Совершенствование конструкции водозаборного сооружения деривационной ГЭС для зимних условий эксплуатации тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.07, кандидат наук Шипилов, Александр Владимирович

• Шипилов, Александр Владимирович
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Шипилов, Александр Владимирович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ЗИМНЕЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВОДОЗАБОРНЫХ СООРУЖЕНИЙ ДЕРИВАЦИОННЫХ ГЭС. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Температурный и ледовый (Ледотермический) режим горных рек

1.2 Способы борьбы с шуголедовыми затруднениями на гидроэлектростанциях

1.2.1 Уменьшение интенсивности ледяных образований или полное их предотвращение

1.2.2 Аккумулирование подвижных ледообразований выше водозаборных сооружений и на водопроводящем тракте

1.2.3 Беззажорная транспортировка подвижных ледообразований по водопроводящим трактам

1.2.4 Рациональный сброс льда и шуги в нижний бьеф сооружений гидроузла

1.3 Существующие конструкции водозаборных сооружений деривационных ГЭС, их преимущества и недостатки при эксплуатации в зимний период

1.3.1 Известные конструкции для транспорта льда и шуги в нижний бьеф водозаборного сооружения

1.4 Анализ данных эксплуатации деривационных гидроузлов в зимний период, и краткое описание современного состояния проблемы зимней эксплуатации гидротехнических сооружений

1.5 Цели и задачи исследований

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗИМНЕГО

ВОДОЗАБОРА ВОДОЗАБОРНОГО СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ДЕРИВАЦИОННЫХ ГЭС

2.1 Описание исследуемой конструкции водозаборного сооружения

2.1 Характеристики расчетных моделей

2.1.1 Геометрия

2.1.2 Технические подробности

2.2 Результаты моделирования

2.2.1 Результаты моделирования подводящего русла совместно с водозаборным сооружением для деривационных ГЭС

2.2.2 Результаты моделирования промывного тракта водозаборного сооружения для деривационных ГЭС

2.2.3 Результаты моделирования промывного тракта водозаборного сооружения для деривационных ГЭС с уменьшенной высотой пониженного промежуточного бычка

2.2.4 Поисковый эксперимент по определению оптимальной высоты пониженного промежуточного бычка

Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВОДОЗАБОРА ПРИ ЗИМНЕМ РЕЖИМЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВОДОЗАБОРНОГО СООРУЖЕНИЯ ДЕРИВАЦИОННОЙ ГЭС

3.1 Подготовка к проведению физического эксперимента

3.1.1 План эксперимента по изучению характеристик промывного тракта

3.1.2 План эксперимента по изучению характеристик дополнительного шугосбросного выреза

3.1.3 План эксперимента по изучению характеристик донной вставки с обратным уклоном, установленной в промывном тракте водозаборного сооружения для горных рек

3.2 Методика экспериментальных исследований

3.2.1 Масштаб модели

3.2.2 Методика моделирования шуги

3.2.3 Описание экспериментально установки

3.2.4 Измерительная аппаратура и точность измерений

3.2.5 Используемые материалы

3.3 Экспериментальные исследования элементов водозаборного сооружения для деривационной ГЭС

3.3.1 Экспериментальное исследование пропускной способности промывного тракта ВСДГ в зимнем режиме эксплуатации

3.3.2 Экспериментальное исследование пропускной способности промывного тракта ВСДГ с уменьшенной высотой пониженного промежуточного бычка в зимнем режиме эксплуатации

3.3.3 Экспериментальное исследование характеристик дополнительного шугосбросного выреза

3.3.4 Экспериментальное исследование шугосбросного устройства водозаборного сооружения для горных рек

ГЛАВА 4. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ВОДОЗАБОРНОГО СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ДЕРИВАЦИОННЫХ ГЭС

4.1 Анализ результатов исследования пропускной способности промывного тракта водозаборного сооружения для деривационной ГЭС в зимнем режиме эксплуатации

4.2 Анализ результатов моделирования водозаборного сооружения для горных рек

4.3 Рекомендации по проектированию шугосбросных элементов водозаборного

сооружения для деривационных ГЭС и водозаборного сооружения для горных рек

4.4 Рекомендации по эксплуатации водозаборного сооружения для деривационных ГЭС и

водозаборного сооружения для горных рек в зимний период

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение А. Свидетельство о поверке измерительной вертушки ИСВ-01

Приложение Б. Данные физического моделирования

Приложение В. Копия Акта внедрения в проект шугосбросного устройства водозаборного сооружения для горных рек

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование конструкции водозаборного сооружения деривационной ГЭС для зимних условий эксплуатации»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. В последнее десятилетие все большее внимание привлекают возобновляемые источники энергии, в ряде стран СНГ приняты государственные программы по развитию малой энергетики и строительству малых ГЭС. Пиком активного освоения энергетического потенциала малых рек можно считать 1940-1950-е годы, когда в России было построено более 6,5 тыс. малых гидроэлектростанций. На сегодняшний день, согласно плану-прогнозу, разработанному в ОАО «РусГидро», в период до 2025 года планируется ввод малых ГЭС общей установленной мощностью свыше 850 МВт. При этом оптимистическая оценка возможностей строительства малых ГЭС в рассматриваемый период превышает этот уровень на порядок [72].

Реализация планов и государственных программ по развитию малой энергетики обостряет проблемы, связанные с разработкой новых конструкций, повышением надёжности и эффективности эксплуатации подобных объектов.

Требования надёжности и эффективности работы малых ГЭС становятся особенно актуальными в зимний период, так как он характеризуется максимумом потребности энергии и минимумом расхода воды в источниках. Поэтому необходимо разработать такие конструкции сооружений и методы их эксплуатации, при которых этот минимум расхода воды был бы использован наиболее эффективно [9].

Опыт эксплуатации более 100 малых гидроэлектростанций показал [86], что водозаборные сооружения являются наиболее уязвимой частью энергетических гидроузлов. Они размываются паводком, пропускают речные наносы в деривацию, заваливаются шугой и льдом. По этой причине основное внимание в диссертации уделено оценке существующих методов и конструкций для зимней эксплуатации водозаборных сооружений малых деривационных ГЭС, а также методам повышения эффективности данного типа сооружений.

Таким образом, актуальность работы обусловлена повышением интереса к объектам малой энергетики, а также рядом нерешённых проблем зимней эксплуатации электростанций с деривационной схемой создания напора.

Цель и основные задачи исследований.

Цель исследований - совершенствование конструкций и разработка рекомендаций по проектированию и эксплуатации водозаборных сооружений деривационных ГЭС с учётом зимнего режима эксплуатации и особенностей горных рек, установление на основе модельных исследований особенностей и закономерностей гидравлических процессов в верхнем бьефе и промывном тракте водозаборного сооружения для деривационных ГЭС в зимний период.

Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:

- проанализировать температурный и ледовый режим горных рек;

- усовершенствовать классификацию и выбрать приемлемые способы и средства борьбы с шуголедовыми затруднениями при водозаборе в деривацию;

- провести математическое и физическое моделирование гидравлических процессов, происходящих на водозаборных сооружениях в зимний период;

- выполнить адаптацию и апробацию математической модели процессов зимнего водозабора из горных рек на основе сравнения с данными исследований на экспериментальных установках;

- усовершенствовать конструкции и методики расчета шугосбросных устройств в составе водозаборных сооружений деривационных ГЭС;

- разработать рекомендации по проектированию и эксплуатации водозаборных сооружений для деривационных ГЭС в зимних условиях.

Объект и предмет исследований. Объектом исследования являются водозаборные сооружения деривационных ГЭС (ВСДГ) горно-предгорной зоны. Предметом исследования являются конструкции водозаборных сооружений для зимних условий эксплуатации, гидравлические процессы.

Область исследования соответствует требованиям паспортов научных специальностей ВАК: 05.23.07 - Гидротехническое строительство, пункту 6 «Развитие теории, методов расчета, проектирования, строительства и эксплуатации гидротехнических сооружений мелиоративных систем и строительных систем природоохранного назначения; восстановление водных объектов и речной сети; повышение эффективности и условий надежной эксплуатации работы водозаборных сооружений различного назначения» и 05.23.16 - Гидравлика и инженерная гидрология, пункту 2 «Стационарные и нестационарные течения жидкости в трубах, каналах, естественных и искусственных руслах, гидротехнических сооружениях различного назначения, взаимодействие потоков с обтекаемыми ими граничными поверхностями, телами и сооружениями, гидравлические сопротивления».

Метод исследования. В работе использованы методы гибридного моделирования, включающие физическое и математическое моделирование, элементы теории планирования экспериментов и методы регрессионного анализа. Для вычислений применены расчётные комплексы и программы для математического моделирования.

Достоверность и обоснованность научных результатов и рекомендаций достигается использованием апробированных исходных положений, применением классических методов исследований, использованием метрологически поверенной аппаратуры и лицензионного программного обеспечения, согласованием теоретических результатов с результатами физического моделирования, натурных наблюдений и с данными, полученными другими исследователями.

Научная новизна работы состоит в:

- усовершенствовании классификации шугосбросных устройств;

- разработке и исследовании модернизированных конструкций шугосбросных устройств в составе двух модификаций водозаборных сооружений деривационных ГЭС (пат. РФ № 123423, пат. РФ №133537);

- применении и экспериментальной проверке математических моделей для описания пространственных гидравлических процессов, происходящих в верхнем бьефе и в промывном тракте водозаборного сооружения для деривационных ГЭС;

- установлении и изучении особенностей и некоторых закономерностей гидравлических процессов взаимодействия двухфазных потоков (вода-шуга) с конструктивными элементами водозаборного сооружения при водозаборе из горных рек в зимний период известной и усовершенствованной конструкцией;

- обработке результатов физического и математического моделирования, уточнении расчётных зависимостей для определения расходов двухфазного потока при истечении через шу-госбросные устройства водозаборного сооружения для деривационных ГЭС.

Практическая значимость работы заключается:

- в разработке эффективных конструкций шугосбросных устройств для водозаборных сооружений деривационных ГЭС на реках горно-предгорной зоны;

- в составлении рекомендаций по проектированию и эксплуатации двух типов усовершенствованных конструкций водозаборных сооружений деривационных ГЭС, которые позволяют заблаговременно разработать мероприятия и создать гидравлические режимы, обеспечивающие надежную и безаварийную эксплуатацию малых ГЭС в зимний период.

Результаты диссертационных исследований использовались в учебном процессе кафедры «Водохозяйственное и гидротехническое строительство» Санкт-Петербургского государственного политехнического университета.

Результаты исследований разработанного шугосбросного устройства использованы в проекте водозаборного сооружения на реке Усек, Республика Казахстан, для каскада малых деривационных ГЭС и подтверждены Актом внедрения от 30.04.2013 г.

Личный вклад соискателя состоит в усовершенствовании классификации шугосбросных устройств, адаптации математической модели процесса зимнего водозабора из рек горнопредгорной зоны, обосновании и изготовлении физических моделей водозаборных сооружений и проведении экспериментальных исследований процессов зимнего водозабора из рек горнопредгорной зоны. Соискателем выполнена обработка экспериментальных данных, полученные результаты сопоставлены с результатами других исследователей.

На защиту выносятся:

1. Классификация шугосбросных устройств по принципу действия.

2. Усовершенствованные и запатентованные конструкции шугосбросных устройств в составе водозаборных сооружений для деривационных ГЭС.

3. Особенности и закономерности гидравлических явлений, обнаруженных в результате физического и математического моделирования процессов зимнего водозабора на водозаборном сооружении для деривационных ГЭС.

