Расход гидрографа по месяцам Стр 1 из 10Следующая ⇒ КУРСОВОЙ ПРОЕКТ     по дисциплине: «Комплексное использование Водных ресурсов»     Студента 6 курса факультета КИОВР шифр 3079 Гайнутдинова М.Т.     Балашиха 2007 г Оглавление Введение. 3 Исходные данные. 4 1. Составление предварительной структуры ВХК.. 7 2. Расчет годового водохозяйственного баланса. 9 2.1 Расчет приходной части годового ВХБ.. 9 2.2 Расчет расходной части годового ВХБ.. 10 3.Водно-энергетические расчеты.. 19 3.1 Расчет параметров ГЭС и водохранилища годичного регулирования стока. 19 3.2 Выявление режима работы водохранилища и определение зарегулированного расхода 20 3.3 Определение напоров ГЭС.. 21 3.4 Расчеты суточного регулирования. 22 3.5 Определение базисной мощности ГЭС.. 24 3.6 Определение установленной мощности ГЭС.. 24 3.7 Определение расчетного расхода ГЭС.. 25 3.8 Определение годовой выработки электроэнергии на ГЭС.. 25 4. Подбор основного гидросилового оборудования ГЭС.. 25 4.1 Выбор числа агрегатов. 25 4.2 Выбор типа турбины.. 25 4.3 Определение диаметра рабочего колеса турбины Д1 и частоты вращения n. 26 4.4 Определение допустимой высоты отсасывания. 26 4.5 Подбор генераторов. 26 4.6 Выбор типа генератора. 27 4.7 Основные размеры гидрогенератора. 27 5. Выбор типа и определение основных размеров сооружений комплексного гидроузла 28 5.1 Определение основных параметров водоприемника ГЭС.. 28 5.2 Определение параметров плотины.. 28 5.3 Определение основных параметров здания ГЭС.. 29 6. Экономическое обоснование целесообразности создания ВХК.. 29 6.1 Определение затрат и прибыли по комплексным сооружениям ВХК.. 29 6.2 Определение затрат и прибыли по отраслевым сооружениям ВХК.. 30 6.2.1 Гидроэнергетика. 30 6.2.2 Коммунально-бытовое водоснабжение. 31 6.2.3 Промышленность. 32 6.2.4 Распределение затрат между участниками ВКХ.. 33 7. Последствия создания водохозяйственного комплекса и мероприятия по рациональному природопользованию и охране окружающей среды.. 35 Список используемой литературы.. 36   Введение По мере роста народонаселения и сопутствующего ему развития различных отраслей народного хозяйства масштабы использования водных ресурсов непрерывно увеличиваются. В связи с возрастающими объемами водопотребления все более актуальными становятся вопросы регулирования водных ресурсов, характеризующиеся непрерывно расширяющимися мероприятиями по перераспределению речного стока между отдельными районами. Одновременно с этим решаются задачи, связанные с очисткой сточных вод и предотвращением дальнейшего загрязнения водоемов. Решение комплексных водохозяйственных проблем должно базироваться на  глубоком анализе технико-экономических данных, а также на прогнозе возможных изменений природных условий. Наиболее сложным разделом водохозяйственного планирования является проблема обеспечения надлежащего качества воды и охрана ее от загрязнения. Осуществление водохозяйственного комплекса сопровождается значительно большей эффективностью. Она выражается в повышении производительности труда, снижении стоимости продукции и развитии комбинированного производства. После окончания строительства комплексного гидроузла остаются мощная строительная база и развитое жилищное хозяйство, которые необходимы для дальнейшего развития экономики района. Однако создание большинства ВХК связано с образованием водохранилищ, что неизбежно влечет за собой зону затопления различных объектов.   