Sanatçıların tabloları
Rezervuarlar yapay nesnelerdir, büyük miktarda suyu biriktirmek ve depolamak için büyük nehirlerin vadilerine kurulan su basıncı yapılarının (barajlar) inşası sırasında oluşturulurlar, aşağıdaki gibi bir takım sorunları çözerler:
Hidroenerjinin gelişimi;
Su temini;
Deniz taşımacılığının gelişimi;
Ekonomik sulama;

Taşkın kontrolü;

Peyzaj.

Göl ve nehir türleri vardır. Rusya topraklarında birçok rezervuar inşa edildi (bunlardan 41'i en büyüğü, 64'ü büyük, 210'u orta ve 19о7'si küçük), çoğu yirminci yüzyılın ikinci yarısında, bazıları Rusya'nın en büyük rezervuarları arasında yer alıyor. dünya.

Rusya'nın büyük rezervuarları

Rusya'nın bölgelere göre en büyük rezervuarları Kuibyshevskoye (Samarskoye), Bratskoye, Rybinskoye, Volgogradskoye, Krasnoyarskoye (dünyada ilk on arasında yer almaktadır), Tsimlyanskoye, Zeyaskoye, Vilyuiskoye, Cheboksary, Kama'dır.

4,6 bin km2 alana sahip Rybinsk rezervuarı, kısmen Vologda ve Tver bölgelerinde, Yaroslavl bölgesinin kuzeybatısındaki Volga Nehri ve onun kolları Sheksna ve Mologa üzerindeki Rybinsk hidroelektrik kompleksinin bir parçasıdır. 1935 yılında antik bir buzul gölünün inşaatına başlandı; dünyanın en büyük yapay gölü olması planlandı. Kasenin doldurulması 1947 yılına kadar sürmüş, çevredeki ormanların yaklaşık 4 bin km 2'si sular altında kalmış ve Mologa kenti çevresindeki 663 kasaba ve köyün nüfusu (133 bin kişi) yeniden yerleştirilmiştir. Rezervuar, Volga hidroelektrik santralleri kademesinin işletilmesi, balıkçılık ve nakliye için kullanılıyor...

Volgograd Rezervuarının inşaatı 1958'den 1961'e kadar sürdü; Volga Nehri üzerindeki (Saratov ve Volgograd bölgelerinin bölgesi) Volgograd Hidroelektrik Santrali barajının inşası sırasında ortaya çıktı. Yüzölçümü 3,1 bin km2 olup kıyılarında Saratov, Engels, Marks, Kamyshin ve Dubovka gibi şehirler kurulmuştur. Elektrik üretimi, su taşımacılığı, sulama ve su temini amacıyla kullanılır...

Tsimlyansk rezervuarı, 1952'de Rostov ve Volgograd bölgelerindeki (bölgenin% 67'si) Tsimlyansk şehri Don Nehri üzerinde bir barajın inşasından sonra ortaya çıktı. Doldurulması 1953 yılına kadar sürmüş, inşaatı 1948 yılında başlamıştır. Yüzölçümü 2,7 bin km 2 olup, Chir, Aksai Kurmoyarsky ve Tsimla gibi nehirlerin ağızları için üç uzantılı bir havza görünümündedir ve bunlara ek olarak buradan 10 nehir daha akmaktadır. Volga-Don Kanalı boyunca transit navigasyonu, kurak bitişik arazilerin sulanmasını ve Tsimlyanskaya Hidroelektrik Santrali'nin işletilmesini sağlamak için kullanılır. Ayrıca rezervuarın kıyısında Rostov Nükleer Santrali var, liman şehirleri var - Volgodonsk, Kalach-on-Don...

2,4 bin km2 alana sahip Zeya rezervuarının inşaatı 1974'ten 1980'e kadar sürdü. Baraj inşaatı sonucu Zeya Nehri (Rusya Federasyonu'nun Amur Bölgesi) üzerinde inşa edilmiştir. Burada depolanan su hacmi açısından (68,4 km3), Bratsk (169 km3) ve Krasnoyarsk (73,3 km3) rezervuarlarından sonra üçüncü sırada yer almaktadır. Burada ticari balıkçılık yapılıyor, Zeya hidroelektrik santrali çalışıyor ve rezervuar aynı zamanda Pasifik musonlarının etkisine maruz kalan Amur Nehri'nin akışını da düzenliyor...

Vilyui Rezervuarı, Vilyui Nehri (Lena'nın bir kolu) üzerinde yer almaktadır, 1961-1967'de Vilyui Hidroelektrik Santrali barajının inşası sonucunda ortaya çıkmıştır. Yakutya'da Irkutsk bölgesi sınırında yer alır, alanı 2.36 bin km2'dir, Vilyuy Nehri'nin yıllık akışını düzenlemek, su temini, sulama, nakliye ve balıkçılık kaynağı olarak kullanılır...

Volga Nehri üzerindeki Cheboksary rezervuarı (Mari El Cumhuriyeti, Çuvaş Cumhuriyeti ve Novgorod Bölgesi bölgesi), Volga-Kama hidroelektrik santralleri kademesinin bir parçasıdır. Alanı 2,1 bin km 2 olup, inşaatı 1980-1982 yılları arasında gerçekleştirilen Cheboksary Hidroelektrik Santrali barajının inşaatı sonucu ortaya çıkmıştır. Enerji üretimi, balıkçılık, motorlu nakliye için kullanılır...

Kama Rezervuarı, Rusya Federasyonu'nun Perm Bölgesi'ndeki Kama Nehri üzerinde, barajın inşasından sonra 1954 yılında faaliyete geçen Kama Hidroelektrik Santrali'nin inşaatı sırasında oluşmuştur. Alanı 1,9 bin km 2 olup, kıyısında Perm Eyalet Bölgesi Elektrik Santrali bulunmaktadır. Ayrıca Kama Denizi olarak adlandırılan bölgede her yıl Perm bölgesindeki en büyük spor yarışması olan Kama Kupası yelken yarışı düzenleniyor...