4. Рекомендации по проектированию и эксплуатации шугосбросных устройств.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались автором на международной конференции «Альтернативная энергетика и проблемы энергобезопасности» (г. Бишкек, Кыргызстан), на научно-практических конференциях с международным участием в рамках XXXIX, ХЬ и ХЫ недели науки СПбГПУ, в рамках 6 и 7 научно-технической конференции «Гидроэнергетика. Новые разработки и технологии», на заседании секции «Гидравлика гидротехнических и энергетических сооружений» ОАО «ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева», на научных семинарах кафедры «Водохозяйственное и гидротехническое строительство» СПбГПУ и кафедры «Гидротехническое строительство и водные ресурсы» Кыргызско-Российского Славянского университета (КРСУ).

Публикации. По теме диссертации опубликовано одиннадцать научных работ, из них три - в изданиях, рекомендованных ВАК, получено два патента Российской Федерации на полезную модель.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературных источников и приложения. Диссертация общим объемом 159 страниц, содержит 89 рисунков, 24 таблицы. Список литературы составлен из 121 источника.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ЗИМНЕЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВОДОЗАБОРНЫХ СООРУЖЕНИЙ ДЕРИВАЦИОННЫХ ГЭС. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

В главе приводится обзор существующих конструкций водозаборных сооружений и шу-госбросных устройств. Описываются отличительные особенности температурного и ледового режима горных рек, на примере рек Кавказа и Средней Азии, а также современные методы и мероприятия по предотвращению негативного влияния шуголедовых явлений.

1.1 Температурный и ледовый (Ледотермический) режим горных рек

В данном параграфе не предполагается дать исчерпывающее описание термического и ледового режима горных рек, так как это не входит в задачи данной работы. Здесь указываются лишь некоторые особенности термического и ледового режимов горных рек, на примере рек Кавказа и Средней Азии, как регионов с преобладающим количеством таковых.

Нагревание и охлаждение воды, а также ее средняя многолетняя температура, как известно, обуславливаются теплообменом, совершающимся между массой воды, атмосферой и ложем русла [113].

Температура воды является наиболее устойчивой характеристикой режима рек. Она главным образом зависит от климатических условий региона и прежде всего, отражает режим изменения температуры воздуха [19, 83, 84, 113]. Также на термический режим рек большое влияние оказывают источники питания. В пределах горных участков средняя многолетняя температура редко превышает 10°С, так как в питании их основное участие принимают талые воды снегов, ледников и многолетних снежников [83, 113].

Средняя многолетняя температура воды, измеряемая на гидрологических постах, зависит от высоты их расположения, данное обстоятельство связано как с высотным расположением источников питания, так и с изменением средней многолетней температуры воздуха по высоте. На рисунке 1.1 приведены значения средней годовой температуры воды для рек Кавказа и Средней Азии в зависимости от высоты расположения пунктов гидрологических наблюдений по данным [83, 84, 85]\

На равнинных участках рек средняя многолетняя температура воды может подниматься до 14-15°С, изредка несколько превышать 15°С. Очевидно, что зависимость температуры воды от высоты выражается лишь в общем виде, так как она в значительной степени зависит от мас-

1 Данные высотных отметок гидрологических постов по [85], были определены приближенно с использованием программы Google Earth

сы воды, интенсивности подземного питания и температуры выходящих подземных вод, удаленности створа от источников питания или озер и тому подобное.

3500

3000

1 2500 х

ш Ч

| 2000

«о

се

« 1500

>> 1000

н о и

3 ва

500

-500

1 = 13.13 -0.134*Н' К2 = 0.98

о Средняя Азия л Северный Кавказ □ Закавказье Апроксимация

Н - Высота пункта наблюдения, м; t - Средняя годовая температура, °С; Я - Коэффициент корреляции.

0 5 10 15 20

Средняя годовая температура, °С

Рисунок 1.1 Зависимость средней годовой температуры воды от высоты пункта

гидрологических наблюдений Некую закономерность можно также наблюдать на рисунке 1.2 где изображены зависимости дат перехода температуры через 0,2°С от средней высоты водосбора по данным [83, 85]2.

4500 г 4000

№ а. о о

и

о

5

а

0

и

1

с; с; х Ч о О.

о

3500 -3000 2500 -2000 • 1500 -1000

500 -

-1-1-

1.01 1.02 1.03 1.04 1.05 1.06 1.07 1.08 1.09 1.10 1.11 1.12

дата

* Весна (Средняя Азия) ■ Осень (Средняя Азия)

* Весна (Северный Кавказ) « Осень (Северный Кавказ)

Рисунок 1.2 График связи дат перехода температуры через 0,2°С со средней высотой водосбора

2 Данные средней высоты водосбора по [83] принимались как среднее из высот водосбора рек входящих в данный термический район

Из рисунка 1.2 видно, что с увеличением высоты водосбора количество дней с температурой воды близкой к нулю увеличивается, что сказывается на продолжительности ледовых явлений. Так на реке Кумтор (высота около 3500 м), вытекающей из ледника Петрова, продолжительность ледостава несколько превышает 200 суток, то есть р. Кумтор по продолжительности ледостава может конкурировать с Енисеем, Леной, Колымой и другими реками Сибири. С другой стороны, на многих участках ледоставы устанавливаются не ежегодно [113].

Сложность описания ледовых явлений на реках, заключается в отсутствии исчерпывающей информации по ледовым процессам [113]. Имеющиеся данные на гидрологических постах зачастую сводятся лишь к фиксации ледовых явлений, а в некоторых справочниках по водным ресурсам все виды ледовых явления объединяются в одну общую группу с указанием даты начала и окончания ледовых явлений, и даты начала и окончания ледостава. Путаница в терминологии иногда не позволяет установить, какой вид ледовых явлений имеет в виду тот или иной автор. В данной работе мы будет придерживаться терминологии определенной в [71].

Несмотря не вышеперечисленные сложности, многие авторы выделяют особенностью зимнего режима горных рек преобладание внутриводного льда в качестве основного ледового явления, и короткий, а в большинстве случаев и отсутствующий вовсе, период ледостава.

Преобладание шуги как основного ледового явления на горных реках связано с высокими уклонами, большими скоростями течения, каменистыми порожистыми участками русла, наличием большого количества перепадов и другими особенностями рек горных районов [3, 14, 107, 113].

В работах А. М. Естифеева [30, 32], отмечается, что при высокой скорости потока при устойчивом похолодании и при частой смене «волн» тепла и холода, возникает интенсивное шу-гообразование. Данные условия весьма распространены в высокогорье и на предгорных участках рек Кавказа и Средней Азии. В [3] указывается, что наиболее интенсивное образование шуги происходит на участках рек с большими уклонами, очень часто имеющих большое количество перепадов.

При больших уклонах рек или неравномерном движении, когда нарушатся условие (1.1), возникает самоаэрация потока [23, 24]:

v2 1

g-h-cos 0 к

где: Fr$ - число Фруда; v - средняя скорость потока, м/с; g - ускорение свободного падения, м/с2; h - глубина потока, м; 9 - угол наклона дна русла к горизонту; X - коэффициент гидравлического трения.

Возникновению аэрации также способствует морфологическое строение русел горных рек. Большие камни зачастую присутствующие в руслах горных рек являются своего рода естественными аэраторами.

В зимнее время аэрация приводит к смешиванию холодного воздуха с потоком воды, что увеличивает площадь теплообмена, а проникновение воздуха в поток за счет диффузии, приводит к снижению средней температуры смеси в целом. Интенсификация процесса теплообмена не может не повлиять на термический режим потока в зимний период, однако в существующей литературе данному вопросу уделено недостаточно внимания [107].

Кристаллы внутриводного льда, нарастая и подвергаясь изменению своей формы под влиянием различных причин, образуют зерна шуги. С. Я. Вартазаров на основании длительных наблюдений на шугоносных реках Кавказа выделяет четыре различных формы шуги:

• пластинчатая - состоящая из пластинок толщиной 0,25-Ю,5 мм и длиной 7^8 мм, или из тонких правильных дисков толщиной 0,5^2 мм и диаметром 5-И 5 мм;

• игольчатая - состоящая из игл длиной 10-И 5 мм, диаметром 0,7-И мм, мелкие иглы иногда прикреплены к крупным длиной 30^40 мм и диаметром 2^3 мм;

• чечевицеобразная - диаметром 5-=-7 мм, толщиной по центру 2^3 мм, по краям 1 мм;

• шарообразная - диаметром 1^2 мм.

Н. Н. Ягодин в [114] указывает, что структура шуги свидетельствует о ее возрасте. В момент своего зарождения она имеет вид тончайших ледяных пластинок, которые в процессе движения, пройдя некоторый путь в потоке, укрупняются и приобретают округлую форму, че-чевицеобразную или шарообразную. К такому же выводу приходит П. И. Глинка при наблюдении за ледовыми явлениями на реке Чирчик и канале Боз-Су.

Исследование ледовых явлений на горных реках Средней Азии выполненные А. Н. Чижовым [103] показали, что на горных реках преобладают пластинчатые и шарообразные зерна шуги, причем пластинчатые кристаллы характерны для малых горных рек, шарообразна форма шуги, формируется на крупных реках, исключая участки верхнего течения. Наблюдение за шугой на реке Нарын (Киргизия) дает следующий механизм ее формирования. В начальный период в потоке преобладают первичные кристаллы в виде дисков и пластинок с неправильными округлыми очертаниями. В процессе движения отдельные кристаллы смерзаются в группы пластинок, образующих компактное зерно, прочно смерзающееся на участках с интенсивным перемешиванием и превращающееся в шероховатое слоистое зерно. По наблюдениям через 3-5 часов пути данные зерна становятся монолитными, а через 10-15 часов следы слоистой структуры исчезают, формируется шуга в виде неправильного эллипсоида, в различной степени приближающегося к шару.

При изучении зимнего режима на реке Бартанг (Таджикистан), Д. Р. Мамаджановым так же были обнаружены частицы шуги чечевицеобразной и реже пластинчатой формы [62], размеры которых достигали:

• чечевицеобразная - диаметр 3^5 мм, толщина 0,5^2 мм;

• пластинчатая - размеры сторон 1(Н25 мм, толщина 1 мм.

В подавляющем большинстве случаев на горных реках наблюдаются частицы внутривод-ного льда сферической и чечевицеобразной формы [13, 32, 62]. Крупность частиц составляет в среднем 1-К> мм, однако приводятся данные и о наличии частиц размерами 7-40 мм [13].

В процессе движения отдельные частицы шуги сбиваются в шуговые комья, достигающие толщины 5-И 5 см [62] а в некоторых случаях и до 20 см [5], в работах [65, 105] можно найти свидетельства, что диаметр шуговых комьев колеблется от 2,5^20 до 10^30 мм. Шуговые комья, сбиваясь в шуговые ковры с округленными очертаниями, диаметр таких ковров достигает величины 1-^2 м, а толщина 30^50 см [80].

К шугоходам часто относят движение по поверхности смешанных ледяных образований, включающих снежуру и всплывающие глыбы донного льда [33].

Дать точную оценку расходов шуги на реках из-за отсутствия достаточного объема данных наблюдений не представляется возможным. По различным данным средние концентрации шуги на горных реках составляют величины примерно 2^6% от расхода реки, а в отдельные годы достигают величин 9-И 5% [62, 63, 80, 83, 106]. Так же имеются работы и устные свидетельства эксплуатационного персонала, что в редких случаях величина концентрации может достигать 25% [114].

При сильных снегопадах в период замерзания на всех реках рассматриваемой территории наблюдается снежура. Особенно обильная снежура наблюдается в горных районах, где часты снежные лавины, низвергающиеся с крутых склонов гор в речные русла. На р. Терек вблизи с. Казбеги (Грузия), наибольший расход снежуры, определенный 10/11 1938 г., составил 600 кг/с [83].

