На основании гидрологического прогноза приточности строится диспетчерский график работы ГЭС (рис.12.2; 12.3). А при совместном использовании диспетчерского прогноза, гидрологического прогноза необходимо располагать данными о расчетном притоке, а также правилами о порядке (плане) реализации водных ресурсов.
Величину притока (м3/с) расчетной обеспеченности, положенную в основу диспетчерского графика, можно получить для любого интервала времени Т (сутки) из выражения
Qпр.расч. =
Где Wкон.-Wнач. – изменение объема воды в водохранилище;
Qгар.отд. – гарантированная отдача с четом дополнительных потерь (испарение);
Qпр.расч. - расчетный полезный приток.
Отсюда Qпр.расч.
Основной эффект гидрологического прогноза (при современной его точности и заблаговременности) заключается в более целесообразном использовании избытков воды, а также в смягчении затруднения при урезанной отдаче.
Избытки водных ресурсов включают: избыток объема в водаххранилище и избыток (превышение) предсказанного объема притока над расчетным.
Правила использования избытков водных ресурсов могут быть самыми разными.
1. Предположим, что в настоящий момент уровень водохранилища близок к противоперебойной линии. В этом случае диспетчерским графиком предписывается переход на гарантированную отдачу Qгар.отд. Но, согласно прогнозу, приток будет больше, чем расчетный (Qпр.прогноза > Qпр.расч.) и если планируется избыток водных ресурсов реализовать полностью, то общая отдача за этот период будет: Qгарант.отд. + (Qпр.прогн. – Qпр.расч.).
2. предположим теперь, что в данный момент уровень воды в водохранилище выше противоперебойной линии, но ниже противосбросовой.
Из прогноза известно, что приток за ближайший квартал Qпр.прог. будет больше расчетного Qпр.расч.. и требуется избыток водных ресурсов использовать на равномерное повышение отдачи до начала половодья следующего года. То общая отдача (м3/с) за квартал составит:
Qобщ.отд.=Qгар.отд.+
где: Wизб. – избыточный объем воды в водохранилище ы данный момент сверх противоперебойной линии, км3;
91 – число суток в квартале;
Т – число суток до начала половодья.
3. Допустим, что в данный момент в водохранилище имеется объем воды Wнач. Ставится задача к концу у периода действия прогноза иметь в водохранилище объем Wкон.
То общая отдача с учетом ожидаемого притока, а также с учетом потерь на испарение и осадков рассчитывается по выражению:
Qобщ.отд.=Q пр.прог. –
где - Q пр.прог. ожидаемый (прогнозируемый) приток к периметру водохранилища с заданной условной обеспеченностью, м3/с;
Wнач.-Wкон. – сработка водохранилища, км3/с;
Евода – испарение с водной поверхности водохранилища, мм;
Х – осадки на акваторию водохранилища, мм;
w - площадь водного зеркала водохранилища, км2;
Т – период действия прогноза (в сутках).
4. Рассмотрим порядок расчетов при пропуске паводка (весеннего, дождевого) через водохранилище.
Для данного расчета необходимо иметь кривую объемов водохранилища W (Z) и кривую расходов Q=f(Z), а также прогноз паводка в форме гидрографа притока Qпр.(t). Дальнейший расчет, выполняется последовательно от суток к суткам. Вычисленный уровень на конец данных суток принимается за начальный для следующих суток и т.д. по преобразованной формуле водного баланса.
[Qпр.-
Qпр. = - средний суточный приточный расход воды;
Qст.(Zнач.) - сток через ГЭС, определенный по кривой расходов в начальный период;
Qст.(Zкон.) - сток через ГЭС, определенный по кривой расходов в конечный период;
W(Zнач.) - объем водохранилища в начальный период, определенный по кривой объемов;
W(Zкон.) - объем водохранилища в конечный период, определенный по кривой объемов.
Расчеты по прогнозу трансформации паводка (весеннего, дождевого) трудоемкая операция в особенности для каскада водохранилищ, поэтому применение ЭВМ, обязательно, иначе процесс расчетов лишает большей части срока заблаговременности прогноза.
5. Применительно к целям эксплуатации водохранилища предусматривается и другая форма выражения гидрологического прогноза в виде «Условной кривой обеспеченности» и «Безусловной кривой обеспеченности».
С построением безусловной кривой обеспеченности Р(у) мы уже знакомы и графоаналитический прием построения освоили на практическом занятии № 4. порядок построения тот же, т.е. наблюденным ежегодным значениям (у) вычисляется средняя многолетняя величина (у) и рассчитали коэффициент вариации Сv. Далее в порядке убывания наблюденных величин (у) от самого большого к самому меньшему, и в соответствии с порядковым номером в ряду m высчитывается эмпирическая обеспеченность Р=
где: n- число членов ряда.
Соответствующие точки с координатами Р и У наносим клетчатку вероятностей хазена. Точки соединяются и проводится биноминальная кривая обеспеченности, коэффициент ассиметрии большей частью соответствует Cs=2Cv*. То есть гидрологический прогноз предсказываемой величины (у) от факторов и обуславливается линейной зависимостью двух переменных у= ах+b (рис.12.3).
12.3.Линейные прогностические зависимости двух переменных, а также условные (1) и безусловные (2) кривые обеспеченности.
А – случай «твердой» корреляции; Б – случай «нетвердой» корреляции.
Корреляция – мера тесноты связи между рассматриваемыми величинами корреляции =
; он колеблется от +1 до –1;
Из графика 12.3 видно, что безусловная кривая обеспеченности Р(у) дает представление о вероятности превышения (или повторяемости один раз в N лет) во всем диапазоне наблюденных значений у и за его пределами.
А условная кривая Р(у/х) дает представление только о вероятности превышения у при фиксированном значении аргумента х. По условной кривой потребитель может оценивать степень производственного риска, выбрать оптимальный вариант.
Используя безусловную кривую обеспеченности и сделав пересчет от величин обеспеченности Р% к средней повторяемости Nлет (для многоводной части кривой N=100/Р (лет) до 10%; для маловодной части кривой обеспеченности (более 90%) N = 100|100-Р (лет) можно узнать повторяемость Qпрогн. в Nлет.