Основные сведения. В связи с климатическими и физико-географическими условиями речной сток подвержен значительным колебаниям

В связи с климатическими и физико-географическими условиями речной сток подвержен значительным колебаниям, как в течение года, так и за ряд лет (внутри вековой, вековой циклы и т.д.). Некоторые из этих колебаний во времени и пространстве являются случайными и зависящими от столь большого числа переменных факторов, что учесть их в явном виде гидрология не в состоянии. Однако, большинство факторов, определяющих сток, имеют вероятностный характер. Это позволяет производить описание с использованием методов теории вероятностей и математической статистики.

Одним из методов теории вероятностей, применяемых к исследованию гидрологических явлений, является кривая распределения или кривая обеспеченности, которая дает в общей форме характеристику распределения того или иного гидрологического элемента за период наблюдений (W, Q).

И что особенно важно, эта кривая при современном уровне гидрологических знаний является единственным основанием для суждения о вероятности появления в будущем гидрологического явления большого или меньшего по величине, чем любое заданное значение. Чем длиннее ряд, тем выше точность расчетов.

Кривая обеспеченности даёт возможность решить многие задачи гидроэнергетики такие как:

- расчёт максимальных и минимальных притоков;

- определение расчётной обеспеченности и гарантированной мощности проектируемой гидроэлектростанции;

- Определение установленной мощности ГЭС;

- разработка режимов регулирования стока водохранилищами;

- установление размеров водосбросных отверстий плотин;

- даёт возможность сравнивать различные реки по одинаковым показателям, что позволяет делать широкие гидрологические обобщения.

Наиболее важными являются второй и третий пункты. Остановимся на них подробнее.

Гарантированная мощность (N_гар) – мощность, которая точно будет получена в расчетных маловодных условиях.

Гарантированная мощность определяется на основе гидрографа маловодного года. К маловодным обычно относятся года с обеспеченностью от 0,85 до 0,96 %. Конкретный маловодный год выбирается из условия расчетной обеспеченности.

Расчетная обеспеченность (P_расч) – это вероятность появления среднемноголетней величины расхода для маловодного года;

Установленная мощность ГЭС (N_уст)– электрическая номинальная мощность всех агрегатов.

Основным условием выбора установленной мощности ГЭС является достаточное количество энергоресурса (воды) в средневодный год (обычно выбирается год с P=50%). Рассматривать для выбора установленной мощности года с меньшей обеспеченностью расхода не целесообразно, поскольку мала вероятность притока достаточного количества воды и возможен простой оборудования. Выбор года с большей обеспеченностью не позволит в полной мере реализовать технический потенциал реки.

На рисунке 2.1 представлено, как распределяются года на кривой обеспеченности в зависимости от значения среднегодового расхода в ряде лет.

Исходные данные:

В качестве исходных данных для построения кривой обеспеченности берется ряд гидрологических наблюдений (приложение 1) створе реки, состоящий из гидрографов, расходы которых усреднены на месячном интервале (варианты задаются преподавателем).