На реках в горных районах одновременно с интенсивным формированием внутриводного льда появляется донный лед, который при быстром нарастании на крупных камнях выходит на поверхность воды, образуя пятры. На малых реках скопление донного льда ведет к созданию ледяных плотин с перепадом от 0,5 до 1,5 м.

Ледостав на горных реках в большинстве своем носит локальный характер, и отличается значительной неустойчивостью. Забереги, являющиеся в подавляющем большинстве первыми ледовыми образованиями, зачастую смерзаются в перемычки, образуя своеобразные ледяные мосты. Ледяные перемычки и локальные ледоставы в сочетании с интенсивными шугоходами, зачастую приводят к образованию больших зажоров, вызывающих при образовании и прорыве

значительные колебания уровней и «пульсации» расходов [3, 19, 113]. Срыв порогов и завалов со значительными подпорами воды может приводить к образованию зимних паводков несущих значительное количество крупнокускового и внутриводного льда, снежуру и русловые отложения [68], что должно учитываться при проектировании, строительстве и эксплуатации сооружений [42].

Следует отметить, что Северный Кавказ и Средняя Азия относятся к регионам с неустойчивыми погодными условиями, несколько раз за зиму периоды похолоданий (волна холода) сменяются периодами оттепелей (волна тепла). Для понимания характера режима ледяных образований необходимо уяснить особенности режима температуры воздуха в холодный период года. Например, сумма средних суточных отрицательных температур, являющаяся одной из основных характеристик ледового режима района, так как с данной величиной увязываются количественные характеристики протекающих ледовых процессов (объем стока шуги, толщина льда, площадь полыньи, число дней с шугой за зимний период, и тому подобное), в г. Ташкент за наиболее теплую зиму составила всего 14°С, а за наиболее холодную 600°С [113]. Такой разброс свидетельствует о значительном колебании характеристик ледовых процессов в этих регионах.

На основании изложенного материала можно выделить следующие особенности термического и ледового режима горных рек:

• средняя годовая температура воды в горных районах в среднем на 5°С ниже, чем на равнинных (долинных) участках;

• продолжительность периода с температурой воды близкой к нулю для горных районов больше чем для равнинных (долинных) участков, на два и более месяца;

• основным ледовым явлением на горных реках, как по продолжительности, так и по частоте наблюдения следует считать шугу;

• наиболее часто встречаемыми формами отдельных частиц шуги являются чечевицеоб-разные и шарообразные, размерами от 1-^2 мм до 7-И 0 мм, диаметр групп кристаллов, или шу-говых комьев, колеблется от 2,5^20 до 1СН-30 мм, а толщина комьев может достигать величин 5-И 5 см;

• концентрации шуги на горных реках могут достигать 9-Н5% от расхода реки, в редких случаях 25%;

• вследствие прорыва завальных озер, образовавшихся за счет заторных и зажорных явлений, на горных реках могут наблюдаться резкие колебания уровня и расхода.

1.2 Способы борьбы с шуголедовыми затруднениями на гидроэлектростанциях

Опыт эксплуатации гидроэлектростанций на горных реках показал, что в зависимости от места их расположения и метеорологических условий региона зимний период их работы может значительно осложняться присутствием в потоке шуги и льда. Поэтому при проектировании гидроузлов располагаемых на реках с тяжелыми ледовыми условиями, приходится предусматривать меры, предотвращающие возможные перебои в водоснабжении из-за шуголедовых затруднений [10, 77].

За годы эксплуатации гидроэлектростанций в районах с осложненной ледовой обстановкой были разработаны мероприятия по преодолению шуголедовых затруднений. В частности на основании работ [9, 14, 32, 33, 54, 95, 109, 114] можно выделить четыре группы мероприятий по борьбе с шуголедовыми затруднениями на гидроэлектростанциях:

1) уменьшение интенсивности ледяных образований или полное их предотвращение;

2) аккумулирование подвижных ледообразований выше водозаборных сооружений и на водопроводящем тракте;

3) беззажорная транспортировка подвижных ледообразований по водопроводящим трактам;

4) рациональный сброс льда и шуги в нижний бьеф сооружений гидроузла.

Рассмотрим данные мероприятия подробней в представленном порядке.

1.2.1 Уменьшение интенсивности ледяных образований или полное их предотвращение

Данное мероприятие предполагает борьбу с шуголедовыми затруднениями при их зарождении, путем уменьшения интенсивности теплообмена потока с атмосферой. В зависимости от местных условий данный вид мероприятий может осуществляться вверх по течению от водозаборного сооружения или непосредственно на водопроводящем тракте гидроузла - на деривационном канале.

В редких случаях, когда створ нулевой изотермы находится в зоне подпора сооружения, и образующиеся частицы шуги и льда подходят к водозаборному сооружению гидроузла. Возможно создание гидравлических условий способствующих скорейшему образованию ледостава в верхнем бьефе сооружения. Причем в [32] указывается, что замерзание может устанавливаться по трем характерным схемам:

• замерзание собственно водного зеркала в верхнем бьефе сооружения, характерным примером этой схемы может служить замерзание бьефов крупных водохранилищ;

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Шипилов, Александр Владимирович, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Адлер Ю. П. Введение в планирование эксперимента. - М.: Металлургия, 1969. - 158 с.

2. Адлер Ю. П.. Маркова Е. В., Грановский Ю. В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. - М.: Наука, 1976. - 279 с.

3. Алтунин С. Т. Водозаборные узлы и водохранилища. - М.: Изд-во «Колос», 1964. - 431 с.

4. Альтшуль А. Д. Гидравлические сопротивления. - М.: Недра, 1982. - 224 с.

5. Балянов А. П., Клепачева О. А., Шипилов А. В. Натурные наблюдения работы некоторых малых ГЭС Кыргызстана в зимний период // Материалы международной конференции «Альтернативная энергетика и проблемы энергобезопасности» - Бишкек: КРСУ, 2008 - С. 149-150.

6. Бережной А. А. Новый тип шугосбросного устройства // Гидротехническое строительство. - 1946. - № 7. - С. 23-24.

7. Береза А. И. Зимний период работы и особенности проектирования обводнительных каналов : автореф. дис... канд. техн. наук : /А. И. Береза; Всесоюзный научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации. - М.: Типография Заготиздата, 1956. - 15 с.

8. Бибиков Д. Н. О гидравлической крупности шуги // Гидротехническое строительство. -1952. -№3,- С. 19-21.

9. Бибиков Д. Н., Петруничев H. Н. Ледовые затруднения на гидростанциях. - М.-Л.: Гос-энергоиздат, 1950. - 159 с.

10. Бондарь Ф. И., Ереснов Н. В., Семенов С. И., Суров И. Е. Специальные водозаборные сооружения. - М.: Госстройиздат, 1963. - 368 с.

11. Бродский Л. И. Борьба с ледовыми затруднениями на примере зимней эксплуатации гидротехнических сооружений Невинномысского канала: автореф. дис... канд. техн. наук : / Л. И. Бродский; Московский институт инженеров водного хозяйства им. В. Р. Вильямса. - Не-винномысск, Ставропольский край.: Типография им. Анджиевского, 1959. - 15 с.

12. Вавилов А. С. Новый тип шугоотбойных и шугосбросных устройств // Гидротехническое строительство. - 1935. - № 2. - С. 1-3.

13. Вартазаров С. Я. Движение внутриводного льда в потоке// Изв. АН Армянской ССР. -1949. - Т.2. № 2. - С. 131-152.

14. Вартазаров С. Я. Эксплуатационные режимы гидротехнических сооружений деривационных гидроэлектростанций. - М.-Л.: Госэнергоиздат, 1950. - 156 с.

15. Василевский А. Г., Шаталина И. Н. О ледовых проблемах при эксплуатации малых ГЭС //Известия ВНИИГ имени Б. Е. Веденеева. - 1994. - Т.228. - С. 5-8.

16. Векслер А. Б. К вопросу о гидравлической крупности и коэффициенте сопротивления наносов // Известия ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева. - 1971. - Т.96. - С. 74-88.

17. Векслер А. Б., Генкин 3. А., Васильева И. М. Условия гидравлического моделирования шуги при ледотермических исследованиях гидротехнических сооружений // Известия ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева. - 1988. - Т.205. - С. 12-15.

18. Векслер А. Б., Генкин 3. И. Определение масштабного коэффициента при гдравличе-ском моделировании движения частиц льда в потоке жидкости // Известия ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева. - 1986. - Т. 188. - С. 26-31.

19. Гидротехнические сооружения для малой энергетики горно-предгорной зоны / Под. ред. Н. П. Лаврова. Б.: ИД «Салам», 2009. - 504 с.

20. Гиргидов А. А. Гибридное моделирование в проектировании гидротехнических сооружений и РЬОХУ-ЗО® как средство его реализации // Инженерно-строительный журнал. -2011.-№3.-С. 21-27.

21. Гиргидов А. А. Использование ГЬО\У-ЗВ как инженерного инструмента при гибридном моделировании // Известия ВНИИГ имени Б. Е. Веденеева. - 2010. - Т.260. - С. 12-19.

22. Гиргидов А. Д. Механика жидкости и газа (гидравлика): учебник для вузов. - СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2007. - 545 с.

23. Гиргидов А. Д. Самоаэрация потока в открытом русле. // Гидротехническое строительство. - 2011. - № 8. - С. 41-46.

24. Гиргидов А. Д. Турбулентное нормальное напряжение и самоаэрация потока в открытом русле // Известия ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева. - 2010. - Т.260. - С. 3-11.

25. Гриднев И. Д., Победимский А. Д. Пропуск шуги через турбины с помощью вихревых воронок // Гидротехническое строительство. - 1952. - № 6. - С. 25-27.

26. Гришанин К. В. Динамика русловых потоков. - Л.: Гидроиетеоиздат, 1979. - 312 с.

27. Гяракян Г. А. Исследование шугосбросных сооружений на примере Октемберянской ГЭС: автореф. дис... канд. техн. наук : / Г. А. Гяракян; Ереванский политехнический институт им. Карла Маркса. - Ереван: Типография Издательства АН АрмССР, 1958. - 24 с.

28. Данелия Н. Ф. Новые водозаборные сооружения построенные в Закавказье // Труды координационных совещаний по гидротехнике. Объединенное совещание по вопросам исследования, проектирования и эксплуатации водозаборных сооружений. - 1964. - вып. 11. - С. 45-66.

29. Дудкин А. С. Шугосброс-воронка // Гидротехническое строительство. - 1953. - № 3. -С. 27-30.

30. Естифеев А. М. Основные ледовые процессы и ледовые комплексы // Известия ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева. - 1939. - Т.25. - С. 197-219.

31. Естифеев А. М. Рациональный режим зимней эксплуатации гидроэлектростанций. Труды третьего научно-технического совещания по эксплуатации гидроэлектростанций. - М.-JL: Госэнергоиздат, 1953. - 148 с.

32. Естифеев А. М. Регулирование шугового потока на гидроэлектростанциях. - M.-JL: Госэнергоиздат, 1958. - 180 с.

33. Жулаев А. Ж., Назаров Ц. А. Зимняя эксплуатация деривационных ГЭС на горных реках Казахстана. - Алма-Ата.: Изд-во академии наук Казахской ССР, 1963. - 120 с.

34. Загиров Ф. Г. Ледовый режим высокогорных деривационных гидроэлектростанций: автореф. дис... канд. техн. наук : / Ф. Г. Загиров; Московский гидромелиоративный институт. -М.: Типография Московской с.-х. академии имени К. А. Тимирязева, 1966. - 16 с.

35. Зажигаев Л. С., Кишьян А. А., Романиков Ю.И. Методы планирования и обработки результатов физического эксперимента. - М.: Атомиздат, 1978. - 232 с.

