Akumulacioni bazeni i regulisanje proticaja Korisna zapremina akumulacije

Vidovi regulisanja proticaja

Osnovni parametri akumulacija

Vrste akumulacija

Zasipanje akumulacija

Ostali problemi akumulacija

esto je ima tamo gdje nije potrebna ( ... + tete) Gotovo redovno je nema tamo gdje treba , ili je nema onoliko koliko je treba esto nije zadovoljavajueg kvaliteta

Pitanje - KOJA JE OSNOVNA NEVOLJA SA VODOM?

2

3

Regulisanje proticaja, uloga akumulacija

Zadatak vodoprivrede je da u zahtjevano vrijeme potroau obezbjedi zahtjevanu koliinu vode, zahtjevanog kvaliteta.

S obzirom da su reim doticaja i potronje po pravilu neusklaeni, neophodno je vodu iz vodnog perioda prebaciti u suni period REGULISANJE /IZRAVNAVANJE PROTICAJ

Neusklaenost doticaja i potronje vode

Najvei manjak se moe odrediti na nekoliko naina, a svi se zasnivaju na jednaini bilansa mase.

1. sekventni postupak

2. postupak sa sumarnom krivom

Korisna zapremina je najvea kada se zahtjeva potpuno iskoritenje

vodotoka tj. kada srednja potronja dostigne srednji doticaj (Psr=Qsr).

Odnos =Psr/Qsr naziva se stepen iskoritenja vodotoka, i kree

se izmeu 0 i 1

Ponekad se kao pokazatelj regulacione moi akumulacije koristi stepen regulacije proticaja, b, koji predstvalja odnos korisne

zapremine i ukupnog doticaja u akumulaciju u toku prosjene godine

b=Vk/Vsr,god

4

Kako odrediti korisnu zapreminu akumulacije ?

5

Razmatra se period vremena u kojem je poznat hidrogram doticaja Q(t) i

potronja korisnika P(t).

Doticaj i potronja obino su zadati kao diskretne vrijednosti Qi , Pi, za svaki

vremenski interval i razmatranog perioda.

i redni broj vremenskog koraka

t trajanje vremenskog intervala I

Na kraju svakog vremenskog intervala javlja se manjak (deficit), Di, ili viak

vode, uslijed neusklaenosti doticaja i potronje u tekuem, kao i prethodnim

vremenskim intervalima.

Najvei manjak u cijelom razmatranom periodu, Dmax , predstavlja

zapreminu vode koju je neophodno sauvati da bi se obezbjedilo

snabdjevanje potroaa, a to je korisna zapremina, Vk.

Dmax=Vk

Korisna zapremina akumulacije, Vk, je zapremina predviena da zadovolji potrebe korisnika, za poznat hidrogram doticaja.

Kako odrediti korisnu zapreminu akumulacije ?

6

Na raspolaganju akumulacija proizvoljno velike zapremine Vmax

Akumulacija je na poetku puna Vo=Vmax Za vrijeme i - dotok Qi - potronja Pi Promjena zapremine vode u akumulaciji

tokom vremena rauna se iz bilansne

jednaine (jednaine odranja mase,

odnosno zapremine) Vi=Vi-1+(Qi-Pi) t

Ako se preko prethodne j-e dobije da je

zapremina Vi vea od maksimalne

(poetne), dio dotekle vode se mora

preliti iz rezervoara, ime se zadovoljava

fiziko ogranienje

ViVmax

Maksimalni deficit ostvaruje se pri

minimalnoj zapremini akumulacije:

Dmax=Vmax-Vmin=Vo-Vmin=Vk

Akumulacija je na poetku puna Vo=Vmax

ViVmax

Vi=Vi-1+(Qi-Pi) t

Dmax=Vmax-Vmin=Vo-Vmin=Vk

8

Nakon definiranja korisne zapremine akumulacije, nema potrebe pretpostavljati proizvoljno veliku akumulaciju, pa se dijagram promjene zapremine sa vremenom crta za akumualciju zapremine Vk

Potpuno iskoritenje doticaja

Zadatak se uproava ako su ukupna potronja ,( Pi )i ukupni doticaj ,(Qi) jednaki.

