Тема: «ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГИДРОЭНЕРГОРЕСУРСОВ МАЛЫХ РЕК

Тема:
«ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГИДРОЭНЕРГОРЕСУРСОВ МАЛЫХ РЕК ЕВРОПЕЙСКОЙ
ТЕРРИТОРИИ И СЕВЕРО-ВОСТОКА РОССИИ»
(Соглашение № 14.В37.21.0320 от 27 июля 2012 г. с учетом доп.согл. №1 от 18.03.2013)
Исполнитель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет» (ФГБОУ ВПО ННГАСУ)
Ключевые слова: методика, малые реки, теоретические гидроэнергоресурсы, технические гидроэнергоресурсы, гарантированные гидроэнергоресурсы
Цель: создание методики определения гидроэнергоресурсов малых рек.
Роль результатов: на основе разработанной методики определить величину теоретических,
технических, гарантированных запасов гидроэнергии малых рек.
Выявить значения гидроэнергоресурсов как для отдельных регионов, так в целом по Европейской территории и Северо-Востока (Республика Саха и Магаданская область) Российской
Федерации.
Основные результаты проекта
Современная изученность гидроэнергоресурсов малых рек России низкая: наиболее
обобщенные данные, приведенные в монографии «Гидроэнергетические ресурсы» (1967 г.),
основаны на подсчетах С. В. Григорьева (1946 г.) с включением более поздних результатов –
между 1946 и 1967 гг.; расчеты ГЭР, выполненные в разные годы, неоднородны, т. е. проведены на различной гидрологической информации, разными методами, с использованием неодинаковых понятий «малая река».
К малым рекам отнесены: для горных условий Северного Кавказа водотоки длиной от
0,4 до 25 км, для равнинных районов РФ водотоки длиной от 10 до 200 км и площадью водосбора не более 8000 км2.
Определение теоретических (потенциальных) ресурсов базируется на формуле теоретической мощности, решение которой возможно только численным интегрированием, называемым методом линейного учета. Применение этого метода для малых рек весьма трудоемко в силу их многочисленности.
На 1-м этапе работе для определения теоретических ресурсов разработана методика,
основанная на современной гидрологической информации и позволяющая получать результаты для значительного количества малых рек в различных природных условиях.
На 2-м этапе выполнено определение теоретических, технических и гарантированных
гидроэнергоресурсов малых рек Европейской территории и Северо-Востока РФ.
Новизна научных результатов
Теоретическая мощность (теоретические гидроэнергоресурсы) некоторой территории
определяется следующим образом:
– рассматриваемая территория разделяется на зоны, внутри которых природные условия примерно одинаковы;
– малые реки каждой зоны разделяются на группы по их длине;
– мощность рек каждой группы определяется как произведение среднестатистической
мощности и числа рек;
– среднестатистическая мощность вычисляется как среднеарифметическое значение
мощностей отдельных рек числом не менее 20;
– мощность отдельной реки определяется методом линейного учета;
– наконец мощность всех рек территории получается в результате суммирования
мощностей по группам и зонам.
Определение технических гидроэнергоресурсов осуществляется путем уменьшения
теоретических гидроэнергоресурсов на величину потерь гидроэнергии, возникающих при
преобразовании гидроэнергии в электрическую. Потери гидроэнергии выявляются по аналогам, путем проработки схем использования гидроэнергии отдельных рек, теоретическими
исследованиями.
В качестве гарантированных гидроэнергоресурсов приняты гарантированная мощность, соответствующая минимальному 30-дневному зимнему расходу воды обеспеченностью 95 %; гарантированная энергия – как теоретическая энергия, соответствующая среднегодовому расходу воды обеспеченностью 90 %. В гарантированных ресурсах выделяется их
техническая часть.
Новизна научных решений: разработанная методика оценки гидроэнергоресурсов
обеспечивает возможность определять эти ресурсы для любого числа водотоков с выделением теоретического, технического, гарантированного потенциалов.
К новизне относится также величины теоретических, технических и гарантированных
гидроэнергоресурсов.
Сопоставление с результатами аналогичных работ мирового уровня.
Аналогичных работ для малых водотоков не выявлено.
Назначение и область применения результатов проекта
Область применения полученных результатов
Полученные результаты предназначены для применения в гидроэнергетике – отрасли, занимающейся преобразованием гидроэнергии для получения электроэнергии.