Исходные данные   Гидрологические данные. В качестве гидрологических данных задан бассейн реки Иртыш и гидрограф реки. Распределение стока реки по месяцам проводится в соответствии с заданными коэффициентами Qi=Qcp β, где Qi – расход гидрографа в i-м месяце; β – коэффициент, принимаемый из табл. 1; Qср – средний расход гидрографа. Таблица 1. Расход гидрографа по месяцам     Месяцы   I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII β 0,13 0,12 0,11 7,18 1,55 0,77 0,46 0,36 0,32 0,46 0,34 0,22 Qi 1,56 1,44 1,32 86,16 18,6 9,24 5,52 4,32 3,84 5,52 4,08 2,64   Топографические данные. А) Топографическая схема участка реки представлена на рис. 1. Б) Кривая зависимости уровней воды в верхнем бьефе от объема водохранилища. (Данные для построения кривой приведены в таблице 2). В) Кривая зависимости уровней воды в нижнем бьефе от расхода воды. (Данные для построения кривой приведены в таблице 3). Таблица 2. Таблица 3. Таблица 4. Исходные данные Средний расход гидрографа Qср м3/с Отдельное приложение Численность населения, тыс.чел. Площадь орошаемых земель Вид и численность животных, тыс.гол Вид и годовой объем промышленной продукции тыс. т/год Годовая выработка э/энергии, тыс. МВт Средний расход рыбозавода Qрз м3/с Число отдыхающих Nср, тыс.чел. городского Nr сельского Nc Р1 Р2 В1 В2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 12 8 118 29 Нет Птица 115 Свиньи 12 Глиноземный завод 170 Завод кордного волокна 640 74 4,5 2,0   Таблица 5. График попусков Месяц Объем попусков санитарные Qcан рыбохозяйственные Qрх воднотранспортные Qвт I 2 0 0 II 2 0 0 III 2 0 0 IV 2 6 4 V 2 6 4 VI 2 6 4 VII 2 4 6 VIII 2 4 6 IX 2 2 2 X 2 0 0 XI 2 0 0 XII 2 0 0     1. Составление предварительной структуры ВХК В соответствии с исходными данными на топографической схеме указываем местоположение города с промышленными предприятиями, село, ферму, дом отдыха. Место водозабора и места водоотводов указываем стрелкой. В соответствии с выбранным НПУ показываем площадь зеркала водохранилища. Примем следующую предварительную структуру ВХК (табл. 6).   Таблица 6. Предварительная структура ВХК. № п/п Участник ВХК Показатель, характеризующий водопотребление Занимаемая площадь, тыс. га Расположение относительного створа Тип водоснабжения 1 2 3 4 5 6 1. Город с промышленными предприятиями Nr = 118 тыс. чел. B1 = 170 тыс. т/год В2 = 640 тыс. т/год 9,5 условно условно верхний бьеф правый берег поверхностное 2. СПК село птичник свинарник   Nc = 29 тыс. чел. Р1 = 115 тыс. гол Р2 = 12 тыс. гол   3,0 условно условно нижний бьеф левый берег подземное 3. Дом отдыха Nср = 2 тыс. чел условно верхний бьеф правый берег поверхностное 4. ГЭС Э = 74 тыс. МВтч       5. Водный транспорт по графику попусков       6. Рыбное хозяйство по графику попусков       7. Охрана природы Qсан = 2 м3/с   попуск   Приняты следующие графики потребления воды на рыбохозяйственные и воднотранспортные попуски (табл. 7).   Таблица 7. Графики потребления воды. Потребители Расходы по месяцам, м3/с IV V VI VII VIII IX Рыбохозяйственные попуски 6 6 6 4 4 2 Воднотранспортные попуски 4 4 4 6 6 2   Характеристика потребителей поверхностной воды дана в табл. 8.   Таблица 8. Верхний бьеф
Городское коммунально-бытовое хозяйство	Nгвб = 118 тыс. чел.	qг = 300 л/сут. чел.	В.б.	прямоточная
Промышленность	B1вб = 170 тыс. т/год В2вб = 640 тыс. т/год	qПР1 = 200 м3/т в год (глиноземный завод), qПР2 = 2000 м3/т в год (завод кордного волокна)	В.б.	прямоточная
Рекреация	Nсрвб = 2 тыс. чел.	qp = 100 л /сут. чел.;	В.б.	прямоточная
Нижний бьеф
Сельское коммунально-бытовое хозяйство	Nснб = 29 тыс. чел.	qc = 200 л/сут. чел.	Н.б.	прямоточная
Птицеводство	Р1нб = 115 тыс. гол.	qж1 = 1 л/сут. на голову	Н.б.	прямоточная
Свиноводство	Р1нб = 12 тыс. гол.	qж2 = 60 л/сут. на голову	Н.б.	прямоточная
Попуски
ГЭС	Э = 74 тыс. МВтч	Н = 362-290 = 72 м
Рыбохозяйственные	По графику
Воднотранспортные	По графику
Санитарные	Qсан = 2 м3/с