36. Зайдель А. Н. Погрешность измерений физических величин. - Л.: Наука, 1985. - 112 с.

37. Замарин Е. А., Фандеев В. В. Гидротехнические сооружения. - М.: Колос, 1965. - 623 с.

38. Зегжда А. П. Теория подобия и методика расчета гидротехнических моделей. - М.-Л.: Госстройиздат, 1938. - 164 с.

39. Ивоботенко Б. А., Ильинский Н. Ф.. Копылов И. П. Планирование эксперимента в электромеханике. - М.: Энергия, 1975. - 184 с.

40. Идельчик И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям / Под ред. М. О. Штейнберга. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1992. - 672 с.

41. Исаченко В. П., Осипова В. А., Сукомел А. С. Теплопередача: учебник для вузов. - М.: Энергия, 1975.-488 с.

42. Козлов Д. В. Развитие теории и методов гидравлических, ледотехнических и гидротермических расчетов водоемов и водотоков с ледяным покровом: автореф. дис... доктора техн. наук : / Д. В. Козлов; Московский государственный университет природообустройства. - М.: 2002. - 57 с.

43. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. -М.: Наука, 1968.-720 с.

44. Кузнецов А. В., Сакович В. А., Холод Н. И. Высшая математика. Математическое программирование / Под. ред. А. В. Кузнецова: учебник. - СПб.: Изд-во «Лань», 2010. - 352 с.

45. Лавренчик В. Н. Постановка физического эксперимента и статистическая обработка его результатов: учеб. пособие для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 272 с.

46. Лавров Н. П., Логинов Г. И. Классификация горных водозаборных гидроузлов. Mate-rialy VIII mezinárodní vedecko- praktica konference "Dny védy - 2012", Praha: Publishhing House "Education and Science", 2012. - p. 9-15.

47. Лавров Н. П., Логинов Г. И., Борисенко Д. А., Шипилов А. В. Водозаборный гидроузел для деривационной ГЭС на р. Мерке // Гидротехническое строительство. - 2012. - № 10. -С. 37-40.

48. Лавров Н. П., Логинов Г. И., Торопов М.И. Теоретическое описание пропускной способности элементов водозаборного сооружения для деривационной гидростанции// Матер, межд. научн. конфер. «Единое образовательное пространство XXI века». - Б.: КРСУ, 2003. -С. 201-211.

49. Лавров Н. П., Логинов Г. И., Шипилов А. В. Гидравлические исследования пропускной способности водозаборного сооружения для деривационных ГЭС в зимний период эксплуатации // Материалы седьмой научно-технической конференции «Гидроэнергетика. Новые разработки и технологии». - СПб.: 2012. - С. 50-51.

50. Лавров Н. П., Логинов Г. И., Шипилов А. В. Новые типы водозаборных сооружений для малых ГЭС // Гидротехника XXI век. - 2012. - №1(8). - С. 51-53.

51. Лавров Н. П., Логинов Г. И., Шипилов А. В. Физическое моделирование процессов зимнего водозабора, на водозаборном сооружении для деривационной ГЭС (ВСДГ) // Материалы шестой научно-технической конференции «Гидроэнергетика. Новые разработки и технологии» - СПб: ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева, 2011. - С. 45.

52. Лавров Н. П., Шипилов А. В., Атаманова О. В., Логинов Г. И. Шугосбросное устройство водозаборного сооружения для горных рек. Положительное решение о выдаче патента по заявке 20120024.2 от 18.12.2012

53. Лавров Н. П., Шипилов А. В., Логинов Г. И. Пропускная способность промывного тракта водозаборного сооружения для деривационных ГЭС в зимнем режиме эксплуатации// Инженерно-строительный журнал. - 2013. - №4. - С. 60-69.

54. Леви И. И. Водоприемники гидроэлектрических установок. - М.-Л.: Госэнергоиздат, 1950.- 196 с.

55. Леви И. И. Моделирование гидравлических явлений. - Л.: Энергия, 1967. - 235 с.

56. Ледотермические вопросы в гидроэнергетике: сборник статей / Под. ред. Д. Н. Бибикова, М.-Л.: Госэнергоиздат, 1954. - 264 с.

57. Логинов Г. И. Совершенствование водозаборных гидроузлов ирригационно-энергетического назначения: автореф. дис... канд. техн. наук.: 06.01.02; 05.23.07 / Г. И. Логинов; Кыргыз. аграр. ун-т им. К. И. Скрябина. - Бишкек: 2004. - 22 с.

58. Луков В. Г. Механический шугосброс // Гидротехническое строительство. - 1948. -№ 9. - С. 8.

59. Ляхтер В. М., Прудовский А. М. Гидравлическое моделирование. - М.: Энергоатомиз-дат, 1984.-392 с.

60. Малхазян Р. С. Новый тип шугосброса // Гидротехническое строительство. - 1949. -№3.-С. 21-24.

61. Малышев М. В. Расчет мощности обогреваемых решеток водоприемных сооружений// Известия ВНИИГ имени Б. Е. Веденеева. - 1935. - Т.16. - С. 54-64.

62. Мамаджанов Д. Р. Зимний режим реки Бартанг (Мургаб) и канала деривационной ГЭС в высокогорных условиях восточного Памира // Труды координационных совещаний по гидротехнике. - 1970. - вып. 56.-С. 203-211.

63. Мамаджанов Д. Р. Ледовые затруднения на гидроэлектростанциях Памира. // Труды координационных совещаний по гидротехнике. Борьба с ледовыми затруднениями при эксплуатации гидротехнических сооружений: доп. материалы. 1973. - С. 84-89.

64. Мамаджанов Д. Р. Ледовый режим деривационных гидроэлектростанций Памира в условиях высокогорья и сурового климата// Труды координационных совещаний по гидротехнике. Ледотермический режим свободных рек и подпертых бьефов и его регулирование. - 1968. -вып. 42. - С. 377-382.

65. Мамаджанов Д. Р. Исследование ледотермического режима водотоков и подводящих трактов ГЭС в суровых высокогорных условиях Памира : автореф. дис... канд. техн. наук : 05.278 / Д. Р. Мамаджанов; Казахский научно-исследовательский институт энергетики. - Алма-Ата: Изд-во «Дониш», 1972. - 34 с.

66. Михалев М. А. Физическое моделирование гидравлических явлений / М. А. Михалев-СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2012. - 374 с.

67. Назаров Ц. А. Борьба с обмерзанием сороудерживающих решеток малых ГЭС // Гидротехническое строительство. - 1953. - № 6. - С. 20-22.

68. Назаров Ц. А. Ледоселевые потоки на горных реках Казахстана// Труды координационных совещаний по гидротехнике. Ледотермический режим свободных рек и подпертых бьефов и его регулирование. - 1968. - вып. 42. - С. 110-115.

69. Нормам Н. Р., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. - М.: Издательский дом «Вильяме», 2007. - 912 с.

70. Об утверждении Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации: Приказ Министерства энергетики Российской Федерации от 19.06.2003 №229 (Зарегистрировано в Минюсте РФ 20.06.2003 №4799) // Кодекс:Интранет [Электронный ресурс] / ЗАО «Кодекс» - М., 2010

71. Определение основных терминов ледяных образований речного льда / Под. ред. А. М. Естифеева. Л.: Энергия, 1966. - 12 с.

72. Официальный сайт ОАО «РусГидро »/Энциклопедия ВИЭ/ Возобновляемые источники энергии/Малые ГЭС http://www.rushydro.ru/industry/res/tidal/ (дата обращения 26.07.2013)

73. Патент КХ} 607, МПК Е 02 В 13/00, Водозаборное сооружение для деривационных ГЭС / Лавров Н. П., Рохман А. И., Логинов Г. И., Биленко В. А., Торопов М. К.; заявитель и патентообладатель Кыргызско-Российский Славянский университет - 20020004.1; заявл. 04.02.2002; опубл. 31.11.2003.

74. Патент КО 920, МПК Е 02 В 13/00, Водозаборное сооружение для горных рек/ Лавров Н. П., Рудаков И. К., Биленко В. А., Логинов Г. И., Торопов М. К.; заявитель и патентообладатель Кыргызско-Российский Славянский университет - 20050033.1; заявл. 15.04.2005; опубл. 30.12.2006.

75. Патент на полезную модель 1Ш 123423, МПК Е02В9/02, Шугосбросное устройство водозаборного сооружения для деривационных ГЭС/ Лавров П. Н., Шипилов А. В., Логинов Г. И.; заявитель и патентообладатель Национальный исследовательский Санкт-Петербуржский Государственный Политехнический Университет - № 2012126180/13; заявл. 22.06.2012; опубл. 27.12.2012.

76. Патент на полезную модель 1Ш 133537, МПК Е02В13/00, Водозаборное сооружение из горных рек/ Лавров П. Н., Шипилов А. В., Атаманова О. В., Логинов Г. И.; заявитель и патентообладатель Национальный исследовательский Санкт-Петербуржский Государственный Политехнический Университет - № 2013114788/13; заявл. 02.04.2013; опубл. 20.10.2013.

77. Петруничев Н. Н. Практика тепловых расчетов при проектировании водозаборных сооружений на реках с тяжелыми ледовыми условиями // Известия ВНИИГ имени Б. Е. Веденеева. - 1960. - Т.63. - С. 27-40.

78. Пехович А. И. Обогрев сороудерживающих решеток ГЭС и водоприемных сооружений. - М.-Л.: Госэнергоиздат, 1959. - 20 с.

79. Пехович А. И. Основы гидроледотермики. - Л.: Энергоатомиздат, 1983. - 200 с.

80. Пилосов Э. М. Ледовый режим подпертых бьефов гидроузлов: автореф. дис... канд. техн. наук : / Э. М. Пилосов; Институт водных проблем и гидротехники академия наук Узбекской ССР. - Ташкент: Изд-во академии наук Узбекской ССР, 1958. - 24 с.

81. Полонский Г. А. Механическое оборудование гидротехнических сооружений: учебник для техникумов. - М.: Энергоиздат, 1982. - 352 с.

82. Рекомендации по гидравлическому расчету водосливов. Часть I. Прямые водосливы. -Л.: Энергия, 1974.-58 с.

83. Ресурсы поверхностных вод СССР. Том 8. СЕВЕРНЫЙ КАВКАЗ / Под. ред. В. В. Куприянова. - Л.: Гидрометеоизат, 1973. - 448 с.

84. Ресурсы поверхностных вод СССР. Том 9, вып. 4. Восточное Закавказье / Под. ред. Г. Н. Хмаладзе. - Л.: Гидрометеоиздат, 1971. - 228 с.

85. Ресурсы поверхностных вод СССР. Том 14, вып. 2. Бассейны оз. Иссык-Куль, рек Чу, Талас, Тарим / Под. ред. В. В. Сумароковой. - Л.: Гидрометеоиздат, 1967. - 356 с.

86. Решетников С. П. История развития малой энергетики Кыргызстана // Сб. науч. трудов, посвящ 5-ти летию образования КРСУ, секция энергетики, метеорилогии, гидрологии, гидромеханики. - Бишкек: КРСУ, 2000. - с. 3-8.

87. Сайт компании FLOW SCIENCE о программе FLOW-3D http://www.flow3d.ru/about.htm (дата обращения 29.08.2013).

88. Соколов И. Н. Исследование зимнего режима деривационных каналов ГЭС: автореф. дис... канд. техн. наук : / И. Н. Соколов; Ленинградский гидрометеорологический институт. -Л.: Типография ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева, 1956. - 14 с.

89. Coy С. Л. Гидродинамика многофазных систем. - М.: Мир, 1971. - 536 с.

90. Справочник по гидравлическим расчетам / Под ред. П. Г. Киселева. - М.: Энергия, 1974.-313 с.

