Определение потенциальных ресурсов рек

Размещено на http://www.allbest.ru

Государственный комитет Российской федерации по высшему образованию

Новосибирский Государственный Технический Университет

Институт дистанционного образования

Контрольная работа

по Гидроэнергетике

«Определение потенциальных ресурсов рек»

Вариант №2

Группа: ДТ-200

Шифр: 602920002

Студент ИДО: Зайцев Эдуард Юрьевич

Преподаватель: Секретарёв Юрий Анатольевич

2014 г

Задача

Дано:

Таблица 1. Гидрографические характеристики река Лена

Таблица 2. Длины участков

Найти: Нуч , Qуч , Nуч , Nуд.уч , Эуч , кадастровые графики: Z=f(L), Q=f(L), Nуд=f(L), N=f(L), определить для строительства ГЭС створ с наибольшим энергетическим потенциалом.

Решение:

1. Протяжённость реки Лена -- 4400 км, площадь бассейна -- 2490 тыс. км2. Основное питание, так же как и почти всех притоков, составляют талые снеговые и дождевые воды. Повсеместное распространение вечной мерзлоты мешает питанию рек грунтовыми водами, исключением являются только геотермальные источники. В связи с общим режимом осадков для Лены характерны весеннее половодье, несколько довольно высоких паводков летом и низкая осенне-зимняя межень до 366 м3/с в устье. Весенний ледоход отличается большой мощью и часто сопровождается заторами льда. Наибольший среднемесячный расход воды в устье наблюдался в июне 1989 года и составлял 104 000 м3/с, максимальный расход воды в устье во время паводка может превышать 250 000 м3/с. Гидрологические данные по расходу воды в устье Лены в разных источниках противоречат друг другу и зачастую содержат ошибки. Для реки характерны периодические значительные увеличения годового стока, которые случаются не по причине большого количества осадков в бассейне, а в первую очередь по причине интенсивного таяния наледей и вечной мерзлоты в нижней части бассейна. Такие явления имеют место в ходе тёплых лет на севере Якутии и приводят к значительному увеличению стока. Так, например, в 1989 году среднегодовой расход воды составил 23 624 м3/с, что соответствует 744 км3 в год. За 67 лет наблюдений на станции «Кюсюр» вблизи устья среднегодовой расход воды составляет 17 175 м3/с или 541 км3 в год, имел минимальное значение в 1986 году -- 13 044 м3/с. Раньше всего, в конце апреля, начинается весенний разлив в районе Киренска -- на верхней Лене -- и, постепенно сдвигаясь на север, наступая на ещё скованную льдом реку, доходит в низовья в середине июня. Вода поднимается во время разлива на 6-8 м над меженным уровнем. В низовьях подъём воды достигает 10 м. На широких просторах Лены и в местах её сужений ледоход грозен и красив. Крупные притоки Лены заметно увеличивают её водность, но, в общем, нарастание расходов происходит сверху вниз довольно равномерно.

2. Рассчитаем напор Н на каждом участке реки с помощью формулы (1):

, (м) (1)

где z - удельная энергия положения (м), измеряемая высотой расположения центра тяжести сечения водотока над уровнем моря.

H1-2 = z1 - z2 = 250 - 244 = 6 м;

H2-3 = z2 - z3 = 244 - 242 = 2 м;

H3-4 = z3 - z4 = 242 - 239,4 = 2,6 м;

H4-5 = z4 - z5 = 239,4 - 236 = 3,4 м;

H5-6 = z5 - z6 = 236 - 233,5 = 2,5 м;

H6-7 = z6 - z7 = 233,5 - 231 = 2,5 м;

H7-8 = z7 - z8 = 234 - 227,6 = 3,4 м;

H8-9 = z8 - z9 = 227,6 - 225 = 2,6 м;

H9-10 = z9 - z10 = 225 - 221,6 = 3,4 м.

3. Рассчитаем среднее значение расхода Q для каждого участка с помощью формулы (2):

, (м3/с) (2)

Q1-2 = (Q1 + Q2)/2 = (2000 + 2130)/2 = 2065 м3/с ;

Q2-3 = (Q2 + Q3)/2 = (2130 + 2190)/2 = 2160 м3/с ;

Q3-4 = (Q3 + Q4)/2 = (2190 + 2290)/2 = 2240 м3/с ;

Q4-5 = (Q4 + Q5)/2 = (2290 + 2410)/2 = 2350 м3/с ;

Q5-6 = (Q5 + Q6)/2 = (2410 + 2550)/2 = 2480 м3/с ;

Q6-7 = (Q6 + Q7)/2 = (2550 + 2630)/2 = 2590 м3/с ;

Q7-8 = (Q7 + Q8)/2 = (2630 + 2780)/2 = 2705 м3/с ;

Q8-9 = (Q8 + Q9)/2 = (2780 + 2910)/2 = 2845 м3/с ;

Q9-10 = (Q9 + Q10)/2 = (2910 + 3040)/2 = 2975 м3/с .

