Rezervuarët janë objekte artificiale, ato krijohen gjatë ndërtimit të strukturave me presion të ujit (digave) të instaluara në luginat e lumenjve të mëdhenj për të grumbulluar dhe ruajtur vëllime të mëdha uji, ato zgjidhin një sërë problemesh si:

• Zhvillimi i hidrocentraleve;
• Furnizim me ujë;
• Zhvillimi i transportit;
• Ujitje ekonomike;
• Kontrolli i përmbytjeve;
• Peizazhi.

Ka lloje liqenore dhe lumore. Në territorin e Rusisë u ndërtuan shumë rezervuarë (nga të cilët 41 janë më të mëdhenjtë, 64 janë të mëdhenj, 210 janë të mesëm dhe 19o7 janë të vegjël), shumica në gjysmën e dytë të shekullit të njëzetë, disa prej tyre janë ndër rezervuarët më të mëdhenj në botë.

Rezervuarët e mëdhenj të Rusisë

Rezervuarët më të mëdhenj në Rusi sipas zonës janë Kuibyshevskoye (Samarskoye), Bratskoye, Rybinskoye, Volgogradskoye, Krasnoyarskoye (përfshirë në dhjetëshen më të mirë në botë), Tsimlyanskoye, Zeyaskoye, Vilyuiskoye, Cheboksary, Kama.

Kuibyshevskoye (Rezervuari Samara), zona e tij prej 6.5 mijë km 2, është rezervuari më i madh i ndërtuar në lumin Vollga në 1955-1957 dhe rezervuari i tretë më i madh në botë. Pjesa e poshtme quhet edhe Deti Zhigulevsky, i quajtur pas hidrocentralit Zhigulevskaya i ndërtuar pranë maleve Zhigulevskaya afër qytetit të Togliatti. Emri i rezervuarit u dha nga qyteti i Samara (Kuibyshev nga 19135 deri në 1991), i vendosur në rrjedhën e poshtme. Qëllimi kryesor i rezervuarit është prodhimi i energjisë elektrike, përmirësimi i cilësisë së lundrimit, furnizimit me ujë, vaditjes, peshkimit...

Rezervuari Bratsk (sipërfaqja 5.47 mijë km2) i vendosur në rajonin Irkutsk në lumin Angara është rezervuari i dytë më i madh në botë për nga vëllimi i ujit të ruajtur (169 m3). Është ndërtuar në vitet 1961 -1967. (një digë u ndërtua në 1961, rezervuari u mbush me ujë deri në 1967) si rezultat i ndërtimit të hidrocentralit Bratsk. I quajtur pas qytetit të Bratsk, qendra administrative e rajonit të Irkutsk, e ndërtuar në brigjet e tij. Rezervuari përdoret për të gjeneruar energji elektrike, në transportin detar dhe peshkim komercial, për rafting druri, furnizim me ujë dhe vaditje...

Rezervuari Rybinsk, me një sipërfaqe prej 4.6 mijë km 2, është pjesë e kompleksit hidroelektrik Rybinsk në lumin Vollga dhe degëve të tij Sheksna dhe Mologa në veri-perëndim të rajonit Yaroslavl, pjesërisht në rajonet Vologda dhe Tver. Ndërtimi filloi në vitin 1935 në vendin e një liqeni të lashtë akullnajor, ishte planifikuar që ai të ishte liqeni më i madh artificial në botë. Mbushja e tasit zgjati deri në vitin 1947, për të cilin u përmbytën gati 4 mijë km 2 pyje përreth dhe u zhvendos popullsia e 663 qyteteve dhe fshatrave (133 mijë banorë) rreth qytetit të Mologës. Rezervuari përdoret për funksionimin e kaskadës së hidrocentraleve të Vollgës, peshkimit dhe transportit...

Ndërtimi i rezervuarit të Volgogradit zgjati nga 1958 deri në 1961 ai u ngrit gjatë ndërtimit të digës së hidrocentralit të Volgogradit në lumin Vollga (territori i rajoneve të Saratovit dhe Volgogradit). Sipërfaqja e saj është 3,1 mijë km 2, qytete të tilla si Saratov, Engels, Marks, Kamyshin dhe Dubovka janë ndërtuar në brigjet e saj. Përdoret për prodhimin e energjisë elektrike, transportin e ujit, ujitjen dhe furnizimin me ujë...

Rezervuari Tsimlyansk u shfaq pas ndërtimit të një dige në lumin Don, qytetin e Tsimlyansk në rajonet Rostov dhe Volgograd (67% e zonës) në 1952. Mbushja e tij zgjati deri në vitin 1953, ndërtimi filloi në 1948. Sipërfaqja e tij është 2.7 mijë km 2, duket si një pellg me tre zgjatime për grykëderdhjet e lumenjve të tillë si Chir, Aksai Kurmoyarsky dhe Tsimla, dhe përveç tyre, këtu rrjedhin edhe 10 lumenj të tjerë. Përdoret për të siguruar lundrimin tranzit përgjatë Kanalit Volga-Don, ujitjen e tokave të thata ngjitur dhe funksionimin e hidrocentralit Tsimlyanskaya. Gjithashtu në bregun e rezervuarit, operon Termocentrali Bërthamor i Rostovit, dhe ka qytete portuale - Volgodonsk, Kalach-on-Don...

Ndërtimi i rezervuarit Zeya me një sipërfaqe prej 2.4 mijë km 2 zgjati nga 1974 deri në 1980. Ajo u ndërtua në lumin Zeya (Rajoni Amur i Federatës Ruse) si rezultat i ndërtimit të një dige. Për sa i përket vëllimit të ujit të ruajtur atje (68.4 km 3), ky është vendi i tretë pas rezervuarëve Bratsk (169 km 3) dhe Krasnoyarsk (73.3 km 3). Këtu kryhet peshkimi tregtar, funksionon hidrocentrali Zeya, dhe rezervuari gjithashtu rregullon rrjedhën e lumit Amur, i cili është subjekt i ndikimit të musoneve të Paqësorit ...

Rezervuari Vilyui ndodhet në lumin Vilyui (një degë e Lena), ai u shfaq si rezultat i ndërtimit të digës së Stacionit Hidroelektrik Vilyui në 1961-1967. Ndodhet në Yakutia në kufirin me rajonin Irkutsk, sipërfaqja e tij është 2.36 mijë km 2, përdoret për të rregulluar rrjedhën vjetore të lumit Vilyui, si një burim furnizimi me ujë, ujitje, për transportin detar dhe peshkim ...

Rezervuari Cheboksary në lumin Vollga (territori i Republikës Mari El, Republika Chuvash dhe Rajoni i Novgorodit) është pjesë e kaskadës Volga-Kama të hidrocentraleve. Zona është 2.1 mijë km 2, ajo u shfaq si rezultat i ndërtimit të digës së hidrocentralit Cheboksary, ndërtimi i së cilës u krye nga 1980 deri në 1982. Përdoret për prodhimin e energjisë, peshkimin, transportin me motor...

Rezervuari Kama u formua në lumin Kama në Territorin Perm të Federatës Ruse gjatë ndërtimit të Hidrocentralit Kama, i cili hyri në punë në 1954 pas ndërtimit të digës. Sipërfaqja e tij është 1.9 mijë km 2, dhe termocentrali i Qarkut Shtetëror të Permit ndodhet në brigjet e tij. Gjithashtu, në të ashtuquajturin Deti Kama, çdo vit mbahet regata e lundrimit Kama Cup - gara më e madhe sportive në rajonin e Permit...

Leksioni 9. Vëllimi i dobishëm i rezervuarit. Arsyetimi i thellësisë optimale të tërheqjes së rezervuarit.

9.1 Vëllimi i dobishëm i rezervuarit rregullues vjetor

Detyra kryesore e rezervuarit rregullues vjetor është të rrisë sasinë e energjisë dhe fuqisë së hidrocentralit gjatë periudhës me ujë të ulët të vitit për shkak të ujit të tepërt të mbajtur në rezervuar gjatë përmbytjeve. Çështja e parë që duhet të zgjidhet nga ne është çështja e ndarjes së të gjithë vëllimit të rezervuarit rregullues vjetor në dy pjesë - vëllime të dobishme dhe të vdekura. Duke pasur vëllimin e plotë të rezervuarit, është e nevojshme ta ndani atë në këto dy vëllime, d.m.th., të vendosni për çështjen e përcaktimit të thellësisë së tërheqjes së rezervuarit ose të vendosni shenjën ULV. Gjatë zgjidhjes së këtij problemi, do të supozojmë se dihet shenja FSL e rezervuarit dhe se rezervuari mund të mbushet gjithmonë gjatë një përmbytjeje, me përjashtim të rasteve shumë të rralla kur ndodhin kushte veçanërisht të pafavorshme hidrologjike. Ne nuk do t'i marrim parasysh këto raste tani për tani.

Detyra është të gjesh thellësinë maksimale të tërheqjes së rezervuarit në të cilin mund të merret efekti më i madh energjetik në hidrocentralin. Nëse pranonim që rezervuari mund të mbushet çdo vit, atëherë këtu mund të marrim parasysh periudhën e zbrazjes së rezervuarit veçmas. Zgjidhja e përgjithshme e problemit mund të merret si më poshtë.

Me rritjen e zbrazjes së rezervuarit, rritet edhe sasia e energjisë që merret nga përdorimi i rezervuarit. Kjo energji varet vetëm nga thellësia në të cilën do të kullohet rezervuari dhe praktikisht nuk varet nga kohëzgjatja gjatë së cilës zbrazet rezervuari, nga madhësia e rrjedhës së tranzitit ose nga faktorë të tjerë.

Prodhimi i një hidrocentrali në prani të një rezervuari mund të përfaqësohet si i përbërë nga dy pjesë: prodhimi i energjisë elektrike për shkak të rrjedhës transitore të lumit që rrjedh gjatë tërheqjes së rezervuarit, dhe gjenerimi për shkak të tërheqjes së rezervuarit.

E hidrocentrali =E NË +E TR (11-2)

Sasia e energjisë së tranzitit nga një hidrocentral varet, natyrisht, nga vëllimi i rrjedhës së tranzitit, d.m.th., nga madhësia e rrjedhave të ujit transit dhe kohëzgjatja e periudhës së zbrazjes së rezervuarit. Por kjo varet gjithashtu nga presioni, d.m.th., nga thellësia e tërheqjes së rezervuarit. Së fundi, varet nga mënyra e funksionimit të rezervuarit. Me tërheqje të shpejtë të rezervuarit në fillim të periudhës së ujit të ulët, siç tregohet, për shembull, në Fig. 1.1, pjesa më e madhe e rrjedhës së tranzitit kalon në një presion relativisht të ulët dhe për këtë arsye prodhon një efekt të vogël energjie. Drenazhimi është kryesisht në fund të sezonit me ujë të ulët, i paraqitur në Fig. 1.2, ju lejon të kaloni pothuajse të gjithë rrjedhën e tranzitit me presion të lartë dhe, për rrjedhojë, të merrni më shumë energji nga hidrocentrali.