Таблица 9.

 

Месяц	Q, м3/с	ωст, млн.м3
I	1,6	4,1
II	1,4	3,2
III	1,3	3,3
IV	86,2	212,3
V	18,6	47,3
VI	9,2	22,7
VII	5,5	14,0
VIII	4,3	10,9
IX	3,8	9,4
X	5,5	14,0
XI	4,1	10,1
XII	2,6	6,6
Год		357,9

 

Годовые

а) городского коммунально-бытового хозяйства (КБХ):

 

,                                                   (5)

где  - годовой объем водопотребления городского КБХ, расположенного в верхнем бьефе; - число жителей в городе;  - норма водопотребления в городском КБХ (норма водопотребдления в городском коммунально-бытовом хозяйстве принимаем по м.у. 300 л/сут. на 1 жителя);  - к.п.д. городских сетей водоснабжения; t – 365 сут.

 млн. м³

б) сельского КБХ W_C:

 

                               (6)

где , - годовые объемы водопотребления сельских КБХ соответственно в верхнем и нижнем бьефах; , - количество жителей в селах, расположенных соответственно в верхнем и нижнем бьефах; q _С - норма водопотребления в селах;  - к. п. д. сельских сетей водоснабжения;

 млн. м³

в) животноводства W _ж :

 

                         (7)

где ,  - годовые объемы водопотребления животноводческих ферм, расположенных соответственно в верхнем и нижнем бьефах; , - количество голов скота j-того вида в верхнем и нижнем бьефах соответственно; n и m - количество видов животных на фермах в верхнем и нижнем бьефах;  - норма потребления воды животным j-того вида; - к. п. д. сетей водоснабжения в животноводстве; t = 365 (число суток в году);

млн. м³

 

г) рекреация W_p:

 

                           (8)

где  - годовой объем водопотребления в рекреационных учреждениях, расположенных в верхнем бьефах; - количество отдыхающих в рекреационных учреждениях j-того вида, видов - норма водопотребления в рекреационном учреждении j-того типа; - к. п. д. сетей водоснабжения в рекреационных учреждениях;

 

 млн. м³

 

д) промышленности W_np:

 

               (9)

где   - годовые объемы водопотребления промышленных предприятий j-того типа, расположенных в верхнем бьефе;    - годовые объемы промышленной продукции, выпускаемых на предприятиях j-того типа; - норма промышленного водопотребления на предприятии j-того типа;  - к. п. д. сетей водоснабжения в промышленности;

 

 млн. м³

е) орошения W_op:

 

                                    (10)

где ,  - годовые объемы водопотребления для орошения земель, расположенных в верхнем и нижнем бьефах; , - площади орошаемых земель, сточные воды с которых возвращаются соответственно в верхний и нижний бьефы; М — оросительная норма;  - к. п. д. оросительной сети.

Орошение не учитываем, т.к. по условию Западная Сибирь без орошения.

Месячные

Месячные объемы водопотребления для всех участников ВХК, кроме орошения, считаются равномерными в течение года и определяются по зависимости:

                                       (11)

а) городского КБХ

 млн. м³

б) сельского КБХ

 млн. м³

в) животноводства

 млн. м³

г) рекреации

 млн. м³

д) промышленнорсти

 млн. м³

е) орошения нет

 

Таблица 10.

Потребители	Объемы по месяцам, млн. м3
	IV	V	VI	VII	VIII	IX
Рыбохозяйственные попуски	15,6	16,1	15,6	10,7	10,7	5,2
Воднотранспортные попуски	10,4	10,7	10,4	16,1	16,1	5,2

Q_сан.п = 2 · 86400 · 30,42 · 10^-6 = 5,3 млн. м³

в) объемы попусков, необходимых для разбавления сточных вод, поступающих в нижний бьеф:

                       (16)

где  - месячный объем водопотребления j-тым водопотребителем в i-том месяце,  - коэффициент возврата сточных вод j- того водопотребителя, - коэффициент разбавления.

Результаты месячных попусков воды в нижний бьеф сведены в таблицу 11.

 

Таблица 11.

Мес яцы	ГЭС	Рыбо- хоз.	Водно- транс.	Санит.	Разб. ст. воды	max ω поп1	max ω поп2	max ω поп3	max ω поп3
I	35,5	0	0	5,3	0,55	35,5	5,3	5,3	5,3
II	35,5	0	0	5,3	0,55	35,5	5,3	5,3	5,3
III	35,5	0	0	5,3	0,55	35,5	5,3	5,3	5,3
IV	35,5	15,6	10,4	5,3	0,55	35,5	15,6	10,4	5,3
V	35,5	16,1	10,7	5,3	0,55	35,5	16,1	10,7	5,3
VI	35,5	15,6	10,4	5,3	0,55	35,5	15,6	10,4	5,3
VII	35,5	10,7	16,1	5,3	0,55	35,5	16,1	10,7	5,3
VIII	35,5	10,7	16,1	5,3	0,55	35,5	16,1	10,7	5,3
IX	35,5	5,2	5,2	5,3	0,55	35,5	5,3	5,3	5,3
X	35,5	0	0	5,3	0,55	35,5	5,3	5,3	5,3
XI	35,5	0	0	5,3	0,55	35,5	5,3	5,3	5,3
XII	35,5	0	0	5,3	0,55	35,5	5,3	5,3	5,3
Год	426	73,9	68,9	63,6	6,6	426	116,6	180	63,6

 

Результаты расчетов по определению приходной и расходной частей годового водного баланса по месяцам заносятся в таблицу 12 «Расчет годового водного баланса». В результате расчетов (строка 1 – строка 2 – строка 3 = строка 4) определяется годовой ВХБ:

 

W_прил - W_расх = _∆W

 

1686,3 млн. м³ – 1909,3 млн. м³ = - 223,0 млн. м³

Таблица 12.

