Как лед проходит через гэс на волге
Зимний период в работе ГЭС наиболее ответственный, т.к. с понижением температуры на реках появляется ледяной покров, а при переохлаждении пото-ков и водоемов образуется донный лед и шуга.
Донный лед - внутриводный лед, образуется на дне реки и остается там до тех пор, пока слой его не достигнет толщины, при которой сила плавучести превысит силу сцепления с дном. Чаще всего донный лед образуется на под-водных камнях, металлических частях сооружений.
Шуга-это плывущая в воде губчатая непрозрачная масса льда,образо-вавшаяся из всплывшего донного льда или кристаллов, образовавшихся во взвешенном состоянии на поверхности воды.
Донный лед, всплывая, поднимает на поверхность вмерзшие в него кам-ни, песок, ил. Особенно много шуги бывает на горных незамерзающих реках.
Для борьбы с образованием шуги в период ледостава необходимо обеспе-чить быстрое образование ледяного покрова в верхнем бьефе. Для этого следу-ет переходить на работу ГЭС с равномерным режимом нагрузки и поддержи-вать уровень верхнего бьефа на высоких и постоянных отметках. Чтобы не раз-рушать ледяного покрова водохранилища, надо избегать резких колебаний го-ризонтов водохранилища.
Чтобы избежать давления льда на затворы плотины, перед ними выдер-живают свободное ото льда пространство до 1,5 метров.
Наиболее эффективными мероприятиями для предупреждения обмерза-ния (мусоросборных) решеток является их электрообогрев.
Главная задача эксплуатации в весеннее время - пропустить лед и паводок через сооружения гидростанции, наполнить водохранилище до наивысшей отметки и выработать электроэнергию согласно графику.
Все эксплуатационные работы можно разбить на 4 этапа:
1. Подготовительные меры:
а) уточнение величины и времени ожидаемого половодья;
б) подготовка сооружений к пропуску паводковых расходов и льда.
2. Пропуск льда–лед пропускают через водосбросы или задерживают его
в водохранилище. При большом объеме водохранилища лед размалывается, дробится взрывами и ледорезами.
3. Пропуск паводковых вод–производят по заранее разработанной схеме.Условия сброса воды через водосливные отверстия (в обычное время пере-
крытые затворами) должны быть такими, чтобы работа гидротурбин была наивыгоднейшей. Во время обильных паводков излишняя вода сбрасывается в нижний бьеф только после (полного) заполнения водохранилища.
4. Послепаводковый период:
а) выявляют неисправности и повреждения;
б) определяют объем ремонтно-восстановительных работ.
Сброс воды в нижний бьеф – весьма ответственная задача эксплуатации.
В большинстве случаев неправильная эксплуатация сооружений при сбросе воды ведет к авариям и разрушениям в нижних бъефах приплотинных установок. Аварии могут произойти при полном открытии части отверстий плотины и низких горизонтах воды в нижнем бьефе или же при неудачном рас-пределении по фронту плотины работающих отверстий. Неправильная эксплуа-тация чрезвычайно опасна, т.к. приводит к возникновению сбойных течений. А при возникновении сбойности поток движется с громадными скоростями, раз-рушая крепление и размывая дно русла.
Чтобы не вызвать размыва берегов, для эксплуатирующих служб разрабо-таны комплексы мероприятий для грамотного манипулирования затворами во-досливных плотин.
Каскад ГЭС
На одной ГЭС удается использовать энергию сравнительно небольшого участка реки. Увеличение длины используемого участка реки на приплотинной ГЭС требует создания высоких плотин. Это приводит к затоплению и подтоп-лению значительных площадей полезных земель и населенных пунктов. Срав-нительные экономические подсчеты показали, что наиболее выгодным вариан-том использования энергии водотока является устройство каскада ГЭС (ряда ступеней).
На рисунке 12.1 показана схема использования участка равнинной реки в одной ступени с напором Н и в трех ступенях с напорами Н1,Н2и Н3. Обычно
Число ступеней в каждом конкретном примере определяется на основе энергоэкономических расчетов.
