Построение кривой обеспеченности стока в створе реки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Построение кривой обеспеченности стока в створе реки

Цель: Научиться по имеющимся гидрологическим данным строить кривую обеспеченности стока реки и определять по ней маловодный и средневодный год.

Задачи:

1. Построить на основе исходных данных кривую обеспеченности стока реки в заданном створе.

2. Определить по кривой гидрографы маловодного и средневодного года.

3. Сделать вывод о роли кривой обеспеченности в решении задачи гидроэнергетики.

Вариант 1. Гидрологический ряд наблюдений р. Бурея в створе Бурейской ГЭС

Решение

1. Представим гидрологический ряд среднемесячных расходов воды за период в убывающем порядке, данные занесем в таблицу 1.

,

Таблица 1

2. Определим значение обеспеченности для каждого члена проранжированного по убыванию ряда

,

где m - порядковый номер каждого рассматриваемого года в убывающем ряду;

n - общее количество лет в статическом ряду.

Данные занесены в таблицу.

Построим эмпирическую кривую обеспеченности.

Согласно графика определим:

Многоводный год - 1918 г.

Средневодный год (50%) - 1964 г.

Маловодный год (95 %) - 1968 г, 1954 г.

Вывод: В данной работе построена кривая обеспеченности стока реки Бурея и определен по ней маловодный и средневодный год. Кривая обеспеченности дает в общей форме характеристику распределения того или иного гидрологического элемента за период наблюдений. Эта кривая при современном уровне гидрологических знаний - единственное основание для суждения о вероятности в будущем гидрологического явления большего или меньшего по величине, чем любое заданное значение.

Основное условие выбора установленной мощности ГЭС - достаточное количество энергоресурса в средневодный год (обычно выбирается год с Р=50%). Рассматривать для выбора установленной мощности годы с меньшей обеспеченностью расхода нецелесообразно, поскольку мала вероятность притока достаточного количества воды и возможен простой оборудования. Выбор года с большей обеспеченностью не позволит в большей мере реализовать технический потенциал реки.

«Напорные характеристики русловой и деривационной ГЭС»

Цель

Построить напорные характеристики русловой или деривационной станции.

Нанести линии ограничения по мощности генератора и пропускной способности турбины.

Построить мощностные характеристики.

Исходные данные

Характеристика нижнего бьефа русловой ГЭС

Характеристика нижнего бьефа деривационной ГЭС

Исходные данные для построения напорных характеристик русловой ГЭС

Исходные данные для построения напорных характеристик деривационной ГЭС

Решение

1. Пользуясь данными по нижнему бьефу, построим кривые зависимости нижнего бьефа от расхода водохранилища (для русловой ГЭС построим кривые как для летнего, так и для зимнего периода).

Рис. 1 - Кривые зависимости нижнего бьефа от расхода водохранилища для русловой ГЭС

Рис. 2 - Кривые зависимости нижнего бьефа от расхода водохранилища для деривационной ГЭС

2. Базовые параметры расчётной таблицы

Для составления напорных характеристик следует составить расчётную таблицу со всеми необходимыми значениями. В первую очередь зададим значения расхода (от 0 до 1500 м3/с с шагом в 100 м3/с для русловых ГЭС и от 0 до 35 м3/с с шагом в 5 м3/с для деривационных ГЭС) в колонке 1 таблицы 5. Во вторую колонку внести значения расхода с учётом зимнего коэффициента для русловых ГЭС. Далее определим ZНБ при различных значениях расхода QНБ и расставим значения в соответствующие столбцы 3 и 4 таблицы 5. вода деривационный генератор турбина

3. Расчёты потерь в водоподводящих сооружениях и изменений напора в зависимости от расхода

Для деривационной ГЭС потери в водоподводящих сооружениях рассчитываются следующим образом:

,

,

,

,

,

n - число ниток деривации;

z - число работающих агрегатов на ГЭС;

б1 и б2 - коэффициенты, учитывающие конструктивные особенности водоподводящих сооружений.