Oriz. 1.1 Fig. 1.2

Na tregoni karakteristikat hidrologjike të sezonit me ujë të ulët, gjatë të cilit rezervuari zbrazet. Duke vendosur një mënyrë të thjeshtë të kushtëzuar të funksionimit të një hidrocentrali (për shembull, kur rregulloni shkallën e rrjedhës së ujit të kaluar nëpër turbinat e një hidrocentrali në një vlerë konstante), ne mund të përcaktojmë sasinë e energjisë që energjia hidroelektrike stacioni prodhon në nivele të ndryshme funksionimi deri në fund të sezonit me ujë të ulët. Rezultatet e llogaritjeve të tilla mund të paraqiten grafikisht në formën e një kurbë të varësisë së energjisë së tranzitit të një hidrocentrali nga thellësia e tërheqjes së rezervuarit, e paraqitur në Fig. 2

Karakteristikat energjetike të rezervuarit janë paraqitur në të njëjtin grafik. Sa më i thellë të kullohet rezervuari, d.m.th., sa më i madh të supozohet se është vëllimi i tij i dobishëm, aq më e madhe është sasia e energjisë që merret nga rezervuari dhe aq më pak energji tranzite bëhet. Ulja e energjisë së tranzitit shpjegohet me një ulje të presionit ndërsa zvogëlimi i rezervuarit thellohet. Duke përmbledhur energjinë e rezervuarit dhe energjinë transitore për thellësi të ndryshme të tërheqjes, marrim vlerën totale të energjisë së hidrocentralit për të gjithë periudhën e zbrazjes së rezervuarit. Është e qartë se për kushtet e dhëna hidrologjike dhe për regjimin rregullues të miratuar, thellësia e tërheqjes së rezervuarit në të cilën hidrocentrali prodhon sasinë më të madhe të energjisë rezulton të jetë më fitimprurëse. Thellimi i mëtejshëm i tërheqjes së rezervuarit, megjithëse do të rriste vëllimin e tij të dobishëm dhe rrjedhën e rregulluar të përdorur nga hidrocentrali, presioni do të ulej aq shumë sa që sasia totale e energjisë së prodhuar nga hidrocentrali nuk do të rritej, por zvogëlohet.

Nëse karakteristikat e rrjedhës së tranzitit ndryshojnë gjatë zbrazjes së rezervuarit, atëherë kurba e varësisë së energjisë transitore nga thellësia e kullimit të rezervuarit do të marrë një formë tjetër dhe do të marrë një pozicion të ndryshëm në grafik. Në Fig. Në figurën 2, vija me pika tregon një kurbë të tillë të përftuar me një fluks tranziti të reduktuar, dhe kurba e energjisë totale të hidrocentralit për këtë rast. Nga grafiku i mësipërm shihet se në këtë rast rritet vlera më e favorshme e vëllimit të dobishëm të rezervuarit. Kjo shpjegohet shumë lehtë me faktin se me një ulje të fluksit transit, energjia e rezervuarit përbën një pjesë të madhe të energjisë totale të hidrocentralit. Le të theksojmë këtu se një ndryshim në madhësinë e rrjedhës transitore mund të ndodhë edhe nëse karakteristikat hidrologjike mbeten të pandryshuara, por me një ndryshim në kohëzgjatjen e zbrazjes së rezervuarit.

Nëse ne, pa ndryshuar vëllimin dhe shpërndarjen e fluksit tranzit, adoptonim një regjim rregullues të ndryshëm, atëherë forma e kurbës së varësisë së energjisë tranzitore nga thellësia e tërheqjes maksimale të rezervuarit deri në fund të sezonit me ujë të ulët. do të ndryshonte. Në të njëjtën kohë, do të ndryshonte edhe forma e kurbës totale të energjisë totale të hidrocentralit. Rrjedhimisht, do të kishim marrë një notë tjetër për tërheqjen më fitimprurëse të rezervuarit. Nëse regjimi i kontrollit ndryshon ndjeshëm gjatë zbrazjes së rezervuarit, ndryshimi në thellësinë më të favorshme të tërheqjes së rezervuarit mund të jetë gjithashtu i rëndësishëm. Nga Fig. 1.1 dhe 1.2 rrjedh se kur rezervuari zbrazet herët, tërheqja e tij e thellë është më pak fitimprurëse sesa kur zbrazet vonë.

Ndikimi i kushteve të ndryshme në pozicionin e thellësisë më të favorshme të tërheqjes së një rezervuari, i cili ka një karakteristikë të caktuar më vete, u diskutua më lart. Por duke krahasuar rezervuarët e ndryshëm me njëri-tjetrin, nuk është e vështirë të shihet se thellësia maksimale e tërheqjes së tyre, në të njëjtat kushte të tjera, varet nga lloji i karakteristikave të tyre - vëllimore dhe energjike. Për shembull në Fig. Figura 3 paraqet karakteristikat vëllimore të dy rezervuarëve që kanë të njëjtin vëllim total në të njëjtën lartësi FSL. Nga ky grafik është e qartë se në thellësinë e tërheqjes së treguar në vizatim, vëllimi i dobishëm i rezervuarit është A përbën pjesën më të madhe të vëllimit të tij të përgjithshëm. Për rezervuar B në të njëjtën thellësi të tërheqjes, vëllimi i dobishëm është vetëm një pjesë e vogël e të gjithë vëllimit të përgjithshëm të rezervuarit. Thellimi i mëtejshëm i tërheqjes rrit ndjeshëm vëllimin e tij të dobishëm dhe, për rrjedhojë, jep një efekt të madh energjie, ndërsa për rezervuarin A thellimi i tërheqjes vetëm shumë pak rrit rrjedhën e rregulluar të ujit.

Për një skemë të përzier të devijimit të digave, llogaritjet e ujit-energjisë për të përcaktuar thellësinë më të favorshme të tërheqjes së rezervuarit kryhen në të njëjtën mënyrë si për një skemë dige. Këto përllogaritje, natyrisht, duhet të marrin parasysh të gjithë kokën, si atë të krijuar nga diga ashtu edhe atë të krijuar nga devijimi. Është e qartë se në skemën e devijimit të digës, vëllimi i dobishëm i rezervuarit përbën një pjesë dukshëm më të madhe të vëllimit të tij total, dhe vëllimi i vdekur është shumë më i vogël se në skemën e digës. Vëllimi i vdekur mund të jetë i papërfillshëm.

Nga gjithë sa u tha më sipër, le të ndalemi në një pikë shumë të rëndësishme. Për një rezervuar të caktuar, thellësia më e favorshme e tërheqjes varet shumë nga vëllimi i rrjedhës së tranzitit. Por në vite të ndryshme hidrologjike, vëllimi i prurjeve tranzit gjatë sezonit me ujë të ulët, kur rezervuari zbrazet, nuk është i njëjtë. Rrjedhimisht, thellësia e tërheqjes së rezervuarit duhet të jetë gjithashtu e ndryshme në vite të ndryshme hidrologjike.

Nëse do të kishim mundësinë të merrnim një parashikim mjaft të besueshëm të regjimit të rrjedhës natyrore të lumit për sezonin e ardhshëm me ujë të ulët, atëherë një përcaktim paraprak i thellësisë më të favorshme të tërheqjes së rezervuarit në çdo vit individual nuk do të paraqiste ndonjë vështirësi thelbësore. Megjithatë, në mungesë të një parashikimi paraprak të rrjedhës së lumit, bëhet e pamundur. Por nëse është e pamundur që pothuajse çdo vit të vendosë thellësinë e tij të veçantë më të favorshme të tërheqjes së rezervuarit, atëherë kjo do të thotë që duhet të përcaktohet një thellësi e tërheqjes maksimale të rezervuarit, identike për të gjitha vitet, pavarësisht nga ndryshimi në karakteristikat hidrologjike në të gjithë. këto vite.

Me rëndësi të veçantë është përdorimi i një rezervuari rregullues vjetor për të rritur energjinë dhe fuqinë e hidrocentraleve gjatë zbrazjes së rezervuarit në vitet me ujë të ulët. Prandaj, përcaktimi i thellësisë maksimale të tërheqjes së një rezervuari duhet të kryhet me një vëllim të vogël të rrjedhës tranzite. Në këtë rast, ne marrim, siç mund të shihet nga Fig. 2, një thellësi më e madhe e tërheqjes maksimale të rezervuarit, të cilën do ta konsiderojmë të njëjtë për të gjitha vitet hidrologjike. Me këtë zgjidhje të problemit, në vitet me ujë të lartë, sasia e energjisë së prodhuar nga një hidrocentral mund të rezultojë pak më e vogël se maksimumi i mundshëm. Por, siç do të shohim më vonë, energjia e humbur në këtë mënyrë mund të kompensohet nëse jo plotësisht, atëherë pjesërisht nëse zbatojmë regjime të ndryshme rregullatore në vite të ndryshme hidrologjike. Në të vërtetë, në vitet me ujë të lartë, nuk ka nevojë të zbrazni shpejt rezervuarin në fillim të sezonit me ujë të ulët, si në vitet me ujë të ulët, pasi sasia e madhe e rrjedhës së tranzitit lejon që hidrocentrali të funksionojë me fuqia e nevojshme për sistemin energjetik, jo më pak se ajo e garantuar, duke marrë vetëm një sasi relativisht të vogël uji. Në fund të sezonit me ujë të ulët, kur vetëm një pjesë e vogël e rrjedhës së tranzitit mbetet e pashfrytëzuar, tërheqja e rezervuarit mund të sillet shpejt në një nivel maksimal konstant, si rezultat i të cilit do të merret energji shtesë.

Edhe pse kemi arritur në përfundimin se thellësia maksimale e punës duhet të përcaktohet në bazë të një viti me ujë të ulët, ky përfundim nuk mund të konsiderohet ende i plotë, pasi ne ende duhet të vendosim se cili vit duhet të zgjidhet nga ato me ujë të ulët si. viti i projektimit. Zgjedhja e vitit llogaritës, natyrisht, nuk mund të bëhet në mënyrë arbitrare, pasi viti llogaritës duhet të plotësojë disa kushte, d.m.th., kushtet për përdorimin më të mirë të hidrocentraleve në sistemin energjetik. Nga dy kërkesat kryesore të vendosura nga sistemi energjetik ndaj hidrocentraleve, në këtë rast rëndësia më e madhe është e para - arritja e sigurisë më të madhe në funksionimin e sistemit energjetik. Metodat për plotësimin e kërkesës së dytë bazë të sistemit energjetik - sasia më e madhe e energjisë së prodhuar nga hidrocentralet - do të diskutohen më tej.

Duke marrë si kusht fillestar për përcaktimin e thellësisë maksimale më të favorshme të tërheqjes së rezervuarit arritjen e sigurisë më të madhe në funksionimin e sistemit energjetik, zgjidhim në të njëjtën kohë çështjen e regjimit të zbrazjes së rezervuarit, të cilin e kemi pranuar më parë si kushtëzuar. Meqenëse siguria më e madhe, siç kemi vendosur më parë, arrihet kur hidrocentrali funksionon sipas një plani të garantuar të energjisë, rrjedh që regjimi rregullues gjatë zbrazjes së rezervuarit duhet të korrespondojë me funksionimin e hidrocentralit sipas këtij plani. .

