий и паводков Регулирование паводочного стока водохранилища состоит в том, что происходит аккумуляция стока воды и в зависимости от емкости предназнач. Для этих целей производится срезка макс. расходов воды для водопропускных сооруж. гидроузла. В этом случае естествен.гидрограф стока трансформир. от гидрографа сброса, макс. расход уменьшается и в ВБ сбрасывается меньшая по величине объёма воды. Учёт трансформации паводков водоохран.позволяет уменьшить размеры сбросных сооруж.

Расчёт гидрографа половодий и паводков обычно относят к входному створу водоохран., поэтому на входном створе проводят гидрометр.наблюдения. Если гидром. Наблюдения за макс. расход произв. в створе сооруж., необходимо провести расчёт ретрансформации гидрографа половодья, т.е. перенос дан.наблюдений к входному створу. Ретрансформ. расчитыв. Балансовым методом: Q_ВХ =q_ВЫХ+∆V/∆t-Q_ПР, где Q_ВХ – расход на входном створе, q_ВЫХ - расход на выходном створе,∆V/∆t – расход аккумулир. водоохран.между входн. и выходн. створами за интервал времени ∆t. Вверх по водохран. отметки уровней воды повыш. и достигают макс. значения в зоне выклинивания подпора.

Расчёты регулирования стока проводят по статич. и динамич. ёмкостям. Если уровни воды приним. горизонт., а вычеслен. ёмкости водохран. не изменится в зависимости от высоты подпора, то они наз. статич. Если учитыв. не горизонт.уровни воды и учитыв. повышения отметок, то такие ёмкости наз. динамич. Основными данн. для расчёта регулир. влияния водоохран.явл. гидрограф половодья, объёмн. и топограф. хар-киводохран. Для расчёта гидрографа исп. 2 метода при наличии длит.рядов наблюдений расчётн. гидрограф набл. по моделям наблюдённых гидрографов. За длительн. период наблюден.строят гидрограф весен. половодья и выбир. в качестве расчётного гидрограф высоких вод редкой повторяемости. При отсутствии дан. наблюден.исп. метод гидрол. аналогии и различн. теорет. схемы. Гидрограф расчит. по геом. фигурам и уровнен.

Схематиз. гидрографа весен.половодья.

S ∆123 cоотв. объёму форсировкиV_Ф

S ∆124 cоотв. полному объёму половодья V_П

В дальнейшем для схематиз. гидрографа весен.половодья исп. криволин. зависим. параболич. типа.Ординаты гидрографа опр. для подъёма:Q_t= Q_max*t/t_n, спада:Q_t=Q_max*(t_CП-t)/t_nQ_t– текущ. ордината на подъёме и спаде,t_n -продолж. подъёма, t_CП- продолж. спада.

3/24. Сезонная ёмкость водохранилища многолетнего регулирования.Сбросные сооруж. опр. конструкц. гидроузла, порядком откр. шлюзов, уровня сработкиводохран. Рассм. сущность приёма расчёта трансформац. паводочн. стока водохран. балансовым методом.

Для притикающ. объёма: Q_ср∆t= (Q₁+ Q₂)/2 *∆t, для вытикающ. объёма: q_ср∆t= (q₁+ q₂)/2 *∆t, где Q₁, q₁ – расходы притока и сброса в начале интерв. ∆t, Q₂, q₂ – -//- в конце ∆t. Уравнение водного баланса для водоохран.примет след. вид: (Q₁+ Q₂)/2 *∆t=(q₁+ q₂)/2 *∆t+(V₂-V₁), где V₂-V₁ – разность объёмов в начале и конце ∆t, т.е. приращение объёма водохран. за ∆t. (V₂+ q₂*∆t /2)= Q_ср∆t+(V₁+ q₁*∆t /2)- q₁*∆t – уравнение придум. Потаповым, а усоверш. Гильденблатом. Все члены правой части уравнения для кажд. интервала времени ∆t известны, т.к. на начало первого интервала времени ∆ они опр. по исходн. параметрам, а затем от данного интервала другому перед.расчёт. Для опред. сбросного расхода на конец интервала (q₂) нужно зная приращения объёма (V₂+ q₂*∆t /2) найти значен. сбросного расх.

Для этой цели строят вспомог. график.

С графика снам.значения объёма. Расчёт этим методом обычно выполн. в табл. форме.

3/25. Упрощённые методы расчётов трансформации паводков. Эксплуатация водохранилищ

Упрощённые методы расчётов трансформации паводков:

Метод Кочерина: при исп. этого метода приним. след. допущен.:

1) расч. гидрограф схематиз. по ∆. 2)криволин. график зависимости расходов от отметок водохран. приним. в виде прямой линии. Водохран. к началу половодья долж. Быть заполнено до отметки НПУ, соотв.ёмкостипозвол. опр. либо ёмкость форсировки либо величину макс. сбросных расходов.

V_Ф= V_П*(1- q_MAX/ Q_MAX), q_MAX= Q_MAX*(1- V_Ф/ V_П).

Эксплуатация водохранилищ. Оперативное управление водн. ресурсами водохран. плановой отдачи, режима уровней ВБ и НБ, пропуск паводков и половодий через водохоан. С учётом безопасн. работы гидроузла составл. осн. содержания технич-ой эксплуатац. водохран. На условие экспл. Влияют климатич. условия (ветер, испарение, сток наносов, требования на воду потреб., вид регулир.(суточн., недельн., многол.), целевое назначение, режим отдачи (постоян.,перемен.)). Осн. правила исп. водн. ресурсов водохран. включ. след.вопросы: х-ка притока воды осн. параметры водохран, х-ка сооруж. гидроузла, данные о величине планир. отдачи, порядок опусков воды из водохран., борьба с наносами. При эксплуат. расчётах регулир.стока на основе исп. данных прошлых лет наблюден. известны все исходн. данные, требуем. опр. рез-ты регулирован. Такие расчёты проводят в след.целях: выявление объёмов потерь из водохран., изучение ледов. режима, борьба с наносами. Эксплуат. персонал гидроузла ведёт постоян. Учёт прихода и расхода воды водохран. Для этихцелей на водохран. созд. сеть гидрометр.станций постов. Органы эксплуатац. проводят водобалансов. расчёты для учёта поступающ. воды, а также расхода её на потери.Ежегодно проводится проверка кривых площадей и объёмов.