Yararlı hacim Wplz. Buharlaşma, filtreleme ve buz oluşumu nedeniyle rezervuardan su kaybını dikkate alarak rezervuar ağını temizliyoruz. Bunu yapmak için öncelikle her aydaki Wsr rezervuarının toplam hacmini ve ssr alanını belirliyoruz.

Yani rezervuarın toplam hacmi

W = Wplz. net + Wmo,

burada Wmo rezervuarın ölü hacmidir.

Görevde su bulanıklığı ile ilgili veri bulunmadığından ölü hacmi yaklaşık olarak hesaplıyoruz. Diyelim ki

N'oluyor? 0,1· Çpl. = 0,1·7,484 = 0,7484 milyon m3.

Toplam hacmin değerleri Tablo 3'ün 2. sütununa kaydedilmiştir.

Daha sonra, topografik özellikleri kullanarak w yüzey alanını bulduğumuz Wav rezervuarının aylık ortalama hacmini belirliyoruz.

Buharlaşma kayıpları her ay için aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır

merhaba buharlaşma katmanıdır.

Hesaplama sonuçları Tablo 3'ün 6. sütununa girilir.

Her aydaki filtreleme kayıpları Wf aşağıdaki formül kullanılarak bulunur

Wф = сi·kф·ni,

burada kf = 0,003 m/gün,

ni - bir aydaki gün sayısı.

Sonuçları Tablo 3'ün 7. sütununa giriyoruz.

Buz oluşumu kayıpları

Wl = 0,9 kl hl (schn - schk),

burada 0,9 buzun bağıl ağırlığıdır;

kl, yaklaşık 0,65'e eşit olan buz örtüsünün kalınlığındaki kademeli artış katsayısıdır;

hl - donma sonunda ortalama uzun vadeli buz kalınlığı;

schn ve schk, donmanın başlangıcında ve sonunda rezervuarın yüzey alanıdır.

Kayıp hacmini Wl kış aylarına dağıtıyoruz (tablo 3'ün 8. sütunu) ve ardından su kaybı miktarını buluyoruz (tablo 3'ün 9. sütunu).

Bu kayıplar dikkate alındığında fazlalıklar azalacak ve eksiklikler artacaktır (Tablo 3'ün 11 ve 12. sütunları), dolayısıyla faydalı brüt hacim şu şekilde olacaktır:

Wbr = 9.578 milyon m3.

Deşarj buna göre azalacak: 16.348 milyon m3

Daha sonra rezervuarın toplam hacmi

Wtoplam = Wmo + Wfr + Wfr = 0,7484 + 9,578 + 0 = 10,326 milyon m3.

Rezervuarın karakteristik seviyeleri ve kapasiteleri

Rezervuarların temel özellikleri şunlardır:

normal tutma seviyesi FPU, m;

ULV ölü hacim seviyesi, m;

yıkıcı tutma seviyesi KPU, m;

toplam rezervuar hacmi W, milyon m3 veya km3;

rezervuarın faydalı hacmi Wplz, milyon m3 veya km3;

rezervuarın ölü hacmi Wmo, milyon m3 veya km3;

Wfs'yi zorlayan rezervuar hacmi, milyon m3 veya km3;

rezervuar kapasitesi katsayısı = Wplz/Wо,

burada W® ortalama uzun vadeli akıştır.

NPL - normal koşullar altında rezervuarın doldurulduğu su seviyesi.

Rezervuarın toplam hacmi W, rezervuar çanağının tabanı ile NPL işaretindeki su yüzeyi arasında kalan hacimdir. Tam hacim W tamamen akışı düzenlemek için kullanılmaz. Minimum su seviyelerini ve içindeki tortu çökelmesini korumak için tasarlanan rezervuarın alt kısmına ölü hacim Wmo denir ve boşaltılamaz.

NPU ve ULV seviyelerinde su yüzeyleri arasında kalan rezervuarın hacmine faydalı hacim - Wplz denir. Suyun yüksek olduğu dönemlerde doldurulur, suyun az olduğu dönemlerde ise boşaltılır. NPU ve KPU işaretlerindeki su yüzeyleri arasında kalan hacme zorlama hacmi denir. KPU, olağanüstü derecede yüksek su seviyelerinin veya su baskınlarının hidrolik sistemden geçişi sırasında felaketle yedeklenen bir seviyedir. Wfs'yi zorlayan hacim, hidrolik üniteden geçen boşaltma akışının miktarını azaltmaya yarar.

Şekil 2. Rezervuarın ana elemanları

Rezervuar oluşumu su akış rejiminde değişikliklere neden olur. Üst havuzda bu değişiklikler esas olarak şu şekildedir:

rezervuar çanağı içindeki bölgenin sular altında kalmasıyla bağlantılı olarak su seviyeleri yükselir ve derinlikler artar;

Mevcut hızların azalması, yağışın önemli bir kısmının kaybolmasına neden oluyor;

Su yüzeyinin artması buharlaşmanın artmasına, bu da rezervuardaki suyun tuzluluğunun artmasına neden olur.

Mansapta şu değişiklikler meydana gelir: yüksek su ve taşkın akışları azalır ve düşük su artar; ve hidroelektrik kompleksinin altındaki nehir yatağının erozyonu meydana gelir. Üst havuzdaki su yolunda belirtilen değişikliklere ek olarak aşağıdakiler meydana gelir: rezervuar çanağı içindeki bölgenin sular altında kalması; rezervuarın yakınındaki arazilerin su basması ve rezervuar kıyılarının dalgaların etkisi altında çökmesi.

