Кіші Өсек өзенінің жылдық гидрографы
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ АУЫЛ ШАРУАШЫЛЫҒЫ
МИНИСТРЛІГІ
ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ АГРАРЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
Су ресурстары және мелиорация кафедрасы
РАНОВА А.Ш.
ЖОҢҒАР АЛАТАУЫНЫҢ ОҢТҮСТІК БЕТКЕЙІНДЕГІ ӨСЕК ӨЗЕНІНІҢ СУ РЕСУРСТАРЫН ПАЙДАЛАНУ ЖОБАСЫ
ДИПЛОМДЫҚ ЖОБА
5В080500 - Cу ресурстары және суды пайдалану мамандығы
Алматы 2018
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ ауыл шаруашылығы
минисТРЛІГІ
ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ АГРАРЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
Гидротехника, мелиорация және бизнес факультеті
Су ресурстары және мелиорация кафедрасы
ДИПЛОМДЫҚ ЖОБА
Тақырыбы:__________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ _____________________
Беттер саны _____________
Сызбалар мен көрнекі материалдар_____________
Қосымшалар_____________
Орындаған ___________________________________ ____________________
(аты-жөні)
20___ ж. ______________ қорғауға жіберілді
Кафедра меңгерушісі ________________ ____________________________
(қолы) (аты-жөні)
Жетекші ________________ _____________________________
(қолы) (аты-жөні)
Арнайы тараулар кеңесшілері:
_____________________ _______________ ____________________________
(тарау) (қолы) (аты-жөні)
_____________________ _______________ ____________________________
(тарау) (қолы) (аты-жөні)
Норма бақылау _______________ ___________________________
(қолы) (аты-жөні)
Сарапшы _______________ ___________________________
(қолы) (аты-жөні)
Алматы 2018
ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ АГРАРЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
Гидротехника, мелиорация және бизнес факультеті
Су ресурстары және мелиорация кафедрасы
5В080500 - Су ресурстары және суды пайдалану мамандығы
Дипломдық жобаны (жұмысты) орындау
ТАПСЫРМАСЫ
Студент ___________________________________ _______________________________
(аты-жөні)
Жұмыс (жоба) тақырыбы
___________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _____________________________________________________
Университет бойынша 20___ж __________________ №____ бұйрығымен бекітілген
Дайын жобаны (жұмысты) тапсыру мерзімі 20___ж _________________
Жобаның (жұмыстың) бастапқы деректері
___________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ ________________________________________________________________
___________________________________ _______________________________
Дипломдық жобаны (жұмысты) өңдеуге арналған мәселелер тізімі
___________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _____________________________________________________
Графикалық материалдардың тізімі (қажетті жағдайда)
___________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _____________________________________________________
Ұсынылатын негізгі әдебиеттер
___________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________
Жобаның (жұмыстың) арнайы тараулары бойынша кеңесшілері
Тарау
Кеңесші
Мерзімі
Қолы
Кафедра меңгерушісі ________________ ____________________________
(қолы) (аты-жөні)
Жоба жетекшісі ________________ ____________________________
(қолы) (аты-жөні)
Тапсырманы орындауға
қабылдадым, студент ________________ _____________________________
(қолы) (аты-жөні)
Дипломдық жобаны (жұмысты) орындау
ГРАФИГІ
Рет саны
Тараулар және қарастырылатын сұрақтар тізімі
Жетекшіге ұсыну мерзімі
Ескертулер
Кафедра меңгерушісі ________________ ____________________________
(қолы) (аты-жөні)
Жоба жетекшісі ________________ ____________________________
(қолы) (аты-жөні)
Тапсырманы орындауға
қабылдадым, студент ________________ _____________________________
(қолы) (аты-жөні)
МАзмұны
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
8
1
ЖОҢҒАР АЛАТАУЫНЫҢ ОҢТҮСТІК БЕТКЕЙІНІҢ ТАБИҒИ-КЛИМАТТЫҚ ЖАҒДАЙЛАРЫ ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ...
9
1.1
Нысанның орналасқан жері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
9
1.2
Табиғи-климаттық жағдайы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
10
1.3
Рельеф ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
12
1.4
Геоморфологиялық сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
13
1.5
Геологиялық құрылымы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
13
1.6
Аймақтың инженерлік-геологиялық жағдайлары ... ... ... ... ... ... . ...
13
2
ЖОҢҒАР АЛАТАУЫНЫҢ ОҢТҮСТІК БЕТКЕЙІНІҢ ӨЗЕНДЕРІНІҢ ГИДРОЛОГИЯСЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
15
2.1
Жоңғар Алатауының оңтүстік беткейінің өзендерінің гидрографиялық сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
15
2.2
Жоңғар Алатауының оңтүстік беткейіндегі өзендердің гидроэнергетикалық мүмкіншіліктері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
26
2.3
Орташа айлық су өтімін анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
34
3
СЭС НЕГІЗГІ ЖӘНЕ ҚОСАЛҚЫ ЖАБДЫҚТАРЫН АНЫҚТАУ.
37
3.1
СЭС энергетикалық параметрлерін негіздеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
37
3.2
Гидротурбинаны таңдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
39
3.3
РО-75 турбинасының негізгі параметрлерін негіздеу ... ... ... ... ... ..
44
3.4
Суды тартудың шекті биіктігін анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
45
3.5
Гидрогенераторды таңдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
46
3.6
Жылдамдықты автоматты реттегіштерді таңдау ... ... ... ... ... ... ... ..
46
4
ГИДРОЭНЕРГЕТИКАЛЫҚ ҚҰРЫЛЫМДАРДЫ ЖОБАЛАУ ЖӘНЕ ЕСЕПТЕУ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
48
4.1
Деривациялық арынды құбыр желісі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
48
4.2
Құбыр желісінің есебі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
48
4.3
Теңдестіру резервуарының есебі және оның қажеттілігінің шарты ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
51
4.4
СЭС ғимараты. Су жеткізу бөлігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
55
5
СТАТИКАЛЫҚ ЕСЕПТЕР ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
57
5.1
Кран астындағы арқалық есебі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
57
6
ҚҰРЫЛЫС ЖҰМЫСТАРЫН ҰЙЫМДАСТЫРУ ЖӘНЕ ӨНДІРІСІ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
60
6.1
Жобаның мәліметтері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
60
6.2
Құрылыс материалдары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
60
6.3
СЭС құрылымдарының құрамы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
60
6.4
Суалғыш құрылым мен арынды бассейнді тұндырғышты салу құрылысының технологиясы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
62
6.5
Сметалар. Техника-экономикалық көрсеткіштер ... ... ... ... ... ... ... .