Tada se pretpostavlja da proizvoljno velika akumulacija nije puna na poetku razmatranja (V0

Sumarne krive doticaja (Qt) i potronje (Pi t) za razmatrani period crtaju se zajedno na istom crteu.

Razlike ordinata dvije sumarne krive predstavljaju zapremine akumulacije iz sekventnog postupka. Jednaina bilansa je :

Vi= (Qi t) - (Pi t)

gde je: (Qi t) = ordinata sumarne krive doticaja u trenutku ti = i t, a (Pit) = ordinata sumarne krive potronje.

Ovaj postupak se najee koristi kada je unaprjed zadana korisna zapremina a treba odrediti isticanje Pi, za poznati doticaj Qi.

Nagib sumarne linije u odabranom vremenskom trenutku jednak je proticaju u tom trenutku:

( )

=

POSTUPAK SA SUMARNOM KRIVOM

Koristi se ista jednaina bilansa kao i u sekventnom postupku.

Uticaj od gubitaka na isparavanje i procurivanje

Veoma esto se ovi gubici zanemaruju jer nisu pretjerano znaajni.

U sluaju da nisu zanemarljivi treba se djelomino izmjeniti postupak za dimenzioniranje korisne zapremine.

Vri se dopunjavanje bilansne jednaine lanovima koji predstavljaju isparavanje i procurivanje

Vi=Vi-1+(Qi-Pi-Ei-Fi) t

Ei=1/2(Ai-Ai-1)ei - gubitak na isparavanje

ei prosjeno isparavanje po jedinici povrine

Izbor raunskog niza

Koji niz doticaja koristiti pri izboru korisne zapremine?

* Cijeli osmotreni niz

* Niz sunih godina

* Sintetiki niz

Korisna zapremina kao ekonomska kategorija?

* Utvrivanje optimalne vrijednosti korisne zapremine prema ekonomskim kriterijima

Sistemi od vie akumulacija

Optimalizacija rada ovakvih sistema se vri matematikim modeliranjem.

Najee upotrebljavani programi su HEC-3 i HEC5

esto jedno vodoprivredno reenje predvia korienje vie akumulacija koje rade u sistemu (sprezi) na snadbijevanju veeg broja potroaa, pa se postupak upravljanja uslonjava, s obzirom na veliki broj mogunosti meusobnog povezivanja korisnika i potroaa.

Vrste akumulacija

Najznaajnija podjela je prema:

1. Prema namjeni: vienamjenske i jednonamjenske

2. Vrsti izravnanja proticaja: viegodinje, sezonske, sedmine i dnevne akumulacije i kompenzacioni bazeni.

Akumulacija se obino stvara pregraivanjem rijenog toka branom uspornim objektom.

Brana slui da uspori vodu, radi kontroliranog zahvatanja i / ili da ostvari pad radi proizvodnje elektrine energije

16

Vidovi regulacije proticaja Postoji nekoliko vidova regulacije, ovisno od perioda u kom se voda

izravnava i od prirode izravnavanja:

Viegodinje izravnavanje, omoguava da se viak vode iz vodnih godina prebacuje u period sunih godina,

Godinje ili sezonsko izravnanje, omoguava da se vode iz vodnih perioda u toku jedne godine prebacuje u sune periode iste godine,

Nedeljno izravnanje obino uravnoteava neravnomjernost potronje korisnika tokom nedjelje,

Dnevno izravnanje, uravnoteava neravnomjernost potronje u toku dana usljed promjenjivih zahtjeva domainstva i industrije za vodom, elektorenergetskog sistema za energijom ili poljoprivrednih kultura za navodnjavanje.

Kompenzacioni bazeni slue za izravnanje proticaja nizvodno od potroaa sa izrazito neravnomjernim dnevnim radom

Osnovni parametri akumulacije: Najvaniji parametri svake akumulacije su odreeni topografijom, vanim zapreminama i kotama, krivom proticaja i propisanim reimom rada akumulacije:

1. Kriva zapremine i povrine akumulacije V=V(z), A=A(z)

2. Korisna zapremina Vk,

3. Zapremina mrtvog prostora VM

4. Zapremina rezervnog neprikosnovenog prostora Vrez

5. Kota normalnog uspora Znu

6. Kota minimalnog radnog nivoa Zmin

7. Kota maximalnog uspora Zmu

8. Hidrauliki reim brane

9.Kriva proticaja donje vode

10. Reim upravljanja akumulacijom

Problem nanosa je jedan od najveih nevolja vezanih za akumulacije.

