КАСКАД ПЛОТИН, УСТАНОВЛЕННЫХ В РУСЛЕ ГОРНОЙ РЕКИ

Полезная модель относится к области гидроэнергетики и может применяться для использования кинетической энергии водных потоков горных рек с целью получения электроэнергии.
В настоящее время признано нерациональным строительство плотин на равнинных реках, так как это ведет к образованию водоемов значительной площади, в результате чего сокращаются площади пахотных земель, затопляются леса, сносятся населенные пункты, заболачиваются сами водоемы, ухудшается экология местности. Гораздо выгоднее устанавливать плотины в руслах горных рек, так как они протекают в распадках гор, в результате чего создаются водоемы ограниченной площади и большей глубины, что позволяет экономить земельные ресурсы. При этом целесообразно сооружать каскады плотин, чтобы наиболее полно использовать кинетическую энергию водных потоков горных рек.
Известна плотина на горной реке по патенту RU 2228996. Плотина установлена в русле горной реки на нижней границе выпадения осадков. В теле плотины устроен водосброс, а также размещен водозаборный трубопровод, соединенный с напорным деривационным водоводом, который в свою очередь сообщен с турбинным водоводом, подводящим воду к гидроагрегату. Напорный деривационный водовод размещен вдоль русла реки.
Недостатком известного технического решения является неиспользование кинетической энергии водного потока, сбрасываемого через водосброс в русло реки.
Известен каскад плотин, установленных в русле горной реки и образующих водоемы для накопления воды, по заявке на изобретение RU 94003561, принятый в качестве прототипа.
Водоемы являются источниками воды для распыления ее над местностью на участках между плотинами с целью увлажнения воздушной среды.
Недостатком прототипа является неиспользование кинетической энергии водного потока горной реки с целью получения электроэнергии.
Техническим результатом полезной модели является устранение недостатка прототипа, а именно, повышение экономической эффективности сооружения каскада плотин на горной реке и их эксплуатации.
Технический результат достигается тем, что в каскаде плотин, установленных в русле горной реки, содержащем плотины и водоемы для накопления воды, согласно полезной модели он содержит в месте расширения рельефа местности основной водоем большего объема, чем объем любого водоема, расположенного выше по руслу, и в теле плотины которого установлена гидроэлектростанция, а в нижнем бьефе плотины установлен каскад деривационных гидроэлектростанций.
В нижних бьефах плотин, расположенных выше основного водоема, около горных поселений установлены деривационные гидроэлектростанции.
Плотины, расположенные выше основного водоема, снабжены водосбросами с элементами регулирования величины стока воды.
Создание с помощью плотины в месте расширения рельефа местности основного водоема большего объема, чем объем любого водоема, расположенного выше по руслу, позволяет накопить в основном водоеме значительный запас воды и регулировать ее сток. А это в свою очередь позволяет установить в теле плотины гидроэлектростанцию, что повышает экономическую эффективность сооружения и эксплуатации плотин и водоемов каскада за счет выработки электроэнергии. Кроме того, воду основного водоема можно использовать для орошения полей, разведения в водоеме рыбы, подавать воду потребителям.
Установка в нижнем бьефе плотины основного водоема каскада деривационных гидроэлектростанций позволяет повысить степень использования кинетической энергии водного потока горной реки, выработать дополнительную мощность электрической энергии, подаваемой в существующие электрические сети.
Установка около горных поселений деривационных электростанций в нижних бьефах плотин, расположенных выше основного водоема, позволяет снабдить электроэнергией поселения без подключения их к существующим электросетям.
Снабжение плотин, установленных выше основного водоема, водосбросами с элементами регулирования величины стока воды позволяет подпитывать водой основной водоем за счет воды верхних водоемов в период длительного отсутствия в горах осадков.
Сущность полезной модели поясняется рисунком, на котором изображена схема каскада плотин.
Каскад содержит плотины 1 с водосбросами 2, расположенные в русле 3 горной реки и образующие водоемы 4, плотину 5, образующую основной водоем 6, в теле которой установлена гидроэлектростанция 7. В нижнем бьефе плотины 5 установлен каскад 8 деривационных электростанций 9. В нижних бьефах плотин 1 установлены деривационные электростанции 10.
Вода, образующаяся в горах в результате таяния ледников и снега, и выпавшая в виде дождей, по руслу 3 стекает вниз и накапливается в водоемах 4. Излишки воды через водосбросы 2 плотин 1 сбрасываются вниз по руслу 3 и вращают гидроагрегаты деривационных электростанций 10. Далее вода по руслу реки поступает в основной водоем 6, излишки воды в котором сбрасываются в шлюзы плотины 5 и вращают гидроагрегаты электростанции 7, установленной в теле плотины 5. Отработавшая вода стекает вниз по руслу реки и вращает гидроагрегаты деривационных электростанций 9 каскада 8. Вырабатываемая электростанциями 7 и 9 электроэнергия передается в существующие электрические сети, а электроэнергия, вырабатываемая электростанциями 10, поступает к местным потребителям. В период длительного отсутствия в горах осадков основной водоем 6 подпитывается водой из расположенных выше по руслу водоемов 4.