Многолетнего регулирования

Многолетнее регулирование. Цикл регулирования длится несколько лет. Водохранилище наполняется избыточным стоком одного или нескольких многоводных лет и опорожняется в течение ряда маловодных лет. При этом регулировании уровень водохранилища в конце маловодного года будет всегда ниже, чем в начале его. Таким образом, многолетнее регулирование сводится к увеличению стока маловодных лет. Особенностью этого вида регулирования является непостоянство продолжительности цикла регулирования. При неизменном расходе водохранилища период наполнения и период опорожнения водохранилища определяются исключительно гидрологической обстановкой каждого года. Чем больше

Считается, что для того, чтобы водохранилище могло осуществлять многолетнее регулирование, его объем должен составлять не менее 30—50% среднего за многолетний период объема годового стока реки, т. е. pMU= = 0,3^-0,5. Указанные довольно широкие пределы колебаний значений рин объясняются, так же как и в предыдущем случае, характером изменчивости стока (чем больше значение GV, тем больше рми).

Отдача таких ГЭС в многолетнем разрезе выровнена, т. е. она мало отличается от года к году, несмотря на естественные колебания стока реки в отдельные годы. Чем ближе значение а к единице, тем глубже сте-пэнь многолетнего регулирования, и в пределе при а=1 водохранилище осуществляет полное многолетнее регулирование стока. В этом случае холостые сбросы отсутствуют, и при правильной эксплуатации водохранилища весь сток реки, за исключением испарения и фильтрации, может быть полезно использован для выработки энергии и других хозяйственных нужд.

3 водохозяйственных и энергетических системах с большим удельным весом гидроэлектростанций планирование режима их водохранилищ в значительной мере определяет эффективность режима систем в целом. Если водохранилища малы (суточное, недельное регулирование речного стока), возможности влияния ГЭС на системы ограниченны. Если цикл регулирования стска достаточно большой (сезонное, многолетнее регулирование речного стока), то, во-первых, существенно больше неопределенность в оценке потребностей системы (она возрастает с удлинением цикла регулирования); во-вторых, появляется неопределенность в оценке развития самой системы и, в-третьих, наши сведения о поступления в систему ее основного ресурса — речного сто <а — можно представить лишь в виде некоторых

Многолетнее регулирование поззоляет в маловодные годы увеличить расход воды и выработку электроэнергии гидростанциями за счет стока многоводных лет. При многолетнем регулировании водохранилище наполняется избыточным стоком многоводных лет и опорожняется в течение ряда маловодных ле-\ В многолетнем регулировании заинтересованы все водопотребител i и водопользователи, но для его осуществления требуется большой объем водохранилища.

Для глубокого многолетнего регулировани i необходим полезный объем водохранилища, равный одному — двум среднегодовым стокам реки. Частичное многолетнее регулирование возможно уже при емкости водохранилища порядка 50 % среднегодового стока.

К числу специальных видов регулирования относят: а) Компенсирующее регулирование, которое может производиться верховым водохранилищем для того, чтобы компенсировать неравномерность притока с промежуточного водосбора между створами водохранилища и ГЭС. При малом притоке с промежуточного водосбора даются повышенные попуски из компенсирующего водохранилища и наоборот. Если при большом водохранилище имеется своя ГЭС, то можно проводить компенсирующее годичное и даже многолетнее регулирование выработки электроэнергии нескольких ГЭС, расположенных на разных водотоках, но присоединенных к общей электрической сети. Так, водохранилище Бр,некой ГЭС производит компенсирующее регулирование выработки энергии Енисейскими и Ангарскими гидростанциями.

4-8. Многолетнее регулирование стока по жесткому графику (при обеспечении одинакового зарегулированного расхода во;ы во все годы)

Плотина гидроузла высотой 81 м образовала водохранилище общим объемом 16,1 млрд. м3 (полезный объем 7,5 млрд. м3), что позволило обеспечить многолетнее регулирование стока и Избавило Кура-Араксинскую низменность от затопления и заболачивания.

На р. Нарын в Киргизской ССР сооружена Токтогульская ГЭС мощностью 1200 МВт и со среднегодовой выработкой 4,4 млрд. кВт-ч электроэнергии. Токтогульский гидроузел, как и многие другие гидроузлы на реках Средней Азии, расположен в узком ущелье и решает две основные задачи: энергетическую и ирригационную. Плотина гидроузла высотой 227 м и длиной более 350 м образует водохранилище общим объемом 19,5 млрд. м3 и полезным объемом 14,0 млрд. м3, достаточным для аккумулирования всего весенне-летнего паводка; таким образом будет осуществляться многолетнее регулирование реки. Особое значение для орошения сельскохозяйственных угодий и энергетики Узбекской и Таджикской ССР имеют две реки — Нурек и Пяндж, на которых можно построить 17 гидроузлов энергетической мощностью более 25000 МВт.