91. Токомбаев К. А. Новые принципы использования возобновляемых источников энергии в сельском хозяйстве горных регионов (на примере Кирг. ССР) // АН Кирг. ССР институт автоматики. - Фрунзе: Илим, 1990. - 273 с.

92. Торопов М. К. Плотинное водозаборное сооружение из горных рек для малых деривационных ГЭС: автореф. дис... канд. техн. наук / М. К. Торопов; Кыргыз. аграр. ун-т им. К. И. Скрябина. - Бишкек: 2008. - 24 с.

93. Трегуб Г. А., Шаталина И. Н., Павчич М. П., Ковалевский С. И., Бакановичус Н. С., Косарев А. А. Способы борьбы с нефтяными примесями и шугой на русловых водозаборах // Известия ВНИИГ имени Б. Е. Веденеева. - 2006. - Т.245. - С. 220-228.

94. Угинчус А. А., Чугаева Е. А. Гидравлика: учебник для вузов. - Л.: Изд-во лит. по строительству, 1971. - 350 с.

95. Филовников А. В. Совершенствование технологий антропогенных воздействий на гидросферу при природообустройстве. - Кострома: изд. КГСХА, 2003. - 152 с.

96. Финни Д. Введение в теорию планирования экспериментов. - М.: Наука, 1970. - 288 с.

97. Флексер Я. Н. Из опыта эксплуатации гидроэлектростанций Северного Кавказа. —М.-Л.: Госэнергоиздат, 1958. - 56 с.

98. Фокеев В. С. Некоторые свойства устойчивой вихревой воронки // Гидротехническое строительство. - 1951. -№ 5. - С. 41-44.

99. Фокеев В. С. Опыт эксплуатации вихревых воронок на Бурджарской ГЭС // Гидротехническое строительство. - 1959. - № 10. - С. 30-31.

100. Фокеев В. С. Опыт эксплуатации и расчет вихревых воронок // Гидротехническое строительство. - 1955. - № 4. - С. 27-30.

101. Хачатрян Р. М. Шахтный шугосброс // Гидротехническое строительство. - 1956. -№4.-С. 48-51.

102. Чижиумов С. Д. Основы гидродинамики: учеб. пособие / С. Д. Чижиумов. - Комсомольск-на-Амуре: ГОУВПО «КнАГТУ», 2007. - 106 с.

103. Чижов А. Н. Исследование ледовых явлений на горных реках Средней Азии: автореф. дис... канд. техн. наук : / А. Н. Чижов; Государственный ордена трудового красного знамени гидрологический институт.- JL: 1964. -20 с.

104. Чугаев Р. Р. Гидравлика. - M.-JL: Госэнергоиздат, 1963. - 528 с.

105. Шерман С. М. Ледотермический режим рек высокогорной зоны Памира при строительстве гидротехнических сооружений : автореф. дис... канд. техн. наук : 05.14.09 /С. М. Шерман; Всесоюзный ордена Ленина проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт «Гидропроект» имени С. Я. Жука,- М. : УзНИИНТИ, 1986. -21 с.

106. Шерман С. М. Особенности ледотермического режима р. Гунт в связи с проектированием Памирской ГЭС // Гидротехническое строительство. -1985. -№ 3. - С. 26-29.

107. Шипилов А. В. Образование шуги на горных реках при наличии аэрации потока // Известия ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева. - 2013. - Т.268. - С. 66-73.

108. Шипилов А. В., Лавров Н. П. Методика проведения экспериментов на модели водозаборного сооружения для деривационной ГЭС // Сборник лучших докладов Недели науки СПбГПУ. - СПб., 2013.-С. 15-17.

109. Шипилов А. В., Лавров Н. П. Оценка способов защиты деривации малых ГЭС от шуги при водозаборе из горных рек // Сборник материалов XL Недели науки СПбГПУ. - СПб., 2011.-С. 59-61.

110. Шипилов А. В., Лавров Н. П. Планирование экспериментов на модели водозаборного сооружения для деривационной ГЭС // Сборник материалов XLI Недели науки СПбГПУ. -СПб., 2012.-С. 76-77.

111. Шипилов А. В., Лавров Н. П. Проблемы, возникающие при эксплуатации водозаборных сооружений деривационных ГЭС в зимний период эксплуатации и некоторые пути их решения // Сборник материалов XXXIX Недели науки СПбГПУ. - СПб., 2010. - С. 70-72

112. Штеренлихт Д. В. Гидравлика: учебник для вузов. - М.: КолосС, 2004. - 656 с.

113. Шульц В. Л. Реки Средней Азии. Части I и II. - Л.: Гидрометеоиздат, 1965. - 692 с.

114. Ягодин Н. Н. Опыт эксплуатации сооружений деривационных ГЭС. - М.-Л.: Госэнергоиздат, 1955. - 120 с.

115. Ярошеня И. Ф. Новы тип шугосброса // Гидротехническое строительство. - 1938. -№6.-С. 13-15.

116. Akaike H. A new look at the statistical model identification // IEEE transaction on automatic control. - 1974. - vol. AC-19, №6. - Pp. 716-722.

117. Akaike H. Information theory as an extension of maximum likelihood principle // Second International Symposium on Information theory. Akademiai Kiado. - Budapest, 1973. - Pp. 267-281.

118. Brennen C.E. Fundamentals of Multiphases Flows. Calif. Inst. Of Tech.: Cambrige University Press, 2005.-410 p.

119. Steven F. Daly Frazil Ice Blockage of Inteke Trash Racks // Cold Regions Technical Didest No. 91-1, March 1991.

120. Yakhot V., Orszag S. A., Renormalization Group Analysis of Turbulence. I. Basic Theory // J. Scientific Computing. - 1986. - № 1. - Pp. 1-51.

121. Yakhot V., Smith L. M., The Renormalization Group, the e-Expansion and Derivation of Turbulence Models // J. Scientific Computing. - 1992. - № 7. - Pp. 35-61.

Приложение А. Свидетельство о поверке измерительной ИСВ-01

МРШ'КТНО -KOIK ll'\к II»И кИМ И ГГ. XHO.lt И H'IH kllll 111« ТИТУТ «Нотавюмягикя и мпро-кння»

СВИДЕТЕЛЬСТВО № 1189 о поверке средства н >мерсиия

Срок действия Ю 11.07.2012 г

Тип вертушки 1КВ-01 Пинт Si А-53

Принадлежащая КРСУ

Преде«» измерения скорости течения воды и/с 0 162 - 2 803 Рабочий эталон УПИС-1 Ni 001 Погрешиость. % 1.3

Результаты поверки

[очка №л'г Скорость воды, «к Обороты вертушки, с Расчетна« скорость, м.'с ( Уклонение. М/С

1 0.140 4.274 0.152 -0.012

2 0.500 10.305 0.468 0.032

3 t.019 20.724 1,040 -0.030

•4 2.230 39.480 2.210 0.020

5 2.895 49.687 2.905 -0.010

коэффициент градуировочной характеристики V» А,

Aj » 0,0002 Л, " 0 0493 А» = -0.0в2

Максимальное отклонение гралуировочной характеристики, принслен-нос к верхнему значению лиапаюна поверки, Ч : 1.0

По1 рсшность гралу ировки. % : 2.5

lia основании результатов поверки гидрометрическая вертушка признается годной к применении».

Поверитель Ч* Шаров В И

04 07.2010 т.

Приложение Б. Данные физического моделирования

Таблица П.Б.1

Таблица результатов измерений расходов на модели водозаборного сооружения для деривационных ГЭС в масштабе 1:20 натуральной

величины

Величины, измеренные на модели Поправочные коэффициенты для расходов при истечении из-под затвора зимнего водозабора Поправочный коэффициент для расходов при переливе через сдвоенный затвор Величины, пересчитанные на натуру

промывного тракта

а, мм 2 Л Э/1Г о О) о а О) о э О) ч о г <и ч о г <и £ V в2 £ а ё г и С* н я X Ш £ ч о Е <и и 02 а н 03 3 и С* о ^ О} т £ О) о Э ей о § «0 О)

33 9 0,07 1,17 0,000 0,000 12065 204 0,97 0,98 606491 78378 1464 0,89 73581 0,12 2,00 0,000 0,000

33 9 0,08 1,13 0,000 0,000 12065 204 0,97 0,98 606491 78378 1508 0,89 75780 0,12 1,93 0,000 0,000

33 9 0,07 1,17 0,000 0,000 12065 204 0,97 0,98 606491 78378 1448 0,89 72813 0,12 2,00 0,000 0,000

18 14 0,22 0,73 0,000 0,000 8420 149 0,96 0,97 423242 57332 4371 0,96 219743 0,38 1,22 0,000 0,000

18 14 0,23 0,71 0,000 0,000 8420 149 0,96 0,97 423242 57332 4479 0,96 225158 0,39 1,18 0,000 0,000

18 14 0,22 0,72 0,000 0,000 8420 149 0,96 0,97 423242 57332 4356 0,96 218951 0,38 1,21 0,000 0,000

49 14 0,10 1,52 0,000 0,000 14207 227 0,98 0,98 714162 87301 2055 0,92 103305 0,17 2,61 0,000 0,000

49 14 0,10 1,54 0,000 0,000 14207 227 0,98 0,98 714162 87301 2032 0,92 102123 0,17 2,65 0,000 0,000

49 14 0,10 1,50 0,000 0,000 14207 227 0,98 0,98 714162 87301 2013 0,92 101165 0,17 2,58 0,000 0,000

12 25 0,46 0,52 0,000 0,000 6266 113 0,94 0,97 314977 43426 9051 0,98 454988 0,80 0,84 0,000 0,000

12 25 0,46 0,52 0,000 0,000 6266 113 0,94 0,97 314977 43426 9217 0,98 463318 0,81 0,85 0,000 0,000

12 25 0,44 0,51 0,000 0,000 6266 ИЗ 0,94 0,97 314977 43426 8790 0,98 441848 0,78 0,83 0,000 0,000

33 25 0,32 1,11 0,000 0,000 12065 204 0,97 0,98 606491 78378 6282 0,97 315798 0,55 1,90 0,000 0,000

33 25 0,31 1,16 0,000 0,000 12065 204 0,97 0,98 606491 78378 6200 0,97 311684 0,54 1,97 0,000 0,000

33 25 0,31 1,13 0,000 0,000 12065 204 0,97 0,98 606491 78378 6126 0,97 307963 0,54 1,94 0,000 0,000

55 25 0,23 1,49 0,000 0,000 14700 230 0,98 0,98 738944 88315 4616 0,96 232040 0,40 2,56 0,000 0,000

55 25 0,22 1,40 0,000 0,000 14700 230 0,98 0,98 738944 88315 4403 0,96 221345 0,38 2,40 0,000 0,000

55 25 0,23 1,52 0,000 0,000 14700 230 0,98 0,98 738944 88315 4482 0,96 225325 0,39 2,62 0,000 0,000

18 35 0,61 0,68 0,000 0,000 8420 149 0,96 0,97 423242 57332 12030 0,99 604699 1,07 1,14 0,000 0,000

18 35 0,59 0,66 0,000 0,000 8420 149 0,96 0,97 423242 57332 11731 0,99 589703 1,04 1,11 0,000 0,000

18 35 0,61 0,67 0,000 0,000 8420 149 0,96 0,97 423242 57332 12141 0,99 610308 1,08 1,11 0,000 0,000

49 35 0,56 1,30 0,000 0,000 14207 227 0,98 0,98 714162 87301 11104 0,99 558183 0,98 2,23 0,000 0,000

49 35 0,53 1,22 0,000 0,000 14207 227 0,98 0,98 714162 87301 10459 0,98 525769 0,93 2,10 0,000 0,000