Ekonomik kullanımı imkansız olan FSL içindeki rezervuarın işgal ettiği arazilerin sürekli su basmasına ek olarak, yıkıcı sel ve taşkınlar sırasında rüzgarın su dalgalanmasından FSL'nin üzerindeki bölgede geçici su baskını gözlemleniyor. kıyılarda ve tıkanıklık ve sıkışıklık sırasında yükselen su seviyelerinden. Geçici olarak su altında kalan arazilerin ekonomik kullanımı mümkündür. Sel meydana geldiğinde, yeraltı suyu yükselir, bu da arazinin ekonomik kullanım koşullarını keskin bir şekilde kötüleştirir ve drenaj önlemleri gerektirir.

Rezervuarın topografik özelliklerini kullanarak karakteristik su seviyelerini ve işaretlerini buluyoruz:

Dolum Wfull = 10.326 milyon m3'e karşılık gelen NSL, barajın NSL = 131.8 m seviyesinde şuna eşittir:

NPU = NPU - PP = 131,8 - 120,0 = 11,8 m;

ULV = 121,2 m seviyesindeki ölü hacim seviyesi şuna eşittir:

ULV = ULV - PP = 121,2 - 120,0 = 1,2 m;

FPU'nun zorunlu destek seviyesi şuna eşittir:

FPU = NPU + 2,0 = 13,8m,

burada PP baraj tabanının işaretidir.

Rezervuarlar, sınıflandırılması ve özellikleri

Akış düzenlemesi hakkında genel bilgi. Türler ve türleri

Düzenlemeler

Nehirlerdeki suyun doğal haliyle akışı, başta beslenmenin doğası olmak üzere birçok faktöre bağlı olarak son derece değişkendir. Çoğunlukla karla beslenen suya sahip bazı nehirlerde maksimum su akışı, minimum akıştan onlarca ve yüzlerce kat daha fazladır. Sel sırasında su akışında büyük bir artış, seviyede bir artış ve derinliklerde önemli bir artış meydana gelir ve bunlar navigasyon için tamamen kullanılamaz hale gelir. Akışın düşük olduğu ve su seviyelerinin düşük olduğu dönemlerde, özellikle nehirlerin mal ve yolcu taşıma kapasitesini sınırlayan oluklarda derinlikler keskin bir şekilde azalır.

Akış düzenlemesi Nehirler, zamanla nehir akışının doğal rejimini değiştirmek, su akışındaki dalgalanmaları azaltmak, tüm navigasyon dönemi boyunca su yollarını daha derin hale getirmek ve ekonominin çeşitli sektörleri için su kaynaklarının kullanımını önemli ölçüde iyileştirmek için tasarlanmıştır: enerji, denizcilik, kereste raftingi, su temini ve tarım. Ayrıca akışı düzenlerken taşkınların önlenmesi, tarım arazilerinin ve binaların korunması sorunu da çözülüyor.

Bir nehrin akışını düzenlemek için, (diğer yapıların yanı sıra) bir veya daha fazla baraj içeren bir hidrolik yapılar birimi (hidrolik ünite) inşa edilmektedir. Hidroelektrik kompleksinin üzerinde su seviyeleri yükselir, yüksek akışlarda (kar ve yağmur taşkınları sırasında) "fazla" suyun birikmesine izin veren bir rezervuar oluşur. Suyun az olduğu dönemde nehrin hidroelektrik kompleksinin altındaki bölümü doğal değerlerine kıyasla ilave su akışı alır (rezervuardan su salınır) ve su seviyeleri ve derinlikleri artar. Böylece su akışının zaman içinde eşit olmayan bir dağılımı meydana gelir.

Her rezervuar için su yönetimi hesaplamaları yapılarak sabit yüksekliklere sahip aşağıdaki karakteristik su seviyeleri belirlenir:

FPU – zorunlu tutma seviyesi;

NPU – normal tutma seviyesi;

UNS – navigasyon yanıt düzeyi;

LLV – ölü ses seviyesi.

Zorunlu tutma seviyesi (FRL), hidrolik yapıların acil çalışma koşulları altında (örneğin, özellikle yüksek bir su baskını geçişi sırasında) geçici olarak rezervuara girmesine izin verilen, normalden daha yüksek bir su seviyesidir.

Normal tutma seviyesi (NRL), hidrolik yapıların normal çalışma koşulları altında rezervuarda muhafaza edilen en yüksek tasarım su seviyesidir (normal bir taşkın sırasında rezervuar bu seviyeye kadar doldurulabilir).

Seyrüsefer düşüş seviyesi (NSL), seyrüsefere elverişli derinliklerin korunması ihtiyacı dikkate alınarak, seyir dönemi boyunca rezervuarda izin verilen en düşük su seviyesidir.

Ölü hacim seviyesi (LDL), rezervuarın boşaltılabileceği (aşağı çekilebileceği) en düşük su seviyesidir.

NPU ve UNS'deki rezervuar hacimleri arasındaki farka denir. kullanışlı hacim.

ULV'deki rezervuarın hacmine denir ölü hacim. Rezervuarın ölü hacmi, hidroelektrik santral türbinlerinin normal çalışmasını sağlayan minimum su basıncı olacak şekilde seçilir. Büyük miktarda tortu taşıyan nehirlerde ölü hacmin değeri seçilirken işletme sırasında tortuyla doldurulması için gereken süre dikkate alınır. Ayrıca su arıtma ünitesi seçerken işletmelere, yerleşim yerlerine ve tarım arazilerine su sağlayan su girişlerinin güvenilir şekilde çalışmasının sağlanması ihtiyacı dikkate alınmaktadır.

Tüketiciler tarafından akışın düzenlenmesine ilişkin gereklilikler farklı ve bazen çelişkilidir. Örneğin, su taşımacılığı amacıyla, ağır hizmet gemilerinin güvenli hareketini sağlamak amacıyla derinlikleri önemli ölçüde artırmak için nehirlerde minimum doğal su akışının olduğu yaz aylarında en yüksek su tüketimi gereklidir. Enerji için en fazla su tüketimine sanayi sitelerinde elektrik enerjisi üretimi ihtiyacının önemli ölçüde arttığı sonbahar-kış döneminde ihtiyaç duyulmaktadır. Ayrıca enerji çıkarları, eşit olmayan enerji tüketimi nedeniyle gün boyunca ve haftanın günlerinde eşit olmayan su tüketimini gerektirir ve su taşımacılığı için, gemilerin hareketinde herhangi bir zorluk yaşanmaması için su tüketiminin ve derinliğinin sabit olması arzu edilir. .

