Способ оптимизации режима регулирования уровня воды в водохранилище гэс

Изобретение относится к области гидротехники и может быть использовано для обеспечения безопасности объектов инфраструктуры верхнего и нижнего бьефов при пропуске паводков. Способ оптимизации режима регулирования уровня воды в водохранилище ГЭС путем уменьшения величины паводковых сбросных расходов осуществляют в два этапа. На первом этапе, перед началом паводка, осуществляют срабатывание водохранилища до уровня 5, обеспечивающего степень аккумуляции расходов притока, позволяющую ограничить сбросные расходы в нижний бьеф величиной расхода обеспеченностью 1%, и поддерживают указанный сработанный уровень 5 водохранилища в течение всего периода паводка. На втором этапе, на спаде паводка, поднимают уровень водохранилища до НПУ (2). Поэтапное выполнение указанной последовательности операций обеспечивает высокую степень безопасности объектов инфраструктуры верхнего и нижнего бьефов при пропуске паводков без дополнительных материальных затрат. 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области эксплуатации и строительства гидроэнергетических сооружений и может быть использовано для обеспечения безопасности объектов инфраструктуры верхнего и нижнего бьефов при пропуске паводков.

Известно, что застройка берегов рек объектами инфраструктуры (жилищными, промышленными, сельскохозяйственными и другими) ведется из соображений экономической целесообразности, конкретно - из расчета недопущения повреждения указанных объектов расходами реки определенной обеспеченности, в Российской Федерации - 1%. На практике известны случаи, когда в реальности в период паводка по реке проходят расходы меньшей обеспеченности, т.е. большие по величине. Так, на реке Ардон (Республика Северная Осетия - Алания) в августе 1937 года прошел паводок с расходом 485 м3/с при величине расхода в 1% обеспеченности, равном 286 м3/с. Последствия прохождения упомянутого пика оказались катастрофическими для объектов инфраструктуры долины реки - объекты были уничтожены. Недавние события с прохождением пиков паводков в городе Крымске (2012 год) и дальневосточном регионе РФ (2013 год) подтверждают опасную возможность прохождения пиков паводка, тем более на фоне общего потепления климата.

Известны способы оптимизации режима регулирования уровня воды в водохранилище ГЭС путем уменьшения величины паводковых сбросных расходов за счет заблаговременного сооружения вблизи затопляемых территорий водоограждающих устройств. Последние могут быть выполнены в виде ограждающих земляных валов-дамб (см., например, патент РФ на изобретение №2093638) или ледяной дамбы (см., например, патент РФ на изобретение №2225915). Однако указанные технические решения применимы только в конкретных природно-климатических условиях. Так, ледяная дамба применима только в условиях Крайнего Севера, а земляной вал-дамба - в тех случаях, когда протяженность нижнего бьефа невелика или он не насыщен объектами инфраструктуры.

Известны также предложения по оптимизации режима регулирования уровня воды в водохранилищах ГЭС, плотины которых создают водохранилища сезонного регулирования стока реки (Т. Strobl et al., Flood protection by large dams and flood polders. Chances and limits. In: Proceedings of the International Symposium ICOLD-SPANCOLD, 18 June 2006, Barcelona, Spain. Volume 1: Dams and Reservoirs, Societies and Environment in the 21st Century, p.178, Figure 3.). Такие водохранилища аккумулируют часть расходов притока реки, тем самым снижая сбросные расходы в нижней бьеф. Описанный в указанной статье способ регулирования уровня воды в водохранилище ГЭС путем уменьшения величины паводковых сбросных расходов выбран прототипом заявляемого изобретения (копия прототипа прилагается).

Недостатком прототипа является необходимость временного значительного повышения уровня водохранилища сверх нормального подпорного уровня (НПУ) для аккумулирования притока с целью достижения сбросных расходов, соответствующих 1% обеспеченности, с соответствующим увеличением объема (за счет увеличения высоты) и стоимости плотины; кроме того, подъем уровня воды в водохранилище приводит к выводу земель из хозяйственного пользования или к затоплению объектов в верхнем бьефе.

Настоящее изобретение направлено на решение задачи создания способа оптимизации режима регулирования уровня воды в водохранилище ГЭС путем уменьшения величины паводковых сбросных расходов, обеспечивающего высокую степень безопасности объектов инфраструктуры верхнего и нижнего бьефов без дополнительных материальных затрат.

Для получения указанного технического результата в способе оптимизации режима регулирования уровня воды в водохранилище ГЭС путем уменьшения величины паводковых сбросных расходов перед началом паводка осуществляют срабатывание водохранилища до уровня, обеспечивающего степень аккумуляции расходов притока, позволяющую ограничить сбросные расходы в нижний бьеф величиной расхода обеспеченностью 1%, поддерживают указанный сработанный уровень водохранилища в течение всего периода паводка, а на спаде паводка поднимают уровень воды в водохранилище до НПУ.

