Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций
Каталог

Обратная связь

Я ищу:

Содержимое электронного каталога российских диссертаций

Диссертационная работа:

Жоров, Виктор Алексеевич. Математические модели и расчеты суточного притока в водохранилища сибирских ГРЭС : Дис. ... канд. географические науки : 11.00.07.- Москва 2007


Для получения доступа к работе, заполните представленную ниже форму:


*Имя Отчество:
*email



Содержание диссертации:

Введение 5

.Глава I. Краткий обзор методов расчёта суточного притока

воды в водохранилища 12

  1. Уравнение водного баланса водохранилища........ 12

  2. Способы расчёта и трансформации основного притока. 17

  3. Методы расчёта неизученного притока 20

  1. Метод водного баланса 21

  2. Метод гидрологической аналогии 23

  3. Применение статистических методов 30

1.4 Составляющие полезного притока 34

Глава 2. Разработка моделей расчёта полезного притока 43

  1. Математическая модель расчёта бокового притока 43

  2. Математическая модель трансформации бокового притока 57

  1. Оценка моментов кривой добегания на бесприточном участке русла 58

  2. Существующие способы оценки моментов кривой добегания бокового притока 60

  3. Разработка модели для оценки моментов кривой добегания бокового притока воды в водохранилище 66

2.3 Математические модели подземных компонентов по
лезного притока 72

  1. Подземная аккумуляция 72

  2. Подземный приток 78

Глава 3. Расчёты притока в Красноярское водохранилище 86

3,1 Физико-географические особенности и водный ре-

жим рек бассейна Красноярского водохранилища... 86

3.2 Анализ элементов водного баланса водохранилища 92

  1. Поверхностный приток 92

  2. Сбросы Красноярской ГЭС 98

  3. Аккумуляция в ложе водохранилища.... 103

  4. Прочие компоненты баланса 105

3.3 Примеры расчёта полезного притока в Красноярс
кое водохранилище , 106

  1. Схема расчёта 107

  2. Оптимизация параметров модели III

  3. Результаты расчётов полезного притока в Красноярское водохранилище 116

Глава 4. Уточнение методики расчёта притока воды к створу

Саяно-Шушенской ГЭС 120

4.1 Бассейн Саяно-Шушенского водохранилища 120

  1. Гидрологическая изученность 120

  2. &зико-географические особенности и водный режим Верхнего Енисея 122

  3. Районирование бассейна бокового притока 124

4.2 Результаты расчётов притока воды в Саяно-Шушене
кое водохранилище и к створу ГЭС 128

  1. Расчёты приточности к створу ГЭС 128

  2. Расчёты притока воды в водохранилище 135

Глава 5. Разработка методики расчёта суточного притока во
ды к створу Богучанской ГЭС 139

5.1 Шизико-географические особенности бассейна Ан
гары на участке от Усть-Илимской до Богучанской
ГЭС и водный режим рек 140

5.2 Расчёты притока к створу Богучанской ГЭС....... 144

Заключение 153

Литература 156

Приложение 162



Введение диссертации:

За последние годы доля ГЭС в общей выработке электроэнергии заметно возросла. Бурный рост гидроэнергетики в развивающихся районах Сибири привёл к тому, что от эффективности работы этой важнейшей отрасли всё в большей мере стало зависеть развитие народного хозяйства в целом. В связи с дальнейшим ростом гидроэнергетики, усилением её роли в энергообеспечении народного хозяйства, всё более повьшаїотся требования к качеству и оперативности её гидрометеорологического обслуживания. Прежде всего это касается расчётов и прогнозов притока воды в водохранилища.

Для нормальной эксплуатации крупных водохранилищ необходимы долгосрочные прогнозы притока воды в них. Исследования в области долгосрочного прогнозирования притока в водохранилища сибирских ГЭС выполнены И.П.Дружининым и его школой [23]. Если на основании долгосрочных прогнозов задаётся общий режим работы ГЭС на длительный период, то данные о суточном притоке и краткосрочные его прогнозы служат основой её эксплуатации, оперативного планирования и корректировки диспетчерских графиков.

Практика гидрометеорологического обеспечения ГЭС требует заблаговременной разработки и внедрения методик расчёта, по которым с момента начала заполнения водохранилища должен подсчитываться приток. Потребителей си, в первую очередь, энергетиков) интересует, как правило, не просто величина поверхностного притока, а полезный приток. Для его расчёта необходимо определять практически все компоненты водного баланса водохранилища (осадки, испарение, подземный приток и т.д.). Поэтому в дальнейшем, по мере заполнения водохранилища и появления в его балансе новых компонентов, а также выявления определённых невязок, существующие методики нуждаются в уточнении.