Nëse dihet përbërja e sistemit ekzistues energjetik, atëherë mund të ndërtohet gjithmonë një plan i garantuar i fuqisë mesatare ditore të një hidrocentrali. Duke pasur një karakteristikë mjaft të plotë hidrologjike të lumit, mund të llogarisim rregullimin për një seri të gjatë vitesh kur hidrocentrali funksionon sipas një plani të garantuar të fuqisë mesatare ditore. Si rezultat i kësaj llogaritjeje, do të merret një grafik i ndryshimeve të nivelit të ujit në rezervuar gjatë gjithë këtyre viteve. Në Fig. Figura 4 tregon kthesat e kombinuara të ndryshimeve të nivelit të ujit në rezervuar gjatë disa viteve, dhe këtu theksohen vetëm ato pjesë të kurbave që janë me interes për ne në këtë rast, d.m.th., ato që lidhen me kohën e zbrazjes së rezervuarit.

Sa më i cekët të jetë viti, aq më e madhe është sasia e ujit që duhet të merret nga rezervuari për të marrë energji të garantuar në hidrocentralin. Prandaj, sa më i cekët të jetë viti, aq më i thellë kullohet rezervuari. Megjithatë, në vitet veçanërisht me ujë të ulët, asnjë tërheqje e thellë e rezervuarit nuk do të bëjë të mundur që hidrocentrali të funksionojë sipas një plani të garantuar gjatë gjithë periudhës së zbrazjes së rezervuarit për shkak të një rënie të ndjeshme të presionit gjatë tërheqjes së thellë. Kurba e ndryshimeve të nivelit të ujit në rezervuar për një rast të tillë është paraqitur në Fig. 4 vijë me pika. Natyrisht, në vite të tilla veçanërisht me pak ujë, ndërprerjet në funksionimin normal të sistemit energjetik nuk mund të shmangen. Prandaj, ne i përjashtojmë të gjitha këto vite nga shqyrtimi i mëtejshëm.

Nga vitet e mbetura, do të marrim vitin me më pak ujë, në të cilin thellësia e tërheqjes së rezervuarit është më e madhe. Nëse do të kishim shfrytëzuar më pak rezervuarin këtë vit, hidrocentrali nuk do të mund të funksiononte sipas orarit të garantuar për shkak të mungesës së ujit. Një tërheqje më e thellë e rezervuarit këtë vit nuk kërkohet për të marrë kapacitet të garantuar dhe nuk mund të sigurojë energji shtesë, pasi funksionimi i një hidrocentrali me një kapacitet mesatar ditor më të madh se ai i garantuar do të çonte në zbrazje të parakohshme të rezervuarit dhe një ulje e tepruar e presionit të hidrocentralit. Kështu, arrijmë në përfundimin se thellësia e tërheqjes që kemi marrë është kufiri në të cilin rezervuari rregullues vjetor mund të zbrazet çdo vit. Ajo pjesë e vëllimit të përgjithshëm të rezervuarit, e cila gjendet midis pikës maksimale të tërheqjes dhe shenjës së NPL, përfaqëson vëllimin e dobishëm të rezervuarit.

Gjatë përcaktimit të thellësisë maksimale të tërheqjes së rezervuarit duke përdorur metodën e përshkruar më sipër, ne morëm si kusht fillestar orarin e garantuar të fuqisë mesatare ditore të hidrocentralit. Por duke qenë se një hidrocentral, i cili ka një rezervuar rregullimi vjetor, kryen njëkohësisht rregullimin ditor, atëherë gjatë orëve të ngarkesës maksimale ditore të sistemit energjetik duhet të zhvillojë një fuqi më të madhe se mesatarja ditore. Me tërheqje të thellë të rezervuarit dhe një ulje të ndjeshme të presionit, fuqia e disponueshme e hidrocentralit mund të jetë e barabartë ose edhe më e madhe se fuqia mesatare ditore e garantuar. Në raste të tilla, pavarësisht se hidrocentrali mund të funksionojë sipas orarit mesatar të garantuar të energjisë ditor, përsëri ndodh një ndërprerje e funksionimit normal të sistemit energjetik. Rrjedhimisht, në këtë rast, vlera maksimale e tërheqjes për rezervuarin e rregullimit vjetor, deri në të cilën duhet të zbrazet çdo vit, duhet të jetë mbi atë që kemi përcaktuar më parë. Bazuar në planin vjetor të fuqisë maksimale të garantuar të një hidrocentrali dhe karakteristikave të turbinave të instaluara në të, nuk është e vështirë të përcaktohet se çfarë presioni minimal duhet të ketë dhe, për rrjedhojë, çfarë niveli uji në rezervuar duhet të jetë. mbahet në çdo datë kalendarike gjatë gjithë kohës që rezervuari po zbrazet. Varësia e nivelit minimal të kërkuar të ujit në rezervuar nga koha është paraqitur në Fig. 5. I njëjti grafik tregon një kurbë të varësisë së nivelit të ujit në rezervuar nga koha kur hidrocentrali funksionon sipas orarit të garantuar të fuqisë mesatare ditore. Nga të gjitha kthesat e tilla në Fig. 5 tregon vetëm dy. Njëra prej tyre, e paraqitur si një vijë e fortë, është marrë në një vit hidrologjik kur tërheqja e rezervuarit deri në fund të sezonit të ulët të ujit përkon saktësisht, siç shihet nga grafiku, f. tërheqja e lejueshme me kusht që të fitohet fuqia maksimale e kërkuar në hidrocentralin. Kjo thellësi e tërheqjes së rezervuarit duhet të konsiderohet si ajo kufizuese, d.m.th. si ajo në të cilën rezervuari zbrazet çdo vit. Në të njëjtin vizatim , vija me pika tregon lakoren e varësisë së nivelit të ujit në rezervuar në kohë, e cila ishte miratuar më parë për të përcaktuar thellësinë e funksionimit bazuar në fuqinë mesatare ditore.

Ngarkesa më e madhe në sistemin energjetik, kur një hidrocentrali kërkohet të marrë pjesë në bilancin e fuqisë me të gjithë kapacitetin e tij të zhvendosjes totale, në shumicën e rasteve nuk përkon në kohë me zbrazjen më të madhe të rezervuarit. Ngarkesa vjetore e pikut të sistemit energjetik zakonisht ndodh në fund të dhjetorit dhe fillimit të janarit, dhe zbrazja e plotë e rezervuarit ndodh në fund të sezonit të ulët të ujit, pra në pranverë, para fillimit të përmbytjes. Në këtë drejtim, gjatë tërheqjes më të thellë të rezervuarit, fuqia maksimale e garantuar është pak më e vogël se maksimumi. Kjo bën të mundur rritjen e shfrytëzimit të rezervuarëve deri në fund të sezonit me ujë të ulët. Një rast i tillë është paraqitur në Fig. 5.

Për hidrocentralet me presion të ulët, në të cilat presioni dhe fuqia e disponueshme e hidrocentralit varen nga luhatjet e nivelit të ujit në rrjedhën e poshtme, kur përcaktohet thellësia maksimale e tërheqjes së rezervuarit, natyra e paqëndrueshme e lëvizjes së ujit në rrjedhën e poshtme. të hidrocentralit gjatë rregullimit ditor duhet të merren parasysh. Një rritje e madhe, por afatshkurtër e ngarkesës së një hidrocentrali nuk ka një efekt të rëndësishëm në madhësinë e presionit dhe, rrjedhimisht, në fuqinë e disponueshme të hidrocentralit. Prandaj, për hidrocentralet me presion të ulët, mënyra e funksionimit të pikut të fuqisë dhe rregullimi i frekuencës në sistemin energjetik duket të jetë më i favorshëm, pasi ato bëjnë të mundur rritjen e lehtë të vëllimit të dobishëm të rezervuarit rregullues vjetor të përdorur nga hidrocentrale të tillë, dhe në të njëjtën kohë sasia e energjisë së prodhuar nga hidrocentrali.

Nëse kapaciteti i zhvendosjes së një hidrocentrali përfshin fuqinë rezervë, në veçanti, nëse një rezervë ngarkese e sistemit energjetik është instaluar në hidrocentralin, atëherë vlera e tij, natyrisht, duhet të merret parasysh kur përcaktohet thellësia e funksionimit të rezervuari rregullues vjetor, i cili lejohet me kusht që të merret fuqia maksimale e kërkuar në hidrocentralin.

Kufizimet në thellësinë e tërheqjes së një rezervuari rregullues vjetor mund të shkaktohen nga arsye të tjera nga ato të përmendura më sipër dhe që varen nga karakteristikat e turbinave të instaluara në hidrocentralin. Një nga këto arsye shtesë mund të jetë llumëzimi i rezervuarit me sediment, duke mbushur jo vetëm vëllimin e vdekur të përcaktuar nga kushtet e energjisë, por edhe një pjesë të vëllimit të dobishëm të rezervuarit. Një shembull tjetër i kufizimit të thellësisë së tërheqjes së një rezervuari mund të gjendet në skemat e devijimit të digave. Një rast i tillë është paraqitur në Fig. 6.

Nëse diga e një hidrocentrali të tillë është mjaft e lartë, atëherë rezervuari mund të ketë një vëllim shumë të madh të përdorshëm nëse vlera maksimale e tërheqjes përcaktohet në bazë të llogaritjeve të energjisë të përshkruara më sipër. Në këtë rast, tuneli i devijimit të presionit do të duhet të zërë pozicionin e lartësisë të treguar në vizatim nga vija me pika. Por atëherë, me një gjatësi të gjatë tuneli dhe një pjerrësi të madhe, presioni i brendshëm në pjesën e poshtme të tij në lidhjen me tubacionin e turbinës do të ishte jashtëzakonisht i madh në një kohë kur rezervuari mbushet në nivelin e ulët. Kjo do të kërkonte forcimin dhe rrjedhimisht rritjen e kostos së rreshtimit të tunelit, i cili mund të mos jetë ekonomikisht i qëndrueshëm. Për këtë arsye, për të ulur presionin e brendshëm në tunel, ai duhet të vendoset më lart, siç tregohet në vizatimin me vija të forta. Meqenëse ULV në rezervuar duhet të jetë më e lartë se hapjet e marrjes së ujit të devijimit, kjo çon në një ulje të vëllimit të dobishëm të rezervuarit.

Gjithashtu, kufizimet në thellësinë e tërheqjes së një rezervuari rregullues vjetor mund të shkaktohen nga kushtet e funksionimit të konsumatorëve të tjerë të ujit.

Së fundi, kur zgjidhni thellësinë e tërheqjes së rezervuarit, duhet të merren parasysh pajisjet që do të instalohen në hidrocentralin. Nuk ka asnjë turbinë që funksionon njësoj mirë në një presion prej 100 m dhe 50 m Në përgjithësi, raporti i presionit minimal me presionin maksimal të turbinës për turbinat RO është 0.6; për nëndetëset vertikale dhe PLD - 0,5; për horizontale PL-0.35. Kjo do të thotë që nëse ndani presionin minimal në thellësinë e zgjedhur të funksionimit me presionin maksimal të pajisjes së propozuar, duhet të merrni një numër jo më pak se ato të treguara. Për shembull, nëse presioni në një hidrocentral në një NPL është 110 m, atëherë kur instaloni një turbinë RO115, rezervuari duhet të aktivizohet në jo më të ulët se 46 m, (115 * 0.6 = 69 m), më pak mund të aktivizohet (dhe për turbinat me tehe të ngurtë, sa më të vogla të jenë luhatjet e presionit, aq më mirë), më shumë - jo.