Водохозяйственный баланс, млн.м³

Статьи баланса	Месяцы												Итого за год
	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
1. Располагаемые водные ресурсы, в т.ч. 1.1.поверхностный сток 1.2.подземные воды	114,8 4,1 0	113,9 3,2 0	114 3,3 0	323 212,3 0	158 47,3 0	133,4 22,7 0	124,7 14,0 0	121,6 10,9 0	120,1 9,4 0	124,7 14,0 0	120,8 10,1 0	117,3 6,6 0	1686,3 357,9 0
1.3.Возвратные воды, в т.ч.	110,7	110,7	110,7	110,7	110,7	110,7	110,7	110,7	110,7	110,7	110,7	110,7	1328,4
КБХ города	1,08	1,08	1,08	1,08	1,08	1,08	1,08	1,08	1,08	1,08	1,08	1,08	12,96
КБХ сельское(ВБ)	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Животноводство(ВБ)	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Промышленность	109,5	109,5	109,5	109,5	109,5	109,5	109,5	109,5	109,5	109,5	109,5	109,5	1314
Орошение (ВБ)	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Рекреация	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006	0,072
2. Потребление воды участниками ВКХ, в т.ч.	158,56	158,56	158,56	158,56	158,56	158,56	158,56	158,56	158,56	158,56	158,56	158,56	1902,7
КБХ города	1,35	1,35	1,35	1,35	1,35	1,35	1,35	1,35	1,35	1,35	1,35	1,35	16,2
КБХ сельское	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Животноводство	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Орошение (ВБ)	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Орошение (НБ)	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Рекреация	0,007	0,007	0,007	0,007	0,007	0,007	0,007	0,007	0,007	0,007	0,007	0,007	0,084
Промышленность	121,7	121,7	121,7	121,7	121,7	121,7	121,7	121,7	121,7	121,7	121,7	121,7	1460,4
Попуски	35,5	35,5	35,5	35,5	35,5	35,5	35,5	35,5	35,5	35,5	35,5	35,5	426
3.Разбавление сточных вод, в т.ч.	0,55	0,55	0,55	0,55	0,55	0,55	0,55	0,55	0,55	0,55	0,55	0,55	6,6
КБХ сельское (НБ)	0,38	0,38	0,38	0,38	0,38	0,38	0,38	0,38	0,38	0,38	0,38	0,38	4,56
Животноводство (НБ)	0,17	0,17	0,17	0,17	0,17	0,17	0,17	0,17	0,17	0,17	0,17	0,17	2,04
Орошение (НБ)	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Итого по п.п 2+3	159,11	159,11	159,11	159,11	159,11	159,11	159,11	159,11	159,11	159,11	159,11	159,11	1909,3
4. Баланс (1-2-3)	-44,31	-45,21	-45,11	163,89	-1,11	-25,71	-34,41	-37,51	-39,01	-34,41	-38,31	-41,81	-223,0

При положительном годовом балансе, когда DW > 0, годовой баланс считается увязанным. При составлении баланса получили DW = -241,0 млн.м³ < 0, поэтому необходимо провести увязку годового баланса. В данном случае вводим оборотное водоснабжение в промышленности и принимаем коэффициент возврата К_в = 0, следовательно, W_пр = 0 и W_{разб.пр}⁼ 0. Объем потребления свежей воды в промышленности, в этом случае равен объему суммы потерь и поэтому объем потребления воды в промышленности сокращается и равняется 0,2 W_пр = 0,2 · 121,7 = 24,34 млн.м³.

Наряду с этим производим уменьшение водопотребления на ГЭС, в рыбном хозяйстве и водном транспорте путем уменьшения попусков в каждом месяце до величины не ниже санитарных, равных 5,3 млн.м³.

Таблица 13.

Увязанный водохозяйственный баланс, млн.м³

Статьи баланса	Месяцы												Итого за год
	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
1. Располагаемые водные ресурсы, в т.ч. 1.1.поверхностный сток 1.2.подземные воды	27,1 4,1 0	26,2 3,2 0	26,3 3,3 0	235,3 212,3 0	70,3 47,3 0	45,7 22,7 0	37 14,0 0	33,9 10,9 0	32,4 9,4 0	37 14,0 0	33,1 10,1 0	29,6 6,6 0	633,9 357,9 0
1.3.Возвратные воды, в т.ч.	23	23	23	23	23	23	23	23	23	23	23	23	276
КБХ города	1,08	1,08	1,08	1,08	1,08	1,08	1,08	1,08	1,08	1,08	1,08	1,08	12,96
КБХ сельское(ВБ)	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Животноводство(ВБ)	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Промышленность	21,9	21,9	21,9	21,9	21,9	21,9	21,9	21,9	21,9	21,9	21,9	21,9	262,8
Орошение (ВБ)	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Рекреация	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006	0,072
2. Потребление воды участниками ВКХ, в т.ч.	31,2	31,2	31,2	31,2	31,2	31,2	31,2	31,2	31,2	31,2	31,2	31,2	374,4
КБХ города	1,35	1,35	1,35	1,35	1,35	1,35	1,35	1,35	1,35	1,35	1,35	1,35	16,2
КБХ сельское	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Животноводство	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Орошение (ВБ)	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Орошение (НБ)	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Рекреация	0,007	0,007	0,007	0,007	0,007	0,007	0,007	0,007	0,007	0,007	0,007	0,007	0,084
Промышленность	24,34	24,34	24,34	24,34	24,34	24,34	24,34	24,34	24,34	24,34	24,34	24,34	292,1
Попуски	5,5	5,5	5,5	5,5	5,5	5,5	5,5	5,5	5,5	5,5	5,5	5,5	66
3.Разбавление сточных вод, в т.ч.	0,55	0,55	0,55	0,55	0,55	0,55	0,55	0,55	0,55	0,55	0,55	0,55	6,6
КБХ сельское (НБ)	0,38	0,38	0,38	0,38	0,38	0,38	0,38	0,38	0,38	0,38	0,38	0,38	4,56
Животноводство (НБ)	0,17	0,17	0,17	0,17	0,17	0,17	0,17	0,17	0,17	0,17	0,17	0,17	2,04
Орошение (НБ)	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Итого по п.п 2+3	31,75	31,75	31,75	31,75	31,75	31,75	31,75	31,75	31,75	31,75	31,75	31,75	381
4. Баланс (1-2-3)	-4,65	-5,55	-5,45	203,55	38,75	13,95	5,25	2,15	0,65	5,25	1,35	-2,15	253,1