Примером каскадных ГЭС могут служить каскад Братской, Усть-Илимской, Богучанской ГЭС на Ангаре; Красноянской и Саяно-Шушенской на Енисее.
На Волге: сооружен мощный каскад из следующих ГЭС: Рыбинская; Горьковская; Чебоксарская; Куйбышевская; Саратовская; Волжская; Воткин-ская (на Каме).
Рисунок 12.1. Каскад гидростанций на равнинной реке
Режим работы водохранилищ
При наличии в энергосистеме нескольких ГЭС с регулирующими водо-хранилищами необходимо решить вопрос о наиболее целесообразном участии каждой из них в графике нагрузки энергосистемы. Если ГЭС-1 находится в верховье реки и располагает незначительным объемом водохранилища, то (рисунок 12.2) водохранилище используют только для суточного регулирования мощности. После постройки на реке новых ГЭС (2,3,4) энергетическая ценность верхового водохранилища повышается в связи с возможностью пропусков воды из него в нижерасположенные ГЭС (2,3,4),что обеспечит дополнительную выработку энергии на этих ГЭС.
В данном случае может оказаться более целесообразной полная сработка верхового водохранилища даже с остановкой на некоторое время ГЭС-1.Таким образом, при наличии на реке каскада ГЭС, срабатывая водохранилища в маловодное время года, можно увеличить используемый расход воды. При совместном использовании каскадных водохранилищ целесообразно сезонное регулирование стока.
В процессе освоения энергии реки изменяются условия эксплуатации ГЭС. Поэтому задача эксплуатации состоит в разработке каждый раз такого режима работы ГЭС и водохранилища, который даст наибольший энергетиче-ский эффект.
3.2.15. Пропуск льда через створ гидротехнических сооружений должен производиться при максимальном использовании ледопропускного фронта с обеспечением достаточного слоя воды над порогом ледосбросных отверстий.
В период ледохода при угрозе образования заторов льда и опасных для сооружений ударов больших ледяных масс должны быть организованы временные посты наблюдений и приняты меры к ликвидации заторов и размельчению ледяных полей путем проведения взрывных и ледокольных работ.
Одним из серьезных мероприятий при эксплуатации гидроузлов на некоторых реках и водохранилищах является пропуск льда через створ сооружений.
При наличии достаточно больших водохранилищ и спокойном вскрытии рек лед имеет возможность таять в водохранилище и сброс его — явление довольно редкое. При бурном вскрытии рек сброс льда через гидроузел, наоборот, довольно част, особенно при небольших водохранилищах. Необходимость сброса льда через створ гидроузла зависит также от того, совпадает ли период таяния льда (повышение температуры воздуха в начале весеннего периода) с началом половодья.
Существуют определенные скорости течения воды перед гидроузлом, при которых лед начинает двигаться по реке или по водохранилищу: при прямолинейном очертании водохранилища эти скорости должны быть составлять не менее 0,5-0,6 м/с, при извилистом — 0,7-0,8 м/с и более. Указанные предельные скорости снижаются, если лед ослаблен. Таким образом, сброс льда через створ гидроузла необходим при скоростях течения воды перед гидроузлом 0,5-0,8 м/с и более, что характерно для малых и средних водохранилищ при прорыве образовавшегося затора или совпадении периода таяния льда с началом весеннего половодья.
Желательно до сброса льда принять возможные режимные меры к его задержанию в водохранилище. При сбросе льда необходимо: не допускать скопления льда и образования заторов перед отверстиями водосбросов во избежание их последующего прорыва и создания аварийных положений; предохранять затворы (особенно их нижние уплотнения) и части сооружения от истирающего воздействия льда: избегать создания заторов в нижнем бьефе. Важным средством, облегчающим пропуск льда, является его предварительное ослабление — естественное или с применением искусственных средств (чернением или устройством прорезей механизированным способом).