67
6.6
Қажетті жұмысшылар саны мен тұрғын үй ауданын анықтау ... ...
67
7
ГИДРОТЕХНИКАЛЫҚ ҚҰРЫЛЫМДАР КЕШЕНІН ПАЙДАЛАНУ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
71
7.1
Пайдалану кезінде СЭС құрылымдарына қойылатын негізгі талаптар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
71
7.2
Тасқын суды өткізу шаралары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
75
7.3
Гидротехникалық құрылымдарды бақылау және пайдалану ... ... ...
75
8
ЕҢБЕКТІ ҚОРҒАУ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
77
8.1
Техника қауіпсіздігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
77
8.2
Өрт қауіпсіздігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
79
9
ҚОРШАҒАН ОРТАНЫ ҚОРҒАУ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
80
10
СЭС ЭКОНОМИКАЛЫҚ ТИІМДІЛІГІН ЕСЕПТЕУ ... ... ... ... ... ...
82
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
85
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
86
КІРІСПЕ
Қазақстан Республикасы Президентінің 2018 жылғы халыққа Жолдауында Республикамыздың экономикасын қарқынды дамытуға айрықша маңыз берген. Осы тұрғыдан алғанда еліміздің аумағындағы кіші және орташа таулы өзендердің энергетикалық патенциалын тиімді пайдалану саласында әлі де игерілмеген мәселелер көп.
Қазақстанда су ресурстарының потенциальдық энергетикалық қоры жылына 172623 млн. кВт сағатты, оның ішінде Жоңғар Алатауының оңтүстік беткейінің потенциальды су энергетикалық қоры 6994 млн. кВт сағатты құрайды.
Электр энергиясын тұтынушылардан тікелей маңында орналасқан тозығы жеткен шағын СЭС-ді қайта жөндеп іске қосу және жаңа шағын СЭС-дің құрылысы, жалпы ел үшін және жеке алғанда әрбір өңір үшін қызығушылық танытуы және энергетикалық тәуелділікке ықпал етуі айтпаса да түсінікті.
Көптеген аймақтардағы мекемелердің және халықтың электр энергиясымен қамтылуының қиыншылықтары - Қазақстанның энергетикалық салаларының жалпы тоқырауымен, әрбір облыстың энергетикалық саладағы тоқырауымен; электр энергиясының арзан түрлері өндірісі деңгейінің төмендігімен; экономиканың бұл секторына инвестициялық белсенділіктің жоқтығымен негізделген. Жалпы энергетика секторының даму бағдарламасымен қатар, Қазақстанның электр энергиясы нарығы жаңа белеске шығып келеді және экологиялық таза электр энергиясына қарай бұру тенденциясы байқалады, негізінде шағын СЭС-де өндірілетін энергия ең экологиялық таза энергия болып табылады.
Экологиялық талаптардың ұлғаюы нәтижесінде, әрбір елде қайта жаңғыртылатын энергия көздерінен алынатын электр энергиясына сұраныс артуда және тікелей энергетиканың осы облысында саланы дамыту үшін қаржылық заң құжаттарына қолайлы жағдай жасалып отыр.
Төмендегі дипломдық жобада, шағын СЭС-те электр энергиясын өндіру үшін Алматы облысындағы Жоңғар Алатауының оңтүстік беткейінен ағып шығатын өзендердің су ресурстарын пайдалану жобасы қарастырылған.
1 ЖОҢҒАР АЛАТАУЫНЫҢ ОҢТҮСТІК БЕТКЕЙІНІҢ ТАБИҒАТ ЖАҒДАЙЛАРЫ
1.1 Нысанның орналасқан жері
Қарастырып отырған аумақ Алматы облысының оңтүстік-шығыс бөлігінде орналасқан. Экономикасы дамыған, дәнді дақылдар, мал өсіретін жеке шаруашылық қожалықтары, кіші кәсіпорындары көп ауданға жатады, сондықтан бұл жерде кіші өзендердің су энергетикасын дамытудың маңызы зор. Бұл жердегі өзендердің ірілері Қорғас және Өсек болып табылады. Қалған өзендер - Күзембай, Тақтанды, Шыжын, Тышқан, Үлкен өсек, Көксай, Кіші өсек, Алтынкөл, Керегетас, Талдысу, Барахудзир жоғарыда аталған екі өзен мен тікелей Іле өзенінің салалары болып табылады және Алматы облысының оңтүстік-шығыс бөлігінен ағып өтеді. Қазіргі таңда бұл аумақтың өзендерінің су-энергетика ресурстары шамалы ғана бөлікте пайдаланады. Шикізат базасы, отын ресурстары жоқтығы және өнеркәсіп орталықтарынан шалғайда орналасуынан, қарастырылып отырған бассейн өнеркәсіптік маңызға ие емес (1 - сурет). Жалпы жоғарыда аталған өзендердің су жинау алабының ауданы 7,54 мың км2 құрайды, оның басым бөлігін тау баурайы аумақтары алып жатыр. Бассейіннің су энергетикалық қоры шамамен жылына 6,16 млрд кВт сағ [1].
Жоңғар Алатауының оңтүстік беткейі өзендерінің алабында табиғи жағдайдың қолайлығы, бас реттеуші су қоймасын жасау үшін үлкен қазаншұнқырдың болуы, үлкен өзен құламасының болуы және де негізгі массивтердің алаптық төменгі аймағында орналасуы-су ресурстарын энергетика және суармалы егіншілік үшін кешенді пайдалануға мүмкіндік береді.
Сурет 1 - Нысанның орналасқан жері
1.2 Табиғи-климаттық жағдайы
Алап климаты күрт өзгермелілігімен және басым бөлігінде құрғақшылығымен ерекшеленеді. Ауаның орташа жылдық температурасы 1,9-7,60С аралығында ауытқыды. Биік орналасуына байланысты климаттық жағдайы күрт өзгереді. Жоғарыдағы биіктіктерде-аязсыз кезеңі қысқа (60-140 күн) салыстырмалы ылғал климат. Жылдық түсетін жауын-шашын мөлшері-400-500 мм. Бұл аймақ рельефтік және климаттық жағдайлары бойынша биік таудағы жайылым мен шабындықтар ретінде қолданылуы мүмкін. 580-1700м биіктік белгісінде орналасқан далалық, шөлейтті және жартылай шөлейтті аймақтарда климаты құрғақ. Аязсыз кезеңнің узақтығы 120-216 күнді құрайды. 100Стан жоғары оң таңбалы температура ұзақтығы 2900-3700 0С арасында өзгеріп, бұл аймақта жылу сүйетін дақылдарды өсіруге мүмкіндік барын көрсетеді [2].