Таблица 1 4.

 

Месяцы	Избыточный объем стока, млн.м3	Расход за период, м3/с	Сумма объемов в нарастающем порядке, м3
1	2	3	4
I	-23,8	-9,05	-23,8
II	-24,7	-9,4	-48,5
III	-24,6	-9,4	-73,1
IV	+ 195,5	+ 74,3	+ 122,4
V	+ 21,9	+ 8,3	+ 144,3
VI	-4,2	-1,2	+ 140,1
VII	-13,3	-5,1	+ 126,8
VIII	-16,5	-6,3	+ 110,3
IX	-18,2	-6,9	+ 92,1
X	-13,3	-5,1	+ 78,8
XI	-17,5	-6,7	+ 61,3
XII	-21,1	-8,0	+ 40,2
I	-23,8	-9,05	+ 16,4
II	-24,7	-9,4	-8,3
III	-24,6	-9,4	-32,9
IV	+ 195,5	+ 74,3	+ 162,6

 

Объемы стока по периодам берутся из таблицы 15 увязанного водохозяйственного баланса. Расход за период определяется по формуле:

, м³/с

По данным таблицы 14 на рис.1 строится гидрограф избыточных расходов и его интегральная кривая. Соединив начало и конец интегральной кривой прямой линией, получаем прямую равномерного в течение года потребления воды. Полезный объем водохранилища, необходимый для проведения полного годичного регулирования стока, определяется вертикальным расстоянием между касательными, проведенными к верхней и нижней точкам интегральной кривой, и составляет W_плз = 83 млн. м³. Полный объем водохранилища при принятой отметке НПУ — 362 м согласно рис.1 составляет W_полн. = 270 млн. м³ . W_плз = 83 млн. м³ < W_плз = 207,0 млн.м , следовательно, целесообразно осуществить неполное годичное регулирование стока. Отметка уровня мертвого объема равна:

 

↓ УМО = ↓ НПУ – h_опт = 362 – 14 = 348 м.

 

Мертвый объем водохранилища составляет:

 

W_мо = W_полн – W_плз = 270-83 = 187 млн.м³

 

Определение напоров ГЭС

Для этого строится график изменения уровней воды в водохранилище в верхнем и нижнем бьефах (график напоров).

Напор ГЭС на данный момент времени определяется как разности уровней воды в верхнем и нижнем бьефах.

Уровни в В.Б. находятся по кривой связи W = f(H) в соответствии с полным объемом воды в водохранилище на конец каждого периода (W_вбi = W_i + W_умо). Уровни в НБ находятся по кривой Q = f(H) по величине расхода (Q_зар. + Q_сан) -рис 2. Разность уровней бьефов дает напор за соответствующий период.

Все расчеты выполняются в табличной форме (таблица 15).

Для удобства определения объемов и уровней воды на рис.3 построен график изменения полезного объема воды в водохранилище в течение расчетного года.

 

Таблица 15.

Определение напоров ГЭС по периодам.

 

Период	Объем воды в водохранилище	Уровень В.Б.,м М0=187 м	Средний уровень В.Б., м	Расход Н.Б., м3/с	Уровень Н.Б., м	Средний напор Н м	Продолжительность напора, t	Произведение Н ∙ t
1	2	3	4	5	6	7	8	9
I	42	357,25	356,5	8,61	290,9	65,60	1	65,60
	33	355,75
II	33	355,75	354,38	8,61	290,9	63,48	1	63,48
	15	353,0
III	15	353,0	352,0	8,61	290,9	61,10	1	61,10
	0	351,0
IV	0	351,0	358,0	8,61	290,9	67,10	1	67,10
	83	365,0
V	83	365,0	365,0	8,61	290,9	74,10	1	74,10
	83	365,0
VI	83	365,0	365,0	8,61	290,9	74,10	1	74,10
	83	365,0
VII	83	365,0	364,75	8,61	290,9	73,85	1	73,85
	81	364,5
VIII	81	364,5	363,88	8,61	290,9	72,98	1	72,98
	75	363,25
IX	75	363,25	362,38	8,61	290,9	71,48	1	71,48
	66	361,5
X	66	361,5	360,88	8,61	290,9	69,98	1	69,98
	60	360,25
XI	60	360,25	360,0	8,61	290,9	69,10	1	69,10
	57	359,75
XII	57	359,75	358,5	8,61	290,9	67,6	1	67,60
	42	357,25
							Σ = 12	Σ=830,47

По данным граф 3 и 6 на рис.3 строится график изменения уровней воды в верхнем и нижнем бьефах.