Пропуск льда производится через поверхностные отверстия водосливных плотин. Успешный пропуск льда обеспечивается правильным выбором сочетания напора (глубины) над порогом плотины и открытием затвора в зависимости от размеров (длины, толщины) отдельных пропускаемых льдин. Можно отметить, что подныривание льдин длиной, численно равной от половины до целого напора (Н) над порогом, обеспечено при относительном открытии затвора более 0,2-0,25 Н. Назначение более точных режимов пропуска льда производится в соответствии с [8] (рисунок 3.2.5). В [8] содержатся также рекомендации по организации задержания льда перед гидротехническими сооружениями в целях его предварительного ослабления перед сбросом.
Рисунок 3.2.5 – Зависимость относительного значения допустимого открытия затвора (а/Н) от относительной длины (i/H) и толщины (А/1) льдины по условию ее подныривания и поворота
________по условию подныривания;
_ _ _ _ _ _ по условию поворота
Во избежание образования заторов в нижнем бьефе при сбросе льда через плотину целесообразно принимать меры к ускорению вскрытия реки в нижнем бьефе путем разрушения ледяного покрова различными доступными способами. Выбор способа разрушения льда производится с учетом [9].
В целях предупреждения заторов льда в зоне выклинивания водохранилища производится предварительное разрушение ледяного покрова в этой зоне. При движении по водохранилищу льда из прорвавшегося затора рекомендуется посадить его на мелководных участках для ослабления (подтаивания, разрыхления) перед сбросом через плотину гидроузла.
Самарская область. Зимняя прогулка по полуострову Копылово около водосливной плотины Жигулёвской ГЭС.
Середина зимы. Воскресенье выдалось солнечным, вот и решили прокатиться на полуостров Копылово. Искусственный полуостров образовался в результате создания судоходного канала Куйбышевского гидроузла. На него можно съехать с дамбы водосливной плотины Жигулёвской ГЭС. Многие, проезжая по трассе М-5 через плотину, даже не замечают этот малозаметный поворот. Ширина п-ова в разных местах составляет от 300 до 1300 метров, а длина достигает 11 километров. В летнее время это любимое место отдыха тольяттинцев и гостей города. Здесь находятся песчаные пляжи, базы отдыха и дачные массивы. С левой стороны п-ова Копылово находится судоходный канал, а также верхние и нижние шлюзы.С правого берега открывается живописный вид на Жигулёвские горы. Этот берег полуострова омывается водой, сбрасываемой с плотины. В зимнее время сброса воды нет, вот мы и поехали посмотреть, как встал лёд.
01. Почти во всю длину Копылово проходит неплохая асфальтированная дорога. Прямо с неё видны вмёрзшие в лёд суда на канале.
02. На другой стороне канала виден Шлюзовой район города Тольятти.
03. Верхние шлюзы № 21 и № 22. При шлюзовании в верхних шлюзах судно опускается (поднимается) на 10-11 метров, а первый пароход прошел через них в июне 1956 года.
04. Кажется, что они уснули до весны.
05. К кораблям по льду протянут высоковольтный кабель. Кто-нибудь из команды постоянно дежурит на судне.
06. Возвращаемся на дорогу, чтобы перейти к другому берегу.
07. Везде вот такие таблички.
08. А вот и Волга. Вдоль края льда проходит рыбацкая тропа. Из-за постоянного сброса воды на ГЭС всё ледяное плато движется. Оно подходит вплотную к берегу, вжимаясь в торосы, но, постояв около пяти минут, снова отходит, создавая полынью в 2-3 метра шириной. Спустя 15 минут ледяное плато опять начинает подходить к берегу.
09. Спускаемся на торосы. Вдалеке виден Телячий остров и Морквашинский овраг.
10. Лёд отходит,полынья начинает расширяться. Зима в этом году не очень холодная, поэтому и толщина льда не очень большая. А бывали годы, когда лёд на сливной доходил до метра.
11. Водосливная плотина Жигулёвской ГЭС. До весны шандоры будут закрыты и сброса воды не будет. (шандоры - затворы для перекрытия водопропускного отверстия)
12. Могутова гора. Неделю назад из-за морозов в Москве, сброс воды на ГЭС был увеличен ( основная часть электроэнергии уходит туда). В середине прошлой недели ночью даже лёд около сливной поломало. Теперь рыбаки боятся выходить в ночью на налима.