49 35 0,54 1,29 0,000 0,000 14207 227 0,98 0,98 714162 87301 10740 0,98 539862 0,95 2,21 0,000 0,000

33 40 0,69 1,03 0,000 0,000 12065 204 0,97 0,98 606491 78378 13633 0,99 685325 1,21 1,76 0,000 0,000

33 40 0,66 0,99 0,000 0,000 12065 204 0,97 0,98 606491 78378 13038 0,99 655400 1,16 1,69 0,000 0,000

33 40 0,66 1,04 0,000 0,000 12065 204 0,97 0,98 606491 78378 13158 0,99 661440 1,17 1,78 0,000 0,000

33 9 0,07 1,16 0,013 0,021 12065 204 0,97 0,98 606491 78378 1350 0,88 67882 0,11 1,97 0,020 0,035

33 9 0,07 U7 0,013 0,019 12065 204 0,97 0,98 606491 78378 1397 0,88 70230 0,11 2,00 0,020 0,032

33 9 0,07 1,14 0,014 0,024 12065 204 0,97 0,98 606491 78378 1374 0,88 69078 0,11 1,95 0,022 0,042

18 14 0,22 0,73 0,023 0,003 8420 149 0,96 0,97 423242 57332 4384 0,96 220381 0,38 1,21 0,040 0,004

18 14 0,22 0,72 0,019 0,003 8420 149 0,96 0,97 423242 57332 4306 0,96 216478 0,37 1,19 0,033 0,004

18 14 0,21 0,73 0,023 0,004 8420 149 0,96 0,97 423242 57332 4247 0,96 213481 0,37 1,21 0,039 0,006

49 14 0,10 1,48 0,012 0,032 14207 227 0,98 0,98 714162 87301 1942 0,92 97623 0,16 2,55 0,020 0,054

49 14 0,10 1,40 0,013 0,032 14207 227 0,98 0,98 714162 87301 1928 0,92 96913 0,16 2,41 0,021 0,056

49 14 0,10 1,45 0,012 0,031 14207 227 0,98 0,98 714162 87301 1917 0,91 96355 0,16 2,49 0,020 0,053

12 25 0,46 0,51 0,029 0,000 6266 113 0,94 0,97 314977 43426 9106 0,98 457731 0,80 0,83 0,051 0,001

12 25 0,45 0,49 0,028 0,001 6266 113 0,94 0,97 314977 43426 8959 0,98 450368 0,79 0,80 0,049 0,001

12 25 0,46 0,54 0,029 0,001 6266 113 0,94 0,97 314977 43426 9133 0,98 459115 0,81 0,87 0,051 0,001

33 25 0,29 1,11 0,025 0,008 12065 204 0,97 0,98 606491 78378 5764 0,97 289744 0,50 1,88 0,043 0,013

33 25 0,30 1,08 0,025 0,010 12065 204 0,97 0,98 606491 78378 6003 0,97 301748 0,53 1,84 0,044 0,016

33 25 0,29 1,04 0,025 0,004 12065 204 0,97 0,98 606491 78378 5798 0,97 291477 0,51 1,78 0,043 0,007

55 25 0,23 1,39 0,006 0,029 14700 230 0,98 0,98 738944 88315 4546 0,96 228495 0,39 2,38 0,011 0,051

55 25 0,22 1,39 0,006 0,027 14700 230 0,98 0,98 738944 88315 4360 0,96 219170 0,38 2,39 0,010 0,047

55 25 0,22 1,37 0,006 0,027 14700 230 0,98 0,98 738944 88315 4452 0,96 223805 0,39 2,35 0,010 0,046

18 35 0,55 0,66 0,035 0,001 8420 149 0,96 0,97 423242 57332 10962 0,99 551015 0,97 1,11 0,062 0,002

18 35 0,52 0,65 0,034 0,001 8420 149 0,96 0,97 423242 57332 10420 0,98 523815 0,92 1,09 0,061 0,002

18 35 0,53 0,66 0,036 0,001 8420 149 0,96 0,97 423242 57332 10625 0,98 534092 0,94 1,11 0,063 0,002

49 35 0,45 1,33 0,031 0,022 14207 227 0,98 0,98 714162 87301 9035 0,98 454150 0,80 2,28 0,054 0,038

49 35 0,46 1,31 0,030 0,023 14207 227 0,98 0,98 714162 87301 9124 0,98 458635 0,81 2,25 0,054 0,040

49 35 0,44 1,33 0,030 0,021 14207 227 0,98 0,98 714162 87301 8761 0,98 440419 0,77 2,29 0,053 0,037

33 40 0,64 1,00 0,046 0,002 12065 204 0,97 0,98 606491 78378 12790 0,99 642911 1,14 1,70 0,081 0,003

33 40 0,65 1,00 0,047 0,002 12065 204 0,97 0,98 606491 78378 12965 0,99 651721 1,15 1,70 0,084 0,003

33 40 0,63 0,97 0,046 0,003 12065 204 0,97 0,98 606491 78378 12591 0,99 632912 1,12 1,65 0,081 0,004

33 9 0,07 1,24 0,019 0,026 12065 204 0,97 0,98 606491 78378 1437 0,89 72213 0,11 2,12 0,031 0,045

33 9 0,07 1,20 0,019 0,023 12065 204 0,97 0,98 606491 78378 1445 0,89 72620 0,12 2,04 0,030 0,040

33 9 0,07 1,25 0,019 0,027 12065 204 0,97 0,98 606491 78378 1405 0,88 70602 0,11 2,13 0,030 0,045

18 14 0,23 0,73 0,031 0,003 8420 149 0,96 0,97 423242 57332 4602 0,96 231333 0,40 1,23 0,054 0,004

18 14 0,22 0,73 0,031 0,003 8420 149 0,96 0,97 423242 57332 4398 0,96 221097 0,38 1,21 0,054 0,004

18 14 0,23 0,72 0,032 0,003 8420 149 0,96 0,97 423242 57332 4534 0,96 227914 0,39 1,20 0,055 0,004

49 14 0,11 1,48 0,021 0,063 14207 227 0,98 0,98 714162 87301 2121 0,92 106608 0,18 2,53 0,035 0,108

49 14 0,11 1,41 0,022 0,058 14207 227 0,98 0,98 714162 87301 2131 0,92 107126 0,18 2,43 0,036 0,099

49 14 0,10 1,45 0,021 0,064 14207 227 0,98 0,98 714162 87301 2077 0,92 104408 0,17 2,49 0,034 0,110

12 25 0,44 0,51 0,038 0,000 6266 113 0,94 0,97 314977 43426 8823 0,98 443536 0,78 0,84 0,066 0,000

12 25 0,45 0,53 0,039 0,000 6266 113 0,94 0,97 314977 43426 8974 0,98 451088 0,79 0,87 0,069 0,000

12 25 0,45 0,52 0,038 0,000 6266 113 0,94 0,97 314977 43426 8887 0,98 446749 0,79 0,84 0,067 0,000

33 25 0,28 1,10 0,040 0,010 12065 204 0,97 0,98 606491 78378 5600 0,97 281480 0,49 1,87 0,069 0,017

33 25 0,27 1,10 0,039 0,008 12065 204 0,97 0,98 606491 78378 5354 0,97 269121 0,47 1,88 0,067 0,013

33 25 0,27 1,10 0,038 0,010 12065 204 0,97 0,98 606491 78378 5420 0,97 272427 0,47 1,88 0,066 0,017

55 25 0,24 1,42 0,020 0,075 14700 230 0,98 0,98 738944 88315 4744 0,97 238489 0,41 2,44 0,035 0,129

55 25 0,23 1,40 0,020 0,072 14700 230 0,98 0,98 738944 88315 4619 0,96 232163 0,40 2,42 0,035 0,124

55 25 0,24 1,42 0,021 0,073 14700 230 0,98 0,98 738944 88315 4771 0,97 239837 0,41 2,43 0,037 0,125

18 35 0,58 0,67 0,053 0,002 8420 149 0,96 0,97 423242 57332 11467 0,99 576442 1,02 1Д2 0,094 0,003

18 35 0,60 0,68 0,054 0,002 8420 149 0,96 0,97 423242 57332 11843 0,99 595306 1,05 1Д4 0,095 0,003

18 35 0,58 0,67 0,053 0,002 8420 149 0,96 0,97 423242 57332 11582 0,99 582223 1,03 1,11 0,093 0,004

49 35 0,46 1,31 0,065 0,042 14207 227 0,98 0,98 714162 87301 9183 0,98 461585 0,81 2,25 0,115 0,072

49 35 0,47 1,32 0,068 0,040 14207 227 0,98 0,98 714162 87301 9323 0,98 468654 0,82 2,27 0,120 0,068

49 35 0,46 1,32 0,065 0,042 14207 227 0,98 0,98 714162 87301 9162 0,98 460561 0,81 2,26 0,115 0,072

33 40 0,68 1,04 0,087 0,006 12065 204 0,97 0,98 606491 78378 13484 0,99 677794 1,20 1,77 0,153 0,011

33 40 0,68 1,05 0,085 0,007 12065 204 0,97 0,98 606491 78378 13603 0,99 683782 1,21 1,79 0,150 0,013

33 40 0,68 1,05 0,085 0,007 12065 204 0,97 0,98 606491 78378 13507 0,99 678960 1,20 1,79 0,151 0,013

Примечание: а - открытие затвора зимнего водозабора; Ь - геометрический напор над гребнем сдвоенного затвора промывного тракта; (Эсз и ()зв - расход потока при переливе через сдвоенный затвор промывного тракта и при истечении из под затвора зимнего водозабора соответственно; (?сз ш и £)3в ш ~ расход шуги при переливе потока через сдвоенный затвор промывного тракта и при истечении из под затвора

зимнего водозабора соответственно; Кемод и Яена, - число Рейнольдса на модели и в натуре соответственно; \\^емод и ,\\^енат - число Вебера на модели и в натуре соответственно; Кяс и поправочные коэффициенты к величине расходов при пересчете с модели на натуру, по числу Рейнольдса и числу Вебера соответственно.