9.2 Arsyetimi i thellësisë optimale të tërheqjes së rezervuarit

Më sipër, ne kemi konsideruar tashmë karakteristikën e energjisë ose kurbën e prodhimit të energjisë elektrike për periudhën e zbrazjes së rezervuarit, në varësi të thellësisë së kullimit të rezervuarit.

Për lehtësinë e perceptimit, energjia totale u përftua si shuma e dy komponentëve: energjia e rrjedhjes së tranzitit dhe energjia për shkak të tërheqjes së rezervuarit.

U vu re se vlera Esrab rritet në një kufi të caktuar h O , pas së cilës ulja e presionit nuk kompensohet me rritjen e prurjes së përdorur dhe zvogëlohet prodhimi i përgjithshëm.

Nëse rrjedha e tranzitit ndryshon gjatë periudhës së tërheqjes së rezervuarit, atëherë do të ndryshojë edhe pozicioni i kurbës. Kurba me pika korrespondon me një vlerë më të vogël gjatë funksionimit të rrjedhës së tranzitit. Një ulje e tillë mund të jetë pasojë e përmbajtjes më të ulët të ujit dhe një periudhe më të shkurtër të tërheqjes së rezervuarit. Lakorja e energjisë totale të hidrocentralit mori gjithashtu një pozicion të ri. Prodhimi maksimal në këtë rast korrespondon me një thellësi të ndryshme funksionimi h o1 .

Kurba e prodhimit total vjetor të energjisë elektrike të hidrocentraleve në Fig. 1 ka një karakter të ngjashëm. 7

Megjithatë, nga një krahasim i dy kurbave të përmendura është e qartë se prodhimi maksimal vjetor ndodh në një thellësi më të ulët të tërheqjes përfundimtare sesa prodhimi gjatë periudhës së zbrazjes së rezervuarit. Kjo për faktin se gjatë periudhës së mbushjes së rezervuarit, prodhimi zvogëlohet për shkak të uljes së presionit dhe rrjedhës.

Në Fig. Kurbat me 7 pika tregojnë prodhimin e hidrocentraleve, duke marrë parasysh prodhimin shtesë në hidrocentrale të tjera të kaskadës. Duke marrë parasysh efektin në stacionet bazë të kaskadës, thellësia e funksionimit që siguron prodhim maksimal është më e madhe.

Pra, çdo kombinim i kushteve fillestare (rrjedha e tranzitit, mënyra dhe kohëzgjatja e funksionimit, skema e kaskadës, etj.) korrespondon me thellësinë e funksionimit të rezervuarit të vet, në të cilin do të ndodhin vlerat maksimale të prodhimit vjetor të garantuar të energjisë elektrike të hidrocentralit. .

Megjithatë, kjo thellësi funksionimi nuk mund të pranohet përfundimisht si optimale. Analiza e grafikëve të paraqitur më sipër siguron vetëm zonën brenda së cilës duhet të kërkohet thellësia optimale e tërheqjes së rezervuarit. Për ta vërtetuar atë, përveç ndryshimeve në treguesit e energjisë, është e nevojshme të merren parasysh edhe pasoja të tjera të tërheqjes së rezervuarit.

Së bashku me një rritje të prodhimit, kapacitetit të siguruar dhe të instaluar, një rritje në vëllimin e dobishëm çon në një rritje të kostove. Kështu, një tërheqje më e thellë përfundimtare e rezervuarit shoqërohet me një thellësi më të madhe të marrjes së ujit dhe një rritje të kostos së portave dhe strukturave hidraulike. Rritja e kapacitetit të instaluar të hidrocentralit të projektuar shoqërohet gjithashtu me investime kapitale dhe kosto shtesë. . Këto janë kostot e zgjerimit të objektit të hidrocentralit, rritja e fuqisë totale të gjeneratorëve, pjesëve elektrike, pajisjeve të turbinave, etj.

Kostot shtesë për pajisjet e turbinave shkaktohen nga një rritje në diametrin e rrotave ose numri i turbinave. Të dyja masat përdoren për të rritur fuqinë e instaluar dhe për të kompensuar uljen e fuqisë së disponueshme të turbinave kur presioni i projektimit zvogëlohet për shkak të tërheqjes më të thellë të rezervuarit. Me një skemë kaskade për përdorimin e një rrjedhe uji, një rritje në vëllimin e dobishëm të rezervuarit të hidrocentralit të projektuar mund të çojë në mundësinë e rritjes së kapacitetit të instaluar në hidrocentralet më të ulëta të kaskadës. Kjo gjithashtu përfshin investime kapitale dhe kosto shtesë.

Së fundi, me përdorimin e integruar të një rrjedhe ujore, mund të kërkohen investime kapitale dhe kosto shtesë për aktivitetet përkatëse. Kështu, investimet kapitale shtesë të shkaktuara nga një rritje në thellësinë e tërheqjes së rezervuarit kur kalojnë nga një opsion në tjetrin përfaqësojnë shumën

Kostot shtesë dhe kostot e reduktuara përcaktohen në mënyrë të ngjashme. Të gjithë treguesit ekonomikë përdoren në llogaritjet duke marrë parasysh faktorin kohë. Prandaj, për versionin e hidrocentralit të projektuar, llogariten opsionet e zëvendësimit, për të cilat ndryshimet në investimet kapitale, kostot dhe shpenzimet përcaktohen gjithashtu gjatë kalimit vijues nga opsioni i mëparshëm në atë të ardhshëm.

Në përgjithësi, kostot për opsionet e zëvendësuara ose ndryshimet e tyre zëvendësimi A3 përfaqëson shumën e kostove (ose rritjeve) për termocentralet e zëvendësuara, karburantin dhe aktivitetet e ndërlidhura.

Shenja minus në termin e dytë mund të ndodhë kur kaloni midis opsioneve në zonë nga /g 0G od në ha (Fig. 7), pra kur, me rritjen e thellësisë së funksionimit, fuqia vazhdon të rritet dhe prodhimi vjetor tashmë ka filluar të ulet.

Sidoqoftë, duhet të kihet parasysh se një ulje e prodhimit nuk është gjithmonë identike me një ulje të ekonomisë së karburantit. Fakti është se ekonomia specifike e karburantit b w në stinë të ndryshme të vitit është e ndryshme, veçanërisht, në dimër, është më e lartë se në periudhën pranverë-verë. Prandaj, me një rritje të prodhimit gjatë periudhës së tërheqjes së rezervuarëve (në dimër) dhe një ulje të tij gjatë periudhës së mbushjes së rezervuarëve, megjithë uljen e përgjithshme të prodhimit vjetor, ekonomia totale e karburantit mund të mos ulet, por të rritet. Për të vlerësuar saktë këtë komponent të kostove, është padyshim e nevojshme të kryhen llogaritjet për të përcaktuar kursimet e karburantit veçmas sipas sezonit.

Të gjithë treguesit për opsionet e zëvendësuara duhet të përcaktohen sipas efektit të plotë në hidrocentralin e projektuar dhe hidrocentralet e tjera të kaskadës, duke marrë parasysh kohët e ndryshme të marrjes dhe përdorimit të tij.

Arsyeja për thellësinë optimale të tërheqjes së rezervuarit bëhet sipas një prej kushteve të mëposhtme:

sipas barazisë së rritjes së kostos kur thellësia e funksionimit ndryshon me vlerën Δh

sipas barazisë së periudhës së shlyerjes për investime kapitale shtesë të një vlere standarde me një rritje të kohës së funksionimit me Δh

Gjatë projektimit të strukturave hidraulike me rezervuarë të rregullimit afatgjatë, është e nevojshme të kryhen gjithashtu llogaritjet për të përcaktuar kohën e mbushjes fillestare të tij dhe regjimin që stacioni hidroelektrik të arrijë prodhimin e tij të energjisë të projektuar.

Historia e ndërtimit të rezervuarit

Rezervuarët janë rezervuarë artificialë të krijuar për akumulimin dhe përdorimin e mëvonshëm të ujit dhe rregullimit të rrjedhës. Rezervuarët e parë u shfaqën në Tokë më shumë se 4 mijë vjet më parë. Ato u ndërtuan për ujitje dhe kontrollin e përmbytjeve në Egjiptin e Lashtë, Mesopotami dhe Kinë. Pak më vonë, filloi ndërtimi i rezervuarëve në Indi, Siri, Iran dhe Egjipt. Për shembull, diga Carnalbo u ndërtua mbi lumë. Albarregas në Spanjë në shekullin II. BC, dhe rezervuari që rezulton me një vëllim prej 10 milion m 3 ekziston ende. Dhe rezervuari më i vjetër në Tokë është rezervuari Sadd el-Kafara me digën, i krijuar në Egjiptin e lashtë në 2950-2750. para Krishtit. Ka dëshmi të ndërtimit të rezervuarëve nga Aztecs, Mayans dhe Incas në Amerikën parakolumbiane. Fatkeqësisht, shumica e tyre u shkatërruan nga pushtuesit spanjollë në shekujt 15-16.

Në shekujt III-IX dhe veçanërisht në shekujt XII-XIII. Në Evropë, ndërtimi i digave të mullirit me pellgje të vogla rezervuarësh u përhap gjerësisht. Në shekujt 18-19, gjatë epokës së revolucionit industrial, u krijuan rezervuarë të vegjël në ndërmarrjet e minierave, përpunimin e metaleve dhe sharrave, fabrikat e tjerrjes dhe thurjes, si dhe për furnizimin me ujë.

Pavarësisht historisë mijëravjeçare të ndërtimit, rezervuarët me të drejtë mund të quhen një krijim i shekullit tonë. Vëllimi i përgjithshëm i të gjithë rezervuarëve në planet që ekzistonin në fund të shekullit të 19-të ishte vetëm 15 km 3. Tani ka vetëm një rezervuar Bratsk në lumë. Angare ka një vëllim prej 169 km 3, që është më shumë se 11 herë vëllimi i të gjithë rezervuarëve të planetit që ekzistonin në fund të dy shekujve.

Sipas A. B. Avakyan, krijimi i rezervuarëve është bërë i përhapur dhe i përhapur gjatë 50 viteve të fundit, kur numri i tyre në glob është rritur katërfish, dhe vëllimi i përgjithshëm është rritur dhjetëfish, duke përfshirë në vende dhe - 35 herë - 60 herë dhe Azi. – 90 herë. Gjatë kësaj periudhe u ndërtuan të gjithë rezervuarët më të mëdhenj në planetin tonë.

Vendndodhja dhe dimensionet e rezervuarëve.

Tani më shumë se 60 mijë rezervuarë janë në funksionim në botë dhe disa qindra të rinj shfaqen çdo vit vëllimi i tyre i përgjithshëm tejkalon 6.6 mijë km 3, dhe sipërfaqja e sipërfaqes së ujit është më shumë se 400 mijë km 2, dhe duke marrë parasysh. llogaria e liqeneve me diga - 600 mijë km 2. Për krahasim, kjo është zona e pesëmbëdhjetë deteve Azov.

