Учет стока воды через ГЭС

Через гидроузел производится сброс в нижний бьеф по турбинным трактам, водосливам, транспортным сооружениям (шлюзы, плотоходы), отверстиям специального назначения (рыбоходы, шугосбросы, промывные устройства и пр.).

Расход воды через турбины ГЭС определяется по данным о мощности (нагрузке), развиваемой агрегатом, и эксплуатационной расходной характеристики агрегата, т.е.

N = 9,81 QH, откуда Q= ,

где N- мощность (квт);

- к.п.д.;

Q – расход воды, м³/сек;

H – напор, м.

Самым удобным для подсчета стока является график функции Q=f(N,Н), называемой расходной характеристикой (рис.15).

Если на ГЭС турбины все серийного выпуска, функции Q=f(N,Н) будет одинаковой для всех агрегатов. В противном случае для каждого агрегата используется свой график.

Величина Н (рабочий напор есть разность между отметкой уровня воды верхнего бьефа ниже сороудерживающей решетки перед входом в спиральную камеру и отметкой уровня воды нижнего бьефа у выхода из отсасывающей трубы.

Мощность N определяется по выработке электроэнергии на основании показаний счетчиков активной энергии.

10.9. Расход воды через водосливные отверстия

Данный расход в зависимости от типа водосброса рассчитывается по формуле:

Q = K ,

где Н – напор под ребром водослива (рис.16);

К – постоянный коэффициент, зависящий от ширины водослива и степени бокового сжатия потока.

Для данных отверстий, работающих в напорном режиме:

Q = Кh ,

где H – напор под центром тяжести отверстия;

h – высота отверстия;

К – коэффициент, зависящий от ширины отверстия.

10.10. Средний суточный расход воды на шлюзование

Средний суточный расход воды на шлюзование равен:

(м/сек)

где m – число шлюзований;

- площадь водного зеркала одной шлюзовой камеры, м³;

Н – разность между отметками верхнего и нижнего бьефа, м (напор).

Суммарный расход воды на фильтрацию и утечку через сооружение слагается из трех составляющих:

1. Фильтрацию через плотину, под плотиной и в обход плотины.

2. Утечку через не плотности затворов и закрытых водосливных отверстий.

3. Утечку через не плотности направляющих аппаратов неработающих турбин.

Расход воды через специальные отверстия гидроузла в каждом конкретном случае рассчитывается по формулам гидравлики или натуральными измерениями.

10.11. Суммарный сток воды в нижнем бьефе гидроузла

В идеальном случае данный сток определяется с помощью гидроствора нижнего бьефа, состоящего из ВУП, НУП (для определения i – уклона водной поверхности), СУВ и натуральными измерениями расходов (промеры русла, определение Н_ср, V_ср, и т.д.). Строится связь Q = f(Н) - однозначная зависимость расходов от уровней.

Трудности в расчетах суммарного стока в нижнем бьефе возникают после нескольких лет эксплуатации ГЭС, т.к. ниже регулирующего сооружения русло реки находится в активной зоне русловых процессов.

Как правило, наблюдается размыв древнего русла, тальвег русла понижается, что требует учащенных топосъемок и промеров глубин поперечного сечения гидроствора, нередки изменения в векторе средней скорости течения реки, а это требует изменения положения гидроствора и соответственно объемного комплекса гидрологических, геодезических работ и, соответственно, построения новой связи Q = f(Н).

В реальном случае Замыкающий гидроствор удален от нижнего бьефа гидросооружения, в этом случае реально существуют боковые притоки, сток которых необходимо знать. Для этого организуют и проводят полный комплекс гидрологических работ на боковых притоках.

Суммарный сток Q_общ.=Q_гэс.-Q_бок. Отсюда Q_гэс=Q_общ.-Q_бок.

Чистый сброс через гидроузел можно рассчитать по характеристикам турбин и водосбросных сооружений.