Описание направлений практического внедрения полученных результатов или перспектив их использования.
Направления практического внедрения полученных результатов: полученные результаты используются для оценки масштабов использования гидроэнергии малых рек в электроэнергетике, для планирования создания источников электроэнергии на основе гидроэнергии
малых рек, для проектирования гидроэлектростанций на малых реках.
Прогноз влияния полученных результатов на развитие научно-технических и технологических направлений
Прогноз влияния полученных результатов на развитие научно-технических направлений: полученные результаты (методика и величина гидроэнергоресурсов) способствуют развитию теоретических основ гидроэнергетики, а также расширению сооружения малых ГЭС.
Описание ожидаемых эффектов
– энергетические: снижение выработки электроэнергии альтернативных электростанций (ТЭС в районах централизованного электроснабжения, ДЭС в районах децентрализованного электроснабжения); уменьшение потребления топлива этими электростанциями;
– геоэкологические: уменьшение изъятия земель под объекты топливодобычи и площади загрязнения земель от производственных процессов, протечек и аварий альтернативных электростанций; уменьшение изъятия земель под объекты альтернативных электростанций; снижение отчуждения земель для размещения отходов сжигания твердого топлива (золы, шлака); уменьшение загрязненности атмосферы выбросами; снижение потребления атмосферного кислорода; уменьшение потребления водных ресурсов и их загрязненности;
снижение теплового загрязнения водных объектов;
– социальные: облагораживание ландшафтов, повышение качества атмосферного воздуха, водных ресурсов, санитарно-гигиенических условий, увеличение продуктивности лесных и сельскохозяйственных угодий, животноводства, улучшение условий эксплуатации
коммунального хозяйства; создание запаса пресной воды для водоснабжения и обводнения;
образование напора для производства электроэнергии; увеличение водообеспеченности подземных источников воды за счет подъема уровня грунтовых вод; образование акватории для
развития рыбоводства; увеличение рекреационного потенциала за счет возрастания глубины
воды, ширины и длины глубоководной зоны. повышение надежности электроснабжения
сельских потребителей.
Описание видов новой и усовершенствованной продукции (услуги), которые могут быть созданы или уже созданы на основе полученных результатов интеллектуальной деятельности (РИД);
указание предполагаемых или фактических рынков сбыта.
На основе разработанной методики определены запасы гидроэнергии малых рек Нижегородской области, Чувашской Республики, Арктического побережья Архангельской области, Среднего
Поволжья, Европейской территории РФ в целом и Северо-Востока РФ.
Методика определения гидроэнергоресурсов малых рек использовалась при выполнении Договора № 94/82 «Технико-экономическое обоснование (ТЭО) Кирилловской ГЭС на р. Уста в Краснобаковском районе Нижегородской области»; при выполнении Госконтракта №101а «Паспортизация
бассейнов малых рек Чувашской Республики»; при выполнении госконтракта № 20/2008 «Разработка
проекта СКИОВО бассейна р. Сура».
Краткая информация о перспективах развития выполненного в ходе выполнения проекта исследования.
1) В процессе проведения исследований по изучению гидроэнергоресурсов малых рек
партнерами являлись:
– Департамент по топливно-энергетическому комплексу Администрации Нижегородской области;
– Федеральная гидроэнергетическая компания «ГидроОГК», в настоящее время ОАО
«РусГидро»;
– IFC (International Finance Corporation);
– Институт водного хозяйства и культуртехники г. Карлсруе, ФРГ;
– ЗАО «АТЛАС Энерго», г. Москва.
Тематика проекта вошла в Технологическую платформу по определению гидроэнергетического потенциала малых рек по 7-й рамочной Программе Евросоюза.
2) Краткая информация о проектах научного коллектива по аналогичной тематике.
Результаты исследований использовались для:
– обоснования строительства малой ГЭС в г. Ворсме на р. Кишме в Нижегородской
области;
– обоснования строительства малой ГЭС на водовыпуске Нижегородской станции
аэрации (г. Нижний Новгород);
– предварительной оценки запасов гидроэнергии малых рек Западной Сибири.
3) Наибольшей отдаче для развития в России технологий в области исследования гидроэнергоресурсов, а также для выхода российской продукции на региональные и глобальные
рынки может способствовать сотрудничество с IFC (International Finance Corporation).