Средневзвешенный напор вычисляется по формуле:

В дальнейшем будем считать, что Н_ср.взв = Н_р = 69,2 м

Таблица 16.

Период	Напор за период Н, м	Расход за период Q, м3/с	Мощность за период, мВт	Мощность в убывающем порядке, мВт	Р
1	2	3	4	5	6
I	65,60	7,31	4,0	4,52	8,3
II	63,48	7,31	3,87	4,52	16,0
III	61,10	7,31	3,72	4,50	25,0
IV	67,10	7,31	4,09	4,45	33,2
V	74,10	7,31	4,52	4,36	41,5
VI	74,10	7,31	4,52	4,27	50,0
VII	73,85	7,31	4,50	4,21	58,3
VIII	72,98	7,31	4,45	4,12	66,6
IX	71,48	7,31	4,36	4,09	75,0
X	69,98	7,31	4,27	4,0	83,3
XI	69,10	7,31	4,21	3,87	91,6
XII	67,60	7,31	4,12	3,72	100,0

 

По данным граф 1 и 5 таблицы 16 на рис.4 строится график обеспеченности среднесуточных мощностей ГЭС, по которому выбирается среднесуточная мощность ГЭС.

Принимаем среднесуточную мощность ГЭС N_р% = 4,09 мВт, обеспеченную в течение 9 месяцев (Р = 75 %).

На основе данных на рис.5 строится график нагрузки энергосистемы и его анализирующая кривая Э = f(N). Для ее построения график нагрузки энергосистемы разбивается на ряд полос, характеризующихся тем, что в течение времени Dt мощность этой полосы не меняется. Затем определяется выработка электроэнергии, соответствующая мощности полосы. Расчеты по определению координат анализирующей кривой проводим в таблице 17.

 

Таблица 17.

Мощность полосы, мВт	Продолжительность полосы, час.	Энергия полосы, мВт	Энергия нарастающим порядком, мВт
16	2	32	32
8	8	64	96
8	12	96	192
8	16	128	320
8	20	160	480
32	24	768	1248

По данным таблицы 17 на рис.5 строим анализирующую кривую графика нагрузки. С помощью анализирующей кривой и нагрузки энергосистемы графически определяется пиковая мощность. Для этого определяем суточную выработку энергии ГЭС:

 мВтч

 

По величине Э_сут = 98,16 мВтч на рис.5 находим пиковую мощность:

 

N_пик = 19,91 м Вт. Тогда N_пик^об = N_p% + N_пик = 4,09 + 19,91 = 24 мВт

 

Выбор числа агрегатов

Число агрегатов и в конечном итоге уточненную установленную мощность ГЭС обосновывают технико-экономическими расчетами.

Для бесперебойного снабжения электроэнергией всех потребителей, а также имея в виду неравномерность и ее ответственность в энергосистеме, принимаем к установке на ГЭС четыре агрегата (Z_a = 4).

Мощность одного агрегата будет равна:

 

 мВт

 

Выбор типа турбины

 

Выбор типа турбины проводится по сводному графику крупных гидротурбин. При этом определяем мощность турбины:

 

 мВт,

где: η_ген - к.п.д. генератора, равный 0,96

На свободном графике мощности турбины N_t = 8,11 мВт и расчетному напору Н_р = 69,2 м соответствует турбина РО 45/123.

4.3 Определение диаметра рабочего колеса турбины Д₁  и частоты вращения n

 

По частному графику области применения турбины (рис.4 «Приложения» МУ) определяем: Д₁ = 200 см = 2,0 м; n = 300 об/мин.

 

Подбор генераторов

 

Генераторы подбираются по номинальной мощности агрегата N_arp = 7,79 мВт.ч и частоте вращения турбины n = 300 об/мин.

По каталогу этим параметрам соответствует генератор СВ 325/100-20

СВ - синхронный вертикальный,

Д_а - внешний диаметр статора генератора в см; 325

l_а - длина пар полюсов; 100 см

2р - число пар полюсов; 20

Его параметры: N_ген^aкт = 8,96 мВт; η= 96,7%.

Мощность этого генератора больше требуемой на 15% ( ), что больше допустимого значения на 10%, поэтому следует уменьшить мощность генератора. Для этого необходимо уменьшить длину его активной стали (l_а).

Требуемая длина активной стали находится по формуле:

 

 м

 

Округляем полученную величину до ближайшей большей стандартной (из каталога). Тогда новая l_a^ст = 90 см.

Определяем мощность генератора при этой длине активной стали.

 мВт.

При таком генераторе излишек мощности составит:

, что меньше 10%.

Установочная мощность ГЭС будет равна: N_уст = 4 · 8,06 = 32,24 мВт.

 

Выбор типа генератора

 

По частоте вращения турбины n = 300 об/мин подбираем тип генератора.

При n ≥ 150 об/мин принимаем подвесной тип генератора.