Жылдық түсетін жауын-шашын мөлшері 100-340мм арасында ауытқиды және оның басым бөлігі көктемде түседі. Қар қабаты желтоқсанның басында қалыптасып, ақпанның сонында біржола кетеді, оның қалыңдығы 5-20см. Жазғы кезең ауаның өте төмен ылғалдылығымен сипатталып 25%-н 45% төңірегінде болады. Егіншілік тен суару болған жағдайда ғана мүмкін. Бұл аймақта тек дәнді дақылдар, мал-азықтық дақылдары және картоп өсуі мүмкін.
Биік таудағы аңғарлардың климаттық жағдайлары Кейтін және Басқыншы метеостанцияларымен сипатталады. Сипатты метеостанциялар бойынша ауаның орташа, максимал және төменгі температуралары 1-кестеде келтіріледі.
Кесте 1 - Жоңғар Алатауының оңтүстік беткейінің температуралық сипаттамалары
Метеостан-циялар
Балтық теңізі деңгейімен биіктігі
Ор-таша жыл-дық тем-пера-тура-сы
Айлық темпе-ратураның жыл-дық ауыт-қуы
Қан-тардың орташа темпе-рату-расы [0]С
Шілде-нің орташа темпе-рату-расы
[0]С
Жыл ішіндегі ең жоғарғы және ең төменгі темпера-тура [0]С
Жыл-дық ауыт-қу
Шыжын
605
8,9
32,5
-9,4
23,1
42
-39
81
Боктер
579
8,7
33,7
-11,2
24,5
42
-43
85
Кейтін
1266
7,7
27,6
-6,6
21,0
38
-36
74
Басқыншы
1345
1,8
29,9
-14,5
14,8
34
-45
79
Сарыбастау
1233
1,7
27,7
-13,9
13,8
32
-41
73
Жобаланатын су тобаптарының алабы мен ауданында басым тұратын жел бағыты, тау жоталары, аңғарлар мен шатқалдардың үгітілуімен негізделген. Желдің максимал жылдамдығы 20-25 мсек аспайды және 20 жылда бір рет қайталануы мүмкін. Жобаланатын су қоймасынан жылына орташа су бетінен булану 500-700 мм құрайды.
Ауа температурасы 00С-тан төмен тек шілде айында ғана түспейді және +140С-тен жоғары температура жыл бойы байқалады. Ауаның ылғалдылығы төмен, жазғы уақытта күндіз 29, қыста көтеріліп 60-65 -ке барады, ауның абсолюттік ылғалдылығы - 70 .
Орташа көпжылдық жауын-шашын мөлшері 343 мм-ді құрайды, ол 100-150-ден 700 мм аралығында ауытқиды.
Жауын-шашынның орташа айлық мөлшері 2 - кестеде және 2 - суретте келтірілген.
Кесте 2 - Орташа айлық жауын-шашын мөлшері
Айлар
І
ІІ
ІІІ
ІV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
Жыл
Жауын-шашын
25
27
42
52
43
25
11
7
10
38
37
26
343
Сурет 2 - Айлар бойынша жауын-шашынның таралымы
Жауын-шашынның басым мөлшері наурыз-мамыр, ал ең аз мөлшері шілде-қыркүйек айларында түседі.
Қысқы режим. Қараша айының соңынан наурыздың ортасына дейін Өсек өзенінде қысқы режим жүреді. Бұл кезеңде су өтімі айтарлықтай тұрақты. Ағын О өтіміне дейін ешқашан қатпайды. Су деңгейінің биіктігі мұз құбылыстары есебінен өзгереді. Өзендегі мұз құбылыстары тұрақсыз, күрделі, жиі мұз жүреді, бұл кезеңде су мұз бетінен анжыр немесе еріген қар түрінде ағады, ол гидротехникалық құрылымдардың жұмысына кері әсерін тигізеді. Мұз қатқылы тұрақсыз, жиі кетеді және қайта пайда болады. Өзеннің қатуы тасты топырақтың тоңдануы есебінен жүреді [3].
Салқындатылған дөңбектастар арқылы өзен ағып, олар мұзға көміледі де қалыңдығы өсе түседі, осының салдарынан ағынның сығылуы жүріп, су деңгейі көтеріледі. Аяз ұзақ болғанда, арна түгелімен бітеліп қалады (3-кесте).
Су бұл кезде мұздың бетімен жүріп, жаңа қабаттарды қатырады. Сол себепті өзенде сатылы мұз қабаты пайда болады, олардың биіктігі 1-1,5 м-ге баруы мүмкін. Қар қабатының ең жоғарғы биіктігі қаңтар-ақпан айында байқалып, 40-63 см-ге жетеді, орташа биіктігі 10-20 см.
Тау бөктерінде жел тұратындықтан, қар тығыз болып жатады. Таулы ауданда (Өсек өзені аңғарында) жел сирек болады және сондықтан қар жұмсақ, сол себепті жиі қар сырғуы байқалады, олар 1982-83 жылдары аңғардың оң беткейінде су бекетінен жоғары және суалғыш ауданында болды. Қар көшкіні өзен арнасын 1,5-3,0 м қабатпен көміп тастайды, бірақ өзен өзіне тез жол ашып алады. Жел көбіне солтүстік шығыстан және солтүстік бағытта тұрады. Желдің қайталанғыштығы 20-36, кейде тыныш ауа-райы байқалады.
Кесте 3 - Ауа температурасының сипатты мәндері
Сипаты
І
ІІ
ІІІ
ІV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
жыл
Орташа көпжылдық
орташа максимум минимум
-8,6
14
-43
-7,1
15
-45
-0,1
23
-36
8,5
32,3
-16
13,9
38
-6
18,5
38
-4
21,7
40
0
19,5
38
-1
13,1
38
-10
5,8
31
-20
-0,2
24
-38
-4,6
22
-46
6,7
40,0
-46,0
Ең суық жылы
орташа максимум минимум
-7,4
10,5
-28,6
-7,4
9,1
-26,3
2,4
13
-22,4
6,9
23,2
-8,5
16
31
0,5
19,8
33,5
4,7
22,1
34,8
3,1
20,1
34,4
2,5
12,3
31,3
-4,5
5,5
27,9
-9,6
-5,8
16,2
-32,3
-16
6,0
-35,6
5,7
34,8
-35,6
Ең жылы кезеңді жылда
орташа максимум минимум
-6,1
10,6
-38,1
-0,8
13,5
-20,5
4,3
21,5
-8,6
10,227,5-1,3
15,8
29,8
-1,2
21,5
38
2,2
20,7
35,5
0,2
20,4
35,7
3,0
13,5
30,8
-3,5
8,4
34,6
-11,8
1,4
23,7
-19,3
-7,1
9,0
-22,4
9,0
38,0
-38,1
1.3 Рельеф
Рельефтік сипаты бойынша алапта бірқатар геоморфологиялық облыстар көрінеді:
1. Қатты байқалатын таулы рельеф облысы.
2. Тауарлық аңғарлар облысы.
3. Тау етегіндегі жазықтық облысы.
4. Осы заманғы және көне террасалар, өзен аңғарлары облысы.
Бірінші облысқа кешенді жота Алтын емес, Қоянды тау және басқа таулар жатады. Бұл аймақ бөлігінде-қатты тығыз биіктаулы рельеф, орта бөлігінде-тілімденуі шамалы төмендеу орта таулы рельеф сипатты.
Тауарлық аңғарлар облысы жазық, кейде төбелі-сайлы рельефпен сипатталады. Орта таулы Алтын емел және Қояндытау аңғарларының басым бөлігі суарұмалау үшін жарамды. Кетпен жотасы мен Бұғаты тауының тау бөктеріндегі жазықтықтарының жоғарғы бөлігінде рельефі тегістеле түседі. Биіктік белгісі төмендеген сайын, Қарадала және Ұзынбұлақ тау етегі жазықтықтарында рельефтік жағдайлары бойынша суару мүмкіндігі күрт көтеріледі. Іле өзенінің террасалы сол жағалық атырауы жалды құмдардан, сортаңды және батпақты топырақтан тұрады. Рельефтік және топырақтық-мелиоративтік жағдайлары бойынша суармалы егіншілікке жарамсыз. Шарын өзенінің атырауы, батпақты төмен жерлермен қатты қиылысқан жазықтықтан турады. Тегістеу жұмыстары мен кәріз жүйелерін орнатса суармалы егіншілікке жарамды.
1.4 Геоморфологиялық сипаттамасы
Жоңғар Алатауы Тянь-Шаньннің шығыс жағындағы солтүстік доғасы болып табылады, оның таулы жоталары тісті тік құзды беткейлі және жотасының тегіс желісімен сипатталады. Тау жотасының абсолюттік биіктігі 3700-4200 м төңірегінде.
Таулар мен шатқалдарда жыл бойы қар көп болады, ал солтүстік беткейде, ауданы шамалы мұздықтар бар. Өзен аңғарының беткейлері биік және тік, кей жерінде жартасты, басым бөлігінде ірі кесекті шашырандымен көмкерілген, олар кейде белсенді. Өзен жайылмасының қыраттары қатты тілімденген. Мұндағы өзендердің арналық жағалары онша көрінбейді, арна қатты сақталады, судың ағысы буырқанған. Орта және төменгі ағыста жайылма террасасының ені 40-60 м-н аспайды.
1.5 Геологиялық құрылысы
Жоңғар Алатауының соңындағы мекен қалыңдығы үлкен әртүрлі шөккіш жыныстармен сипатталады. Өзен аңғарының қыраттарында төрттік дәуір шөгінділері ірі кесекті грунттан тұрады. Оның қалыңдығында дөңбектасты және құмды қабаттар бар.
Өзендер арнасы мен өзендік терраса шегінде дөңбек-малта тасты жыныстардан тұратын аллювиальды шөгінділер жатыр. Өзен тасындыларының шөгінділері құрамы біртекті болып келеді. Өзен шатқалдан шығу жерінде аллювиальды шөгінділердің механикалық құрамы едәуір өзгереді.
Жайылма террасасындағы дөңбектастардың мөлшері кішірейіп, керісінше қиыршық тас пен құм компоненттерінің мөлшері 30-35-ға дейін ұлғаяды. СЭС салынатын ауданның сейсмикалық дәрежесі Рихтер шкаласы бойынша 7 баллды құрайды.
1.6 Аймақтың инженерлік-геологиялық жағдайлары
Деривация трассасы өзен аңғарының сол жағалық беткейімен, жүру жолы бойымен өтеді. Трассада құламалар, жартас сынықтары, қар үйінділері мен көшкіндері байқалады.
Осы жағдайларды ескеріп, грунтқа көмілген құбыр желісімен іске асырылатын, арынды деривация схемасын қабылдаудың тиімді деген қорытындыға келеміз. Грунт құбырды төсеу тереңдігін, грунттың тоңдану тереңдігінен кіші етіп, яғни 126 см-ден төмен тағайындаймыз. Деривация трассасында төмендегі тау жыныстарының түрлері кездеседі:
oo суалғыш маңында байланыспаған дөңбек-малтатасты шөгінділер, шағал, саздақты-тасты-шағао;
oo 460 метр ұзындықты ПК 0+48-ден ПК 4+49 аралықтағы учаскеде, саздақты толтырғышты тас және шағал кристалл жыныстары жатыр. Бұл грунттарды экскаватормен өңдеуге болады;
oo 270 метр ұзындықты ПК 4+49-ден ПК 7 аралықтағы учаскеде, шамалы ұсақ шағал қоспалары бар орта тығыздықтағы жеңіл саздақ жатыр.
Грунтты тығыздау оның байланысын көтереді және кесетін күштерге қарсылығын күшейтеді. Ішкі үйкеліс бұрышы 350, табиғи жағдайда аңғар беткейіндегі деривацияның бұл учаскесі тұрақты. СЭС ғимараты учаскесіндегі өзен арнасы әлсіз зерттелген, жайылма террасасындағы аллювиальды жыныстардан түзілген.
СЭС ғимараты табанында дөңбек-малта тасты шөгінділер жатыр. Табаны тұрақты, рұқсат етілетін салмақ 3,5-4,0 кгсм2, қазаншұңқырдағы жақтау бұрышын 450 деп қабылдаймыз.
2 ЖОҢҒАР АЛАТАУЫНЫҢ ОҢТҮСТІК БЕТКЕЙІНІҢ ӨЗЕНДЕРІНІҢ ГИДРОЛОГИЯСЫ
2.1 Жоңғар алатауының оңтүстік беткейінің өзендерінің гидрографиялық сипаттамасы
Мұндағы өзендер Іле өзенінің оң саласы болып табылады. Олар бастауын Жоңғар Алатауының оңтүстік беткейіндегі мұздықтардан алады.
Өзендердің ішіндегі ең ірісі Қорғас өзені жалпы ұзындығы 160 км, Іле өзенінің оң жағалау саласы болып табылады, су жинау алабы 1457 км2, таулы бөлігіндегі орташа су өтімі 16,30 м3с құрайды. Таудан шығар жерге дейінгі ұзындығы 63 км, су жинау алабы 957,3 км2 болып, Қорғас өзенінің тау бөлігіндегі еңістігі 0,0299 ал, бастаудан атырауға дейінгісі 0,017 құрайды.
Тағы бір үлкен өзені Өсек.Ол өз суын Іле өзеніне құяды. Тау бөлігіндегі орташа су өтімі 17,90 м3с дейін жетіп, Іле өзеніне құйяр жеріндегі жылдық орташа су өтімі 12,75 м3с құрайды. Оның жалпы ұзындығы 142 км, су жинау алабының ауданы 3860 км2 құрап, тау бөлігіндегі еңістігі 0,38, ал жалпы ұзындық бойынша еңістігі 0,019 болады [2].
Бұл аумақтың орташа өзендеріне Кіші Өсек Және Үлкен Өсек өзендері жатады. Кіші Өсек өзенінің ұзындығы 40 км, су жинау алабы 417,4 км2, еңістігі 0,0498 болады. Үлкен Өсек өзенінің гидрологиялық сипаттамалары тиісінше 31 км, 338 км2 және 0,066 құрайды (3 - сурет).
Осы аумақтың қалған өзендерінің гидрологиялық сипаттамалары 4 -кестеде келтірілген.
Кесте 4 - Жоңғар Алатауының оңтүстік беткейі өзендерінің гидрографикалық сипаттамасы
Өзендер
Жылдық орташа су өтімі, м[3]с
Ұзындығы, км
Су жинау алабы, км[2]
Қорғас
15,5
160
1457
Күзембай
2,6
14
137
Тақтанды
3,15
14
83,5
Шыжын
2,75
28
145
Тышқан
3,3
49
246
Өсек
17,9
142
3860
Үлкен Өсек
5,25
31
338
Көксай
2,35
16
136
Кіші Өсек
6,9
40
417,4
Алтынкөл
1,2
20
64
Керегетас
1,15
12
68
Борохудзир
2,9
74
590
Сурет 3 - Жоңғар Алатауының оңтүстік беткейіндегі өзендердің гидрографиялық желісі
4 - кестеден байқайтынымыз қалған өзендердің су өтімі шамалары 1,15-3,3 м3с арлығында болып, су аз болғанымен, тау бөлігіндегі өзен құламалары едәуір мөлшерде болғандықтан энергетикалық маңызы зор.
Осы аумақтағы өзендердің жылдық гидрографтары 5 - кестеде және 4 - 10 -суреттерде келтірілген. Бұл кестеден байқайтынымыз бұл өзендрдің барлығы да таулы өзендер түріне жататындығы. Сондықан олардың суы мол кезеңдері негізінен шілде айында болатындығы. Себебі олар биік таудағы мұздықтармен қоректенеді. Тек қана Өсек өзенінде максималды су ағысы шілде айының ортасына келетіндігі. Бұл осы өзеннің еріген қар суымен қоректенетіндігін көрсетеді [1].
Физика-географиялық жағдайлары бойынша өзендердің алабы екі сипаттық бөлімге бөлінеді.
Бірінші бөлім - таулы бөлік және екінші бөлім аңғарлық - таудың төмен жағы. Бірінші бөлімде су айырығы жоғарғы жағында 1300-1320 м, ал соңғы жағында 700-800 м биіктік белгісінде өтеді. Осы бөлікте өзен су жинайды. Бірінші бөлім соңында жобаланатын СЭС-тің суалғыш құрылымының жармасы көзделеді.
Екінші бөлім көптеген шығыңқы жерлерден түзілген аңғардан тұрады. Жергілікті жердің биіктік белгісі 500-600 арасында, бұл тәлімде өзен суы суару үшін пайдаланылады, судың біршама бөлігі дөңбек- малта тасты шөгінділерде жоғалады.
Таулы учаскеде өзен аңғары тік (200 - 350) және көбіне ашық беткейлі терең шатқалдан тұрады. Беткей грунты сынғыш және ашық жартасты. Таудан шығар жерінде өзеннің сол жағасында биіктігі 25-40 м, ені 50-80 м жылжитын топырақ бар.
Аңғардың түбі ені 40-50 м тар болып келеді, таудан шығар жерінде 200 м-ге дейін жайылады. Аңғар түбінің грунты дөңбек- малта тасты, қатты сүзіледі. Дөңбек тастардың диаметрі 0,3-0,5 м. Өзен аңғар түбімен ағады. Өзеннің ені 2-4 м, кейде 5-6 м-ге барады, тереңдігі 0,2-0,6 м.
Ағынның жылдамдығы 1-2 мс, ал тасқын кезінде 2,5 мс-н асады. Өзен арнасының жағасы тік, жарлы, биіктігі 0,3-1 м.
Өзеннің бойлық пішіні, биіктігі 0,2-0,3 м көптеген құрамалы сатылы, бірақ тұрақты емес, су тасығанда деформацияға ұшырайды, аралық кезеңде салыстырмалы тұрақты [4].
Кесте 5 - Жоңғар Алатауының оңтүстік беткейі өзендерінің көпжылдық орташа режимдері
Өзен
Бақылау пунті
Су жинау алабы, км[2]
Алық орташа су өтімдері, м3с
Көпжылдық орташа су өтімі, м3с
Жылдық ағын, млн.м[3]
Ағынның көпжылдық орташа модулі, лс
Жылдық ағынның құбылмалылық коэффициенті, Сv
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
Қорғас
Басқыншы ауылы
1160
5,38
4,72
4,32
7,64
21,7
31,6
35,5
25,6
11,6
7,46
6,28
5,70
13,96
508
13,9
-
Шыжын
Шыжын ауылы
104
0,10
0,34
0,45
0,98
1,55
3,06
5,82
5,43
5,05
5,00
4,21
1,15
2,76
87,1
26,5
-
18
18
ТышқанСары бел ауылы
174
1,92
1,62
1,95
2,09
3,52
3,52
8,70
6,86
3,81
3,06
2,00
1,99
3,42
108
19,7
-
Үлкен Өсек
Сарыбастау шатқалы
712
2,46
2,23
2,15
3,15
14,1
32,3
33,5
24,3
9,98
5,14
3,57
2,86
11,31
386
15,9
0,17
Кіші Өсек
Сарыбастау шатқалы
439
2,22
1,98
1,88
2,19
5,72
14,0
16,7
13,1
6,73
4,16
3,21
2,52
6,20
205
14,8
0,19
Өсек
Талды ауылы
1250
3,97
3,29
3,23
4,83
20,6
46,7
54,8
37,3
19,3
8,87
6,24
4,72
17,82
486
12,3
0,10
Борохудзир
Кейтін ауылы
464
1,80
1,84
1,90
2,27
3,03
2,67
2,58
2,23
2,10
1,95
1,86
1,73
2,16
64,0
4,38
0,19
19
19
Сурет 4 - Қорғас өзенінің жылдық гидрографы
20
20
Сурет 5 - Шыжын өзенінің жылдық гидрографы
21
21
Сурет 6 - Тышқан өзенінің жылдық гидрографы
22
22
Сурет 7 - Үлкен Өсек өзенінің жылдық гидрографы
23
23
Сурет 8 - Кіші Өсек өзенінің жылдық гидрографы
24
24
Сурет 9 - Өсек өзенінің жылдық гидрографы
25
25
Сурет 10 - Борохудзир өзенінің жылдық гидрографы
2.2 Жоңғар Алатауының оңтүстік беткейіндегі өзендердің гидроэнергетикалық мүмкіншіліктері
Тау жоталарынан бастау алатын бұл өзендердің біршама потенциальдың су энергетикалық қорлары бар. Әсіресе олардың жоғарғы тау маңайындағы бөліктерінде кіші су электр станцияларын орнатуға болады. Осының арқасында маңайдағы ауылдарды, кішігірім кәсіпорындарды қайта қалпына келе алатын, экологиялық таза жергілікті арзан энергия көзімен қамтамасыз етуге болады. 6 - кестеде жергілікті өзендердің потенциальдық су ресурстары келтірілген.