13. Уже вечереет, поэтому рыбаков на льду почти нет. А утром ими усыпано всё ледяное поле.
14. В Волжско-Каспийском бассейне любительское и спортивное рыболовство в 4-километровой запретной зоне ниже ГЭС разрешено, но исключительно с берега (со льда — зимой) и только за пределами охранной зоны гидростанции. Охранные зоны ГЭС установлены законодательством на протяжении 500 м от оси плотины в верхнем и нижнем бьефе гидроузла.
15. Начинало темнеть, и мы не рискнули перебраться на лёд, чтобы прогуляться к самой плотине.
16. Пора возвращаться к машине, стоящей на верху.
17. Интересный знак на берегу. Мы вначале даже не поняли, что на нём изображен катер.
18. После п-ва Копылова заехали в Шлюзовой район. Канал, суда, полуостров, а вдали - Жигулёвские горы.
19. Пьём кофе и смотрим, как садится солнце. Вдалеке едва различима телевышка на горе Отважная.
15 января 2017 года.
Середина зимы. Воскресенье выдалось солнечным, вот и решили прокатиться на полуостров Копылово. Искусственный полуостров образовался в результате создания судоходного канала Куйбышевского гидроузла. На него можно съехать с дамбы водосливной плотины Жигулёвской ГЭС. Многие, проезжая по трассе М-5 через плотину, даже не замечают этот малозаметный поворот. Ширина п-ова в разных местах составляет от 300 до 1300 метров, а длина достигает 11 километров. В летнее время это любимое место отдыха тольяттинцев и гостей города. Здесь находятся песчаные пляжи, базы отдыха и дачные массивы. С левой стороны п-ова Копылово находится судоходный канал, а также верхние и нижние шлюзы.С правого берега открывается живописный вид на Жигулёвские горы. Этот берег полуострова омывается водой, сбрасываемой с плотины. В зимнее время сброса воды нет, вот мы и поехали посмотреть, как встал лёд.
01. Почти во всю длину Копылово проходит неплохая асфальтированная дорога. Прямо с неё видны вмёрзшие в лёд суда на канале.
02. На другой стороне канала виден Шлюзовой район города Тольятти.
03. Верхние шлюзы № 21 и № 22. При шлюзовании в верхних шлюзах судно опускается (поднимается) на 10-11 метров, а первый пароход прошел через них в июне 1956 года.
04. Кажется, что они уснули до весны.
05. К кораблям по льду протянут высоковольтный кабель. Кто-нибудь из команды постоянно дежурит на судне.
06. Возвращаемся на дорогу, чтобы перейти к другому берегу.
07. Везде вот такие таблички.
08. А вот и Волга. Вдоль края льда проходит рыбацкая тропа. Из-за постоянного сброса воды на ГЭС всё ледяное плато движется. Оно подходит вплотную к берегу, вжимаясь в торосы, но, постояв около пяти минут, снова отходит, создавая полынью в 2-3 метра шириной. Спустя 15 минут ледяное плато опять начинает подходить к берегу.
09. Спускаемся на торосы. Вдалеке виден Телячий остров и Морквашинский овраг.
10. Лёд отходит,полынья начинает расширяться. Зима в этом году не очень холодная, поэтому и толщина льда не очень большая. А бывали годы, когда лёд на сливной доходил до метра.
11. Водосливная плотина Жигулёвской ГЭС. До весны шандоры будут закрыты и сброса воды не будет. (шандоры - затворы для перекрытия водопропускного отверстия)
12. Могутова гора. Неделю назад из-за морозов в Москве, сброс воды на ГЭС был увеличен ( основная часть электроэнергии уходит туда). В середине прошлой недели ночью даже лёд около сливной поломало. Теперь рыбаки боятся выходить в ночью на налима.
13. Уже вечереет, поэтому рыбаков на льду почти нет. А утром ими усыпано всё ледяное поле.