Ne samo da nanos vremenom zauzima prostor predvien za uvanje vode, nego se usljed zasipanja poveava nivo uzvodno od jezera (uzvodno

plavljenje),

dok se nizvodno, usljed nedostatka nanosa poveava eroziona sposobnost toka i javlja poveana nizvodna erozija dna i obala.

Kako rjetiti problem zasipanja akumulacija nanosom?

Potpuno ili djelimino ruenje brane moe izazvati katastrofalne posljedice, sa ljudskim rtvama i velikom materijalnom tetom. Punjenje i pranjenje dubokih akumulacija moe izazvati indukovane zemljotrese usljed velike promjene pritiska na stijensku masu. Naglo pranjenje akumulacije moe izazvati klizita Sukob interesa razliitih korisnika oko podjele korisne zapremine akumulacije.

Problemi akumulacija:

KOMBINOVANO RJEENJE REGULACIJE RIJEKE SA REGULACIJOM PROTICAJA

Tehniki i ekonomski prihvatljive mogunosti da se maksimalni proticaj smanji privremenim zadravanjem dijela velikih voda u uzvodnom slivu:

akumulacionim bazenima

ekspanzionim bazenima

rasteretnim kanalima:

Akumulacije mogu da se izgrade samo za zadravanje valova velikih voda , ili za rjeavanje drugih vodoprivrednih problema. Kod akumulacija iji se koristan prostor koristi za vie svrha najee se rezervira poseban prostor za zadravanje dijela zapremine valova velikih voda odreene vjerovatnoe pojave.

Ekspanzioni (retenzioni ) bazeni formiraju se bono u odnosu na korito vodotoka.U njih voda utie prelivanjem , ili kroz ulazne graevine koje su opremljene hidromehanikom opremom

Rasteretnim kanalima smanjuju se proticaj na dionicama vodotoka gdje nije mogue iz tehnikih ili ekonomskih razloga obezbijediti vee korito. Takva rjeenja se esto primjenjuju u gradovima. U osnovi moe biti sljedea raspodjela rasteretnih kanala: a) Da se proticaj slobodno dijele u odnosu na kapacitet korita i kanala pri odreenim vodostajima; b) Da se rasteretni kanal koristi samo za oticanje vrha vala velike vode; c) Da se rasteretni kanal koristi za oticanje baznog dijela vala velike vode

TRANSFORMACIJA POPLAVNOG TALASA U AKUMULACIJI Kada se gradi brana radi stvaranja akumulacije za korisnike (navodnavanje, hidroenergetika, vodosnadbijevanje), zgodno je koristiti i priliku da se smanje i tete od poplava u nizvodnom podruju.

Stepen ublaenja talasa zavisi od propusne sposobnosti evakuacionih organa, i od raspoloive zapremine akumulacije:

Vea propusna sposobnost daje vei izlazni proticaj, pa je ublaenje izlaznog talasa manje.

Vea zapremina akumulacije omoguava vie prostora da se prihvati ulazni talas, to daje vee ublaenje, odnosno, manji vrh izlaznog talasa

Na slici 2.7 prikazana je transformacija poplavnog talasa u akumulaciji. Zapremina za prihv. i ublaav. odreena je krivom V=V(Z)

Propusna sposob. EO predstavlja vezu EO i nivoa vode Z i prikazana je krivom Q=Q(Z)

Zadatak se moe rijeiti primjenom Sen Venanovih j-a.U praksi: TZV- kvazistacionarna mrtoda zasnovana na j-i kontinuiteta.

Pretp. Nivo vode horizontalan

Zanemaruje se vrijeme prostiranja poremeaja kroz akumulaciju (vrijeme putovanaj talasa)