42. Энергия речного потока. Мощность гэс.

Потенциальная энергия реки в единицу времени представляет собой потенциальную мощность потока.

N_п = 10³ gQH Дж ,где H[м]- напор на участке реки; Q [м³/ч]-средний расход волы на участке

Энергия на данном участке реки выражена в кВт, называется кадастровой мощностью.

N=gQH ,кВт

Мощность гидроэлектростанций: Nгэс =g Q_р H_{р гэс} ,кВт

Q_р - расчетный расход пропускаемый через турбины, м³/ч; H_р -расчетный напор на турбину, м; _гэс - КПД ГЭС, изменяется от 0,8 до 0,98

Выработку электроэнергии принято выражать в кВт/ч , а годовая выработка энергии на крупных ГЭС в млрд кВт/ч.

43. Задачи гидрологических расчетов.Обеспеченность и повторяемость гидрологической величины.

Основная задача гидрометрических расчетов-количественная оценка характеристик стока,необходимых при проектировании гидротехнических и водохозяйственных объектов.Наиболее важные характеристики стока:

• Нормы годового стока,его распределение.

• Max расходы половолья и паводков и их гидрографы

• Min расходы воды

Основной принцип гидрологических расчетов сводится к распространению на будущий многолетний период статических закономерностей,установленных за имеющийся период наблюдений.В практической реализации этого принципа широко исп-ся ф-ции распределения вероятностей (ФРВ) превышения гидрологических характеристик.Кривую распределения вероятностей превышения гидрологических характеристик называют кривой обеспеченности.Обеспеченность любого члена ряда Q_i характеризует вероятность появления величины расхода воды=или превышающего данный член ряда.

Для статистического ряда исходных данных вероятность превышения или обеспеченность характеристики: *100% ,где n-число членов ряда, m-номер величины в ряду.Для ограниченного ряда наблюдений n<50 исп-ют ф-лу: *100% .

Зная обеспеченность гидрологической характеристики можно подсчитать вероятную частоту появления или повторяемость этой характеристики в годах.Под повторяемостью гидрологической величины понимают число лет N,в течение кот. она повтор-ся в среднем 1 раз.Повторяемость характеристики определ—ют по формулам: ,если р<50%,речь идет о повторяемости max расходов. ,если р>50%,речь идет о повторяемости min расходов.Имея достаточный ряд наблюдений по расходам воды можно вычислить эмперическую обеспеченность каждого каждого члена ряда по приведенным выше формулам и построить эмперическую кривую связи обеспеченности и параметров стока (см.рис.)

44. Каналы и их классификация, формы поперечного сечения. Сечение гидравлически наивыгоднейшего профиля.

Канал – открытое искусственное русло для транспортирования воды.

По хоз назначению каналы:

1водопроводные, 2осушительные,оросительные, 3водоотводящие, 4судоходные.

По способу подачи воды:

1.самотечные, 2.с машинным водоподъёмом (с Н.С).

Крупные каналы часто имеют комплексное назначение для судоходства, водоснабжения и обводнения.

По форме поперечного сечения каналы:

1.трапециеидальные

2.параболические

3.параболические с донной вставкой

и другие.

Поперечное сечение канала зависит от его назначения, пропускной способности, инженерно-геологических условий трассы. Наиболее распространена трапецеидальная как наиболее удобная для условий пр-ва работ. Параболическая ( в т.ч с донной вставкой) применяется для больших расходов (Q>15-20м³/с). Гидравлический расчёт каналов состоит в определении пропускных способностей русла и допускаемых на размыв скоростей.

Задачи, решаемые при расчете пропускной способности русла можно поделить на 2 типа:

1.задачи, в которых требуется определить расход воды, пропускаемой руслов в заданным размеров и уклоном.

2.задачи, когда при заданном расчётном расходе и других параметрах потока необходимо определить размеры поперечного сечения русла, способного пропустить заданный расход.

В основу гидрологического расчёта каналов при равномерном движении жидкости положена ф. Шизи : v=c·(RI)^½, где R=w/χ-гидр радиус, I-гидр уклон, c=1/·R^у n-к-т шероховатости, y=1.5 n ^½ при R<1м; y=1.3 n ^½ при R>1м.

Для трапецеидального русла: w=(b+mh)h; χ=b+2h·(1+m²)^½..

Задачи первого типа решаются непосредственно по вышеуказанным формулам.

Задачи второго типа решаются путём подбора, для чего чаще всего используют графо-аналитический способ, по которому сравнивают текущий уровень расхода с требуемым.

K =w_c·R^½. K₀=Q/I^½.

Если глубина не ограничивается никакими условиясм, то следует проектировать поперечное сечение русла гидравлически наивыгоднейшего профиля. Такой профиль характеризуется максимально возможной средней скоростью v и минимальной площадью живого сечения w. Для трапецеидального сечения такой профиль характеризуется соотношением :

βгн = (b/h)гн=2(1+m²)^½ -m, где гн – гидравлически наивыгоднейшее сечение.

Гидр. Радиус такого русла R=0,5h.

Глубину канала для гидравлически наивыгоднейшего сечения можно определить по формуле Михневича:

h=(Q·n^1/(2,5+y)) / 0,5^{(0,5+y)(2,5+y)} · (βгн+m)^1/(2,5+y) · Ж^0,5(2,5+y) где Q- расход воды, n-коэфф шероховатости, m- коэфф заложения откосов, I-коэфф гидр пов-ти.

C=1/n·R^y. В натурных условиях у≈0,2.

h=1,2/I^0.85·(Q_n/ βгн+m)^0.37 = 1,2/I^0.85 ·(Q_n/2(1+m²)^½-n)^0.37

Окончательно размеры русла выбирают с учётом требуемого заказа превышением бровок канала над уровнем воды и привязкой к существующим типам регулирования поперечных сечений.