Кесте 6 - Жоңғар алатауының оңтүстік беткейінің потенциальды су энергетикалық ресурстары
Өзендер
Су жинау алабы, км[2]
Ұзын-дығы, км
Құла-масы, м
Жылдық орташа су өтімі, м[3]с
Жалпы еңістігі
Қуаты, мың кВт
Энергия, жылына млн. кВт сағ
Қорғас
1457
160
2719
15,5
0,0170
248,24
2174,48
Күзембай
137
14
930
2,6
0,0664
11,86
103,90
Тақтанды
83,5
14
1010
3,15
0,0721
15,16
132,81
Шыжын
145
28
2678
2,75
0,0956
28,87
252,89
Тышқан
246
49
2945
3,3
0,0601
41,43
362,91
Өсек
3860
142
2762
17,9
0,0195
186,69
1635,10
Үлкен Өсек
338
31
2059
5,25
0,0664
39,85
349,09
Көксай
136
16
1258
2,35
0,0786
14,56
127,55
Кіші Өсек
417,4
40
1990
6,9
0,0498
70,22
615,13
Алтынкөл
64
20
764
1,2
0,0382
4,50
39,42
Керегетас
68
12
1460
1,15
0,1217
8,30
72,71
Борохудзир
590
74
1612
2,9
0,0218
32,18
290,48
6 - кестеден байқайтынымыз кішігірім гидроэлектростанциялар салу үшін бұл аумақтағы өзендерде біршама мүмкіндіктердің бар екендігі. Қорғас пен Өсек өзендерінде салынатын СЭС-тердің қуаты біршама болса, Тышқан, Үлкен Өсек, Кіші Өсек және Борохудзир өзендері де кіші СЭС салуға жарамды. Төменгі 11-16 суреттерде осы өзендердің ұзына бойлық профилі, алабының үстемелеу ауданы, жылдық орташа су өтімінің артуы және меншікті және жиынтық су энергетикалық ресурстары келтірілген.
27
27
Сурет 11 - Қорғас өзенінің су энергетикалық сипаттамасы
28
28
Сурет 12 - Өсек өзенінің су энергетикалық сипаттамасы
Сурет 13 - Үлкен Өсек өзенінің су энергетикалық сипаттамасы
Сурет 14 - Кіші Өсек өзенінің су энергетикалық сипаттамасы
Сурет 15 - Тышқан өзенінің су энергетикалық сипаттамасы
Сурет 16 - Борохудзир өзенінің су энергетикалық сипаттамасы
11 - суретте Қорғас өзенінің су энергетикалық сипаттамалары келтірілген. Бұдан байқайтынымыз өзен өз бастауын 3250 м биіктіктен алып, 531 м биіктік белгісінде Іле өзеніне құяды. Өзеннің ұзына бойында су энергиясы таулы бөлікте күрт өсе отырып, жазыққа шыққасын оның өсу шамасы біршама азаяды. Әрбір шақырымға шаққандағы меншікті су энергетикалық ресурстар өзеннің бастауынан санағанда 43 км, Үлкен қазан өзенінің құятын саласынан бастап Ойжайлау өзені саласына - 63 км дейінгі аралықта өзінің максимальды шамасына ие болып, 4,7 мың кВткм шамасына дейін жетеді. Мұндағы биіктік құламасы 20 шақырым арақашықтыққа 855 м құрап, еңістік 0,0427 тең болады.
12 - суретте осы өңірдің тағы бір ірі өзені Өсек өзенінің су энергетикалық сипаттамалары келтірілген. Бұдан байқайтынымыз өзен өз бастауын 3231 м биіктіктен алып, 505 м биіктік белгісінде Іле өзеніне құяды. Мұнда да өзеннің ұзына бойында су энергиясы таулы бөлікте күрт өсе отырып, жазыққа шыққасын оның өсу шамасы біршама азаяды. Әрбір шақырымға шаққандағы меншікті су энергетикалық ресурстар өзеннің бастауынан санағанда 15 км, Қабыл өзенінің құятын саласынан бастап Сол Өсек өзені саласына - 27 км дейінгі аралықта өзінің максимальды шамасына ие болып, 4,2 мың кВткм шамасына дейін жетеді. Мұндағы биіктік құламасы 12 шақырым арақашықтыққа 930 м құрап, еңістік 0,0775 тең болады.
13 - суретте Үлкен Өсек өзенінің су энергетикалық сипаттамалары келтірілген. Бұдан байқайтынымыз өзен өз бастауын 3560 м биіктіктен алып, 1500 м биіктік белгісінде Өсек өзеніне құяды. Өзеннің ұзына бойында су энергиясы едәуір мөлшерде болады. Әрбір шақырымға шаққандағы меншікті су энергетикалық ресурстар өзеннің бастауынан санағанда 15 км, Көксай өзенінің құятын саласынан бастап Өсек өзеніне құятын жерге дейін - 27 км дейінгі аралықта өзінің максимальды шамасына ие болып, 2 мың кВткм шамасына дейін жетеді. Мұндағы биіктік құламасы 12 шақырым арақашықтыққа 605 м құрап, еңістік 0,0504 тең болады.
14 - суретте Кіші Өсек өзенінің су энергетикалық сипаттамалары келтірілген. Бұдан байқайтынымыз өзен өз бастауын 3200 м биіктіктен алып, 1210 м биіктік белгісінде Өсек өзеніне құяды. Өзеннің жалпы ұзындығы 40 км құрайды. Өзеннің ұзына бойында су энергиясы едәуір мөлшерде болады. Әрбір шақырымға шаққандағы меншікті су энергетикалық ресурстар өзеннің бастауынан санағанда 14 км, Көк өзенінің құятын саласынан бастап Керегетас өзені құятын жерге дейін - 17 км дейінгі аралықта 1,8 мыңкВт км шамасында болса, одан 7 шақырым аралықта, яғни 25 км құятын Талдысу өзеніне дейін жоғарылап 2,6 шамасына жетеді. Мұндағы биіктік құламасы 7 шақырым арақашықтыққа 383 м құрап, еңістік 0,0547 тең болады.
15 - суретте Тышқан өзенінің су энергетикалық сипаттамалары келтірілген. Бұдан байқайтынымыз өзен өз бастауын 3635 м биіктіктен алып, 690 м биіктік белгісінде егістік мақсатқа, жерге жерге сіңіп толығымен жойылады.. Өзеннің жалпы ұзындығы 49 км құрайды. Өзеннің ұзына бойында су энергиясы едәуір мөлшерде болады. Әрбір шақырымға шаққандағы меншікті су энергетикалық ресурстар өзеннің бастауынан санағанда 14 км, Құйынды Қарасай өзенінің құятын саласынан бастап аты жоқ сайға дейінгі дейін - 3 км дейінгі аралықта 3 мыңкВт км шамасына жетеді. Мұндағы биіктік құламасы 3 шақырым арақашықтыққа 348 м құрап, еңістік 0,116 тең болады, яғни осы аумақтағы өзендердің арасында меншікті энергиясы ең жоғарғысы болып табылады.
16 - суретте Борохудзир өзенінің су энергетикалық сипаттамалары келтірілген. Бұдан байқайтынымыз өзен өз бастауын 2256 м биіктіктен алып, 544 м биіктік белгісінде егістік мақсатқа, жерге жерге сіңіп Алақоға батпағымен аяқталады. Өзеннің жалпы ұзындығы 74 км құрайды. Өзеннің ұзына бойында су энергиясы едәуір мөлшерде болады. Әрбір шақырымға шаққандағы меншікті су энергетикалық ресурстар өзеннің бастауынан санағанда 26 км, Белбұлақ өзенінің құятын саласынан бастап аты жоқ сайға дейінгі дейін - 5 км дейінгі аралықта 1,5 мыңкВт км шамасына жетеді. Мұндағы биіктік құламасы 5 шақырым арақашықтыққа 318 м құрап, еңістік 0,0638 тең болады.
Суреттерден байқайтынымыздай бұл өзеннедердің барлығы да су энергиясын өндіруге жарайды. Олардың таң аймағында еңістіктері жеткілікті, су өтімдері де кіші су электр станциясын орнатуға жарамды. Осы өзендердің ішінен Өсек өзенінен кіші СЭС салу үшін таңдап аламыз.
2.3 Судың орташа айлық өтімін анықтау
Өсек өзені бойынша судың орташа айлық өтімдері 7 - кестеде келтірілген.
Кесте 7 - СV өзгергіштік коэффициентін анықтау
Рс
Жылдар
Q, м3с
Q кему тәртібімен, м[3]c
k
k-1
(k-1)[2]
(k-1)[3]
1
1982
17,31
20,82
1,17
0,17
0,0283
0,0048
2,38
2
1983
17,45
20,76
1,16
0,16
0,0272
0,0045
5,78
3
1984
16,86
19,94
1,12
0,12
0,0141
0,0017
9,18
4
1985
16,42
19,89
1,12
0,12
0,0135
0,0016
12,59
5
1986
16,28
19,82
1,11
0,11
0,0126
0,0014
15,99
6
1987
16,32
19,67
1,10
0,10
0,0108
0,0011
19,39
7
1988
16,72
19,61
1,10
0,10
0,0101
0,0010
22,79
8
1989
15,96
18,97
1,06
0,06
0,0042
0,0003
26,19
9
1990
15,87
18,96
1,06
0,06
0,0041
0,0003
29,59
10
1991
15,89
18,91
1,06
0,06
0,0037
0,0002
32,99
11
1992
15,42
18,54
1,04
0,04
0,0016
0,0001
36,39
12
1993
16,69
18,32
1,03
0,03
0,0008
0,0000
39,80
13
1994
17,81
17,81
1,00
0,00
0,0000
0,0000
43,20
14
1995
18,97
17,69
0,99
-0,01
0,0001
0,0000
46,60
15
1996
19,94
17,45
0,98
-0,02
0,0004
0,0000
50,00
16
1997
19,89
17,31
0,97
-0,03
0,0008
0,0000
53,40
17
1998
16,21
16,94
0,95
-0,05
0,0024
-0,0001
56,80
18
1999
18,54
16,86
0,95
-0,05
0,0029
-0,0002
60,20
19
2000
16,94
16,75
0,94
-0,06
0,0036
-0,0002
63,61
20
2001
16,75
16,72
0,94
-0,06
0,0038
-0,0002
67,01
21
2002
17,69
16,69
0,94
-0,06
0,0040
-0,0003
70,41
22
2003
18,96
16,42
0,92
-0,08
0,0062
-0,0005
73,81
23
2004
18,91
16,32
0,92
-0,08
0,0071
-0,0006
77,21
24
2005
19,67
16,28
0,91
-0,09
0,0075
-0,0006
80,61
25
2006
20,82
16,21
0,91
-0,09
0,0082
-0,0007
84,01
26
2007
20,76
15,96
0,90
-0,10
0,0109
-0,0011
87,41
27
2008
19,61
15,89
0,89
-0,11
0,0117
-0,0013
90,82
28
2009
18,32
15,87
0,89
-0,11
0,0120
-0,0013
94,22
29
2010
19,82
15,42
0,87
-0,13
0,0181
-0,0024
97,62
Сумма
516,8
29,00
0,00
0,2308
0,0072
Q0
17,82
СS= 20,09=0,18
м3с
Кесте 8 - Өсек өзенінің орташа айлық өтім Q017,82 м3с болғанда қамтамасыздық қисығын есептеу
Р,
1
3
5
10
20
25
50
75
95
99,9
kp
1,221
1,176
1,153
1,117
1,074
1,058
0,097
0,938
0,858
0,746
QS= kp Q0
21,7
20,9
20,5
19,9
19,1
18,8
17,7
16,7
15,2
13,2
7 және 8 кестелер бойынша Өсек өзенінің жылдық орташа су өтімінің теориялық қамтамасыздық қисығының графигін тұрғызамыз. 17 - суреттен алдағы есептеулерде пайдаланылатын 90% қамтамасыздыққа сәйкес келетін су өтімін табамыз. Оның шамасы Q90% = 15,57 м3с сәйкес келеді. Алдағы кіші су электр станциясының есептеулері осы табылған санды пайдаланыла отырып жүргізіледі.
