Методические указания по составлению правил использования водных ресурсов водохранилищ гидроузлов электростанций вводятся с 1 января 2000 г (стр. 5 из 11)
- толщина льда, м или см, в расчетном интервале времени ti;a - отношение плотностей воды и льда, равное 0,9.
Толщина льда задается для каждого интервала всех лет расчетного ряда или для разных по суровости зим на основании данных наблюдений или специальных расчетов.
Потери воды на льдообразование являются практически полностью возвратными, т.е. лед, осевший зимой на берегах водохранилища, весной тает и увеличивает водные ресурсы. В водохозяйственных расчетах возврат льда приурочивают к началу половодья, продолжительность поступления дополнительной воды от таяния льда принимается равной двум декадам, интенсивность возврата - равномерной.
Затраты стока на водоснабжение, орошение, шлюзование и фильтрацию определяются специализированными организациями и должны быть установлены (согласованы) до составления (пересмотра) "Основных правил".
4.4. Морфометрические данные
К морфометрическим данным относятся зависимости F = f(Zв/б), V = f(Zв/б) и V = f(Zв/б, Q).
Уровни воды и верхнем бьефе гидроузла Zв/б определяют площади зеркала (F) и объемы (V) водохранилища. Зависимости F = f(Zв/б) и V = f(Zв/б) называются соответственно кривыми площадей зеркала и объемов водохранилища.
Площади водного зеркала F устанавливаются путем планиметрирования горизонталей на топографических картах. Масштаб карт и сечение рельефа должны быть выбраны такими, чтобы они надежно отображали изменение площадей в пределах зоны затопления. При высоте подпора 10-20 м обычно дают достаточную точность карты масштаба 1:10000 и 1:25000 с сечением рельефа через 1-5 м. При более высоком подпоре - 30-50 м и выше - можно использовать карты масштаба 1:25000 и 1:50000 с сечением рельефа через 2,5; 5 и 10 м.
Объем водохранилища определяется последовательным суммированием объемов отдельных слоев воды, заключенных между двумя смежными горизонталями. Объем каждого слоя воды DV, км3 или млн. м3, определяется по одной из формул или по среднему из полученных по ним значений:
, (5) 
, (6)где: Fi и Fi+1 – площади зеркала воды на двух смежных уровнях, км2;
Dh - высота слоя воды между уровнями, м.
Общин объем водохранилища равен
,где: n - число слоев.
При этом способе построения кривой объемов водохранилища предполагается, что уровень воды в водохранилище горизонтален. Объемы, соответствующие горизонтальному положению уровня воды, носят название статических. Если высота подпора незначительно превосходит амплитуду естественных колебаний уровней воды в реке, то для определения изменения объемов водохранилища при пропуске половодных расходов воды следует составлять характеристики объема с учетом очертания кривой свободной поверхности водохранилища - кривые динамических объемов водохранилища - V = f(Zв/б, Q).
Для построения кривых динамических объемов необходимо рассчитать кривые свободной поверхности при разных уровнях воды у плотины для различных расходов притока.
В "Правилах" рекомендуется представлять статические кривые F = f(Z) и V = f(Z) как в графическом виде, так и в виде интерполяционных таблиц.
4.5. Регулирующие сооружения
В "Правилах" должны быть приведены общие сведения о гидроузле (компоновка, состав и параметры подпорных сооружений и т.п.) и характеристика фактической пропускной способности всех водопропускных сооружений гидроузла (в графическом виде и в виде интерполяционных таблиц). Поступление воды в нижний бьеф производится обычно через:
- турбины ГЭС;
- донные водосбросы;
- поверхностные водосливные отверстия;
- шлюзы;
- рыбопропускные сооружения;
- грязеспуски.
Состав водопропускных сооружений для каждого гидроузла индивидуален.
Пропускная способность отверстий дается в зависимости либо от уровня воды в верхнем бьефе у плотины, либо от напора Hнетто = Zв/6- Zн/б - DH, где DH - потери напора, а также от открытия затворов и направляющих аппаратов турбин.
4.6. Потери напора и эксплуатационные характеристики гидроагрегатов ГЭС
К потерям напора DH относятся потери в водоподводящих устройствах, а именно в деривации, напорных трубопроводах, водоприемнике и на сороудерживающих решетках. Потери напора на участке от входа в спиральную камеру до выхода из отсасывающей трубы учитываются с помощью коэффициентов полезного действия турбин. На русловых ГЭС большая часть DH в водоподводящих устройствах связана с сороудерживающими решетками, на высоконапорных ГЭС - с деривацией и напорными трубопроводами.
