Academic literature on the topic 'Гідровузол'

Створено гідродинамічну модель руху паводкових вод на ділянці р. Дністер від гідро­ло­гічного поста Заліщики до Дністровського гідровузла у програмному комплексі MIKE 11. Модель дає змогу визначити рівні у Дністровському водосховищі у будь-який момент часу у вигляді кривих вільної поверхні при пропуску паводків різної забез­печеності. Методика розрахунків пропуску паводків через Дністровський гідровузол на основі прогнозів приточності води з урахуванням характеристик паводкової хвилі та ре­жиму наповнення водосховища дає можливість зменшити максимальні витрати води під час паводкової хвилі через Дністровський гідровузол.

Дисертація присвячена системному аналізу природно-техногенної безпеки (ПТБ) гідровузлів (ГВ) України на прикладі 18 найбільших об’єктів галузі. У роботі здійснено класифікацію факторів загроз ПТБ ГВ і заходів із запобігання їм, побудовано відповідну ієрархічну структуру. На основі експертних оцінок для кожного об’єкта здійснено ранжування вказаних факторів та заходів, розраховано значення інтегрального показника небезпеки (ІПН), а також перевірено відповідність основних споруд досліджуваних ГВ класам відповідальності за наслідками. На основі систематизованих даних державних і місцевих органів влади визначено значення показників позитивного впливу вказаних об’єктів в енергетичній, господарській і соціальній сфері та відповідний інтегральний показник позитивного впливу (ІППВ), здійснено спробу паспортизації досліджуваних 18 ГВ України, розроблено програмний продукт ГІС «Гідровузли України».

Економічні збитки від повеней та паводків набули катастрофічних значень через зростання кількості та масштабів їх розповсюдження. Існуючі методики пропуску паводків та завчасної підготовки водосховищ до прийняття паводкових вод є неефективними та потребують удосконалення. Тому актуальною була задача розробки методики, яка б усунула зазначені недоліки. У дисертаційній роботі автором запропоновано методику розрахунків пропуску паводкових вод через середньонапірні гідровузли на основі прогнозів приточності води з урахуванням характеристик паводкової хвилі та режиму наповнення водосховища, яка дає можливість зрізання максимальних витрат через гідровузол шляхом акумулювання паводкових вод у водосховищі. У програмному комплексі MIKE 11 (Датський інститут, Данія) створено гідродинамічну модель руху паводкових вод на досліджуваній ділянці річки від гідрологічного поста до гідровузла, яка дає змогу визначити рівні води та витрат, що надходять в водосховище у будь-який момент часу у вигляді кривих вільної поверхні при пропуску паводків різної забезпеченості. Методика розроблена з метою ефективного пропуску паводкових вод та зрізання максимальних витрат у нижній б’єф гідровузла. Методами і проблемою розрахунків неусталеного руху води у відкритих руслах, займалися Барре де Сен-Венан, Ж.В. Буссінеск, Е.М. Прейссман, О.Ф. Васільєв, Д.Ж. Гунаратман, Ф.Е. Перкінс, Р.Ю. Шеннон, М.С. Грушевський, Г. В. Железняков, В. П. Рогунович, Ж.А. Кюнж, Ф.М. Холлі, А. Вервет, Д.В. Штеренлихт, В.А. Прокоф’єв, В.В. Бєліков, А.Н. Мілітєв, А.М. Прудовський, В.Б. Радіонов, О.А. Рябенко, М.М. Хлапук, О.І. Клапоущак, Л.М. Заміховський, P. Хоса, Р. Холдар та багато інших, як вітчизняних і закордонних вчених, які працювали над створенням та удосконаленням методів та методик розрахунків, використовуючи результати модельних досліджень намагаючись з певним наближенням числено розв’язати рівняння Сен-Венана. В дисертаційній роботі проведено детальний аналіз існуючих методик прогнозування паводків. Методики прогнозування паводків на основі гідрологічних моделей різної складності мають як сильні сторони, так і обмеження, які не дають можливість отримати достовірні результати. Як свідчать результати досліджень [1, 2], є тенденція розгляду питань, присвячених удосконаленню існуючих методик прогнозування паводків, на основі гідрологічних моделей з використанням змінних і постійних вихідних даних. Розглядаючи потенціал процесу удосконалення існуючих методик прогнозування паводків на основі гідрологічних моделей, важливо відзначити, що обговорення зазвичай досягають кульмінації з концепцією невизначеностей. Більшість досліджень, що відносяться до моделювання паводків, повідомляє про наявність невизначеностей в існуючих моделях паводків [3]. Аналіз невизначеності включає оцінку повноти вихідних даних моделі і їх вплив на результати розрахунку [4]. Аналіз чутливості допомагає зрозуміти характеристики моделі паводків за різними параметрами, наприклад топографії та коефіцієнту тертя Меннінга [5]. За останнє десятиліття спроби удосконалення існуючих методик прогнозування паводків на основі гідрологічних моделей широко обговорювалися в літературі з моделювання паводків [6], але все ще стверджується, що існуючі моделі паводків не досягли прийнятної межі калібрування [7]. Це пов'язано з обмеженою доступністю відповідних вихідних даних, які мають вирішальне значення при моделюванні паводків. Для моделювання паводкових вод у світі існує багато програмних комплексів, одним з яких є MIKE 11 [8]. Зазначений програмний комплекс дозволяє моделювати паводки та повені, розробляти шляхи евакуації, здійснювати розрахунки прориву гребель. Існує велика кількість методик численого вирішення рівняння нерозривності потоку в розгалужених руслах, деякі з яких описані [9]. Але необхідно враховувати той факт, що кожна річка має свої гідрологічні характеристики і особливості, тому існуючі методики потребують пристосування до відповідних умов або застосування досліджень на річках-аналогах з подібною гідрологічною ситуацією [10]. Також важливим фактором є зміна клімату, і це необхідно також враховувати у розрахунках [11]. Отже, з огляду на гостру необхідність удосконалення існуючих методик прогнозування паводків на основі гідрологічних моделей, логічною альтернативою є розробка спеціальної моделі з неусталеним рухом паводкової хвилі по водосховищу за допомогою програми MIKE 11. В основі методики є неявно краєво-різницева схема потоку, що базується на двовимірному рівнянні Сен-Венана. У розрахунковій схемі використовуються прогнози приточності води у водосховищі на підставі фактичних даних гідрологічних постів, які розташовані вище водосховища. Такий підхід дозволить звести до мінімуму кількість невизначених вихідних даних і зрозуміти чутливість моделі до різних характеристик для адаптації моделі до конкретних гідрологічних особливостей річки. Необхідно зробити акцент на те, що сьогодні контроль за рівнем паводкових вод та удосконалення методик прогнозування не можливий без застосування математичного моделювання. Наукову новизну дисертації визначають положення, отримані як результат власних досліджень Панасенко А.В.: - вперше враховано вплив характеристик паводкової хвилі на розрахункове значення максимальних скидних витрат, завдяки чому зменшено обсяги максимальних скидних витрат через середньонапірний гідровузол (на прикладі Дністровського гідровузла), а також визначено час добігання паводкової хвилі до створу ГЕС; – удосконалено «Методику розрахунку пропуску паводків через середньонапірні гідровузли (на прикладі Дністровського гідровузла) на основі прогнозів приточності води з урахуванням характеристик паводкової хвилі та режиму наповнення водосховища»; – набуло подальшого розвитку застосування програмного комплексу MIKE 11 для створення математичної моделі руху паводкових вод на досліджуваній ділянці річки Дністер, що базується на рішенні повних нелінійних рівнянь СенВенана для потоків у відкритих розгалужених руслах для визначення руху паводкової хвилі по Дністровському водосховищу; – здійснено верифікацію створеної математичної моделі з використанням даних реального паводку, який відбувся у липні 2008 року. Створена гідродинамічна модель в подальшому слугуватиме інструментом для здійснення відповідних розрахунків та пропуску паводків через Дністровський гідровузол різної забезпеченості за рахунок зменшення максимальних витрат через Дністровський гідровузол. Основні положення використаних теоретичних та практичних досліджень пройшли належну апробацію та доповідались на таких конференціях: Міжнародна науково-технічна конференція “ПАТ Укргідропроект”, м. Харків, 2013 р., Конкурс молодих спеціалістів в ЗАП “Сибірський енергетичний науково-технічний центр”, РФ, м. Новосибірськ, 2013 р., Студентська науковотехнічна конференція секції “Гідроенергетики та гідравлічних машин НУВГП”, 2014 р., 14-та Міжнародна науково-технічна конференція «Ресурси природних вод Карпатського регіону», м. Львів, 2015 р., VII Міжнародна науково-технічна конференція гідроенергетиків «Стійкий розвиток гідроенергетики, як основа мобільності і маневреності ОЄС України», Київ, 2015 р., Водний форум. «Актуальні проблеми використання та охорони водних ресурсів і перспективи розвитку водного господарства», НУВГП, Рівне – 2015 р., Научно-техническая конференция «Гидроэнергетика. Новые разработки и технологии» ВНИИГ, г. Санкт-Петербург – 2015 г., Науково-технічна конференція на кафедрі ГЕ, ТЕ та ГМ, Рівне – 2016 р., 15-та Міжнародна науково-технічна конференція «Ресурси природних вод Карпатського регіону», м. Львів, 2016 р., Х-та Міжнародна науково-практична конференція «Нетрадиційні поновлювальні джерела енергії як альтернатива первинним джерелам енергії в регіоні», м. Львів, 2019 р., VII науково-практична конференція «Сучасний стан та перспективи розвитку, аналіз і керування електроенергетичними системами. Новітні досягнення у проведенні тренажерної підготовки оперативно-диспетчерського персоналу», с.м.т. Славсько Львівської області, 2020 р., Позачергове засідання науково-технічної ради (НТР) ПрАТ «Укргідропроект» від 24 лютого 2021 р., м. Харків.