Полезный объем бассейна определяется водноэнергетическими расчетами (см. гл. 5). При данном полезном объеме бассейна соотношение между его площадью и глубиной призмы сработки определяется на основании технико-экономических расчетов. Увеличение площади зеркала и соответственно уменьшение колебаний уровня в бассейне приводят к уменьшению высоты стенок, массы механического оборудования, увеличению выработки электроэнергии, а на ГЭС, кроме того, к сокращению высоты стенок напорного бассейна, дамб канала, улучшению условий работы деривации и транзита шуги по ней. Колебания уровня в бассейне суточного регулирования ГЭС не
должны распространяться до головного узла.
Глубина призмы сработки в осуществленных БСР ГЭС изменяется от 0,3 — 0,5 до 6 — 7 м, а в верхних бассейнах ГАЭС — от 7 — 10 до 20 — 25 м.
Мертвый объем бассейна зависит от местных топографических условий. Если под бассейны используются естественные водоемы или понижения местности, балки или русла рек, то мертвый объем может быть значительным. При искусственном создании бассейна путем выемок и обвалования мертвый объем ограничивается минимальными размерами. На ряде отечественных гидроузлов глубина мертвого объема искусственно созданного бассейна принята равной 1,0 — 2,0 м.
Для уменьшения фильтрации воды из бассейна при необходимости внутренняя поверхность его облицовывается. С этой целью используются глинистые материалы, дешевые покрытия на битумной основе (например, асфальтобетон), полиэтиленовые пленки и другие материалы.
В суровых климатических условиях необходимо учитывать возможность промерзания дна после опорожнения бассейна. Для защиты от промерзания предусматриваются водяные подушки или защитные слои из несвязных грунтов.
На рис. 29.7 и 29.8 приведены примеры бассейна суточного регулирования ГЭС и верхнего бассейна ГАЭС.
Соображения по обеспечению устойчивости и основные положения по расчетам водоприемников и ограждающих сооружений верхних бассейнов ГАЭС аналогичны изложенным выше для напорных бассейнов ГЭС (§ 29.4).
Расположение бассейнов суточного регулирования ГЭС на местности зависит от топографических и геологических условий. Участок деривационного канала между напорным бассейном и бассейном суточного регулирования по условиям работы должен быть саморегулирующимся, его называют пиковым. Чтобы не увеличивать высоту ограждающих дамб, стенок напорного бассейна и этого участка канала, следует стремиться к возможно более близкому расположению бассейна суточного регулирования от напорного бассейна. При расположении бассейнов рядом решение оказывается наиболее экономичным, а условия работы системы деривация — бассейны наиболее благоприятными.
Рис. 29.7. Бассейн суточного регулирования ГЭС:
1 — подводящий деривационный туннель; 2 — акведук; 3 — сооружение, ограничивающее понижение уровня в деривации при сработке БСР; 4 — обводной лоток; 5 — перегораживающее сооружение между БСР и напорным бассейном; 6 — водоприемные устройства напорных водоводов турбин; 7 — водосброс; 8 — промывные галереи: 9 — сегментные затворы
Рис. 29.8. Верхний бассейн ГАЭС:
а — план; б — разрез по подпорной стенке; в —разрез по дамбе; 1 — водоприемник; 2 — дамба длиной 2050 м; 3 — подпорные стенки длиной 4650 м; 4 — железобетонное крепление; 5 — экран из суглинка; 6 — насыпь ИЗ связных грунтов; 7 — песчаный грунт
В практике строительства нашли применение три основных варианта соединения бассейнов суточного регулирования с водоводами гидроэлектростанций (рис. 29.9).
Вариант I,а с наличием пикового канала может применяться ори больших и малых площадях бассейнов суточного регулирования. Вариант 1,б целесообразен только при больших размерах бассейна, когда для его создания могут быть использованы естественное озеро или впадина, балка или русло реки. Чтобы исключить быстрое заиление в паводок и забивку бассейна шугой, в некоторых случаях устраивают в этой схеме обводной канал (вариант 1,в).
Рис. 29.9. Варианты расположения и соединения бассейнов суточного регулирования с водоводами и напорными бассейнами гидроэлектростанций:
1 — деривационный водовод; 2 — соединительный канал; 3 — водосливы в водоприемных устройствах; 4 — пиковый канал; 5 — напорный бассейн; 6 — обводной канал или лоток; 7 — перепад; 8 — водослив с быстротоком и консольным сбросом; 9 — соединительное сооружение между бассейнами; 10 — водовыпуск- шугосброс;11 — затвор; 12 — напорный участок деривации; 13 — соединительные водоводы; 14 — станционные водоводы
В варианте II бассейн суточного регулирования располагается у напорного бассейна или совмещается с ним, что позволяет уменьшить высоту стенок и дамб напорного бассейна на величину потерь напора в пиковом и соединительном каналах.
При больших изменениях уровня воды в бассейнах суточного регулирования, недопустимых для нормальных условий эксплуатации деривационных водоводов, на последних выше места присоединения бассейна устраиваются сооружения, ограничивающие распространение этих изменений вверх (рис. 29.9, варианты I и II). В схемах Ι,а и б и II,а и б для этих целей могут быть применены перепады, а в схемах 1,б и 11,б — водослив с быстротоком и консольным сбросом или перепад, которые рассчитывают на максимальный расход при наинизшем уровне воды в бассейне.
В схемах Ι,в и ΙΙ,в соединение деривационного водовода с бассейном суточного регулирования у верхового его конца позволяет несколько уменьшить потери напора при пропуске воды через бассейн в межень (в период отсутствия шугохода) и использовать бассейн для сброса в него части шуги при ликвидации затора в канале и в случаях, когда вся шуга не может быть пропущена через турбины или сброшена через шугосброс напорного бассейна. Целесообразность устройства этого сооружения в каждом конкретном случае должна обосновываться соответствующими техникоэкономическими расчетами.
На рисунке 29.7 изображен бассейн суточного регулирования, осуществленный по схеме II,в.
В варианте III бассейн суточного регулирования располагается на некотором расстоянии от напорного бассейна и соединительными водоводами присоединяется к напорному участку деривации (схема ΙΙΙ,а) или трубопроводам (схема III,б). Достоинством этого варианта является возможность уменьшения колебаний уровня в напорном бассейне при сработке и наполнении бассейна суточного регулирования.