В водоэнергетических расчетах DH в водоподводящих устройствах рекомендуется представлять в виде кривых связи DH = f(Q), которые подлежат уточнению в процессе эксплуатации.
Эксплуатационные характеристики гидроагрегатов ГЭС представляют собой зависимости мощности и расхода воды через турбины от напора и коэффициента А:
N = f(A, Н), Q = f(A, H),
где: A - коэффициент мощности, равный 9,81 hт ´ hг; hт и hг - коэффициенты полезного действия турбины и генератора; для современных турбин максимальное значение hт составляет 94-95%, генераторов hг - 97-98,5%;
Н - напор-нетто;
Q - расход воды через турбину;
N - мощность (нагрузка) гидроагрегата.
Использование эксплуатационных характеристик гидроагрегатов в общем случае требует знания распределения электрической нагрузки между гидроагрегатами по часам суток. В современных проектах и при составлении "Правил" используются зависимости А = f(Н) на линиях ограничения но максимальной мощности и соответственно по максимальному расходу воды. В водноэнергетических расчетах широко распространено применение для всех интервалов времени постоянною коэффициента А при любых значениях Н и Q, равного для крупных современных ГЭС 8.5-8.8, для малых ГЭС - 7.5-8.0.
Для некоторых ГЭС, эксплуатирующихся много лет, исчисление энергоотдачи производится по зависимостям q = f(H),
где: Н - напор-нетто,
q - расход воды, который нужно затратить на выработку 1 кВт×ч электроэнергии.
4.7. Русло и долина реки бьефах гидроузла
В состав исходных данных, необходимых как для водохозяйственных и гидравлических расчетов, так и для установления режимных ограничений в работе гидроузла, должны входить:
- схематический план реки и береговой полосы на участке ожидаемого воздействия гидроузла на водный режим;
- продольный профиль реки на том же участке с отметками дна и водной поверхности;
- перечень водозаборов с указанием расстояния до створа плотины, допустимыми максимальным и минимальным уровнями воды;
- система кривых связи расходов и уровней воды с указанием отметок выхода воды на пойму;
- поперечные профили русла и поймы реки в опорных створах;
- характеристика застройки и хозяйственного использования прибрежной полосы, последствий их затопления.
5. Диспетчерские правила регулирования стока водохранилищами
5.1. Общие положения
Диспетчерские правила являются средством обеспечения оптимального использования водных ресурсов в интересах всех водопользователей в условиях неопределенности исходной гидрологической информации и представляются в виде собственно диспетчерских правил и диспетчерских графиков. Предполагается, что к моменту составления Диспетчерских правил для всех гидроузлов установлены и согласованы заявки на воду всех потребителей (объемы и режим отборов стока из водохранилища, попуски в нижний бьеф, гарантированная энергоотдача ГЭС и их расчетные обеспеченности и др.).
Диспетчерские правила позволяют в каждый момент времени назначать отдачу гидроузла или каскада гидроузлов в зависимости от некоторого параметра или набора параметров управления. При отсутствии или незначительности полезного объема водохранилища (суточное, недельное регулирование стока) таким параметром может являться приток воды в водохранилище или прогноз его на ближайшие дни, при наличии полезного объема, достаточного для сезонного и многолетнего регулирования стока, - уровень воды в водохранилище или объем воды в нем на ту или иную дату. При совместной работе нескольких ГЭС или их каскадов в энергосистеме их общую энергоотдачу определяет уровень или объем воды в водохранилище-компенсаторе или сумма полезных объемов воды в водохранилищах.
Диспетчерский график представляет собой набор линий, связывающих водо- и энергоотдачу гидроузлов с уровнем или объемом воды в водохранилище. По оси ординат откладываются объемы водохранилища или соответствующие им уровни верхнего бьефа, а по оси абсцисс - время года. Координатное поле диспетчерского графика разделено на несколько зон, каждой из которых соответствует определенный режим работы водохранилища.
Диспетчерские правила регламентируют распределение воды между потребителями, а также регулирующих функций между гидроузлами каскада.