2.1 Аналоги гэс
Чир-Юртская ГЭС
- компоновка гидроузла - русловая
- тип плотины – земляная
- напор – 49,5 м.
- длина по гребню – 430 м.
- мощность – 72 МВт
Юмагузинская ГЭС
- компоновка гидроузла - приплотинная
- тип плотины – каменно-земляная
- напор – 50 м.
- длина по гребню – 540 м.
- мощность – 45 МВт
Усть-Хантайская ГЭС
- компоновка гидроузла - приплотинная
- тип плотины – каменно-земляная
- напор – 45,8 м.
- длина по гребню – 4910 м.
- мощность – 441 МВт
3. Построение кривых связи
Построение кривой связи ZВБ=f (S вдхр)
Зависимость площади водохранилища от уровня воды определяли с помощью программы Google Earth Pro. Для этого обводили инструментом «Многоугольник» зоны затопления предполагаемого водохранилища при разных отметках уровня воды. При напоре 50 м находили площадь зеркала водохранилища каждые 5 м. После чего строили кривую связи в программе Excel (Рисунок 14) (Таблица 2).
Таблица 2 – таблица зависимости Sвдхр от ВБ
ВБ, м |
Sвдхр, км2 |
378 |
145 |
373 |
127 |
368 |
110 |
363 |
91 |
358 |
71,1 |
353 |
52,7 |
348 |
34,8 |
343 |
18,9 |
338 |
8,7 |
333 |
2,4 |
328 |
0 |
Рисунок 14 – Кривая связи ZВБ=f(S вдхр)
При отметке НПУ – 378 метров, площадь водохранилища равна 725 км3.
Построение кривой связи ZВБ=f (Vвдхр)
Вычисление объёма будем производить послойно, между смежными сечениями, а затем суммировать соответствующие значения для каждой отметки.
Вычисление объёма будем производить по формуле (3)
(3)
где
высота сечения рельефа горизонталями;
– площади затопления, ограниченные
смежными горизонталями;
Можем вычислить объём водохранилища, зная объём для каждого сегмента. (таблица 3, 4)
Слои |
Отметки сечений Hi, м |
h0=Hi+1-Hi, м |
F1, км2 |
F2, км2 |
dV, км3 |
1 |
378 |
5 |
145 |
127 |
0,679503 |
373 |
|||||
2 |
373 |
5 |
127 |
110 |
0,591991 |
368 |
|||||
3 |
368 |
5 |
110 |
91 |
0,501750 |
363 |
|||||
2,4 |
363 |
5 |
91 |
71,1 |
0,404228 |
358 |
|||||
5 |
358 |
5 |
71,1 |
52,7 |
0,306354 |
353 |
|||||
6 |
353 |
5 |
52,7 |
34,8 |
0,217208 |
348 |
|||||
7 |
348 |
5 |
34,8 |
18,9 |
0,132243 |
343 |
|||||
8 |
343 |
5 |
18,9 |
8,7 |
0,067372 |
338 |
|||||
9 |
338 |
5 |
8,7 |
2,4 |
0,026116 |
333 |
|||||
10 |
333 |
5 |
2,4 |
0 |
0,004000 |
328 |
Таблица 3 – объем сегментов водохранилища
ВБ, м |
S, км2 |
Vсегм, км3 |
Vвдхр. , км3 |
378 |
145 |
0,679503 |
2,932766 |
373 |
127 |
0,591991 |
2,253262 |
368 |
110 |
0,501750 |
1,661271 |
363 |
91 |
0,404228 |
1,159521 |
358 |
71,1 |
0,308354 |
0,755293 |
353 |
52,7 |
0,217208 |
0,446939 |
348 |
34,8 |
0,132243 |
0,229731 |
343 |
18,9 |
0,067372 |
0,097487 |
338 |
8,7 |
0,026116 |
0,030116 |
333 |
2,4 |
0,004000 |
0,004000 |
328 |
0 |
0 |
0 |
Таблица 4 – объем водохранилища
ВБ, м |
Vвдхр., км3 |
378 |
2,932766 |
373 |
2,253262 |
368 |
1,661271 |
363 |
1,159521 |
358 |
0,755293 |
353 |
0,446939 |
348 |
0,229731 |
343 |
0,097487 |
338 |
0,030116 |
333 |
0,004000 |
328 |
0 |
Таблица 5 – зависимость объема водохранилища от отметки верхнего бьефа
Рисунок 15 – Кривая связи ZВБ=f (Vвдхр)
При отметке верхнего бьефа – 345 м., объем водохранилища ≈ 2,782380737 км3 (Рисунок 15).
Вычислим коэффициент зарегулированности стока по формуле (4)
(4)
.
где
– полезный объем водохранилища;
W – годовой сток;
где
– средний многолетний расход реки;
t – количество секунд в году
Построение кривой связи ZНБ=f(Q)
Сначала построили профиль реки со стороны нижнего бьефа. Далее с помощью программы AutoCAD отмасштабировали полученный профиль нижнего бьефа на отметке выше условленного «дна» на 15 м. С помощью функции «Полилиния» находили площадь.
В программе Google Earth Pro делаем скриншот профиля створа (Рисунок 16).
Рисунок 16 – Профиль сечения нижнего бьефа
Рисунок 17 – Площади живого сечения
В Excel составим таблицу с этими значениями (таблица 6):
Таблица 6 – Таблица для расчета расхода в нижний бьеф через живое сечение
НБ, м |
ω, м2 |
𝜗, м/с |
Q, м3/с |
342 |
2265,1410 |
7 |
15855,99 |
341 |
2048,8965 |
6,5 |
13312,06 |
340 |
1831,1120 |
6 |
10986,67 |
339 |
1623,6350 |
5,5 |
8929,995 |
338 |
1441,6540 |
5 |
7208,272 |
337 |
1235,4230 |
4,5 |
5559,404 |
336 |
1049,6920 |
4 |
4198,77 |
335 |
876,93540 |
3,5 |
3069,274 |
334 |
720,67960 |
3 |
2162,039 |
333 |
569,01030 |
2,5 |
1422,526 |
332 |
437,00190 |
2 |
874,0038 |
331 |
305,36620 |
1,5 |
458,0493 |
330 |
193,95470 |
1 |
193,9547 |
329 |
91,2380 |
0,5 |
45,619 |
328 |
0 |
0 |
0 |
Расход определили по формуле (5)
;
(5)
где Q – расход (м3/с);
𝜔 – площадь живого сечения реки (м2);
𝜗 – скорость реки в данном створе (м/с).
Максимальная скорость течения реки Большой Патом составляет – 7 м/с.
Полученные данные используем для построения кривой связи отметки нижнего бьефа от расхода в нижний бьеф (рисунок 18).
Рисунок 18 – Кривая связи ZНБ=f(Q)