- б -

Методики расчёта составляющих водного баланса озёр и водохранилищ за короткие интервалы времени в настоящее время являются ещё недостаточно разработанными. Многие компоненты для суточных периодов либо вообще не рассчитываются, либо определяются с большими погрешностями. Между тем потребителей всё чаще уже не удовлетворяет та точность, с которой мы можем оценить величину полезного притока в водохранилище. Сейчас все крупные гидроэлектростанции связаны в единую энергосистему, зачастую работают в каскадах. Планирование их работы производится с учётом удовлетворения самых различных, порой противоречивых требований многочисленных отраслей народного хозяйства. В этой связи разработка новых приёмов расчёта суточного притока и совершенствование уже имеющихся становится одной из важнейших задач на ближайший период. Особую актуальность эта проблема приобретает в малообжитых и недостаточно изученных в гидрометеорологическом отношении районах Сибири, где строятся и проектируются крупнейшие гидроэлектростанции.

На территории деятельности Красноярского УГКС в настоящее время работают три крупнейшие ГЭС - Красноярская, Саяно-Шушенская и Хантайская, строятся три новые - Майнская, Курейская, Богучанская. В перспективе строительство ещё целого ряда гидроэлектростанций (Средне-Енисейской, Туруханской и др.) . Бассейн Енисея становится уникальным по выработке электроэнергии гидроузлам. Уже к настоящему времени доля её составляет здесь 50%, в то время как в целом по стране не превышает 16%, Не случайно поэтому в Красноярском УГКС накоплен большой опыт гидрометеорологического обслуживания этой важнейшей отрасли народного хозяйства. Настоящая работа является итогом многолетних исследований автора и посвящена целям усовершенствования способов расчёта ежедневного притока воды в водохранилища, разработки рекомендаций по их дальнейшему уточнению, а также обобщения опыта, вытекающего из результатов испытаний

различных методов расчёта для крупнейших водохранилищ Сибири. В работе изложены результаты исследований на примере Енисейского каскада ГЭС (Красноярской и Саяно-Щушенской) и Богучанской ГЭС на р.Ангаре. Предложенные схемы расчёта могут быть рекомендованы для других водохранилищ, особенно в слабоизученных в гидрометеорологическом отношении районах страны.

Достижение поставленных целей реализуется решением следующих задач:

  1. изучить достоинства и недостатки существующих способов расчёта суточного притока, а также особенности их применения в условиях Сибири;

  2. разработать математические модели для расчёта полезного притока воды в водохранилища;

  3. с учётом реализации этих моделей для водохранилищ Красноярской, Саяно-Щушенской и Богучанской ГЭС уточнить существующие способы расчёта суточного полезного притока.

Методической основой работы являотся методы водного баланса, и гидрологической аналогии. Оба метода в настоящее время широко применяются в практике гидрологических расчётов. Для оценки параметров разработанных моделей в диссертации используются математические методы ( множественной линейной регрессии, оптимизации). Все расчёты выполнялись на ЭВМ ЕС-1022 и БЭСМ-6. Разработанная методика представлена в виде системы программ для ЭВМ на языке "Фортран".

Исследуемая территория расположена в верхнем и среднем течении Енисея, нижнем течении Ангары и включает в себя горные системы Западного и Восточного Саянов, межгорные котловины в пределах Красноярского края и Тувинской АССР, а также юго-западную часть Средне-Сибирского плоскогорья. Она представляет собой площадь, на которой формируется боковой приток в Красноярское, Саяно-Шушенс-

кое и Богучанское водохранилища.

Исходные данные. В основу настоящей работы положены данные гидрометеорологических наблюдений сети станций и постов Красноярского и Иркутского УГКС, отчёты Ленгидропроекта, материалы полевых гидрометрических работ на малых реках, проведённых в Красноярском УГКС под руководством автора, крупномасштабные топографические карты, а также многочисленные литературные источники.

Научная новизна» Впервые в практике расчётов притока:

  1. произведены расчёты суточного полезного притока на основе совместного использования метода водного баланса, метода гидрологической аналогии и математических методов;

  2. получены новые расчётные формулы для оценки моментов кривых добегания бокового притока, позволяющие с определённой схематизацией учитывать неравномерность распределения модулей стока и величины притока в русловую сеть по длине основной реки и вдоль боковых притоков, частичную трансформацию притока в русловую сеть расчётного бассейна русловой сетью бассейна-аналога, а также дифференцировать параметры кривых добегания для основной реки и боковых притоков;

  3. разработана схема, позволяющая учитывать изменение коэффициентов стоковой приводки рек-аналогов в зависимости от изменения их водности и распределения модулей стока по высоте в расчётном бассейне;

  1. получена формула для расчёта аккумуляции в ложе водохранилища за суточные интервалы времени;

  2. разработаны приближённые модели расчёта подземной аккумуляции

и подземного притока, позволяющие вести расчёты за суточные интервалы времени и использующие информацию только о колебаниях уровня водохранилища.