Плотина гидроузла образовала водохранилище общим объемом более 16,0 млрд. м3, что позволило обеспечить многолетнее регулирование стока реки и избавило Кура-Араксинскую низменность от затопления и заболачивания,

В табл. 7.11 приводятся основные данные о крупных водохранилищах, обеспечивающих сезонное и многолетнее регулирование стока, созданных при ГЭС до 1 января 1976 г., в 1976—1980 гг., а также намечаемых к строительству в 1981 — 1985гг.

Годовой или сезонный цикл гидроаккумулирования применяется также на ГЭС—ГАЭС с водохранилищами годового и многолетнего регулирования стока. Весной и летом речной сток идет на заполнение водохранилища и срабатывается в той мере, в какой это необходимо для удовлетворения требований водохозяйственного комплекса. В это время года энергетические требования выполняются главным образом нг за счет гидроаккумули-рования. В зимнее время водохранилище срабатывается также с учетом требований потребителей воды при на-

Как будет показано ниже, предсказание речного стока в настоящее время возможно лишь со сравнительно небольшой заблаговременностью (месяц, квартал). Для водохранилищ многолетнего регулирования это обусловило необходимость математического описания речного стока как случайного вероятностного или стохастического процесса.

Такое математическое описание позволяет на основании данных прошлых наблюдений, не прогнозируя сток, получать с необходимой надежностью представления о его характеристиках, нужных для проектирования и эксплуатации ГЭС с водохранилищами многолетнего регулирования стока.

В настоящее время в СССР ежегодно выпускается свыше 10 тыс. долгосрочных и свыше 100 тыс. краткосрочных гидрологических прогнозов и предупреждений. Прогнозы выдаются для отдельных отраслей народного хозяйства. Для гидроэнергетики наибольшее значение имеют долгосрочные прогнозы или сведения об ожидаемой водности в предстоящем сезоне, квартале и месяце, ожидаемых сроках появления льда и ледостава, сроках вскрытия рек и начале половодья и т. д. Для районов интенсивного орошения выдаются прогнозы ожидаемой водности рек за вегетационный период и т. д. Заблаговременность гидрологических прогнозов не превышает 3—5 мес, а наиболее достоверными из долгосрочных являются прогнозы на один месяц. Для водохранилищ годового, а тем более многолетнего регулирования стока такая Заблаговременность не является достаточной для непосредственного использования прогнозов при эксплуатации.

Достаточно сложным случаем является проектирование водохранилищ многолетнего регулирования речного стока. Для этого случая регулирования только рядов наблюдения за речным стоком, как правило, оказывается недостаточно и при проектировании обычно широко используются различные виды математических моделей речного стока, в том числе искусственные гидрологические ряды, а иногда и ряды некоторых метеорологических элементов.

Для водохозяйственных и водноэнергетических расчетов многолетнего регулирования стока и при проектировании развивающихся водохозяйственных и энергетических систем гидрологическая информация используется в виде искусственных гидрологических рядов, смоделированных по методу Монте-Карло (см. § 2.4).

На 10.4 представлены общая схема многолетнего регулирования и график изменения уровня верхнего бьефа. Как видно, период наполнения в зависимости от водности лет может быть различным. В начале регулирования водохранилище было заполнено в первый же год, а после сработки на это потребовалось уже два года (менее многоводных, чем первый год).

10.4. Графики многолетнего регулирования стока.

Особенностью нагрузочного резерва является то, что он всегда должен быть готов к использованию. Система в любой момент времени должна им располагать, для того чтобы подхватить случайно возникшую нагрузку. Это значит, что нагрузочный резерв должен быть сосредоточен на вращающихся агрегатах. С этой целью агре-гаты электростанций, ведущих частоту, работают с некоторой недогрузкой. В качестве таких электростанций обычно используют крупные электростанции с высокоманевренным оборудованием, каковыми могут быть в первую очередь ГЭС годичного и многолетнего регулирования.

ГЭС С ВОДОХРАНИЛИЩАМИ МНОГОЛЕТНЕГО РЕГУЛИРОВАНИЯ И ДИСПЕТЧЕРСКИЕ ПРАВИЛА УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ РАБОТЫ ВОДОХРАНИЛИЩ

Объем водохранилища, предназначенный для многолетнего перераспределения стока, называется многолетней составляющей объема, ее относительное значение обозначается (JMH. В качестве примеров водохранилищ многолетнего регулирования стока в СССР можно назвать Бухтарминское, Братское, Иркутское, Токтогуль-схое водохранилища ГЭС.