Гидроэнергетического потенциала речного стока

При рассмотрении вопроса о гидроэнергетических ресурсах необходимо различать следующие понятия:

А. Валовой теоретический (брутто) гидроэнергетический потенциал, или потенциальные гидроэнергетические ресурсы. Он рассматривается в двух видах:

а) гидроэнергетический потенциал поверхностного стока, учитывающий полную сумму механической энергии всех стекающих вод на территории данного района, страны или отдельного речного бассейна;

б) гидроэнергетический потенциал речного стока, учитывающий полную теоретическую сумму энергии только речного стока.

Б. Технический гидроэнергетический потенциал, или технически возможные к использованию гидроэнергетические ресурсы, - это та часть валового теоретического гидроэнергетического потенциала речного стока, которая по состоянию современного технического уровня развития гидроэнергетического строительства может быть использована или уже используется (ориентировочно в настоящее время он составляет 24...52 % от теоретического потенциала).

В. Экономически эффективная часть гидроэнергетических ресурсов, или экономические гидроэнергетические ресурсы, - это та часть гидроэнергетических ресурсов, использование которой является экономически оправданным.

Данные о гидроэнергетическом потенциале речного стока являются отправными при анализе экономической эффективности его использования.

Гидроэнергетические ресурсы обычно характеризуются двумя параметрами: суммарной мощностью стока и суммарным годовым запасом его энергии. Для речных стоков потенциальные гидроэнергетические ресурсы определяются следующим образом.

Для водотоков длиной более 100 км обычно используется метод "линейного учета", который заключатся в том, что река делится на ряд участков и для каждого участка отдельно определяется мощность по формуле

, (1)

где N мощность в кВт, и - расходы воды в реке соответственно в начале и в конце участка в м³/с, H - падение реки (геометрический напор) на данном участке в м. Потенциальные запасы энергии участка реки определяются, исходя из 8760 час (365 суток) использования потенциальной мощности, по формуле

, (2)

где Э- энергия в кВт^.ч, t - время использования мощности N в часах. Исчисление проводится по реке, без притоков, путем суммирования показателей гидроэнергетических ресурсов по отдельным участкам - от истока и до устья, а гидроэнергетические ресурсы притоков подсчитываются таким же образом отдельно. Все подсчеты обычно выполняются для среднемноголетнего значения стока реки. При водохозяйственном проектировании гидроузлов дополнительно проводятся расчеты для маловодных и многоводных лет, а также для лет с обеспеченностью стока в 50 и 95 % и такой же обеспеченностью годовой выработки электроэнергии.

Для подсчетов потенциальных гидроэнергетических ресурсов реки методом "линейного учета" существенное значение имеет правильное разделение реки на расчетные участки. Разделение на участки осуществляется с учетом уклонов реки, створов впадения ее крупных притоков и соответствующего увеличения стока, а также в зависимости от наиболее выгодных створов по топографическим, геологическим и технико-экономическим условиям. Число участков должно быть достаточным, чтобы выполненные подсчеты дали бы возможно более точное значение суммарной мощности для всей реки. Вместе с тем в целях избежания излишнего дробления реки на участки и уменьшения числа расчетов следует назначать опорные точки, определяющие собой границы участков, в основном, сообразуясь с нарастанием расходов воды по высоте падения реки и наличием гидрологической информации. Особенно большое значение имеет правильное разделение на участки рек, верховья которых характеризуются значительными падениями, но малыми расходами воды. Для этих рек следует точнее назначать границы верхних участков, что гарантирует подсчеты от преувеличения суммарной мощности рек. Число расчетных участков назначается в зависимости от протяженности и особенностей продольного профиля реки. Для крупных рек в целях более подробного освещения распределения потенциальных запасов гидроэнергии по длине реки число расчетных участков принимается примерно 15 - 20 и более, для небольших рек - 4 - 8 и для самых малых рек - 2 - 4.

(3)

(4)

где - расход в устье реки, м³/с; - падение реки от истока до устья, м; - коэффициент, равный 0,4.

В подсчетах величины гидроэнергетических ресурсов исключительно большое значение имеют исходные данные: а) картографические - для определения длины, площади водосбора и падения реки, б) гидрологические - для определения среднегодовых значений расходов реки на всем ее протяжении.