Впервые для исследуемого района:

  1. произведено гидрологическое районирование бассейна бокового притока Саяно-Шушенского водохранилища, учитывающее расположение основных горных хребтов и распределение по площади густоты речной сети;

  2. исследованы причины возникновения систематических погрешностей учёта стока в русловых гидростворах, показаны пути их устранения, произведена увязка стока в нижнем бъефе Красноярской ГЭС;

  3. осуществлены расчёты элементов водного баланса Красноярского водохранилища за суточные интервалы времени и произведён анализ ежедневных невязок баланса;

  4. получены приближённые эмпирические формулы, произведены расчёты пойменного регулирования и потерь стока на пойме для участка Верхнего Енисея от г.Кызыла до с.Чаа-Холь ;

  5. показана возможность срезки заторных пиков гидрографа р.Ангары у с.Сыромолотово.

Практическая ценность диссертационной работы определяется её направленностью на разработку методик расчёта полезного притока в водохранилища ГЭС. Результаты работы рассмотрены на технических семинарах Красноярского гидрометцентра, технических советах Красноярского УГКС, приняты к внедрению и используются в оперативной практике отдела гидропрогнозов и сетевых подразделений Красноярского УГКС. Кроме того в настоящее время в отделе гидропрогнозов Красноярского УГКС под руководством автора ведутся работы по уточ' нению схемы расчёта суточного притока в Хантайское водохранилище в соответствии с основными принципами, изложенными в диссертационной работе. В перспективе намечено планами отдела гидропрогнозов проведение подобных разработок для всех проектируемых в бассейне Енисея гидроэлектростанций.

Разработанные способы расчёта полезного притока с наибольшей эффективностью могут использоваться для расчётов приточности в

водохранилища, расположенные в слабоизученных в гидрометеорологическом отношении районах. Проведённые испытания этой методики дают возможность сделать вывод о её перспективности и практической актуальности для гидрометеорологического обслуживания гидроузлов.

Апробация работы. Основные результаты работы обсуждались на технических семинарах бюро погоды и Красноярской ГМО, а затем гидрометцентра Красноярского УГКС, на технических советах КУГКС, конференциях молодых учёных и специалистов ЗапСибНИИ (Новосибирск, 1981,1983), Всесоюзном совещании "Гидрометеорологическое обеспечение народного хозяйства Сибири" (Новосибирск,1983), Всесоюзной конференции "Научные и практические основы управления техническим состоянием ангарских водохранилищ" (Братск,1984 ), заседаниях кафедры гидрологии суши Томского госуниверситета, а также на международных высших гидрологических курсах ЮНЕСКО ( Москва, 1983).

Данная работа является составной частью научно-исследовательских работ кафедры гидрологии суши Томского госуниверситета по теме "Гидрология Западной Сибири" (IP 79035305) и научных исследований гидрометцентра Красноярского УГКС, выполняющихся в соответствии с заданиями Госкомитета СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды (тема W III.21.04 - "Усовершенствование методов расчёта основных элементов водного баланса и гидрометеорологического режима озёр и водохранилищ") и планами Красноярского УГКС по темам: "Уточнение составляющих водного баланса Красноярского водохранилища (№ 10), "Уточнение схемы расчёта притока воды к створу Саяно-Шушенской ГЭС" (№ 9), "Уточнение схем расчёта притока воды в водохранилища Саяно-Шушенской ГЭС на р.Енисее и Богу-чанской ГЭС на р.Ангаре (Р 3.1).

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и приложения. Общий объём работы 211 страниц, из них 129 страниц машинописного текста, 19 рисунков, 15 таблиц. Приложение

- II -

содержит ЗІ рисунок и 12 таблиц. Список литературы включает 71 наименование. Основное содержание диссертации опубликовано в трёх печатных ра.ботах.

Автор выражает глубокую признательность коллективу и администрации Красноярского УГКС, заместителю директора ЗапСибНИИ В.М. Топорову, своему научному руководителю профессору Д.А.Буракову за помощь в работе.

~ 12 -

Реклама


2006-20011 © Каталог российских диссертаций