14. В Волжско-Каспийском бассейне любительское и спортивное рыболовство в 4-километровой запретной зоне ниже ГЭС разрешено, но исключительно с берега (со льда — зимой) и только за пределами охранной зоны гидростанции. Охранные зоны ГЭС установлены законодательством на протяжении 500 м от оси плотины в верхнем и нижнем бьефе гидроузла.
15. Начинало темнеть, и мы не рискнули перебраться на лёд, чтобы прогуляться к самой плотине.
16. Пора возвращаться к машине, стоящей на верху.
17. Интересный знак на берегу. Мы вначале даже не поняли, что на нём изображен катер.
18. После п-ва Копылова заехали в Шлюзовой район. Канал, суда, полуостров, а вдали - Жигулёвские горы.
19. Пьём кофе и смотрим, как садится солнце. Вдалеке едва различима телевышка на горе Отважная.
15 января 2017 года.
Цель проекта, на который планируется до 2020 года выделить 257 млрд рублей, - добиться сокращения сброса в Волгу загрязненных сточных вод в девять раз, ликвидировать наиболее опасные объекты накопленного экологического вреда, обеспечить сохранение биоразнообразия и сберечь уникальную систему Волго-Ахтубинской поймы и дельту Волги.
Понятно, что во многих проблемах великой реки, от здоровья которой зависит жизнь 60 млн россиян, очень часто обвиняют гидроэнергетиков.
Об остальных – ниже.
Миф 1. Осетры исчезли из-за плотин
Пожалуй, самый распространенный миф связан с резким сокращением в бассейне Волги численности осетровых.
Действительно, вроде бы все очевидно – стоит плотина, рыба через нее пройти не может, поэтому осетры и уплыли в другие места.
Тем не менее, факты в эту простую схему не укладываются.
Как известно, Волга в створе Волжской ГЭС была перекрыта в 1958 году.
Поскольку половозрелости осетровые достигают в возрасте 9-17 лет, то с начала 1970-х следовало ожидать сначала постепенного, а затем все усиливающегося падения уловов, а к началу 1980-х — их катастрофического снижения, ибо старые производители отловлены, а новым взяться неоткуда.
Однако статистика рисует куда более интересную картину (см. график).
Мы видим, что после строительства Волжской ГЭС уловы осетровых до начала 1980-х годов не падали, а росли .
По-настоящему обвальное снижение уловов началось только в конце 1980-х, и подозрительным образом совпало с кризисными явлениями в стране, сопровождавшимися, в частности, невиданным расцветом браконьерства.
С тезисом о том, что ГЭС являются главными виновниками исчезновения осетровых, не вяжутся и еще некоторые факты.
Так, основные нерестилища севрюги находятся ниже Волжской ГЭС – но это не сильно помогло рыбе.
Наконец, гидростроительство почти не затронуло вторую по значению нерестовую реку – Урал, где нерестилось около трети всех осетровых (Ириклинское водохранилище расположено в 1810 км от устья реки, значительно выше нерестилищ). Но осетровые в Урале исчезли ровно так же, как и на Волге – если в 1988 году ежегодный вылов там составлял 3,2 тыс. тонн, то к 2008 году этот показатель упал до уровня 0,13 тыс. тонн в год.
Все это говорит о том, что кризис осетровых на Каспии – процесс многофакторный.
При этом влияние плотины учитывалось изначально и компенсировалось строительством рыбзаводов для искусственного воспроизводства рыбы.
Увы, решающее значение сыграли другие факторы – нерациональный промысел, браконьерство, резкое усиление загрязнения рек (что привело к массовому заболеванию миопатией осетровых в 1980-х), серьезнейший подрыв кормовой базы в Каспийском море видами-вселенцами.
Нужно отметить, что перечисленные факторы сильно бьют не только по осетровым, но и по всем видам рыб.
Так, на Каспии катастрофически упали выловы кильки – сейчас ее уловы не превышают нескольких тысяч тонн в год, хотя в 1970-е кильку там ловили в количестве более 400 тыс. (!) тонн. И уж здесь-то плотины не виноваты по определению – килька нерестится в море.
Увы, даже если убрать плотины (как предлагают некоторые горячие головы), Волга не станет кишеть осетрами.
Наоборот, ситуация усугубится еще более – не разбавленные в водохранилищах сточные воды уничтожат тех немногочисленных осетров, которые еще остались.
Миф 2. Гниющие болота
Миф 3. В советское время воды сбрасывали больше
Но предположим теорию заговора – энергетики каким-то неведомым образом влияют на Росводресурсы и получают выгодный для себя режим работы водохранилищ. Подтверждается ли это фактами?
Когда говорится о том, много или мало воды прошло в Волго-Ахтубинскую пойму, как правило, речь идет об объеме так называемого сельскохозяйственного попуска.
Это период максимальных сбросов, которые длятся несколько дней, соответственно, в это время уровень воды в пойме поднимается до максимальных уровней.
Как же изменялся объем сельскохозяйственных попусков (в кубических километрах) за весь период эксплуатации Волжской ГЭС? А вот так (см. график ниже).
С середины 2000-х годов на Волге начался очередной относительно маловодный период, который может продлиться, по предположением некоторых ученых, до конца 2020-х годов
Миф 4. Затопленная русская культура
Что характерно, в качестве примеров были приведены города, которые были довольно слабо затронуты водохранилищами и сохранили основную часть исторических застроек, в чем ежегодно убеждаются тысячи туристов, путешествующих по Волге.
Но города при строительстве водохранилищ каскада действительно затапливались, и таких городов было пять – это Молога, Корчева, Пучеж, Спасск-Татарский и Ставрополь Волжский.
Значительную часть исторической застройки потеряли Калязин и Весьегонск. Все это небольшие города, с населением менее 10 тыс.человек (Корчева вообще была фактически крупной деревней с населением всего около 2 тыс. человек).
Безусловно, затопление городов стало трагедией для их жителей, вынужденных покинуть обжитые места, были утрачены некоторые здания, имеющие несомненную ценность.
Но говорить о том, что водохранилища уничтожили русскую культуру – это явный перебор.
Молога - один из небольших городов, который попал в зону затопления Рыбинской ГЭС
Миф 5. Энергетическое сено
Опровергнуть миф, созданный столь просветленным ученым, нетрудно простыми расчетами.
В ходе строительства Волжско-Камского каскада было затоплено 2,3 млн га земель.
Предположим, что на всех этих территориях мы будем выращивать сено (хотя в реальности эти площади включают в себя болота, около 0,8 млн га леса и т.п.).
Средняя урожайность сена на естественных сенокосах в России колеблется в пределах 7-9 ц/га, мы примем ее как 20 ц/га (чтобы учесть аргумент про высокопродуктивные заливные луга).
Итого в год мы будем получать 4,6 млн тонн сена.
Теплотворность сена соответствует примерно половине таковой антрацита, который признается в качестве эталона условного топлива.
Одна из самых современных тепловых электростанций России, работающих на твердом топливе, Березовская ГРЭС в Красноярском крае, на каждый киловатт-час выработанной электроэнергии расходует 340 грамм условного топлива (или 680 граммов сена).
Итого на нашем сене со всеми натяжками и допущениями мы сможем выработать около 6,7 млрд кВт*часов электроэнергии.
Для сравнения: среднегодовая выработка Волжско-Камского каскада составляет 38 млрд кВт*часов.
Увы, сеном выработку ГЭС никак не заменишь – не говоря о том, что это сено нужно еще скосить, высушить, доставить на станцию, где-то хранить зимой и т.п., затрачивая на все это энергию.
На затопленном сене можно было бы выработать около 6,7 млрд кВт*часов электроэнергии. Среднегодовая же выработка Волжско-Камского каскада - 38 млрд кВт*часов
Читайте также:
- Как менять патрубок помпы к термостату на лада калина
- Можно выставить отметку скорости на видео если бы не наличие gps видеорегистратор
- Стоит ли покупать ниссан икстрейл первого поколения
- Как разобрать крышку бензобака ниссан х трейл
- Как сбросить автомобильный видеорегистратор к заводским настройкам