Çdo vit hyjnë në punë nga 300 deri në 500 rezervuarë të rinj. Shumë lumenj të mëdhenj të planetit - Vollga, Angara, Misuri, Kolorado, Parana, Tenesi, etj. - janë kthyer në kaskada rezervuarësh. Dhe sipas parashikimeve të shkencëtarëve, në 30-50 vjet, 2/3 e sistemeve të lumenjve të Tokës do të rregullohen nga rezervuarë.

Disa liqene (Baikal, Onega, Victoria, Winnipeg, Ontario etj.) janë kthyer në rezervuarë duke ngritur nivelin me ndihmën e digave të ndërtuara pranë burimeve të lumenjve që rrjedhin prej tyre.

Rezervuarët janë të disponueshëm në të gjitha kontinentet (përveç Antarktidës), në të gjitha vendet, në të gjitha zonat gjeografike (përveç Arktikut), në të gjitha zonat e lartësisë, deri në rrëzë të akullnajave malore. Megjithatë, për shkak të diversitetit të kushteve natyrore dhe socio-ekonomike, ato shpërndahen në mënyrë shumë të pabarabartë në të gjithë globin dhe brenda shumicës së shteteve.

Ka më shumë se 3 mijë rezervuarë kryesisht të vegjël në Evropë. Vetëm në pjesën evropiane të Rusisë, Finlandës, Norvegjisë, Spanjës dhe Greqisë ka rezervuarë me një vëllim prej më shumë se disa kilometra kub. Në Amerikën e Veriut (Kanada, SHBA, Meksikë) ka mbi 3000 rezervuarë, dhe në Amerikën e Jugut nuk ka më shumë se 500. Në Azi, Afrikë dhe Australi ka rreth 3.700 rezervuarë, më të mëdhenjtë prej të cilëve janë në Rusi, Egjipt, Gana. , Kina, Rodezia, Iraku etj.

Rezervuarët kanë transformuar ndjeshëm peizazhin e shumë pellgjeve lumore. Krijimi i tyre ndryshoi jo vetëm pamjen e vetë lumenjve, por edhe natyrën e territoreve përreth në një sipërfaqe totale prej 1.5 milion km 2, e cila është e barabartë me sipërfaqen totale të vendeve të tilla evropiane si Franca, Spanja, Britania e Madhe dhe Gjermania.

Edhe pse rezervuarët krijohen dhe operohen nga njeriu, ato zhvillohen sipas ligjeve të natyrës, ndikojnë në të, janë të lidhur pazgjidhshmërisht me të dhe tashmë janë pjesë përbërëse e saj.

Qëllimi kryesor i krijimit të rezervuarëve është rregullimi i rrjedhës së lumenjve. Ato janë ndërtuar kryesisht për energji, vaditje, transport ujor, furnizim me ujë, rafting me lëndë druri, peshkim, qëllime rekreative dhe kontrollin e përmbytjeve. Për ta bërë këtë, rezervuarët grumbullojnë rrjedhje gjatë disa periudhave të vitit dhe lëshojnë ujin e akumuluar gjatë të tjerave.

Ndër treguesit që karakterizojnë madhësinë e rezervuarëve, më të rëndësishmit janë vëllimi dhe sipërfaqja e sipërfaqes së ujit, pasi janë këto parametra që përcaktojnë kryesisht ndikimin në mjedis. Sipërfaqja, vëllimi dhe thellësia e rezervuarëve ndryshojnë shumë. Zona ndryshon nga 1-2 km 2 në 5,740 km 2 (Bratskoe) dhe 8,480 km 2 (Volta), vëllimi - nga 1 milion m 3 në 169,3 miliardë m 3 (Bratskoe) dhe 204,8 miliardë m 3 (Victoria). - nga disa deri në 300 m ose më shumë: Vayont (262 m) në Itali, Grand Dixance (284 m), Zvicër, Nurek (300 m) dhe Rogun (306 m) në Taxhikistan.

Bazuar në madhësinë e zonës së rezervuarit, ato klasifikohen në më të mëdhenjtë (me një sipërfaqe uji më shumë se 5000 km2), shumë të mëdha (5000-500 km2), të mëdha (5000-100 km2), të mesme (100 -20 km2), të vogla (20-2 km 2) dhe të vogla me sipërfaqe ujore më pak se 2 km 2. Rezervuarët shumë të vegjël të krijuar në pjesë të vogla të rrjetit hidrografik quhen pellgje, kurse në gërmimet dheu - gërmime.

Rezervuarët më të mëdhenj (duke përjashtuar liqenet e rezervuarëve) janë rezervuarët gjigantë: Volta, Bratsk Kariba dhe Nasser. Rezervuarët shumë të mëdhenj përbëjnë rreth 1% të të gjithë rezervuarëve, të mëdhenj - 5%, të mesëm - 15%, të vegjël - 35% dhe të vegjël - 44%. Siç mund ta shihni, pjesa më e madhe e rezervuarëve artificialë përfaqësohen nga rezervuarë të vegjël dhe të vegjël.

Rezervuarët më të thellë, përveç atyre të përmendur më lart, përfshijnë Baruca (260 m) në Kosta Rika, Mika (235 m) në Kanada, Sayanskoye (220 m) në Rusi. Vëllimi më i madh i ujit ka gjigantë të tillë si rezervuari Bratsk (169 km 3), Kariba (160 km 3), Nasser (157 km 3), Volta (148 km 3), Guri (135 km 3), Krasnoyarsk dhe Wadi Tartar (73 km3 secila). Rezervuarët më të gjerë përfshijnë rezervuarët e mëposhtëm: Kuibyshevskoye (650 km), Bratskoye (565 km), Volgogradskoye (540 km) dhe Nasser (500 km).

Rezervuarët më të mëdhenj në botë.

Zonat e rezervuarëve dhe elementëve të tjerë morfometrikë ndryshojnë shumë kur niveli i ujit mbushet dhe çlirohet. Kështu, zonat e rezervuarëve Kuibyshev, Rybinsk dhe Tsimlyansk zvogëlohen me 1,5-2 herë me një ulje maksimale të niveleve në krahasim me nivelin më të lartë të projektimit, i cili, natyrisht, reflektohet në ndryshimet në regjimin e tyre hidrologjik, transformimin e brigjeve dhe fundi i pellgut.

Amplituda e luhatjeve të nivelit të ujit në rezervuarë të ndryshëm gjithashtu ndryshon shumë - nga disa dhjetëra centimetra për rezervuarët e ultësirës në shumë dhjetëra dhe më shumë se 100 m për rezervuarët malorë.

Forma e zonave ujore të rezervuarëve është jashtëzakonisht e larmishme. Mbizotërojnë rezervuarët e formës së zgjatur me vijë bregdetare pak a shumë dredha-dredha, por ka edhe shumë rezervuarë me trajta të thjeshta (të rrumbullakëta, vezake) dhe shumë komplekse (rrënjë, pirun, shumëfletë etj.).

Në vendet e CIS aktualisht ka mbi 4 mijë rezervuarë me një kapacitet prej më shumë se 1 milion m3. Vëllimi i përgjithshëm i tyre tejkalon 1200 km 3, sipërfaqja është 87 mijë km 2 (d.m.th., më e madhe se territori i Austrisë), dhe duke marrë parasysh liqenet e mbytur - 145 mijë km 2. Rezervuarët rusë përbëjnë rreth 15% të numrit të tyre të përgjithshëm në botë dhe 20% të sipërfaqes së tyre. Gjatësia e vijës bregdetare të rezervuarëve e kalon gjatësinë e vijës bregdetare të deteve që lajnë vendin tonë. 20 milionë njerëz jetojnë në brigjet e rezervuarëve.

Rezervuarët e parë të vegjël që ekzistojnë ende sot u ndërtuan në fund të shekullit të 17-të dhe në fillim të shekullit të 18-të në Karelia, në rajonin qendror dhe në Urale. Nga gjysma e dytë e shekullit XIX. rezervuarë filluan të ndërtohen në Ukrainë, në shtetet baltike, në Turkmenistan, etj. Rezervuari i parë në Vollgë, Verkhnevolzhsky Beishlot, u krijua më shumë se 150 vjet më parë, në 1843. Më pas u ndërtua një digë në rrjedhën e sipërme të Vollgës , qëllimi i vetëm i të cilit ishte mbajtja e ujërave të burimeve dhe më pas lirimi i tyre gjatë verës për të rritur thellësitë e lundrueshme në Vollgën e Epërme deri në Rybinsk.

Krijimi dhe mbushja më intensive e rezervuarëve ndodhi në vitet e pasluftës: në 1955-1960, në 1965-1970. dhe në vitet 1975-1980. Në periudhën e parë, vëllimi i përgjithshëm i rezervuarëve u rrit me 218 km 3, në të dytën me 338 km 3 dhe në të tretën me 178 km 3 (Avakyan).

Shumica e rezervuarëve të mëdhenj dhe të mesëm kanë një qëllim kompleks, d.m.th. plotësojnë nevojat e disa sektorëve të ekonomisë kombëtare njëkohësisht (energji, ujitje, transport ujor, furnizim me ujë). Rezervuarët e vegjël shpesh krijohen për të zgjidhur një problem specifik - qoftë për qëllime energjetike, qoftë për qëllime ujitje, etj.

Rezervuarët shpërndahen në mënyrë të pabarabartë në të gjithë Rusinë. Pjesa e vëllimit të përgjithshëm (45%) dhe sipërfaqes së sipërfaqes së ujit (më shumë se 35%) e rezervuarëve në Siberinë Lindore dhe Lindjen e Largët është e madhe. Vëllime të mëdha uji gjenden në rezervuarët malorë të Azisë Qendrore (me një zonë relativisht të vogël), në ultësirat e Kazakistanit (në lumenjtë Irtysh dhe Ili) dhe në rezervuarët e kaskadës Vollga-Kama.

Në rajonet qendrore dhe veriore të pjesës evropiane të Rusisë, krijohen rezervuarë, si rregull, për transportin e energjisë dhe ujit; në Kaukazin e Veriut - për të zgjidhur problemet e energjisë dhe ujitjes; në rajonet e thata jugore - kryesisht për ujitje; në Siberi - për transportin e energjisë dhe ujit, dhe në Lindjen e Largët - gjithashtu për kontrollin e përmbytjeve.

Në përgjithësi, rezervuarët krijohen për të arritur qëllime të caktuara ekonomike dhe për t'u zhvilluar sipas ligjeve natyrore.

Rezervuarët, klasifikimi dhe karakteristikat e tyre

Informacion i përgjithshëm në lidhje me rregullimin e rrjedhjes. Llojet dhe llojet

Rregulloret

Rrjedha e ujit në lumenj në gjendjen e saj natyrore është jashtëzakonisht e ndryshueshme në varësi të shumë faktorëve, në radhë të parë nga natyra e të ushqyerit. Në disa lumenj me ujë kryesisht të ushqyer nga bora, prurja maksimale e ujit është dhjetëra e qindra herë më e madhe se prurja minimale. Gjatë një përmbytjeje ka rritje të madhe të rrjedhës së ujit, rritje të nivelit dhe rritje të ndjeshme të thellësive, të cilat janë krejtësisht të papërdorshme për lundrim. Gjatë periudhave të prurjeve të ulëta dhe niveleve të ulëta të ujit, thellësia ulet ndjeshëm, veçanërisht në pushkë, gjë që kufizon kapacitetin mbajtës të lumenjve për transportin e mallrave dhe udhëtarëve.