4. Рассчитаем значение мощности потока N на каждом участке с помощью формулы (3):

, (кВт) (3)

N1-2 = 9,81 · Q1-2 · H1-2 = 9,81 · 2065 · 6 = 12,15 · 104 кВт ;

N2-3 = 9,81 · Q2-3 · H2-3= 9,81 · 2160 · 2 = 4,238 · 104 кВт ;

N3-4 = 9,81 · Q3-4 · H3-4 = 9,81 · 2240 · 2,6 = 5,713 · 104 кВт ;

N4-5 = 9,81 · Q4-5 · H4-5 = 9,81 · 2350 · 3,4 = 7,838 · 104 кВт ;

N5-6 = 9,81 · Q5-6 · H5-6 = 9,81 · 2480 · 2,5 = 6,082 · 104 кВт ;

N6-7 = 9,81 · Q6-7 · H6-7 = 9,81 · 2590 · 2,5 = 6,352 · 104 кВт ;

N7-8 = 9,81 · Q7-8 · H7-8 = 9,81 · 2705 · 3,4 = 9,022 · 104 кВт ;

N8-9 = 9,81 · Q8-9 · H8-9 = 9,81 · 2845 · 2,6 = 7,256 · 104 кВт ;

N9-10 = 9,81 · Q9-10 · H9-10 = 9,81 · 2975 · 3,4 = 9,923 · 104 кВт .

5. Определим удельную мощность Nуд на участках с помощью формулы (4):

, (кВт/км) (4)

где l - длина участка (км).

N1-2уд = N1-2 / L1-2 = 12,15 · 104 / 20 = 6075 кВт/км ;

N2-3уд = N2-3 / L2-3 = 4,238 · 104 / 30 = 1413 кВт/км ;

N3-4уд = N3-4 / L3-4 = 5,713 · 104 / 17 = 3361 кВт/км ;

N4-5уд = N4-5 / L4-5 = 7,838 · 104 / 22 = 3563 кВт/км ;

N5-6уд = N5-6 / L5-6 = 6,082 · 104 / 24 = 2534 кВт/км ;

N6-7уд = N6-7 / L6-7 = 6,352 · 104 / 30 = 2117 кВт/км ;

N7-8уд = N7-8 / L7-8 = 9,022 · 104 / 21 = 4296 кВт/км ;

N8-9уд = N8-9 / L8-9 = 7,256 · 104 / 28 = 2591 кВт/км ;

N9-10уд = N9-10 / L9-10 = 9,923 · 104 / 23 = 4314 кВт/км .

6. Определим энергию Э на каждом участке за годовой интервал времени с помощью формулы (5):

, (кВт) (5)

откуда:

Э1-2 = N1-2 · t , (кВт·ч) (6)

За годовой интервал времени t = 8760 ч, следовательно:

Э1-2 = N1-2 · t = 12,15 · 104 · 8760 = 10,64 · 108 кВт·ч ;

Э2-3 = N2-3 · t = 4,238 · 104 · 8760 = 3,712 · 108 кВт·ч ;

Э3-4 = N3-4 · t = 5,713 · 104 · 8760 = 5,005 · 108 кВт·ч ;

Э4-5 = N4-5 · t = 7,838 · 104 · 8760 = 6,866 · 108 кВт·ч ;

Э5-6 = N5-6 · t = 6,082 · 104 · 8760 = 5,328 · 108 кВт·ч ;

Э6-7 = N6-7 · t = 6,352 · 104 · 8760 = 5,564 · 108 кВт·ч ;

Э7-8 = N7-8 · t = 9,022 · 104 · 8760 = 7,903 · 108 кВт·ч ;

Э8-9 = N8-9 · t = 7,256 · 104 · 8760 = 6,356 · 108 кВт·ч ;

Э9-10 = N9-10 · t = 9,923 · 104 · 8760 = 8,693 · 108 кВт·ч .

7. Результаты расчетов сведем в таблицу 3:

Таблица 3

8. Построим кадастровый график, т.е. графическое представление гидроэнергетических ресурсов реки Z=f(L), Q=f(L), Nуд=f(L), Nсум=f(L) (рис. 1). Откладываем значения гидроэнергетических ресурсов на оси ординат в соответствующих масштабах.

река створ напор кадастровый

Рисунок 1. Кадастровый график

9. На основе всей полученной информации делаем вывод о том, что наибольшим энергетическим потенциалом и мощностью потока обладает створ 2. Следовательно створ 2 наиболее целесообразно использовать для строительства ГЭС.

Размещено на Allbest.ru