Расчеты заносим в строку 5 таблицы 5.

Далее следует найти значение изменения напора в зависимости от расхода для русловых и деривационных ГЭС. Расчёты проводятся по следующим формулам:

,

,

,

,

Расчеты заносим в строки 6, 7 таблицы 5.

4. Расчёты значений для построения ЛОГ и ЛОТ

Для построения ЛОГ (линии ограничения по мощности генераторов) и ЛОТ (линии ограничения по мощности турбины) следует задать значения напора и рассчитать расход. Значения напора задаются так, чтобы соблюдалось условие H?HP. Расчёт ЛОГ производится по следующей формуле:

,

К ? 8,5;

NУСТ.ГЭС = QMAX * HP * К - установленная мощность ГЭС.

Расчеты заносим в строки 8, 9 таблицы 5.

Значения напора для ЛОТ задаются так, чтобы соблюдалось условие H?HP. Расчёт производится по следующей формуле:

,

Расчеты заносим в строки 10, 11 таблицы 5.

Пример расчета для русловой ГЭС

,

,

,

,

,

,

,

,

,

Пример расчета для деривационной ГЭС

ДhСООР1 = 0,02 * (1/1 * 35)2 + 0,035 * (1/3 * 35)2 = 29,26 м;

,

,

,

,

,

,

5. Составление расчётной таблицы и построение графиков

На основе всех полученных данных составим таблицу.

Таблица 5. Расчётные значения всех характеристик.

Далее следует составить графики для русловой ГЭС (рис. 2.3) и для деривационной ГЭС (рис. 2.4).

Рис. 2.3. Напорные характеристики русловой ГЭС

Рис. 2.4. Напорные характеристики деривационной ГЭС

Вывод

Расстояния между верхней и нижней кривой дает величину напора, с которым работает ГЭС при заданной отметке уровня воды у плотины и при различных величинах расхода воды. Форма напорной характеристики может быть различной. На рисунке 2.3 величина потерянного напора зависит главным образом от колебаний уровня воды в нижнем бьефе ГЭС. Кривая обращена выпуклостью вниз. Для деривационных ГЭС потери напора возникают главным образом в сооружениях (тоннелях, каналах и трубопроводах). Колебания уровня воды в нижнем бьефе ГЭС, при высоких напорах не имеют большого значения (рис. 4). Кривые обращены выпуклостью вверх.

Верхний предел или нормальный подпорный уровень (НПУ), представляет собой наивысшее положение уровня воды в водохранилище, при котором ГЭС работают с соблюдением нормальных запасов надежности, предусматриваемых техническими условиями. Нижний предел или уровень мертвого объема (УМО), определяется условиями получения от ГЭС оптимальных величин мощности и энергии в период опорожнения и заполнения водохранилища.

По полученным характеристикам можно определить, что:

HР(РУС) = 18,5 м - наименьший напор, при котором станция вырабатывает установленную мощность для русловой ГЭС;

HMAX(РУС) = 21 м - максимальный напор, при котором станция может вырабатывать установленную мощность для русловой ГЭС;

HMIN(РУС) = 15 м - минимальный напор, при котором станция может вырабатывать мощность для русловой ГЭС;

HР(ДЕР) = 110 м - наименьший напор, при котором станция вырабатывает установленную мощность для деривационной ГЭС;

HMAX(ДЕР) = 142 м - максимальный напор, при котором станция может вырабатывать установленную мощность для деривационной ГЭС;

HMIN(ДЕР) = 108 м - минимальный напор, при котором станция может вырабатывать мощность для деривационной ГЭС.

Список использованной литературы

1. Ю.А. Секретарев, А.А. Жданович, С.В. Митрофанов «Гидроэнергетика» Методические указания, Новосибирск, 2013.

2. Гидроэнергетика: учебник / Т.А. Филиппова - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2011. - 639с.

Размещено на Allbest.ru