Заявителю не известны какие-либо технические решения, обладающие такой же совокупностью признаков, что и заявляемое. Это позволяет сделать вывод о том, что предлагаемое изобретение удовлетворяет условию «новизна».

Благодаря отличительным признакам заявляемого технического решения в совокупности с признаками, общими с прототипом, у заявляемого объекта появляется новое свойство - при выполнении указанной последовательности операций достигается абсолютная безопасность объектов нижнего бьефа при прохождении паводков без ущерба для объектов верхнего бьефа, причем в любых природно-климатических условиях и без дополнительных материальных затрат на наращивание высоты плотины.

Это новое свойство и позволяет, по мнению заявителя, считать, что заявляемый объект удовлетворяет условию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения иллюстрируется фиг. 1, где схематически показана плотина гидроузла и обозначены уровни воды в водохранилище.

Здесь позицией 1 обозначена плотина; 2 - НПУ; 3 - уровень водохранилища, необходимый для уменьшения сбросных расходов до величины, соответствующей обеспеченности 1% в случае пропуска паводка по прототипу; 4 - контур наращивания высоты плотины, соответствующий подъему уровня 3 водохранилища в случае пропуска паводка по прототипу; 5 - рекомендуемый сезонный сниженный уровень водохранилища в период года, в котором возможно повышение расхода притока в водохранилище обеспеченностью ниже 1% [для энергетических объектов указанный уровень выше и равен уровню мертвого объема (УМО)].

Способ реализуется следующим образом.

Этап I. Перед началом паводка обеспечивают срабатывание водохранилища до уровня 5. Уровень 5 назначается таким, чтобы в случае прихода в водохранилище пиков паводка обеспеченностью ниже 1% в нижний бьеф сбрасывались расходы обеспеченностью именно 1%, и при этом за счет аккумуляции уровень воды в водохранилище не поднимался выше. Водохранилище поддерживают на уровне 5 весь паводковый период с возможными единичными подъемами до уровня 2. При этом сбросные расходы за счет призмы аккумуляции сохраняются между уровнями 2 и 5, т.е. остаются меньше или равными 1% обеспеченности.

Этап II.

На спаде паводка уровень воды в водохранилище поднимают до НПУ с тем, чтобы иметь на зиму полезный объем и максимальный действующий напор на гидроагрегатах, что обеспечивает максимальную выработку электроэнергии именно зимой, когда потребность в электроэнергии особенно высока. Возможно ступенчатое выполнение операций при переходе от этапа I к этапу II и обратно с сохранением в системе зависимости объема призмы аккумуляции от временной (месячной или декадной) обеспеченности расхода притока, позволяющей сохранить ограничение максимальных сбросных расходов в нижний бьеф на уровне 1% обеспеченности.

В случае выполнения указанной последовательности операций по этапам I и II достигается абсолютная безопасность объектов нижнего бьефа при прохождении паводков без ущерба для объектов верхнего бьефа.

Таким образом, технико-экономическое преимущество предлагаемого технического решения по сравнению с прототипом состоит в том, что оно обеспечивает высокую степень безопасности объектов инфраструктуры верхнего и нижнего бьефов при пропуске паводков без дополнительных материальных затрат на наращивание высоты плотины.

Для осуществления заявляемого изобретения могут быть использованы известные технические средства и технологии, что, по мнению заявителя, свидетельствует о соответствии предлагаемого технического решения условию «промышленная применимость».

Способ оптимизации режима регулирования уровня воды в водохранилище ГЭС путем уменьшения величины паводковых сбросных расходов, отличающийся тем, что перед началом паводка осуществляют срабатывание водохранилища до уровня, обеспечивающего степень аккумуляции расходов притока, позволяющую ограничить сбросные расходы в нижний бьеф величиной расхода обеспеченностью 1%, поддерживают указанный сработанный уровень водохранилища в течение всего периода паводка, а на спаде паводка поднимают уровень воды в водохранилище до НПУ.



 

Похожие патенты:

Устройство для очистки вод акваторий бухт и заливов включает блок из одного и более изогнутых трубопроводов, соединенных между собой боковыми сторонами и смонтированных в одном блоке, который закреплен на пути потока прибрежных течений для изменения направления части потоков воды, увеличения их скорости и введения этих потоков в акваторию бухт, заливов.

Устройство включает блок из одного и более изогнутых трубопроводов, соединенных между собой боковыми сторонами и смонтированных в одном блоке, который закреплен на пути потока прибрежных течений для изменения направления части потоков воды, увеличения их скорости и введения этих потоков вглубь акваторий бухт и заливов.

Изобретение относится к гидроэнергетике, а именно к способам использования водных ресурсов равнинных рек, и может быть использовано при строительстве малых гидроэлектростанций.