Rregullimi i rrjedhës lumenjtë janë krijuar për të ndryshuar regjimin natyror të rrjedhës së lumenjve me kalimin e kohës, për të reduktuar luhatjet në rrjedhën e ujit, për të bërë rrugët ujore më të thella gjatë gjithë periudhës së lundrimit dhe për të përmirësuar ndjeshëm përdorimin e burimeve ujore për sektorë të ndryshëm të ekonomisë: energjinë, transportin detar, rafting druri, furnizimi me ujë dhe bujqësia. Përveç kësaj, gjatë rregullimit të fluksit, zgjidhet problemi i parandalimit të përmbytjeve dhe mbrojtjes së tokës bujqësore dhe ndërtesave.

Për të rregulluar rrjedhën e një lumi, po ndërtohet një njësi strukturash hidraulike (njësi hidraulike), e cila (ndër strukturat e tjera) përfshin një ose më shumë diga. Mbi kompleksin hidroelektrik, nivelet e ujit ngrihen, formohet një rezervuar, i cili lejon grumbullimin e ujit "të tepërt" gjatë prurjeve të larta (gjatë përmbytjeve të borës dhe shiut). Gjatë periudhës së ujit të ulët, pjesa e lumit poshtë kompleksit hidroelektrik merr rrjedhje shtesë të ujit në krahasim me vlerat e tij natyrore (uji lëshohet nga rezervuari), dhe nivelet dhe thellësitë e ujit rriten. Kështu, ndodh shpërndarja e pabarabartë e rrjedhës së ujit me kalimin e kohës.

Për çdo rezervuar, duke kryer llogaritjet e menaxhimit të ujit, përcaktohen nivelet e mëposhtme karakteristike të ujit, me lartësi të vazhdueshme:

FPU - niveli i mbajtjes së detyruar;

NPU - niveli normal i mbajtjes;

UNS – niveli i përgjigjes së navigimit;

LLV - niveli i vëllimit të vdekur.

Niveli i mbajtjes së detyruar (FRL) është një nivel uji më i lartë se normali, i lejuar përkohësisht në rezervuar në kushte emergjente funksionimi të strukturave hidraulike (për shembull, gjatë kalimit të një përmbytjeje veçanërisht të lartë).

Niveli normal mbajtës (NRL) është niveli më i lartë i projektuar i ujit që ruhet në rezervuar në kushte normale të funksionimit të strukturave hidraulike (rezervuari mund të mbushet në këtë nivel gjatë një përmbytjeje normale).

Niveli i tërheqjes së lundrimit (NSL) është niveli më i ulët i ujit i lejuar në rezervuar gjatë periudhës së lundrimit, duke marrë parasysh nevojën për të ruajtur thellësitë e lundrueshme.

Niveli i vëllimit të vdekur (LDL) është niveli më i ulët i ujit në të cilin rezervuari mund të drenazhohet (tërheqet).

Diferenca në vëllimet e rezervuarit në NPU dhe UNS quhet të dobishme vëllimi.

Vëllimi i rezervuarit në ULV quhet i vdekur vëllimi. Vëllimi i vdekur i rezervuarit zgjidhet në mënyrë që të ketë një presion minimal të ujit që siguron funksionimin normal të turbinave të hidrocentralit. Në lumenjtë që bartin një sasi të madhe sedimenti, kur zgjidhni vlerën e vëllimit të vdekur, merret parasysh koha që duhet për ta mbushur atë me sediment gjatë funksionimit. Për më tepër, kur zgjidhni një njësi të trajtimit të ujit, merret parasysh nevoja për të siguruar funksionim të besueshëm të marrjeve të ujit që furnizojnë me ujë ndërmarrjet, vendbanimet dhe tokën bujqësore.

Kërkesat për rregullimin e rrjedhjeve nga konsumatorët janë të ndryshme dhe ndonjëherë kontradiktore. Për shembull, për qëllime të transportit ujor, konsumi më i lartë i ujit kërkohet në verë, kur ka një rrjedhje minimale natyrore të ujit në lumenj, në mënyrë që të rritet ndjeshëm thellësia për të siguruar lëvizjen e sigurt të mjeteve të rënda. Për energjinë, konsumi më i madh i ujit nevojitet në periudhën vjeshtë-dimër, kur nevoja për prodhimin e energjisë elektrike për vendet industriale rritet ndjeshëm. Përveç kësaj, interesat energjetike kërkojnë konsum të pabarabartë të ujit gjatë gjithë ditës dhe në ditët e javës për shkak të konsumit të pabarabartë të energjisë, dhe për transportin ujor është e dëshirueshme që të ketë konsum të vazhdueshëm të ujit dhe thellësi në mënyrë që të mos ketë vështirësi për lëvizjen e anijeve. .

Bujqësia kërkon një rritje të mprehtë të konsumit të ujit, kryesisht gjatë sezonit të shkurtër të rritjes për ujitjen e fushave dhe ujitjes së bimëve.

Prandaj, gjatë hartimit të masave për rregullimin e rrjedhës së lumenjve, është e nevojshme të merren parasysh interesat e të gjithë sektorëve të ekonomisë në mënyrë që të arrihet efekti më i madh ekonomik nga përdorimi i burimeve ujore.

Në varësi të kohëzgjatjes së periudhës së rishpërndarjes së rrjedhës dhe mënyrës së funksionimit të rezervuarit, dallohen llojet e mëposhtme të rregullimit të rrjedhës së lumit: shumëvjeçare, vjetore (sezonale), javore dhe ditore.

Shumëvjeçare rregullorja parashikon barazimin e fluksit për disa vite. Në të njëjtën kohë, në vitet me ujë të lartë mbushen rezervuarët dhe në vitet me ujë të ulët konsumohen kryesisht rezervat e krijuara ujore. Kështu, rregullimi afatgjatë barazon jo vetëm luhatjet brenda-vjetore, por edhe afatgjata. Ky lloj rregullimi i rrjedhës kontribuon në stabilitetin dhe rritjen e madhësisë së rrugës ujore me disponueshmëri të lartë.

Për të kryer rregullimin afatgjatë të rrjedhës, krijohen rezervuarë të mëdhenj për të grumbulluar vëllime të mëdha uji. Rezervuarë të tillë përfshijnë: Verkhne-Svirskoe në lumë. Svir, Rybinskoe në lumë. Volga, Tsimlyanskoe në lumë. Don, Bratskoe në lumë. Angara, Krasnoyarsk në lumë. Yenisei dhe të tjerët.

Më e thjeshta është vjetore rregullore që siguron barazimin e fluksit vetëm brenda një viti. Në këtë rast, rezervuari mbushet gjatë periudhës së përmbytjes, dhe gjatë periudhës së gjatë të mbetur, kur rrjedha natyrore e ujit zvogëlohet ndjeshëm, uji nga rezervuari konsumohet. Vëllimi i dobishëm i ujit në rezervuar zbrazet plotësisht nga fillimi i përmbytjes së ardhshme. Për të siguruar një rregullim të tillë të rrjedhës, është e nevojshme të krijohen rezervuarë më të vegjël sesa me rregullimin afatgjatë. Rregullimi vjetor i rrjedhës përmirëson gjithashtu kushtet e lundrimit, por me më pak siguri për dimensionet e rrugës ujore. Një lloj rregulloreje vjetore është sezonale rregullimi i rrjedhës, në të cilin lëshimi i rezervuarit për të rritur nivelet e ujit dhe për të rritur thellësitë nën kompleksin hidroelektrik kryhet vetëm gjatë periudhës më të vështirë me ujë të ulët për lundrim.

Domosdoshmëri ditore dhe javore Rregullimi i rrjedhës shpjegohet me konsumin e pabarabartë të energjisë elektrike nga ndërmarrjet industriale dhe zonat e banuara. Rregullimi ditor përcaktohet nga pabarazia e konsumit të energjisë gjatë gjithë ditës. Në mënyrë tipike, konsumi më i madh i energjisë së prodhuar nga hidrocentralet ndodh gjatë ditës, kur funksionojnë ndërmarrjet industriale, dhe veçanërisht në orët e mbrëmjes, kur ndërmarrjet janë duke funksionuar dhe rrjeti i ndriçimit të zonave të banuara është i ndezur. Konsumi më i ulët është gjatë natës, pasi në këtë kohë shumica e ndërmarrjeve nuk punojnë dhe ndriçimi është i fikur. Prandaj, për të siguruar një konsum të tillë të pabarabartë të energjisë elektrike, funksionon një numër përkatës i turbinave të hidrocentralit dhe, rrjedhimisht, ndodh konsumimi i pabarabartë i ujit nga rezervuari.

Rregullimi javor i rrjedhës përcaktohet nga pabarazia e konsumit të energjisë elektrike gjatë javës. Të shtunën dhe të dielën, kur shumë biznese janë të mbyllura, konsumi i energjisë është dukshëm më i vogël se në ditët e javës.

Me rregullimin ditor dhe javor të rrjedhës, si rezultat i ndryshimeve të shpeshta të prurjeve, luhatjet e nivelit të ujit ndodhin në pjesën e lumit poshtë rezervuarit, i cili mund të gjurmohet në disa dhjetëra kilometra. Kështu, rregullimi ditor dhe javor i rrjedhjeve është një karakteristikë karakteristike e përdorimit të energjisë së rrjedhjes dhe ndryshon nga llojet e tjera të rregullimit. Në këtë rast, nuk ka barazim të rrjedhës, por, përkundrazi, një rritje në pabarazinë e shpërndarjes së tij me kalimin e kohës.

Një rregullim i tillë i rrjedhës krijon vështirësi për lundrimin, pasi me uljen e niveleve, thellësia zvogëlohet, dizajni dhe pajisja e shtrateve bëhet më e ndërlikuar dhe ndonjëherë prishet orari i trafikut të anijeve.

Për të siguruar rregullimin ditor dhe javor të rrjedhës, nuk është e nevojshme të rritet kapaciteti i rezervuarit të rregullimit afatgjatë ose vjetor.

Sipas metodës së konsumit (kthimit) të ujit nga rezervuari, dallohen dy lloje rregullimi: me çlirim të vazhdueshëm dhe të ndryshueshëm të ujit. Në Fig. Figura 9.1 tregon disa raste të orarit të projektuar të kthimit për rregullimin vjetor: uniforme gjatë gjithë vitit (Fig. 9.1, a); uniformë me dy etapa gjatë periudhës së lundrimit dhe dimrit (Fig. 9.1, b); hap pas hapi me një shpejtësi maksimale të rrjedhës së prodhimit në periudhën e verës (me ujë të ulët) (Fig. 9.1, c).