 

Гидроэнергетика

 

Капитальные вложения в энергетику составят:

 

К_ГЭ ⁼ К_уд · N_уст

К_уд - удельные капитальные вложения в станционную часть плотины и здания ГЭС       К_уд. = 15000 руб/кВт, N_ycт = 32240 кВт

К_ГЭ = 15000 · 32240 = 483 600 000 руб.

 

Величина годовых издержек в гидроэнергетику составит:

 

С_ГЭ = α · К_ГЭ = 0,025 · 483,6 = 12,09 млн.руб

α - 0,025 - норма годовых издержек

 

Валовой доход гидроэнергетики определяется по формуле:

μ = 0,85;

α = 2540 руб. за 1 кВт (таблица 18)

N_уст32240 кВт;

β = 0,40 руб. за 1 кВт (таблица 18)

 

Таблица 18.

Энергоуправление	Двухставочные тарифы для промышленности и приравненных к ним потребителей с оплачиваемой мощностью 100 кВт и выше
	Основная плата в руб. за год за 1 кВт максимальной нагрузки	Дополнительная плата в руб. за 1 кВт ч
ЗапСибэнерго	2540	0,40

 

Э = Э_пик + Э_баз

Таблица 19.

Подсчет пиковой части электроэнергии

Период	Число часов в периоде	Мощность за период, мВт	Выработка энергии за период, мВт.ч
1	2	3	4
I	744	4,0	2976,0
II	672	3,87	2600,64
III	744	3,72	2767,68
IV	720	4,09	2944,80
V	744	4,52	3362,88
VI	720	4,52	3254,4
VII	744	4,50	3348,0
VIII	744	4,45	3310,8
IX	720	4,36	3139,2
X	744	4,27	3176,88
XI	720	4,21	3031,2
XII	744	4,12	3065,28

Э_пик = 36977,76

 

Э_баз = N_баз · Т,   где:

Т – число часов в году, 8760 час

 

Э_баз. = 0,75 · 8760 = 6570 мВт.ч

Э = 36977,76 + 6570 = 43547,76 мВт.ч

 

Тогда доходы гидроэнергетики составят:

 млн.руб.

 

Ежегодная прибыль гидроэнергетики:

П_ГЭ = Д_ГЭ – С_ГЭ = 82,038 - 12,09 = 69,948 млн.руб.

Промышленность

 

Капитальные вложения в промышленное водоснабжение составит:

К_пр = К_уд · W_пр^cyт = 21 · 4000000 = 84000000 руб.

Принимаем К_уд = 21 руб/м³ сут.

 

 м³/сут.

W_пр^год = 1460 млн. м³

 

Ежегодные издержки:

С_пр = α_пр · К_пр = 0,1 · 84,0 = 8,4 млн.руб.

Принимаем α_пр = 0,1

 

Прибыль в промышленности составит:

П_пр = Э · К_пр = 0,14 · 84,0 = 11,76 млн.руб.

Э - коэффициент общей экономической эффективности капиталовложений в промышленности.

Принимаем Э = 0,14

 

Валовой доход в отрасли составит:

Д_пр = П_пр + С_пр = 11,76 + 8,4 = 20,16 млн.руб.

На основании полученных данных составляем сводную ведомость затрат (таблица 20).

 

Таблица 20.

Сводная ведомость затрат и их эффективность при создании ВХК.

 

Участники ВХК (показатели)	Комплексные сооружения ВХК	Гидроэнергетика	Коммунально-бытовое водоснабжение	Промышлен ность	Итого ВХК
1	2	3	4	5	6
Капиталовложения, млн.руб (К)	6,64	483,6	0,726	84,0	574,966
Ежегодные издержки, млн.руб (С)	0,10	12,09	0,116	8,4	20,706
Валовый доход, млн.руб (Д)	-	82,038	0,141	20,16	102,339
Прибыль, млн.руб (П)	-	69,948	0,025	11,76	81,958
Коэффициент общей экономической эффективности	-	0,145	0,034	0,14	0,143

 

Таблица 21.

Отрасли	Капитальные вложения, млн.руб.			Издержки, млн. руб.
	Кiотр	Кiкомп	Кi	Ciотр	Сiкомп	Сi
Гидроэнергетика	483,6	5,019	488,619	12,09	1,194	13,284
Орошение	-	-	-	-	-	-
Коммунально-бытовое водоснабжение	0,726	-0,50	0,226	0,116	-0,0062	0,11
Промышлен-ность	84,0	-0,252	83,748	8,4	0,438	8,838
Итого ВХК	568,326	4,267	572,593	20,606	1,626	22,232

 

Правильность выполнения расчетов проверяем, подсчитывая коэффициент общей экономической эффективности каждой отрасли по формуле:

; где П_вкх = Д_вкх - С_вкх

Список используемой литературы

1. Зарубаев Н.В. «Комплексное использование водных ресурсов», М.,1976

2. Потапов В.П., Ткаченко П.Е., «Использование водной энергии», М., 1972

3. Юшманов О.Л., Методические указания по выполнению курсовой работы по комплексному использованию и охране водных ресурсов студентами гидромелиоративных факультетов», М., МГМИ, 1980

4. Методические указания студентам-заочникам сельскохозяйственных вузов по специальности «Гидромелиорация». Комплексное использование и охрана водных ресурсов, М., МГМИ, 1985

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

 

по дисциплине:

«Комплексное использование

Водных ресурсов»

 

 

Студента 6 курса

факультета КИОВР

шифр 3079

Гайнутдинова М.Т.