Изобретение относится к гидротехническому и природоохранному строительству и может быть использовано в качестве противоэрозионных сооружений. Противоэрозионное сооружение биопозитивной конструкции содержит донные пороги из рядов тяжелых фашин и гибкие тюфяки из легких фашин.

Изобретение относится к гидротехническому и природоохранному строительству и может быть использовано в качестве противоэрозионных сооружений. При осуществлении способа возведения противоэрозионного сооружения биопозитивной конструкции укладывают донные пороги.

Изобретение относится к гидротехнике. Устройство включает блок из одного и более изогнутых трубопроводов, соединенных между собой боковыми сторонами и смонтированных в одном блоке, который закреплен на пути потока прибрежных течений для изменения направления части потоков воды, увеличения их скорости и введения этих потоков в акваторию бухт и заливов.

Изобретение относится к гидротехнике. Устройство включает один и более изогнутых винтовых трубопроводов, соединенных между собой боковыми сторонами и смонтированных в одном блоке, который закреплен на пути потока прибрежных течений для изменения направления части потока воды, увеличения его скорости и введения этих потоков в акваторию бухт и заливов.

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для снижения подтопления поймы рек во время прохождения паводка. В предшествующий паводку период времени со стороны одного или обоих берегов строят абсорбирующие вертикальные или наклонные скважины.

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, предназначенным для защиты территорий от наводнений путем регулирования стока рек. Плотина сооружается на притоках главных рек с возможностью образования в зоне формирования паводка временного водохранилища и укладывается поперек русла притока в виде трапециевидной призмы.
Изобретение относится к землеустройству и гидротехническому строительству сооружений, обеспечивающих орошение засушливых земель с целью повышения их урожайности, развития кормопроизводства и др.

Изобретение относится к технике предотвращения наводнений. Cпособ предотвращения последствий наводнения заключается в том, что воздвигают береговую дамбу с возможностью перекрытия основного русла реки. Береговую дамбу сооружают состоящей из двух частей, основной и быстровозводимой, при этом основная часть состоит из двух идентичных частей и сооружают ее предварительно по берегам реки вдоль ее основного русла. Быстровозводимую часть сооружают перед началом паводка и жестко соединяют посредством ее две идентичные части основной части береговой дамбы перпендикулярно основному руслу реки. Основную часть береговой дамбы выполняют из двух оппозитно расположенных постоянных щитов, выполненных прямоугольной формы и жестко соединенных с частями дамбы, расположенными по берегам реки. В проеме, образованном постоянными щитами, располагают центральный прямоугольный быстровозводимый щит и подвижно соединяют его посредством направляющих, например, типа «паз-шип» с постоянными щитами основной части и фиксируют на них с помощью механизма фиксации, выполненного, например, в виде подпружиненных подвижных штырей, корпус которых закреплен на постоянных щитах, а на быстровозводимом щите выполняют отверстия для фиксации подвижных штырей. Технический результат - повышение эффективности мероприятий по предотвращению последствий наводнения. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Природоохранное гидрологическое сооружение относится к области природоохранного строительства и может быть применено в труднодоступных для автотранспорта местах русел рек с перепадными водопадными участками. Природоохранное гидрологическое сооружение включает размещенный на водопадном участке трубчатый водопропускной тракт, который выполнен из соединенных между собой отдельных трубчатых элементов, между которыми размещены перегородки, снабженные пропускными отверстиями, гидравлически соединяющими между собой полости трубчатых элементов. Края пропускных отверстий выполнены закругленными с целью исключения возможности травмирования рыбы при движении вверх по водопропускному тракту. Трубчатые элементы снабжены креплениями для подвески к внешнему несущему устройству, например, к анкерам, прикрепленным к береговому скалистому склону, или канату, натянутому между верхним и нижним бьефами водопадного участка. Трубчатые элементы сооружения снабжены выпускными патрубками с заглушками, обеспечивающими, при необходимости, возможность ревизии полости трубчатых элементов. Трубчатые элементы сооружения выполнены из прозрачного, прочного и легкого материала, например, из монолитного поликарбоната, что позволяет визуально контролировать процесс миграции рыбы из нижнего бьефа в верхний бьеф водопадного участка. Перегородки на уровне стыка с внутренней поверхностью трубчатых элементов снабжены по периметру вырезами, обеспечивающими канал для прохождения илистых наносов, попавших в трубу при прохождении воды из верхнего бьефа в нижний бьеф. Техническим результатом от использования изобретения является упрощение конструкции природоохранного гидрологического сооружения и сохранение природных ландшафтов на труднодоступных для автотранспорта водопадных участках русла водотока. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области лечебной курортологии и бальнеологии и может быть использовано для поддержания уровня минерализации воды и параметров лечебной грязи в озере на заданном оптимальном уровне. В соответствии с предлагаемым способом регулирование водно-солевого баланса в озере осуществляется путем строительства комплекса гидротехнических сооружений (каналов) вокруг озера, перехватывающих поверхностные стоки со склонов, и сброса воды в водоприемник, например в естественный водоем или речку. С целью снижения уровня загрязнения озера химикатами поверхностные стоки, поступающие в отводной канал с окружающих озеро склонов, предварительно очищают от вредных примесей, после чего при необходимости сбрасывают их в озеро. Одновременно осуществляют регулирование воды в озере путем отбора воды из озера при ее избытке и сливе воды обратно в озеро при ее недостатке. Отличительной особенностью предлагаемого способа является то, что при отборе излишков воды из озера ее предварительно опресняют и сбрасывают через отводной канал в отдельный водоприемник-накопитель, а полученный при этом жидкий солевой концентрат сливают обратно в озеро либо высушивают до порошкообразной формы, после чего полученный порошок минеральной соли рассеивают на акваторию озера, обеспечивая, таким образом, оптимальный уровень воды и содержания минеральных солей в озере на заданном оптимальном уровне - 40-60 грамм на литр. Изобретение обеспечивает предотвращение процесса деградации грязевой залежи озера путем поддержания уровня воды и степени ее минерализации на заданном оптимальном уровне, а также снижение засорения озера ядохимикатами. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области гидротехнического и природоохранного строительства, может быть использовано одновременно для берегоукрепления крутых откосов и создания противофильтрационной защиты. Берегоукрепительное и противофильтрационное покрытие включает противофильтрационный геокомпозитный материал в виде бентонитовых матов 1, армированных в основании полимерной геосеткой 2, с устройством поверх геокомпозита защитного покрытия из матрацно-тюфячных габионов 3. При этом геокомпозитный материал 1 соединен с полимерной геосеткой 2 методом термоскрепления, а матрацно-тюфячное габионное покрытие 3 разбито на ячейки 4, заполненные камнем 5, с последующим закрытием тюфяка сетчатой снимаемой крышкой. Применение берегоукрепительного и противофильтрационного покрытия позволит защитить откосы сооружений от механических и фильтрационных деформаций. При этом увеличивается статическая устойчивость откосов против оползания и размывов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может применяться в системах мелиорации для защиты откосов, берегов и дамб, донных грунтов, а также для защиты подводных переходов трубопроводов от размыва потоками воды и от повреждающих воздействий переносимых потоками воды предметов. Гибкое защитное бетонное покрытие содержит бетонные блоки, выполненные в виде двусторонних сильно усеченных пирамид с общим большим прямоугольным основанием, связанные между собой порядно и в рядах в единое полотно бетонных блоков основной панели, в которое введены присоединенные к его сторонам дополнительные бетонные блоки, выполненные в верхней части в виде сильно усеченных пирамид, а в нижней части в виде слабо усеченных пирамид с общим большим прямоугольным основанием. Бетонные блоки, имеющие в верхней части форму сильно усеченных пирамид, а в нижней части - форму слабо усеченных пирамид с общим большим прямоугольным основанием, выполнены составными из двух соединяемых частей, причем верхняя часть 1 имеет форму и размеры бетонного блока основной панели, а нижняя часть 2 является присоединяемым блоком и имеет форму продолжения пирамиды в виде слабо усеченной пирамиды так, что в соединенном состоянии части образуют составной бетонный блок. Высота составных бетонных блоков равна высоте бетонных блоков, выполненных в верхней части в виде сильно усеченных пирамид, а в нижней части - в виде слабо усеченных пирамид с общим большим прямоугольным основанием. Изобретение направлено на упрощение технологии изготовления панелей из бетонных блоков, увеличение надежности гибких связей, соединяющих бетонные блоки, и увеличение универсальности покрытий. 1 ил.

Изобретение относится к области гидротехники и может быть использовано для обеспечения безопасности объектов инфраструктуры верхнего и нижнего бьефов при пропуске паводков. Способ оптимизации режима регулирования уровня воды в водохранилище ГЭС путем уменьшения величины паводковых сбросных расходов осуществляют в два этапа. На первом этапе, перед началом паводка, осуществляют срабатывание водохранилища до уровня 5, обеспечивающего степень аккумуляции расходов притока, позволяющую ограничить сбросные расходы в нижний бьеф величиной расхода обеспеченностью 1, и поддерживают указанный сработанный уровень 5 водохранилища в течение всего периода паводка. На втором этапе, на спаде паводка, поднимают уровень водохранилища до НПУ. Поэтапное выполнение указанной последовательности операций обеспечивает высокую степень безопасности объектов инфраструктуры верхнего и нижнего бьефов при пропуске паводков без дополнительных материальных затрат. 1 ил.

Наверх