Tarım, özellikle tarlaların ve bitkilerin sulanması için kısa büyüme mevsimi sırasında su tüketiminde keskin bir artış gerektirir.

Bu nedenle, nehir akışını düzenlemeye yönelik önlemleri tasarlarken, su kaynaklarının kullanımından en büyük ekonomik etkiyi elde etmek için ekonominin tüm sektörlerinin çıkarlarını dikkate almak gerekir.

Akışın yeniden dağıtım süresinin süresine ve rezervuarın çalışma moduna bağlı olarak, aşağıdaki nehir akışı düzenleme türleri ayırt edilir: çok yıllık, yıllık (mevsimlik), haftalık ve günlük.

Çok yıllık Düzenleme birkaç yıl boyunca akışın eşitlenmesini sağlar. Aynı zamanda suyun yüksek olduğu yıllarda rezervuarlar dolmakta, suyun az olduğu yıllarda ise oluşturulan su rezervlerinin büyük bir kısmı tüketilmektedir. Böylece, uzun vadeli düzenleme sadece yıl içi değil, aynı zamanda uzun vadeli akış dalgalanmalarını da eşitliyor. Bu tür akış düzenlemesi, yüksek kullanılabilirlik ile su yolunun stabilitesine ve boyutunun artmasına katkıda bulunur.

Uzun vadeli akış düzenlemesini gerçekleştirmek için büyük miktarlarda su biriktirecek büyük rezervuarlar oluşturulur. Bu tür rezervuarlar şunları içerir: Nehirdeki Verkhne-Svirskoe. Svir, Rybinskoe nehirde. Volga, Tsimlyanskoe nehrin kıyısında. Don, Bratskoe nehirde. Angara, Krasnoyarsk nehrin kıyısında. Yenisey ve diğerleri.

En basiti yıllık Sadece bir yıl içinde akışın eşitlenmesini sağlayan düzenleme. Bu durumda rezervuar taşkın döneminde doldurulur ve kalan uzun süre boyunca doğal su akışı keskin bir şekilde azaldığında rezervuardan su tüketilir. Rezervuardaki faydalı su hacmi bir sonraki taşkın başlangıcında tamamen boşaltılır. Bu tür bir akış düzenlemesini sağlamak için, uzun vadeli düzenlemeye göre daha küçük rezervuarlar oluşturmak gerekir. Akışın yıllık olarak düzenlenmesi aynı zamanda navigasyon koşullarını da iyileştirir, ancak su yolunun boyutları açısından daha az güvenlik sağlar. Bir tür yıllık düzenleme mevsimsel rezervuarın su seviyelerini arttırmak ve hidroelektrik kompleksinin altındaki derinlikleri arttırmak için serbest bırakıldığı akış düzenlemesi, yalnızca navigasyon için en zor su seviyesinin düşük olduğu dönemde gerçekleştirilir.

gereklilik günlük ve haftalık Akışın düzenlenmesi, endüstriyel işletmeler ve nüfuslu alanlar tarafından eşit olmayan elektrik enerjisi tüketimi ile açıklanmaktadır. Günlük düzenleme, gün boyunca enerji tüketiminin eşitsizliğine göre belirlenir. Tipik olarak hidroelektrik santraller tarafından üretilen enerjinin en büyük tüketimi, sanayi işletmelerinin faaliyet gösterdiği gündüz saatlerinde ve özellikle işletmelerin faaliyet gösterdiği ve yerleşim yerlerinin aydınlatma ağının açık olduğu akşam saatlerinde meydana gelmektedir. En düşük tüketim geceleri, çünkü çoğu işletme şu anda çalışmıyor ve aydınlatma kapatılıyor. Bu nedenle, bu tür dengesiz elektrik enerjisi tüketimini sağlamak için, hidroelektrik santralin karşılık gelen sayıda türbini çalışır ve sonuç olarak rezervuardan eşit olmayan su tüketimi meydana gelir.

Haftalık akışın düzenlenmesi, hafta içindeki elektrik enerjisi tüketiminin eşitsizliği ile belirlenir. Birçok işletmenin kapalı olduğu Cumartesi ve Pazar günleri enerji tüketimi hafta içi günlere göre önemli ölçüde daha azdır.

Günlük ve haftalık akış düzenlemesi ile akış hızlarındaki sık değişimlerin bir sonucu olarak, rezervuarın altındaki nehir bölümünde onlarca kilometre boyunca izlenebilen su seviyelerinde dalgalanmalar meydana gelir. Dolayısıyla akışın günlük ve haftalık düzenlenmesi, akışın enerji kullanımının karakteristik bir özelliğidir ve diğer düzenleme türlerinden farklıdır. Bu durumda akışın eşitlenmesi olmaz, aksine zamanla dağılımının eşitsizliğinde bir artış olur.

Bu tür bir akış düzenlemesi, seviyeler düştükçe derinlikler azaldığından, rıhtımların tasarımı ve ekipmanı daha karmaşık hale geldiğinden ve bazen gemi trafik programı bozulduğundan navigasyon için zorluklar yaratır.

Günlük ve haftalık akış regülasyonunu sağlamak için uzun vadeli veya yıllık regülasyonla rezervuar kapasitesinin arttırılmasına gerek yoktur.

Rezervuardan suyun tüketim (geri dönüş) yöntemine göre iki tür düzenleme ayırt edilir: sabit ve değişken su tahliyesi ile. Şek. Şekil 9.1, yıllık düzenleme için tasarlanan geri dönüş programının birkaç örneğini göstermektedir: yıl boyunca tek tip (Şekil 9.1, a); navigasyon ve kış dönemlerinde iki aşamalı tek tip (Şekil 9.1, b); yaz (düşük su) döneminde maksimum çıkış akış hızıyla kademeli olarak (Şekil 9.1, c).

Adım adım geri dönüş programının son durumu, telafi edici taşıma ve enerji düzenlemesi için tipiktir. Ayrıca, evsel su tüketiminin minimum olduğu, suyun az olduğu dönemlerde rezervuardan elde edilen getiri en yüksektir. Kışın, elektrik enerjisi üreten rezervuardan yalnızca hidroelektrik türbinin garantili akışı sağlanır. Taşkın döneminde, düzenlenen çıktı yalnızca buharlaşmadan kaynaklanan su kayıplarını karşılamak için artar.

Her durumda, ev hidrografının alanı w 1 Salım grafiğinin üzerinde yer alan rezervuarın hacmini temsil eder VB ve bölge w 2, dönüş planının altında, ancak ev hidrografının üstünde bulunur - düzenlenmiş su akışlarını sağlamak için dönüş hacmi QZ. Böyle bir dönüşün mümkün olabilmesi için eşitsizliğin sağlanması gerekir w 1 ³ w 2 yani böylece yaz-kış dönemindeki akış açığı ilkbahar sel dönemindeki aşırı akışı aşmayacaktır.

Rezervuarlar, sınıflandırılması ve özellikleri

Hidrografik özelliklere göre üç tip rezervuar ayırt edilir: kanal, göl ve karışık.

Bir nehrin akışının bir barajla kapatılması ve nehir vadisinin sular altında kalması sonucu oluşan rezervuara denir. nehir yatağı(Şekil 9.2, a). Bu tür rezervuarlar genellikle geniş bir uzunluğa ve su yüzey alanına sahiptir. İçlerinde büyük su rezervleri oluşturmak için su seviyesinde önemli bir artış gereklidir.

Özernoye rezervuar, gölden akan nehrin kaynağının bir baraj tarafından kapatılması sonucu oluşur (Şekil 9.2, b). Aynı zamanda göl çanağını da su dolduruyor. Su yüzey alanı geniş olan bu tür rezervuarlarda, göl seviyesindeki nispeten küçük artışlarla önemli su rezervleri oluşturulabilmektedir.

Gölden akan nehrin kaynağının biraz altına baraj yapıldığında karışık göl çanağının ve bitişik nehir vadisinin rezervuarlarını içeren bir rezervuar (Şekil 9.2, c).

Herhangi bir rezervuarın temel özellikleri kapasitesidir. V ve su yüzey alanı F. Bu durumda, rezervuarın su yüzeyinin alanı, kıyı eğiminin karşılık gelen yüksekliğindeki topografik haritalar kullanılarak planimetrik kontur çizgileri ile belirlenir. Rezervuarın hacmi, su yüzeyinin ortalama alanlarının çarpımlarının sırayla toplanmasıyla hesaplanır. F ben su seviyesi yüksekliğindeki artış başına DZ

Rezervuarın özellikleri ya dört karakteristik su seviyesinde (FPU - zorunlu tutma seviyesi, NPU - normal tutma seviyesi, UNS - navigasyon seviyesi ve ULV - ölü hacim seviyesi) tablo halinde veya kapasiteye bağlı eğriler şeklinde verilmiştir. V ve su yüzey alanı F rezervuardaki su seviyesindeki değişikliklerden (Şekil 9.3). Eğrilerde V Ve F=¦(Z) FPU, NPU, UNS ve UMO'nun hesaplanan işaretleri uygulanır.

Bir rezervuarın alt kısımları için temel karakteristik, su seviyeleri ve akış hızları arasındaki ilişki eğrisidir. Barajın inşasından önceki uzun dönemli hidrometrik ölçüm verilerine dayanarak inşa edilir ve daha sonra baraj sahasının altındaki alanda nehir tabanının aşınmasına göre ayarlanır.

Bir rezervuarın işletilmesi sırasında, ulusal ekonomik amaçlar için kullanılan faydalı hacmin yanı sıra, rezervuarın su yüzeyinden buharlaşma ve dip ve kıyı toprağına filtrasyon yoluyla gereksiz su kayıpları da meydana gelir.

Buharlaşma kayıpları nehir vadisinin geniş bir alanının sular altında kalmasından kaynaklanmaktadır. Bu kayıpların büyüklüğü P n rezervuarın su yüzeyinden atmosfere giren su miktarı arasındaki farkla belirlenir Z girişi ve daha önce (selden önce) rezervuarın işgal ettiği arazi alanından atmosfere giren suyun hacmi Z'ler

Nerede: X - rezervuarın kapladığı alana düşen yağış miktarı;

e– belirtilen alandan su akışı.

Belirlemek için Z girişi Rezervuar bölgesindeki uzun vadeli gözlemlere göre derlenen, su yüzeyinden ortalama uzun vadeli buharlaşma katmanının izolin haritasını kullanın.

Değerin doğrudan hesaplanması Z'ler doğal ortamın çok çeşitli olması nedeniyle (rezervuarın inşa edildiği alan, arazi, bitki örtüsü vb.) zordur. Dolayısıyla bu değer dolaylı olarak yağış ve su akışı arasındaki fark olarak belirlenir.

Kuzeybatı bölgesinde buharlaşmaya bağlı su kayıpları genellikle yılda 1-2 mm'dir. Kurak iklime sahip güney bölgelerde, rezervuarın faydalı hacmi belirlenirken dikkate alınan, yılda 0,5-1,0 m veya daha fazlaya kadar önemli ölçüde daha büyüktürler.

Filtreleme nedeniyle rezervuardan su kaybı, rezervuar çanağını oluşturan kayanın gözenekleri yoluyla komşu havzalara ve aynı zamanda barajın gövdesi ve çeşitli cihazları aracılığıyla nehrin alt kısımlarına doğru meydana gelir. Ayrıca, ikinci tip filtrasyon kayıpları nispeten küçük bir değerdir ve genellikle su yönetimi hesaplamalarında dikkate alınmaz.

Rezervuarın tabanından ve kıyılarından filtrasyondan kaynaklanan su kayıpları, barajın yarattığı su basıncına ve hidrojeolojik koşullara (nehir vadisini oluşturan kayalar, bunların su geçirgenliği, oluşum niteliği, seviye konumu ve yeraltı suyu rejimi) bağlıdır.

Rezervuar yatağının pratik olarak su geçirmez kayalardan (kil, yoğun tortul veya çatlaksız masif kristal kayalar) oluşması ve rezervuarın bitişiğindeki yamaçlardaki yeraltı suyu seviyesinin normal tutma suyu seviyesinin üzerinde olması durumunda filtreleme kayıpları minimum düzeyde olacaktır. .
seviye (Şekil 9.4, a).

Tabanı ve kıyıları kırıklı kumtaşları, kireçtaşları, şeyl veya diğer geçirgen topraklardan oluşan rezervuarlarda büyük filtrasyon kayıpları gözlenir ve yamaçlardaki yeraltı suyu seviyesi FSL seviyesinin altında bulunur (Şekil 9.4, b).

Rezervuarlardan en önemli filtreleme, operasyonlarının ilk yıllarında görülmektedir. Bu, rezervuarın doldurulması sırasında yatağı oluşturan toprağın suya doyması ve yeraltı suyu rezervlerinin yenilenmesiyle açıklanmaktadır. Zamanla filtrasyon azalır ve 4-5 yıl sonra stabil hale gelir. Suyun bir rezervuardan kaya gözenekleri yoluyla filtrelenmesi, çok sayıda belirleyici faktör ve hidrojeolojik çalışmaların karmaşıklığı nedeniyle yeterince araştırılmamıştır. Bu nedenle, bu tür kayıpları tahmin etmek için genellikle mevcut rezervuarların işletilmesindeki deneyime güvenirler.

Yaklaşık standartlara göre, ortalama hidrojeolojik koşullar altında, filtreleme nedeniyle rezervuardan su kaybı katmanı yılda 0,5 m ila 1,0 m arasında değişebilir.

Nehir akışının bölge genelinde eşit olmayan dağılımı, yıl içi ve uzun vadeli değişkenliği, gerekli miktarda su için nüfusun ve ülke ekonomisinin ihtiyaçlarının karşılanmasını zorlaştırmaktadır. Bu durum özellikle suyun az olduğu yıllarda ve mevsimlerde daha da belirgindir. Rezervuarlar ve göletlerle nehir akışının düzenlenmesiyle sorun çözülür.

Rezervuar nehir akışını düzenlemek için tasarlanmış yapay bir rezervuardır, yani. ulusal ekonominin ihtiyaçları doğrultusunda daha verimli kullanılması amacıyla zamanında yeniden dağıtım.

Büyük rezervuarlar genellikle karmaşık (çok amaçlı) bir amaca sahiptir: hidroelektrik, su temini, su taşımacılığı, rekreasyon, taşkın koruması. Su kaynaklarının en verimli kullanımı, rezervuarların kademeli olarak tek bir sistem içerisinde çalışmasıyla sağlanmaktadır.

Küçük rezervuarlar ve göletler nüfusa, belirli endüstrilere veya tarıma su sağlamak için kullanılır.

Dünya çapında her biri 100 milyon km3'ten fazla hacme sahip 2.500'den fazla büyük rezervuar oluşturulmuştur. Bunların çoğu Kuzey Amerika'da bulunmaktadır (%36 veya yaklaşık 900). Rusya'da en büyüğü Bratskoe, Krasnoyarsk ve Zeyaskoe olmak üzere yaklaşık 100 rezervuar bulunmaktadır.

Nehir üzerindeki rezervuarlar sistemine denir çağlayan.

Rezervuarlar yatağın niteliğine, suyla doldurma yöntemine, coğrafi konuma, nehir havzasındaki konumuna ve akış düzenlemesinin niteliğine göre tiplere ayrılabilir.

İle havzanın yapısı rezervuarlar ikiye ayrılır:

· nehir tipi veya vadi, yatak bir nehir vadisinin parçasıdır. Uzatılmış şekilleri ve tepeden baraja kadar artan derinlikleriyle ayırt edilirler.

· Göl tipi veya havza tipi, bunlar yay yüklüdür, yani. Yalıtılmış ovalarda ve çöküntülerde, koylarda, denizden çitlerle çevrili haliçlerde ve yapay kazılarda bulunan düzenlenmiş göller ve rezervuarlar.

Suyla doldurma yöntemine göre rezervuarlar ikiye ayrılır:

· Zaprudnye, Bulundukları derenin suyuyla dolduğunda

· Sıvılar, kendilerine yakındaki bir su kanalından veya rezervuardan su sağlandığında.

Coğrafi konuma göre:

· Dağ, dağ nehirleri üzerine inşa edilmişlerdir, genellikle dar, derindirler ve basınç taşırlar; 300 m veya daha fazla baraj inşaatı sonucunda nehirdeki su seviyesindeki artışın büyüklüğü

· etekleri, 50-100 m kafa yüksekliğine sahip

· Ovalar genellikle geniş ve sığdır, baş yüksekliği 30 m'yi geçmez.

Akış düzenlemesinin doğası gereği:

· Çok yıllı düzenleme (su seviyesinin düşük ve yüksek olduğu yıllar arasında akışın yeniden dağıtılması)

· Mevsimsel (düşük ve yüksek su mevsimleri arasında bir yıl içinde akışın yeniden dağıtılması)

· Haftalık (hafta boyunca akışın yeniden dağıtılması)

· Günlük düzenleme (gün içindeki akışın yeniden dağıtılması)

Akış düzenlemesinin niteliği, rezervuarın amacına ve rezervuarın faydalı hacminin nehir suyu akış miktarına oranına göre belirlenir.

Rezervuarların şekilleri ve boyutları göllerle aynı morfometrik özelliklerle karakterize edilir. Ayrıca rezervuarın dolma derecesine de bağlıdırlar ve belirli bir su seviyesi değerine "bağlıdırlar", ancak göllerden farklı olarak rezervuardaki su seviyesi düzenlenir ve seviyenin seyri suyun doğasına göre belirlenir. yönetmelik.

Rezervuarlar tasarlanırken, her biri için hidrolojik rejimin belirli aşamalarına karşılık gelen seviyeler oluşturulur (ayarlanır), buna sözde tasarım seviyeleri.

· Normal tutma seviyesi NPU, su içeriği bakımından ortalama bir yılda dolum dönemi sonunda ulaşılan ve barajın uzun süre muhafaza edebileceği seviye

· Zorunlu destek seviyesi FPU, Nadir durumlarda, örneğin yüksek su veya sel sırasında meydana gelir, kısa süre tutulur, FSL'yi 0,5-1 m aşar

· Tetikleme seviyesi. Tetikleme seviyeleri şunları içerir: rezervuarın normal çalışması sırasında elde edilen günlük (sevk edici) tetikleme seviyesi; Yalnızca kurak yıllarda elde edilen maksimum üretim seviyesi

· ULV ölü hacim seviyesi, rezervuardaki su seviyesinde mümkün olan maksimum azalma, bunun altında tahliyenin imkansız olması. ULV'nin altında bulunan rezervuarın hacmine denir. ölü hacim.

ULV ile NPU arasında bulunan hacme denir PO rezervuarının faydalı hacmi.

Yararlı ve ölü hacimlerin toplamı şunu verir: Bir rezervuarın toplam hacmi veya kapasitesi.

NPU ile FPU arasında kalan hacme ne ad verilir? rezerv hacmi .

Havzanın morfometrik özelliklerine göre karakteristik alanlar belirlenmiştir:

ü Aşağı – barajın yakınında (her zaman derin sularda);

ü Orta – orta (yalnızca yüksek seviyelerde derin su);

ü Üst – sığ (su basmış kanal ve taşkın yatağının içinde bulunur);

ü Destek alanı dışarı doğru çıkıntı yapıyor.

Sınırlar keyfidir ve seviye dalgalanmalarının büyüklüğüne bağlıdır

Rezervuar, kural olarak, bir nehir vadisinde, suyun ulusal ekonomide kullanılması amacıyla biriktirilmesi ve depolanması için su tutucu yapılarla oluşturulan yapay bir rezervuardır.

Rezervuarlar 2 türe ayrılır: göl ve nehir. Göl tipi rezervuarlar (örneğin Rybinsk), fiziksel özellikleri bakımından yan suların özelliklerinden önemli ölçüde farklı olan su kütlelerinin oluşumu ile karakterize edilir. Bu rezervuarlardaki akıntılar çoğunlukla rüzgarlarla ilişkilidir. Nehir (kanal) tipindeki rezervuarlar (örneğin, Dubossary) uzun bir şekle sahiptir, içlerindeki akıntılar genellikle akıntıdır; Su kütlesi özellikleri bakımından nehir sularına yakındır.

Rezervuarın ana parametreleri hacim, yüzey alanı ve çalışma koşulları altında su seviyesindeki dalgalanmaların büyüklüğüdür.

Terminoloji

Rezervuar olarak kullanılmayan doğal kapalı rezervuarların aksine, bu durumda izin verilen su rezervlerini ve su kenarı seviyelerini karakterize eden bir dizi özel terim vardır:
Normal Tutma Seviyesi (NRL), bir rezervuarın su yüzeyinin, bir tutma yapısı tarafından uzun süre muhafaza edilebilecek en uygun en yüksek seviyesidir;
Zorunlu tutma seviyesi (FLU) veya zorlama ufku, bilinen bir üretim kapasitesine sahip bir hidrolik sistem tasarlanırken rezervuarın alanına ve mümkün olan maksimum su girişi. Bu seviyenin aşılması baraj kretinin taşmasına ve diğer acil durumlara yol açabilir;
Ölü hacim seviyesi (LVL) veya rezervuar düşüm ufku, rezervuarın en büyük boşalmasına karşılık gelen su yüzeyi yüksekliğidir. Siltasyon koşullarına, balıkların kışlaması için gerekli su seviyesine, çevre koşullarının sağlanmasına, istinat yapılarının teknolojik özelliklerine ve rezervuara giriş özelliklerine göre hesaplanır;
Bir rezervuarın ölü hacmi - rezervuar düşüm ufku (URL) seviyesinin altındaki rezervuarın hacmi;
Bir rezervuarın faydalı hacmi, rezervuar hacminin optimal en yüksek ufuk seviyesi (HHL) ile maksimum rezervuar deşarj seviyesi (UML) işaretleri arasındaki kısmıdır;
Bir rezervuarın zorlama kapasitesi veya Düzenleme kapasitesi - bahar taşkınları veya yağmur taşkınları sırasında hidrolik sistemdeki maksimum akışı azaltmayı amaçlayan, FPU ve NPU işaretleri arasındaki rezervuar hacminin bir kısmı;
Bir rezervuarın hacmi veya toplam hacmi - bu değer ölü ve faydalı hacimlerin toplamına eşittir.

Rezervuar türleri

Aşağıdaki rezervuar türleri bulunur:

Demir, beton, taş ve diğer malzemelerden yapılmış kapalı tanklar. Yer üstünde veya toprak altında (tamamen veya kısmen) bulunurlar ve su temininde günlük düzenleme tankı olarak veya basınç oluşturmak amacıyla kullanılırlar.

Kazı veya yarı kazı yoluyla zemine inşa edilen, ayrıca yatay veya hafif eğimli arazilerde dolgu yapılarak yapılan açık havuzlar. Bu tür rezervuarlar bazen günlük düzenleme havzaları olarak derivasyon tipi hidroelektrik santrallerde kurulur. Ayrıca, yüksek akışı geçici olarak tutmak için sulamada da kullanılırlar; bu daha sonra mansap alanlarında veya rezervuarın kendisinde kullanılır (haliç sulama).

Doğal su kütlelerinin vadilerinde istinat yapılarının (barajlar, hidroelektrik santral binaları, havuzlar vb.) inşa edilmesiyle oluşturulan rezervuarlar. Bu rezervuar türü en yaygın olanıdır ve ekonomi için önemlidir. İçinde iki alt tür vardır:

- nehir vadilerinde bulunan nehir (kanal) rezervuarları. Uzun bir şekil ile karakterize edilen, akıntı akıntılarının baskın olduğu ve nehir sularına yakın su kütlesinin özellikleri

- durgun suda bulunan bir rezervuarın şeklini tekrarlayan ve fiziksel ve kimyasal özellikleri bakımından yan suların özelliklerinden farklı olan göl.

En büyük rezervuarlar

Yüzey alanına göre dünyanın en büyük rezervuarları şunlardır:

Volta Gölü (8482 km²; Gana)
Smallwood (6527 km²; Kanada)
Kuibyshev Rezervuarı (6450 km²; Rusya)
Kariba Gölü (5580 km²; Zimbabve, Zambiya)
Bukhtarma Rezervuarı (5490 km²; Kazakistan)
Bratsk Rezervuarı (5426 km²; Rusya)
Nasser Gölü (5248 km²; Mısır, Sudan)
Rybinsk Rezervuarı (4580 km²; Rusya)

Birikmiş suyun toplam hacmi bakımından en büyük rezervuarlar şunlardır:

Kariba Gölü (180 km³; Zimbabve, Zambiya)
Bratsk Rezervuarı (169,3 km³; Rusya)
Nasser Gölü (160.0 km³; Mısır)
Volta Gölü (148,0 km³; Gana)
Manicouagan (141,2 km³; Kanada)
Guri (138,0 km³; Venezuela)
Tartarus (85.0 km³; Irak)
Krasnoyarsk Rezervuarı (73,3 km³; Rusya)
Gordon Hroom (70,1 km³; Kanada)

En eski rezervuarlar

İlk rezervuarlar Eski Mısır'da Nil Nehri vadisindeki araziyi geliştirmek amacıyla yaratıldı (MÖ 3000'den fazla).

Rusya'da ilk rezervuarlar 1701-1709'da oluşturuldu. Volga'yı Baltık Denizi'ne bağlayan Vyshnevolotsk su sisteminin inşası sırasında. 1704 yılında tesise su ve mekanik enerji sağlamak için Alapaevsk rezervuarı (orta Urallarda) inşa edildi. Sestroretsky Razliv rezervuarı 1721'de kuruldu.

Çevresel durum üzerindeki etki

Rezervuarların oluşturulması nehir vadilerinin manzarasını önemli ölçüde değiştirir ve bunların akışının düzenlenmesi, durgun su içindeki nehrin doğal hidrolojik rejimini dönüştürür. Rezervuarların oluşmasından kaynaklanan hidrolojik rejimdeki değişiklikler, bazen onlarca, hatta yüzlerce kilometreyi aşan hidrolik yapıların akış aşağısında da meydana gelir. Özellikle önemli olan, taşkın yatağı çayırlarında balık yumurtlama ve çim büyümesi koşullarının kötüleşmesine neden olan taşkınların azaltılmasıdır. Akış hızındaki bir azalma, tortu kaybına ve rezervuarların siltlenmesine neden olur; Sıcaklık ve buz koşulları değişerek alt havuzda bütün kış donmayan bir polinya oluşuyor.

Rezervuarlarda rüzgar dalgalarının yüksekliği nehirlerden daha fazladır (3 m veya daha fazla).

Rezervuarların hidrobiyolojik rejimi nehirlerin rejiminden önemli ölçüde farklıdır: rezervuardaki biyokütle daha yoğun oluşur, flora ve faunanın tür bileşimi değişir.

Rezervuarların silinmesi

Bir rezervuarın siltlenmesi, mutlak taban kotlarındaki artıştan dolayı su hacminin kaybıdır. Sebepler: su toplama alanından askıda kalan çökeltilerin temini, uçan kumların karadan rüzgârla taşınması, kimyasal bileşiklerin çökelmesi, su bitki örtüsünün biyokütlesi, kıyıların dalga süreçleriyle aşınması, turbanın şartlı olarak ötesinde bulunan yüzen bataklıkların altından yıkanması rezervuarın sınırı.

Rezervuarların siltlenmesi süreci karmaşıktır. 1938 tarihli bir makalede ayrıntılı olarak incelenmiştir.

ana kanalda değil yan kirişlerde rezervuarların inşası;
bir yan kanaldan taşkın drenajı;
rezervuarın başlangıcında enine alt galerilerin düzenlenmesi;
barajda alt drenajların montajı;
nehirlerin yukarı akışında göletlerin kurulması;
tortu toplanması için hacimlerin oluşturulması;
rasyonel su rejimi;
havza tarım teknolojisi.

Kılavuzlarda siltasyonla mücadelede önerilen ana yöntem, çökeltilerin rezervuardan boşaltılan su ile yıkanmasıdır. Kış aylarında ihtiyaç yoksa rezervuarın susuz bırakılması yaygın bir uygulamadır. Bu, su alanı üzerinde 1,5 m'den daha az su derinliğinde yetişen yüksek su bitki örtüsünün (sazlık, sazlık vb.) büyüme mevsimi sırasında yapılmaz.