Rasti i fundit i një plani kthimi hap pas hapi është tipik për rregullimin kompensues të transportit dhe energjisë. Për më tepër, gjatë periudhave të ulëta të ujit, kur ka konsum minimal të ujit të brendshëm, kthimi nga rezervuari është më i madh. Në dimër, vetëm rrjedha e garantuar e turbinës hidroelektrike furnizohet nga rezervuari, i cili gjeneron energji elektrike. Gjatë periudhës së përmbytjeve, prodhimi i rregulluar rritet vetëm për të mbuluar humbjet e ujit për shkak të avullimit.

Në të gjitha rastet, zona e hidrografit të shtëpisë w 1, e vendosur mbi grafikun e lëshimit, paraqet vëllimin e rezervuarit V B, dhe zonën w 2, i vendosur nën orarin e kthimit, por mbi hidrografin familjar - vëllimi i kthimit për të siguruar rrjedha të rregulluara të ujit Q Z. Në mënyrë që një kthim i tillë të jetë i mundur, pabarazia duhet të plotësohet w 1 ³ w 2, d.m.th. në mënyrë që deficiti i rrjedhjes gjatë periudhës verë-dimër të mos e kalojë rrjedhjen e tepërt gjatë periudhës së përmbytjeve të pranverës.

Rezervuarët, klasifikimi dhe karakteristikat e tyre

Bazuar në karakteristikat hidrografike, dallohen tre lloje të rezervuarëve: kanal, liqenore dhe të përziera.

Një rezervuar që formohet si rezultat i bllokimit të rrjedhës së një lumi me digë dhe përmbytjes së luginës së lumit quhet shtrati i lumit(Fig. 9.2, a). Rezervuarët e tillë zakonisht kanë një gjatësi dhe sipërfaqe të madhe ujore. Për të krijuar rezerva të mëdha uji në to, është e nevojshme një rritje e konsiderueshme e nivelit të ujit.

Ozernoye rezervuari është formuar si rezultat i një dige që bllokon burimin e lumit që rrjedh nga liqeni (Fig. 9.2, b). Në të njëjtën kohë, uji mbush tasin e liqenit. Në rezervuarë të tillë me sipërfaqe të madhe ujore, mund të krijohen rezerva të konsiderueshme uji me rritje relativisht të vogla të nivelit të liqenit.

Kur ndërtohet një digë pak më poshtë burimit të lumit që rrjedh nga liqeni, a të përziera një rezervuar që përfshin rezervuarët e tasit të liqenit dhe luginës së lumit ngjitur (Fig. 9.2, c).

Karakteristikat kryesore të çdo rezervuari janë kapaciteti i tij V dhe sipërfaqen e ujit F. Në këtë rast, sipërfaqja e sipërfaqes ujore të rezervuarit përcaktohet nga linjat konturore planimetrike duke përdorur hartat topografike në lartësinë përkatëse të shpatit bregdetar. Vëllimi i rezervuarit llogaritet duke mbledhur në mënyrë sekuenciale produktet e sipërfaqeve mesatare të sipërfaqes së ujit F i për rritje të lartësisë së nivelit të ujit DZ

Karakteristikat e rezervuarit jepen ose në formë tabelare në katër nivele karakteristike të ujit (FPU - niveli i mbajtjes së detyruar, NPU - niveli normal i mbajtjes, UNS - niveli i navigimit dhe ULV - niveli i vëllimit të vdekur), ose në formën e kurbave të varësisë së kapacitetit. V dhe sipërfaqen e ujit F nga ndryshimet e nivelit të ujit në rezervuar (Fig. 9.3). Në kthesa V Dhe F=¦(Z) aplikohen shenjat e llogaritura të FPU, NPU, UNS dhe UMO.

Për kufirin e poshtëm të një rezervuari, karakteristika kryesore është kurba e marrëdhënies midis niveleve të ujit dhe shkallës së rrjedhës. Ai ndërtohet bazuar në të dhënat e matjeve hidrometrike për një periudhë afatgjatë para ndërtimit të digës dhe më pas rregullohet pasi fundi i lumit gërryhet në zonën poshtë vendit të digës.

Gjatë funksionimit të një rezervuari, përveç vëllimit të dobishëm të përdorur për qëllime ekonomike kombëtare, ka humbje të padobishme të ujit nëpërmjet avullimit nga sipërfaqja ujore e rezervuarit dhe nëpërmjet filtrimit në tokën e fundit dhe brigjeve.

Humbjet e avullimit vijnë nga përmbytjet e një zone të madhe të luginës së lumit. Madhësia e këtyre humbjeve P n përcaktohet nga diferenca midis sasisë së ujit që hyn në atmosferë nga sipërfaqja ujore e rezervuarit Z në dhe vëllimi i ujit që më parë (para përmbytjes) hyri në atmosferë nga zona e tokës e zënë nga rezervuari Z s

Ku: X - sasia e reshjeve që bien në zonën e zënë nga rezervuari;

Y– rrjedhja e ujit nga zona e specifikuar.

Për përcaktimin Z në përdorni një hartë izolinash të shtresës mesatare afatgjatë të avullimit nga sipërfaqja e ujit, të përpiluar sipas vëzhgimeve afatgjata në territorin e rezervuarit.

Llogaritja e drejtpërdrejtë e vlerës Z s e vështirë për shkak të shumëllojshmërisë së gjerë të mjedisit natyror (zona ku është ndërtuar rezervuari, terreni, vegjetacioni etj.). Prandaj, kjo vlerë përcaktohet në mënyrë indirekte si diferenca midis reshjeve dhe rrjedhjes së ujit.

Humbjet e ujit për shkak të avullimit në zonën Veri-Perëndimore janë zakonisht 1-2 mm në vit. Në rajonet jugore me një klimë të thatë ato janë dukshëm më të mëdha, deri në 0,5-1,0 m ose më shumë në vit, gjë që merret parasysh gjatë përcaktimit të vëllimit të dobishëm të rezervuarit.

Humbja e ujit nga rezervuari për shkak të filtrimit ndodh përmes poreve të shkëmbit që përbëjnë tasin e rezervuarit në pellgjet fqinje, si dhe përmes trupit dhe pajisjeve të ndryshme të vetë digës në rrjedhën e poshtme të lumit. Për më tepër, lloji i fundit i humbjeve të filtrimit është një vlerë relativisht e vogël dhe zakonisht nuk merret parasysh në llogaritjet e menaxhimit të ujit.

Humbjet e ujit për shkak të filtrimit nëpër fund dhe brigjet e rezervuarit varen nga presioni i ujit të krijuar nga diga dhe kushtet hidrogjeologjike (shkëmbinjtë që përbëjnë luginën e lumit, përshkueshmëria e tyre nga uji, natyra e shfaqjes, pozicioni i nivelit dhe regjimi i ujërave nëntokësore).

Humbjet e filtrimit do të jenë minimale në rastin kur shtrati i rezervuarit përbëhet nga shkëmbinj praktikisht të papërshkueshëm nga uji (argjila, shkëmbinj të dendur sedimentarë ose masivë kristalorë pa çarje), dhe niveli i ujërave nëntokësore në shpatet ngjitur me rezervuarin ndodhet mbi nivelin normal të ujit mbajtës. .
niveli (Fig. 9.4, a).

Humbje të mëdha filtrimi vërehen në rezervuarë, fundi dhe brigjet e të cilëve përbëhen nga ranorë të thyer, gëlqerorë, rreshpe ose toka të tjera të depërtueshme dhe niveli i ujërave nëntokësore në shpatet ndodhet nën nivelin e FSL (Fig. 9.4, b).

Filtrimi më domethënës nga rezervuarët vërehet në vitet e para të funksionimit të tyre. Kjo shpjegohet me faktin se gjatë periudhës së mbushjes së rezervuarit, toka që përbën shtratin është e ngopur me ujë dhe rezervat e ujërave nëntokësore rimbushen. Me kalimin e kohës, filtrimi zvogëlohet dhe stabilizohet pas 4-5 vjetësh. Filtrimi i ujit nga një rezervuar përmes poreve shkëmbore është studiuar dobët për shkak të numrit të madh të faktorëve përcaktues dhe kompleksitetit të studimeve hidrogjeologjike. Prandaj, për të vlerësuar humbje të tilla, ato shpesh mbështeten në përvojën e funksionimit të rezervuarëve ekzistues.

Sipas standardeve të përafërta, në kushte mesatare hidrogjeologjike, shtresa e humbjes së ujit nga rezervuari për shkak të filtrimit mund të variojë nga 0,5 m deri në 1,0 m në vit.

Në vitet e thata dhe të thata, rrjedha e ujit në lumenj zvogëlohet, dhe nevoja për ujë për ujitje dhe furnizim me ujë komunal rritet. Një ulje e konsumit të ujit sjell një ulje të prodhimit të energjisë elektrike në hidrocentralet, përkeqësim të kushteve të furnizimit me ujë, ulje të cilësisë së ujit dhe pasoja të tjera negative. Luhatjet sezonale të rrjedhës së lumenjve karakterizohen nga një rënie e mprehtë e rrjedhës së ujit në lumenj në dimër, kur nevoja për energji elektrike është zakonisht më e madhe; Kërkesa për ujë për furnizimin me ujë industrial në dimër zakonisht nuk zvogëlohet. Një rënie e rrjedhës së ujit gjatë verës është e pafavorshme për konsumatorët dhe përdoruesit e ujit të ujitjes, transportit detar dhe të tjerë.

Për shfrytëzimin sa më të plotë dhe ekonomik të burimeve ujore dhe përshtatjen e regjimit të rendimentit të ujit me nevojat e sektorëve të ndryshëm të ekonomisë kombëtare, rregullohet rrjedha e rezervuarëve ujorë.

LLOJET E REZERVARIT

Liqenet janë rezervuarë natyrorë. Në kushte natyrore, liqeni rregullon rrjedhën e tij pa ndërhyrjen e njeriut. Rrjedha maksimale e lumit që rrjedh nga liqeni është disa herë më e vogël, dhe minimumi është shumë më i madh se prurja totale nga lumenjtë që derdhen në liqen. Nëse, kur liqeni mbështetet me digë, rritet niveli i tij ose pastrohet shtrati i lumit në burim, ose kryhen të dyja këto masa, atëherë kapaciteti rregullues i liqenit do të rritet dhe do të jetë e mundur të rritet. prurja minimale e lumit që rrjedh nga liqeni mbi atë natyror.

Më shpesh është e nevojshme të krijohen rezervuarë artificialë. Për të krijuar një rezervuar, në shtratin e lumit ndërtohet një digë, e cila mbështet lumin. Në të njëjtën kohë, zona e përmbytjes dhe zona përreth është e përmbytur. Gjatë projektimit dhe ndërtimit të rezervuarëve, është e domosdoshme të studiohen në mënyrë gjithëpërfshirëse të gjitha pasojat pozitive dhe negative të ndërtimit të rezervuarëve. Gjatë vendosjes së tyre, është e nevojshme të zvogëlohet në çdo mënyrë të mundshme sipërfaqja e përmbytjes së tokës bujqësore me vlerë. Në lumenjtë e ultësirës, ​​zona e përmbytjes mund të jetë mjaft e madhe. Për shembull, zona e rezervuarit Kuibyshev në Vollgë është 6450 km 2. Në lumenjtë e tipit fushor, për shkak të pjerrësisë së vogël të lumit, rezervuarët janë me gjatësi të madhe - deri në 200-300 km. Me brigje të sheshta, gjerësia e rezervuarit ndonjëherë arrin 40-50 km. Në lumenjtë malorë, për shkak të pjerrësisë së madhe të lumit dhe brigjeve të pjerrëta, një vëllim i madh rezervuari mund të merret vetëm me një lartësi të madhe dige, e cila, megjithatë, nuk shkakton përmbytje të mëdha të territorit.