Таблица П.Б.2

Таблица результатов измерений расходов на модели водозаборного сооружения для деривационных ГЭС с уменьшенной высотой по-

ниженного промежуточного бычка, в масштабе 1:20 натуральной величины

Величины, измеренные на модели Поправочные коэффициенты для расходов при истечении из-под затвора зимнего во- тття^ппя Поправочный коэффициент для расходов при переливе через сдвоенный Величины, пересчитанные на натуру

затвор п эомывного тракта

а, мм h, мм Э/1Г о/к 'В€д Э О ^ о/к '/77»^ ч о 2 <и * ч о s (U £ 4> ей ^ £ н л X <и С* н я X 1> £ ч о 2 и С* а й X <Ц а! •Ч О £ ^ ог2 cS s Э о СЗ *

47,5 20 0,24 1,87 0,000 0,000 14061 226 0,98 0,98 706817 86878 4759 0,97 239241 0,41 3,21 0,000 0,000

47,5 20 0,21 1,80 0,000 0,000 14061 226 0,98 0,98 706817 86878 4262 0,96 214222 0,37 3,09 0,000 0,000

47,5 20 0,19 1,80 0,000 0,000 14061 226 0,98 0,98 706817 86878 3831 0,96 192560 0,33 3,08 0,000 0,000

20,5 20 0,30 0,84 0,000 0,000 9180 161 0,96 0,98 461439 62037 5950 0,97 299096 0,52 1,42 0,000 0,000

20,5 20 0,29 0,84 0,000 0,000 9180 161 0,96 0,98 461439 62037 5813 0,97 292189 0,51 1,41 0,000 0,000

20,5 20 0,29 0,86 0,000 0,000 9180 161 0,96 0,98 461439 62037 5672 0,97 285140 0,50 1,44 0,000 0,000

55 20 0,24 1,80 0,000 0,000 14700 230 0,98 0,98 738944 88315 4759 0,97 239241 0,41 3,09 0,000 0,000

55 20 0,23 1,74 0,000 0,000 14700 230 .0,98 0,98 738944 88315 4531 0,96 227769 0,39 2,99 0,000 0,000

55 20 0,22 1,73 0,000 0,000 14700 230 0,98 0,98 738944 88315 4383 0,96 220320 0,38 2,97 0,000 0,000

55 20 0,18 1,71 0,000 0,000 14700 230 0,98 0,98 738944 88315 3675 0,96 184746 0,32 2,94 0,000 0,000

55 20 0,18 1,78 0,000 0,000 14700 230 0,98 0,98 738944 88315 3666 0,96 184272 0,32 3,07 0,000 0,000

55 20 0,18 1,77 0,000 0,000 14700 230 0,98 0,98 738944 88315 3619 0,96 181894 0,31 3,04 0,000 0,000

55 20 0,23 1,77 0,000 0,000 14700 230 0,98 0,98 738944 88315 4614 0,96 231959 0,40 3,05 0,000 0,000

33 20 0,27 1,19 0,000 0,000 12065 204 0,97 0,98 606491 78378 5434 0,97 273144 0,47 2,03 0,000 0,000

33 20 0,27 1,19 0,000 0,000 12065 204 0,97 0,98 606491 78378 5361 0,97 269470 0,47 2,03 0,000 0,000

33 20 0,35 1,20 0,000 0,000 12065 204 0,97 0,98 606491 78378 6949 0,98 349334 0,61 2,04 0,000 0,000

33 20 0,32 1,23 0,000 0,000 12065 204 0,97 0,98 606491 78378 6267 0,97 315017 0,55 2,10 0,000 0,000

46,2 8,1 0,07 1,59 0,000 0,000 13926 225 0,98 0,98 700048 86452 1422 0,89 71476 0,11 2,73 0,000 0,000

46,2 8Д 0,07 1,54 0,000 0,000 13926 225 0,98 0,98 700048 86452 1387 0,88 69733 0,11 2,65 0,000 0,000

46,2 8,1 0,08 1,54 0,000 0,000 13926 225 0,98 0,98 700048 86452 1504 0,89 75579 0,12 2,64 0,000 0,000

20,5 32 0,64 0,88 0,000 0,000 9180 161 0,96 0,98 461439 62037 12713 0,99 639060 1,13 1,47 0,000 0,000

20,5 32 0,65 0,87 0,000 0,000 9180 161 0,96 0,98 461439 62037 12848 0,99 645856 1,14 1,47 0,000 0,000

20,5 32 0,66 0,89 0,000 0,000 9180 161 0,96 0,98 461439 62037 13079 0,99 657474 1,16 1,50 0,000 0,000

46,2 32 0,44 1,56 0,000 0,000 13926 225 0,98 0,98 700048 86452 8753 0,98 439977 0,77 2,68 0,000 0,000

46,2 32 0,42 1,60 0,000 0,000 13926 225 0,98 0,98 700048 86452 8400 0,98 422235 0,74 2,75 0,000 0,000

46,2 32 0,43 1,55 0,000 0,000 13926 225 0,98 0,98 700048 86452 8561 0,98 430336 0,76 2,66 0,000 0,000

20,5 8Д 0,09 0,75 0,000 0,000 9180 161 0,96 0,98 461439 62037 1749 0,91 87932 0,14 1,26 0,000 0,000

20,5 8,1 0,08 0,78 0,000 0,000 9180 161 0,96 0,98 461439 62037 1655 0,90 83181 0,13 1,31 0,000 0,000

20,5 8,1 0,09 0,76 0,000 0,000 9180 161 0,96 0,98 461439 62037 1755 0,91 88242 0,14 1,27 0,000 0,000

11,7 20 0,30 0,53 0,000 0,000 6144 111 0,94 0,97 308863 42620 5924 0,97 297810 0,52 0,85 0,000 0,000

11,7 20 0,30 0,52 0,000 0,000 6144 111 0,94 0,97 308863 42620 5886 0,97 295868 0,51 0,85 0,000 0,000

11,7 20 0,30 0,52 0,000 0,000 6144 111 0,94 0,97 308863 42620 5879 0,97 295536 0,51 0,84 0,000 0,000

33 40 0,77 1,19 0,000 0,000 12065 204 0,97 0,98 606491 78378 15404 0,99 774318 1,37 2,03 0,000 0,000

33 40 0,75 1,20 0,000 0,000 12065 204 0,97 0,98 606491 78378 14964 0,99 752186 1,33 2,04 0,000 0,000

33 40 0,77 1,20 0,000 0,000 12065 204 0,97 0,98 606491 78378 15242 0,99 766202 1,36 2,04 0,000 0,000

33 20 0,26 1,19 0,000 0,000 12065 204 0,97 0,98 606491 78378 5196 0,97 261180 0,45 2,04 0,000 0,000

33 20 0,26 1,19 0,000 0,000 12065 204 0,97 0,98 606491 78378 5167 0,97 259753 0,45 2,04 0,000 0,000

33 20 0,25 1,17 0,000 0,000 12065 204 0,97 0,98 606491 78378 5068 0,97 254741 0,44 1,99 0,000 0,000

33 20 0,19 1,18 0,000 0,000 12065 204 0,97 0,98 606491 78378 3869 0,96 194476 0,33 2,01 0,000 0,000

46,2 8,1 0,10 1,66 0,000 0,000 13926 225 0,98 0,98 700048 86452 1927 0,92 96870 0,16 2,85 0,000 0,000

46,2 8,1 0,10 1,60 0,000 0,000 13926 225 0,98 0,98 700048 86452 1927 0,92 96870 0,16 2,74 0,000 0,000

46,2 8,1 0,10 1,64 0,000 0,000 13926 225 0,98 0,98 700048 86452 1983 0,92 99668 0,16 2,82 0,000 0,000

46,2 8,1 0,08 1,61 0,002 0,023 13926 225 0,98 0,98 700048 86452 1508 0,89 75808 0,12 2,76 0,004 0,039

46,2 8,1 0,07 1,60 0,002 0,023 13926 225 0,98 0,98 700048 86452 1478 0,89 74288 0,12 2,74 0,004 0,039

46,2 8,1 0,08 1,63 0,002 0,023 13926 225 0,98 0,98 700048 86452 1496 0,89 75181 0,12 2,81 0,004 0,039

46,2 32 0,44 1,50 0,000 0,000 13926 225 0,98 0,98 700048 86452 8678 0,98 436233 0,77 2,58 0,000 0,000

46,2 32 0,43 1,48 0,000 0,000 13926 225 0,98 0,98 700048 86452 8469 0,98 425695 0,75 2,54 0,000 0,000

46,2 32 0,43 1,51 0,000 0,000 13926 225 0,98 0,98 700048 86452 8625 0,98 433550 0,76 2,59 0,000 0,000

46,2 32 0,38 1,51 0,010 0,011 13926 225 0,98 0,98 700048 86452 7581 0,98 381104 0,67 2,59 0,017 0,018

46,2 32 0,37 1,44 0,010 0,011 13926 225 0,98 0,98 700048 86452 7410 0,98 372508 0,65 2,46 0,017 0,018

46,2 32 0,37 1,47 0,010 0,011 13926 225 0,98 0,98 700048 86452 7300 0,98 366934 0,64 2,53 0,017 0,018

20,5 8,1 0,07 0,82 0,000 0,000 9180 161 0,96 0,98 461439 62037 1447 0,89 72723 0,12 1,38 0,000 0,000

20,5 8,1 0,07 0,84 0,000 0,000 9180 161 0,96 0,98 461439 62037 1418 0,89 71272 0,11 1,41 0,000 0,000

20,5 8,1 0,07 0,84 0,000 0,000 9180 161 0,96 0,98 461439 62037 1483 0,89 74565 0,12 1,41 0,000 0,000

20,5 8,1 0,08 0,87 0,003 0,000 9180 161 0,96 0,98 461439 62037 1516 0,89 76212 0,12 1,46 0,005 0,000

20,5 8,1 0,08 0,87 0,003 0,000 9180 161 0,96 0,98 461439 62037 1528 0,89 76797 0,12 1,45 0,005 0,000

20,5 8,1 0,08 0,85 0,003 0,000 9180 161 0,96 0,98 461439 62037 1621 0,90 81487 0,13 1,43 0,005 0,000

11,7 20 0,38 0,42 0,000 0,000 6144 111 0,94 0,97 308863 42620 7508 0,98 377423 0,66 0,69 0,000 0,000

11,7 20 0,31 0,48 0,000 0,000 6144 111 0,94 0,97 308863 42620 6225 0,97 312894 0,55 0,79 0,000 0,000

20,5 8,1 0,07 0,75 0,000 0,000 9180 161 0,96 0,98 461439 62037 1489 0,89 74844 0,12 1,25 0,000 0,000

33 20 0,23 - 0,000 0,000 - - - - - - 4607 0,96 231605 0,40 - 0,000 0,000

33 20 0,23 - 0,000 0,000 - - - - - - 4508 0,96 226619 0,39 - 0,000 0,000

33 20 0,39 - 0,000 0,000 - - - - - - 7807 0,98 392432 0,69 - 0,000 0,000

46,2 8,1 0,12 - 0,000 0,000 - - - - - - 2330 0,93 117139 0,20 - 0,000 0,000

33 40 - 1,17 0,000 0,000 12065 204 0,97 0,98 606491 78378 - - - - 2,00 0,000 0,000

20,5 20 - 0,82 0,000 0,000 9180 161 0,96 0,98 461439 62037 - - - - 1,38 0,000 0,000

47,5 20 - 1,58 0,000 0,000 14061 226 0,98 0,98 706817 86878 - - - - 2,71 0,000 0,000

47,5 20 - 1,58 0,000 0,000 14061 226 0,98 0,98 706817 86878 - - - - 2,71 0,000 0,000

33 0 - 1,20 0,000 0,000 12065 204 0,97 0,98 606491 78378 - - - - 2,04 0,000 0,000

33 0 - 1,22 0,000 0,000 12065 204 0,97 0,98 606491 78378 - - - - 2,08 0,000 0,000

33 0 - 1,20 0,000 0,000 12065 204 0,97 0,98 606491 78378 - - - - 2,05 0,000 0,000

Примечание: а - открытие затвора зимнего водозабора; Ь - геометрический напор над гребнем сдвоенного затвора промывного тракта; 0,сз и 0,зв - расход потока при переливе через сдвоенный затвор промывного тракта и при истечении из под затвора зимнего водозабора соответственно; ()сз ш и <2зв ш ~ расход шуги при переливе потока через сдвоенный затвор промывного тракта и при истечении из под затвора зимнего водозабора соответственно; К-£МОд и К.еНат— число Рейнольдса на модели и в натуре соответственно; \\^еМОд и М^енат— число Вебера на модели и в натуре соответственно; Кяе и - поправочные коэффициенты к величине расходов при пересчете с модели на натуру, по числу Рейнольдса и числу Вебера соответственно.