 

 

Балашиха 2007 г

Оглавление

Введение. 3

Исходные данные. 4

1. Составление предварительной структуры ВХК.. 7

2. Расчет годового водохозяйственного баланса. 9

2.1 Расчет приходной части годового ВХБ.. 9

2.2 Расчет расходной части годового ВХБ.. 10

3.Водно-энергетические расчеты.. 19

3.1 Расчет параметров ГЭС и водохранилища годичного регулирования стока. 19

3.2 Выявление режима работы водохранилища и определение зарегулированного расхода 20

3.3 Определение напоров ГЭС.. 21

3.4 Расчеты суточного регулирования. 22

3.5 Определение базисной мощности ГЭС.. 24

3.6 Определение установленной мощности ГЭС.. 24

3.7 Определение расчетного расхода ГЭС.. 25

3.8 Определение годовой выработки электроэнергии на ГЭС.. 25

4. Подбор основного гидросилового оборудования ГЭС.. 25

4.1 Выбор числа агрегатов. 25

4.2 Выбор типа турбины.. 25

4.3 Определение диаметра рабочего колеса турбины Д₁ и частоты вращения n. 26

4.4 Определение допустимой высоты отсасывания. 26

4.5 Подбор генераторов. 26

4.6 Выбор типа генератора. 27

4.7 Основные размеры гидрогенератора. 27

5. Выбор типа и определение основных размеров сооружений комплексного гидроузла 28

5.1 Определение основных параметров водоприемника ГЭС.. 28

5.2 Определение параметров плотины.. 28

5.3 Определение основных параметров здания ГЭС.. 29

6. Экономическое обоснование целесообразности создания ВХК.. 29

6.1 Определение затрат и прибыли по комплексным сооружениям ВХК.. 29

6.2 Определение затрат и прибыли по отраслевым сооружениям ВХК.. 30

6.2.1 Гидроэнергетика. 30

6.2.2 Коммунально-бытовое водоснабжение. 31

6.2.3 Промышленность. 32

6.2.4 Распределение затрат между участниками ВКХ.. 33

7. Последствия создания водохозяйственного комплекса и мероприятия по рациональному природопользованию и охране окружающей среды.. 35

Список используемой литературы.. 36

 

Введение

По мере роста народонаселения и сопутствующего ему развития различных отраслей народного хозяйства масштабы использования водных ресурсов непрерывно увеличиваются. В связи с возрастающими объемами водопотребления все более актуальными становятся вопросы регулирования водных ресурсов, характеризующиеся непрерывно расширяющимися мероприятиями по перераспределению речного стока между отдельными районами. Одновременно с этим решаются задачи, связанные с очисткой сточных вод и предотвращением дальнейшего загрязнения водоемов.

Решение комплексных водохозяйственных проблем должно базироваться на  глубоком анализе технико-экономических данных, а также на прогнозе возможных изменений природных условий.

Наиболее сложным разделом водохозяйственного планирования является проблема обеспечения надлежащего качества воды и охрана ее от загрязнения.

Осуществление водохозяйственного комплекса сопровождается значительно большей эффективностью. Она выражается в повышении производительности труда, снижении стоимости продукции и развитии комбинированного производства.

После окончания строительства комплексного гидроузла остаются мощная строительная база и развитое жилищное хозяйство, которые необходимы для дальнейшего развития экономики района. Однако создание большинства ВХК связано с образованием водохранилищ, что неизбежно влечет за собой зону затопления различных объектов.

 

Исходные данные

 

Гидрологические данные.

В качестве гидрологических данных задан бассейн реки Иртыш и гидрограф реки. Распределение стока реки по месяцам проводится в соответствии с заданными коэффициентами

Q_i=Q_cp β,

где Q_i – расход гидрографа в i-м месяце;

β – коэффициент, принимаемый из табл. 1;

Q_ср – средний расход гидрографа.

Таблица 1.

Расход гидрографа по месяцам

 

	Месяцы
	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
β	0,13	0,12	0,11	7,18	1,55	0,77	0,46	0,36	0,32	0,46	0,34	0,22
Qi	1,56	1,44	1,32	86,16	18,6	9,24	5,52	4,32	3,84	5,52	4,08	2,64

 

Топографические данные.

А) Топографическая схема участка реки представлена на рис. 1.

Б) Кривая зависимости уровней воды в верхнем бьефе от объема водохранилища. (Данные для построения кривой приведены в таблице 2).

В) Кривая зависимости уровней воды в нижнем бьефе от расхода воды. (Данные для построения кривой приведены в таблице 3).

Таблица 2.

12345678910Следующая ⇒

Поделиться: