способ регулирования температурного режима воды в нижнем бьефе плотины

Формула изобретения

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ВОДЫ В НИЖНЕМ БЬЕФЕ ПЛОТИНЫ, включающий отбор воды из глубинного и поверхностного слоев водохранилища, сброс воды под напором по водоводам в нижний бьеф и ее успокоение, отличающийся тем, что отбор воды из глубинного и поверхностного слоев водохранилища осуществляют одновременно, сброс глубинного и поверхностного потоков воды из водохранилища производят по раздельным водоводам, затем раздельно успокаивают потоки, после чего глубинный поток воды направляют в среднюю часть реки, а поверхностный поток в береговую зону реки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для уменьшения отрицательного влияния преимущественно гидроэлектростанций на температурный режим реки в нижнем бьефе.

Известен способ регулирования температурного режима воды в нижнем бьефе плотины, включающий отбор воды из поверхностного слоя водохранилища, сброс воды под напором по водоводам в нижний бьеф и ее успокоение [1]

Недостатком такого способа является его низкая эффективность в случае забора большого количества воды из поверхностного слоя вследствие "помех", создаваемых друг другу рядом расположенными входными отверстиями водоводов, а также вследствие быстрой сработки поверхностного слоя и поступления в него из глубинного слоя воды, менее качественной по температуре. При этом снабжение всех водоводов поверхностными водозаборами связано с высокими затратами и дополнительными потерями напора.

Известен также способ регулирования температурного режима воды в нижнем бьефе плотины, включающий отбор воды из глубинного и поверхностного слоев водохранилища, сброс воды разных слоев под напором по общим водоводам в нижний бьеф и успокоение воды в общем сооружении [2]

Недостатком такого способа является неэффективное расходование в нижнем бьефе воды, отобранной из поверхностного слоя водохранилища вследствие рассредоточения этой воды в нижнем бьефе по всей ширине реки.

Задача изобретения заключается в повышении эффективности регулирования температурного режима воды в реке за счет более производительного использования в нижнем бьефе плотины воды, отобранной из поверхностного слоя водохранилища.

Это достигается тем, что в способе регулирования температурного режима воды в нижнем бьефе плотины, включающем отбор воды из глубинного и поверхностного слоев водохранилища, сброс воды под напором по водоводам в нижний бьеф и ее успокоение, согласно изобретению отбор воды из глубинного и поверхностного слоев водохранилища осуществляют одновременно, сброс глубинного и поверхностного потоков воды из водохранилища производят по раздельным водоводам, затем раздельно успокаивают потоки, после чего глубинный поток воды направляют в среднюю часть реки, а поверхностный поток в береговую зону реки.

Сущность способа заключается в том, что отбор воды из поверхностного слоя водохранилища осуществляют только для части водоводов, а в нижнем бьефе эту воду направляют преимущественно в береговую зону реки. Это позволяет малыми затратами осуществить регулирование термического режима воды в нижнем бьефе гидроэлектростанции прежде всего в легко регулируемой и наиболее важной мелководной береговой части реки и в ее протоках, что обеспечивает в летнее время существенное повышение температуры воды в зонах отдыха и у водозаборов (экономится горячая вода у потребителя и улучшается качество воды, используемой на орошение), а в зимнее время обеспечивает образование ледового покрова в береговой части реки. В результате последнего полынья отодвигается в среднюю часть реки, чем улучшаются экологические условия на берегу реки уменьшается туманообразование. Дополнительно наличие разнотемпературных потоков в реке при сохранении зимой майны в средней части реки, обогащающей воду воздухом, благоприятным образом влияет на многообразие ихтиофауны.

Способ поясняется чертежом и осуществляется следующим образом.

Глубинными водозаборами 1 осуществляют отбор воды из глубинного слоя водохранилища 2, образованного плотиной 3, затем по водоводам 4 отобранную воду через гидротурбины 5 сбрасывают в нижний бьеф и посредством разделительных стенок 6 и 7 направляют в среднюю часть 8 реки. Одновременно с этим поверхностными водозаборами 9 и 10, расположенными, например, по два на разных концевых участках станционной части 11 плотины 3, осуществляют селективный отбор воды только из поверхностного слоя водохранилища, затем по водоводам 12 эту воду через гидротурбины 5 сбрасывают в нижний бьеф и посредством разделительных стенок 6 и 7 направляют в береговые зоны 13 и 14 реки. При этом стенки 6 и 7 предотвращают смешение бурных потоков вод, отобранных из различных слоев водохранилища и сброшенных в нижний бьеф по раздельным водоводам до их успокоения. После чего в реке образуются разные спокойные потоки: русловой поток 8 из воды глубинного слоя водохранилища и береговые потоки 13 и 14 из воды поверхностного слоя водохранилища. В результате чего достигается производительное регулирование термического режима воды в нижнем бьефе: летом у берегов и в протоках вода имеет более высокую температуру, а зимой более низкую. Поэтому в летнее время повышается качество воды в зонах отдыха и у водозаборов, а в зимнее время обеспечивается образование ледового покрова в наиболее важной в экологическом отношении береговой части реки.

Поверхностные водозаборы 9 и 10 отделяют друг от друга глубинными водозаборами соответственно 15 и 16, в результате чего водозаборы 9 и 10 не создают взаимных "помех" при селективном отборе воды из поверхностного слоя. Глубинный водозабор 15 обеспечивает подачу воды в водовод 17 и функционирует, например, только в осеннее и весеннее время года, когда не осуществляют термическое регулирование нижнего бьефа, а глубинный водозабор 16 обеспечивает подачу воды в водовод 18, концевой участок которого выводят за разделительную стенку 7 в среднюю часть 8 реки.

Поверхностные водозаборы 9 и 10 выполняют с водопереливной стенкой 19, вертикально перемешивающейся по мере сработки или наполнения водохранилища и имеющей в плане П- или Л-образный вид, открытая сторона которого обращена к плотине. Длина такой водопереливной стенки 19 существенно превышает ширину водозабора, что повышает качество селективного отбора воды из поверхностного слоя. При этом водозабор 10, расположенный непосредственно около водосливной части 20 плотины, выполняют плавучим и перед осуществлением сброса воды через водосливную часть плотины отбуксировывают в безопасное место.

Разделительные стенки 6 и 7 выполняют на строящихся гидроэлектpостанциях гравитационными, а на действующих гидроэлектростанциях плавающими с использованием гибких полотнищ.