Таблица П.Б.З

Таблица результатов измерений расходов при изучении характеристик дополнительного шугосбросного отверстия на модели водоза-

борного сооружения для деривационных ГЭС в масштабе 1:20 натуральной величины

Е >еличины, измеренные на модели Величины, пересчитанные на натуру

Ь, мм 3 2 т о £ О) о £ О) п а о ^ 3 о ^ ! о -о О) 2 л 2 т £ ^ О) ^ сВЪ £ о О) ^ <50 ГЛ сЗ * а « с8 2 а о <0 '—. -1 5 О)

25 50 0,77 0,23 0,26 0,003 0,032 0,015 0,5 1 1,38 0,41 0,46 0,006 0,057 0,026

25 50 0,77 0,23 0,25 0,004 0,031 0,013 0,5 1 1,38 0,41 0,44 0,008 0,056 0,024

25 50 0,77 0,23 0,26 0,003 0,033 0,014 0,5 1 1,38 0,41 0,46 0,006 0,060 0,025

25 164 0,77 0,17 0,67 0,003 0,058 0,142 0,5 3,28 1,38 0,30 1,20 0,006 0,104 0,254

25 164 0,77 0,16 0,66 0,004 0,060 0,149 0,5 3,28 1,38 0,28 1,18 0,006 0,108 0,266

25 164 0,77 0,17 0,66 0,005 0,056 0,152 0,5 3,28 1,38 0,30 1,18 0,010 0,101 0,272

9 164 0,77 0,18 0,17 0,006 0,048 0,030 0,18 3,28 1,37 0,32 0,31 0,010 0,086 0,054

9 164 0,77 0,18 0,17 0,007 0,047 0,027 0,18 3,28 1,38 0,32 0,31 0,013 0,085 0,049

9 164 0,77 0,18 0,17 0,006 0,047 0,031 0,18 3,28 1,38 0,33 0,31 0,010 0,084 0,055

14 83 0,78 0,22 0,15 0,005 0,045 0,014 0,28 1,66 1,39 0,39 0,27 0,009 0,080 0,025

14 83 0,78 0,22 0,15 0,005 0,044 0,015 0,28 1,66 1,39 0,40 0,27 0,008 0,079 0,027

14 83 0,78 0,22 0,15 0,004 0,045 0,016 0,28 1,66 1,40 0,39 0,27 0,008 0,081 0,028

14 244 0,81 0,27 0,57 0,005 0,036 0,050 0,28 4,88 1,44 0,48 1,01 0,010 0,064 0,089

14 244 0,81 0,26 0,58 0,006 0,037 0,049 0,28 4,88 1,45 0,47 1,03 0,011 0,066 0,088

14 244 0,81 0,27 0,58 0,007 0,039 0,049 0,28 4,88 1,44 0,49 1,03 0,012 0,069 0,088

35 83 0,77 0,21 0,83 0,005 0,073 0,085 0,7 1,66 1,38 0,37 1,49 0,010 0,130 0,151

35 83 0,78 0,22 0,83 0,007 0,072 0,085 0,7 1,66 1,40 0,39 1,49 0,012 0,129 0,152

35 83 0,78 0,22 0,84 0,008 0,072 0,086 0,7 1,66 1,40 0,39 1,49 0,014 0,128 0,154

Примечание: Ь - напор над гребнем дополнительного шугосбросного выреза; В - ширина дополнительного шугосбросного выреза; 6м, 0.зв и {2дшв~ расход потока при переливе через сдвоенный затвор промывного тракта, при истечении из под затвора зимнего водозабора и истечении из дополнительного шугосбросного выреза соответственно; 0.сзш,(2звш и Qдшвш ~ расход шуги в потоке при переливе через сдвоенный затвор промывного тракта, при истечении из под затвора зимнего водозабора и истечении из дополнительного шугосбросного выреза

Таблица П.Б.4

Таблица величин измеренных при изучении характеристик вставки с обратным уклоном. На модели водозаборного сооружения для

горных рек в масштабе 1:20 натуральной величины

Величины, измеренные на модели Величины, пересчитанные на натуру

О СО Он 2 ^ о £ О) о 5 й О) а о а со О) а е о -о О) % о со Рч 2 ЬсГ о го О) о ГО 5 О) а о а со О) а 5 42 -о ^ О}

37 -0,65 84 0,82 0,30 0,73 0,092 0,044 0,74 -0,65 1,68 1,47 0,54 0,73 0,165 0,080

37 -0,65 84 0,83 0,29 0,74 0,094 0,045 0,74 -0,65 1,68 1,48 0,52 0,74 0,169 0,081

37 -0,65 84 0,84 0,29 0,74 0,087 0,047 0,74 -0,65 1,68 1,50 0,52 0,74 0,156 0,084

40 -0,7 84 0,91 0,24 0,79 0,101 0,040 0,8 -0,7 1,68 1,63 0,43 0,79 0,181 0,071

40 -0,7 84 0,92 0,23 0,80 0,101 0,038 0,8 -0,7 1,68 1,64 0,42 0,80 0,181 0,069

40 -0,7 84 0,93 0,24 0,79 0,095 0,044 0,8 -0,7 1,68 1,66 0,43 0,79 0,171 0,079

46 -0,7 84 0,93 0,20 0,82 0,113 0,063 0,92 -0,7 1,68 1,67 0,36 0,82 0,202 0,113

46 -0,7 84 0,94 0,21 0,82 0,111 0,064 0,92 -0,7 1,68 1,68 0,37 0,82 0,199 0,115

46 -0,7 84 0,97 0,21 0,82 0,109 0,065 0,92 -0,7 1,68 1,74 0,38 0,82 0,195 0,116

53 -0,7 85 0,81 0,26 0,76 0,104 0,074 1,06 -0,7 1,7 1,46 0,46 0,76 0,186 0,132

53 -0,7 85 0,82 0,26 0,76 0,105 0,076 1,06 -0,7 1,7 1,46 0,47 0,76 0,187 0,136

53 -0,7 85 0,82 0,27 0,75 0,110 0,076 1,06 -0,7 1,7 1,47 0,48 0,75 0,197 0,135

53 -0,6 82 0,83 0,21 0,80 0,128 0,035 1,06 -0,6 1,64 1,48 0,37 0,80 0,229 0,062

53 -0,6 82 0,83 0,21 0,80 0,132 0,031 1,06 -0,6 1,64 1,49 0,37 0,80 0,236 0,056

53 -0,6 82 0,84 0,21 0,80 0,131 0,031 1,06 -0,6 1,64 1,51 0,38 0,80 0,235 0,056

56 -0,65 82 0,72 0,20 0,78 0,120 0,058 1,12 -0,65 1,64 1,28 0,35 0,78 0,214 0,104

56 -0,65 82 0,71 0,20 0,78 0,119 0,058 1,12 -0,65 1,64 1,27 0,36 0,78 0,213 0,104

56 -0,65 82 0,72 0,20 0,78 0,117 0,062 1,12 -0,65 1,64 1,29 0,36 0,78 0,209 0,111

37 -0,65 81 0,91 0,25 0,79 0,130 0,041 0,74 -0,65 1,62 1,62 0,44 0,79 0,232 0,073

37 -0,65 81 0,92 0,25 0,79 0,132 0,040 0,74 -0,65 1,62 1,65 0,44 0,79 0,237 0,072

37 -0,65 81 0,92 0,25 0,79 0,134 0,039 0,74 -0,65 1,62 1,65 0,45 0,79 0,239 0,070

40 -0,6 81,5 0,87 0,25 0,78 0,135 0,041 0,8 -0,6 1,63 1,56 0,44 0,78 0,242 0,074

40 -0,6 81,5 0,87 0,25 0,77 0,132 0,043 0,8 -0,6 1,63 1,56 0,45 0,77 0,236 0,077

40 -0,6 81,5 0,89 0,26 0,78 0,135 0,038 0,8 -0,6 1,63 1,59 0,46 0,78 0,242 0,068

46 -0,7 80,5 0,78 0,29 0,73 0,090 0,090 0,92 -0,7 1,61 1,40 0,52 0,73 0,161 0,161

46 -0,7 80,5 0,78 0,30 0,73 0,090 0,088 0,92 -0,7 1,61 1,40 0,53 0,73 0,162 0,157

46 -0,7 80,5 0,79 0,31 0,72 0,088 0,091 0,92 -0,7 1,61 1,41 0,55 0,72 0,158 0,162

46 -0,7 84,5 0,78 0,33 0,70 0,105 0,101 0,92 -0,7 1,69 1,40 0,59 0,70 0,187 0,181

46 -0,7 84,5 0,78 0,34 0,70 0,109 0,102 0,92 -0,7 1,69 1,40 0,60 0,70 0,195 0,183

46 -0,7 84,5 0,79 0,34 0,70 0,110 0,103 0,92 -0,7 1,69 1,40 0,62 0,70 0,196 0,184

"Гримечание: Рвс - высота вставки с обратным уклоном; / - уклон вставки с обратным уклоном; Н - уровень верхнего бьефа; а -коэффициент водоотбора; ()зв и ()() вст - расход потока при истечении из под затвора промывного тракта и переливе через вставку обратным уклоном соответственно; Qзв ш и ()д вст ш - расход шуги при истечении потока из под затвора промывного тракта и переливе через вставку сбратным уклоном соответственно.

Приложение В. Копия Акта внедрения в проект шугосбросного устройства водозаборного сооружения для горных рек

н проект шм осбросною устройств шомбориию соору жения хм горных рек

1. Наименование организации и объекта, где внедряется научно-техническая разработка ТОО «Панфиловский каскад».

Проект Водозаборного сооружения на реке Усек для каскада малых деривационных ГЭС.

2. Наименование внедренной научно-технической разработки

Внедрение в проект строительства конструкции шугосбросного устройства водозаборного сооружения для горных рек (уведомление Государственной службы интеллектуальной собственности и инноваций при правительстве Кыргызской респ^лики от 26.12.12 исход. St 02/4169 о принятии заявки № 20120024.2 на полезную модель к рассмотрению, авторы Лавров Н.П., Атаманова О.В., Логинов Г.И., Шипилов A.B.)

3 Наименование и at>pec организации, проводящей нау *муп разработку внедряемого мероприятия

Кыргъпско-Российский Славянский университет (КРСУ).

Адрес: 720000 Кыргызская Республика, г. Бишкек, ул. Киевская, д. 44.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет (СПбГПУ). Адрес: 195251 Российская Федерация, г. Санкт-Петербург, ул.Полктехиическая, 29.

4 Наименование и адрес организации. осуществляющей внарегие научно-технической разработки

ТОО «Панфиловский каскад».

Фактический адрес: 141200, Республика Казахстан, Павлодарская обл.. г. Экибастуз, ул. Абая, 175.

5. Наименование и адрес организации, финансирующей внедрение научно-технической разработки

ТОО «Панфиловский каскад»

Юридический адрес: 041300. Республика Казахстан. Алматинская обл.. Панфиловский р-н, г. Жаркент, ул. Пушкина 81 А.

6. Основание, краткая характеристика внедряемого устройства, каявндарнш сроки Внедрение в проект конструкции шугосбросного устройства водозаборного сооружения для горных рек осуществлено в соответствии с договором ХД 08-12 от 24 августа 2012 года между Кыргызско-Российским Славянским университетом и ТОО «Панфиловский каскад»

-СОГЛАСОВАНО»

«.УТВЕРЖДАЮ»

IIpopcKiop Кмргытско-Росснйского

)ам. директора ТОО

АКТ ВНЕДРЕНИЯ

Разработка шугосбросиого устройства водозаборного сооружения для горных рек осуществляется на основе модельных исследовании. выполненных в 2011-2012 г. сотрудниками кафедры гидротехнического строительства и водных ресурсов (ГТСиВР) КРСУ проф. Атамаиовой О.В. (научный руководитель), Логиновым Г.И. (ответственный исполнитель) н сотрудниками кафедры «Водохозяйственное и гидротехническое строительство (ВиГС) Санкт-Петербургского государственного политехнического университета (СПбГПУ) проф. Лавровым Н.П. (научный консультант), аспирантом Шнппловым А, (исполнитель) на модельной русловой установке КРСУ.

Календарные сроки внедрения НТР в проект: апрель 2013 г.

У. Объем внедрения