Në inxhinierinë hidroenergjetike, rezervuarët dallohen sipas vendndodhjes së tyre në lidhje me një instalim të caktuar hidraulik:

1) malore, e vendosur në lumë ose degët e tij mbi një hidrocentral të caktuar;
2) të zotëruara, pra të formuara nga struktura që janë pjesë e këtij hidrocentrali;
3) bazë, që ndodhet poshtë këtij hidrocentrali.

VËLLIMI I REZERVARIT

Niveli normal mbajtës (NRL) është niveli më i lartë në të cilin, sipas kushteve të qëndrueshmërisë, llogaritet funksionimi normal i strukturave mbajtëse (Fig. 3-1). NPU mund të mbahet për një kohë të pacaktuar.

Niveli i detyruar (FLU) është një nivel që mund të lejohet për një kohë të shkurtër kur ndodhin përmbytje jashtëzakonisht të mëdha ose ujëra të larta, me një probabilitet më të ulët se ai i llogaritur, i cili pranohej për kushte normale operimi.

Niveli më i ulët i tërheqjes (LL) i një rezervuari quhet niveli i vëllimit të vdekur (LDL).

Vëllimi i ujit në rezervuarin midis NPU dhe ULV quhet vëllimi i dobishëm ose i punës. Vëllimi i ujit nën SLV zakonisht nuk përdoret për të kontrolluar rrjedhën dhe quhet vëllim i vdekur.

Vëllimi i përgjithshëm i rezervuarit në NPL është i barabartë me shumën e vëllimeve të dobishme dhe të vdekura. Midis shenjave NPU dhe FPU ekziston një vëllim rezervë i rezervuarit, i cili përdoret për të marrë dhe transformuar përmbytjet dhe përmbytjet me frekuencë të rrallë. Shuma e vëllimit të punës, rezervës dhe vëllimit të vdekur jep vëllimin e përgjithshëm të rezervuarit në FPU. Për të përcaktuar vëllimin e rezervuarit duke përdorur planet topografike të zonës, planimetro zonat ndërmjet vijave horizontale përkatëse dhe shtrirjes së digës. Bazuar në këto të dhëna, ndërtohet një kurbë e sipërfaqes F = f(Z), e cila tregon varësinë e sipërfaqes së rezervuarit F nga lartësia Z. Më pas, për çdo rritje të lartësive, llogaritet rritja në vëllimin A Y. dhe ndërtohet një kurbë varësie V = f (Z), e cila quhet rezervuarë e kurbës statike të vëllimit (Fig. 3-2). Në lumenjtë fushor me prurje të lartë ndërtohen kthesa të sipërfaqes së lirë të ujit në rezervuar. Këto kthesa të ujërave të pasme, në të njëjtin nivel uji në digë, do të kenë një lakim më të madh dhe një nivel më të lartë uji në fund të kurbës së ujërave të pasme, aq më i madh është prurja hyrëse (Fig. 3-3). Në këto raste, fitohet një kurbë e vëllimeve dinamike të ujit në rezervuarin V = f (Z, Q).

Në disa raste, merret parasysh që tokat poroze të bregut dhe të shtratit të rezervuarit thithin ujin kur rritet niveli i ujit dhe e lëshojnë atë përsëri kur ulet niveli i ujit, gjë që është e barabartë me një rritje të kapacitetit aktual të rezervuari.

Rezervuari Owen Falls, i vendosur në Ugandë, Kenia dhe Tanzani, ka vëllimin më të madh total prej 205 km3 dhe sipërfaqen më të madhe prej 76 mijë km2. Rezervuari më i madh është në lumë. Volta (Gana), vëllimi i përgjithshëm i së cilës është 148 dhe vëllimi i dobishëm është 90 km3. Për sa i përket vëllimit të dobishëm, rezervuari Nasser në lumë është në vendin e tretë në botë. Nili (Egjipt), krijuar me asistencë teknike nga BRSS. Në tabelë Tabela 3-1 tregon të dhënat për rezervuarët më të mëdhenj të BRSS me një vëllim të dobishëm prej më shumë se 10 km3.

HUMBJET E UJIT NGA REZERVARET

Humbja e ujit nga rezervuari ndodh për shkak të avullimit, filtrimit dhe uljes së akullit në brigje gjatë tërheqjes dimërore të rezervuarit. Për hidrocentralin “humbet” edhe uji i marrë nga pellgu i sipërm i tij për vaditje, furnizim me ujë, mbyllje anijesh etj.

Avullimi. Me krijimin e rezervuarëve, avullimi rritet. Humbjet totale të avullimit përcaktohen nga produkti i sipërfaqes së rezervuarit Fв dhe trashësia e shtresës së ujit të avulluar hB.

Siç mund të shihet nga tabela. 3-2, humbjet specifike të ujit për shkak të avullimit shtesë në Azinë Qendrore janë 15 herë më të mëdha se në veri të pjesës evropiane të BRSS.

Nga të gjithë rezervuarët në jug të pjesës evropiane të BRSS, humbjet për shkak të avullimit shtesë nga rezervuarët mesatarisht më shumë se 10 km3 në vit.

Filtrimi. Ka humbje të ujit për shkak të filtrimit përmes trupit të digës, nën të dhe anashkalimit të tij përmes trashësisë së tokës dhe përmes rrjedhjeve në portat e digës dhe fletët drejtuese të turbinës.

Kur rezervuari kullohet në dimër, akulli vendoset në brigje. Në pranverë, akulli shkrihet dhe plotëson rrjedhjen e ujit. Por për rezervuarët vjetorë të rregulluar, rimbushja e pranverës zakonisht rrit vetëm vëllimin e shkarkimeve boshe përmes digës. Kështu, ulja e akullit në brigje paraqet humbje për sektorin e energjisë.

Ekzistojnë lloje themelore dhe të veçanta të rregullimit të rrjedhës.

1. Llojet kryesore të rregullimit

Llojet kryesore të rregullimit të rrjedhës përfshijnë shumëvjeçare, vjetore, javore dhe ditore.

Rregullimi afatgjatë lejon, në vitet me ujë të ulët, të rrisë konsumin e ujit dhe prodhimin e energjisë elektrike nga hidrocentralet për shkak të rrjedhjes së viteve me ujë të lartë. Me rregullim afatgjatë, rezervuari mbushet me rrjedhje të tepërta nga vitet me ujë të lartë dhe zbrazet gjatë një numri vitesh me ujë të ulët. Të gjithë konsumatorët e ujit dhe përdoruesit e ujit janë të interesuar për rregullimin afatgjatë, por zbatimi i tij kërkon një vëllim të madh rezervuari.

Për rregullim të thellë afatgjatë, kërkohet një vëllim i dobishëm rezervuari i barabartë me një deri në dy prurje mesatare vjetore të lumenjve. Rregullimi i pjesshëm afatgjatë është i mundur edhe me një kapacitet rezervuari prej rreth 50% të prurjes mesatare vjetore.

Rregullorja vjetore rishpërndan rrjedhjen gjatë gjithë vitit në përputhje me nevojat e përdoruesve të ujit dhe konsumatorëve të ujit. Në stinët me ujë të lartë, rezervuari mbushet, dhe në stinët me ujë të ulët, ai zbrazet. Cikli rregullator është një vjeçar. Vëllimi i kërkuar si përqindje e fluksit mesatar vjetor varion nga 3-10% me rregullimin e pjesshëm të rrjedhës deri në 40-60% me rregullimin e plotë të rrjedhës.

Për sektorin e energjisë, rregullimi javor dhe veçanërisht ditor, i kryer në përputhje me luhatjet javore dhe ditore të ngarkesës së sistemeve energjetike, ka një rëndësi të madhe.

Rregullimi ditor me një fluks relativisht konstant uji siguron konsum të pabarabartë të ujit nga hidrocentrali, pas luhatjeve ditore të ngarkesës së sistemit elektroenergjetik. Vëllimi i kërkuar i grupit ose grupit të rregullimit ditor përcaktohet me llogaritje (shih § 5-2). Vëllimi i përafërt është nga 5 deri në 10% të xhiros ditor të të gjitha turbinave të hidrocentraleve. Nëse në një hidrocentral kryhet vetëm rregullimi ditor, atëherë cikli i rregullimit zgjat një ditë dhe në fund të ditës niveli i ujit në pishinë ose pishinë kthehet në pozicionin e tij origjinal. Me rregullimin ditor, hidrocentrali mbulon kulmet e orarit ditor të ngarkesës.

Rregullimi javor ju lejon të rrisni kapacitetin dhe prodhimin e energjisë së hidrocentraleve gjatë ditëve të javës duke zvogëluar rrjedhën e përdorur gjatë fundjavave, kur ngarkesa në sistemin energjetik zvogëlohet. Për rregullimin javor, kërkohet një vëllim rezervuari prej 50-100% të kapacitetit ditor të xhiros së të gjitha turbinave të hidrocentraleve.

2. Llojet e veçanta të rregullores

Llojet e veçanta të rregulloreve përfshijnë:

a) Rregullimi kompensues, i cili mund të kryhet nga një rezervuar në rrjedhën e sipërme për të kompensuar pabarazinë e prurjes nga zona e ndërmjetme ujëmbledhëse midis seksioneve të rezervuarit dhe hidrocentralit. Kur ka një prurje të vogël nga ujëmbledhësi i ndërmjetëm, jepen shkarkime të shtuara nga rezervuari kompensues dhe anasjelltas. Nëse një rezervuar i madh ka hidrocentralin e tij, atëherë është e mundur të kryhet rregullimi kompensues vjetor dhe madje afatgjatë i prodhimit të energjisë elektrike prej disa; Hidrocentrale të vendosura në rrjedha të ndryshme ujore, por të lidhura me një rrjet elektrik të përbashkët. Kështu, rezervuari i hidrocentralit Bratsk kryen rregullimin kompensues të prodhimit të energjisë nga hidrocentralet Yenisei dhe Angarsk.

b) Transformimi i përmbytjeve dhe përmbytjeve. Nëse pjesa e pikut të përmbytjes mbahet në rezervuar, rrjedha maksimale përmes digës do të reduktohet. Kjo do të bëjë të mundur reduktimin e strukturave të derdhjes së ujësjellësit, reduktimin e përmbytjeve në lumë poshtë rezervuarit, etj.

c) Përdorimi emergjent i rezervuarit. Në rast aksidenti në sistemin energjetik, një stacion hidraulik mund të marrë shpejt ngarkesë shtesë dhe të përdorë një rezervë të siguruar posaçërisht ose një pjesë të vëllimit të punës të rezervuarit nga rezervuari i tij. Pas eliminimit të aksidentit, vëllimi shtesë i konsumuar rikthehet duke ulur ngarkesën e hidrocentralit ose për shkak të përmbytjes më të afërt.