Сурет 17 - Өсек өзеніндегі жылдық орташа су өтімінің теориялық қамтамасыздық қисығы
Сурет 17 - Өсек өзеніндегі жылдық орташа су өтімінің теориялық қамтамасыздық қисығы
3 СЭС НЕГІЗГІ ЖӘНЕ ҚОСАЛҚЫ ЖАБДЫҚТАРЫН ІРІКТЕУ
3.1 СЭС энергетикалық параметрлерін негіздеу
Алдыңғы тараудың 2.3 бөлімде келтірілген және бұдан кейінгі есептер үшін СЭС-ң негізгі энергетикалық параметрлері төмендегідей:
- есептік арын -64,47 м;
- орташа айлық өтім- 17,82 м3с;
- бекітілген қуат- 9246 кВт.
3.1.1 СЭС арынын анықтау
Суалғыш тор абындағы су жиегінің қалыпты деңгейінің биіктік белгісі 1941,0 м құрайды. СЭС-ң есептік өтімі кезінде су торабындағы құрылым-дардағы арын шығыны: Qp=17,82 м3с болғанда құрайды:
- су қабылдағышта 0,62 м-ге тең, себебі су қабылдағыш галереясының соңғы жағындағы су тереңдігі 64 см құрайды, сондықтан шығындар құрайды:
0,2+1,06-0,640,62 м;
- тұтындырғышта, ұзындығы бойынша - 0,1 м;
- жалғастырғыш науа ұзындығы бойынша -0,08 м;
- арынды бассейнде- 0,05 м;
- деривациялық құбыр ұзындығы бойынша -2,63 м.
Сонда шығындар қосындысы -3,48 м құрайды. СЭС-ы есептік өтім болғанда турбиналы арнадағы алып кетуші камерадағы су жиегінің белгісі 1873,05 м болады, сонда СЭС-ң есептік арыны тең болады [2].
Нр1941,0-3,48-1873,0564,47 м
СЭС өтімі өзгеруімен, шығын өзгереді, сонымен бірге СЭС қуаты өзгереді.
Өтімнің өзгеруіне байланысты арын шығынының есептері 9 - кестеде келтірілген.
Кесте 9 - Өтім өзгеруіне байланысты арын өзгеруінің есебі
Рс
Арынды бассейндегі
СД
QpСЭС, м3с
Алып кетуші каналдағы СД
Арын брутто, м
Құбырдағы арын жоғалуы, м
Арын нетто, м
1
1940,15
9,0
1872,84
67,31
0,2
67,11
2
1940,15
11,0
1872,89
67,26
0,43
66,83
3
1940,15
13,0
1872,94
67,21
0,766
66,44
4
1940,15
15,0
1873,00
67,15
1,72
65,43
5
1940,15
17,0
1873,05
67,10
2,63
64,47
6
1940,15
19,0
1873,11
67,04
4,79
62,25
7
1940,15
21,0
1873,17
66,98
5,27
61,71
Байланыс қисығы Н есептік өтімге байланысты 18 - суретте келтірілген.
Гидроэлектростанцияның қуаты арын мен өтімнің тәуелдігінде жатыр.
Арын мен өтімді теңдей өзгерте отырып, олардың әртүрлі мәндерінде біркелкі қуатты алуға болады. Есеп үшін өзендегі судың орташа айлық өтімдерінің 75-қ қамтамасыздығы алынды. Егер қуаттың өсуі, өтім өсуінің жолымен жүрсе, онда ол судың СЭС үшін жетіспеушілігіне алып келеді [5].
Сондықтан су аз жылдары (жылдың суы аз айларында) электр энергиясын тұтынушылардың бір бөлігі қамтылмай қалады. СЭС бұл кезеңде аз өтімде шағын қуатпен жұмыс істейтін болады.
Жобаланатын СЭС үшін арын шамасын сол жердің рельефімен, суалу құрылымының орналасқан жерімен, СЭС ғимараты мен арын шығынын ескергенде Нр64,47 м тең сәйкес теңестіру резервуарымен анықтаймыз.
СЭС қуаты төмендегі формуламен анықталады:
Nуст9,81QрНра, кВт (5)
мұнда: Q0- 17,82 м3с тең есептік өтім;
Нр- 64,47 м тең есептік арын;
а- агрегат ПӘК, 0,86 тең.
Nуст.9,8117,8264,470,869246 кВт.
Сурет 18 - H=f(Qес.СЭС) байланыс графигі
3.2. Гидротурбинаны таңдау
Гидротурбиналар жүйесін таңдау кезінде мынаны ескерту қажет, су жүру бөлігінің ерекшеліктерімен негізделген әртүрлі қасиеттерге ие 11.
Қондырғыға екі гидротурбина қабылдаймыз, олардың әрбірінің қуаты тең болуы керек:
кВт (6)
мұнда, Nуст- СЭС-ң бекітілген қуаты, кВт;
сонда,
кВт4623 кВт
Бір турбинаның есептік өтімі құрайды:
м3с (7)
м3с
Есептік қуат Nа4623 кВт және есептік арын Нр64,47 м бойынша, турбиналарды таңдаудың еркін графигінен бұл параметрлерге реактивті радиальды-осьтік РО-75 гидротурбинасы сәйкес келетінін табамыз [23].
РО-75 турбинасы үшін, доңғалақ диаметрі мен айналым санын анықтау үшін жеке графиктен, Д12000 мм, ал n=1000 айн.мин. екенін анықтаймыз.
Осы параметрлерді стандартқа сай анықтау үшін ұқсастық формулаларын және осы турбинаның универсал сипаттамасын пайдаланамыз.
Ұқсастық формулалары:
және (8)
мұнда, Q- есептік өтім, м3с;
H- есептік арын, м;
Q11 және n11- модельдік доңғалақтың өтімі мен айналым саны,
Дм370 мм.
Сонда аламыз:
м3с
Универсалды сипаттамадағы Q110,529 м3с, ПӘК мәні график орталық бөлігінің сол жағынан көрсеткендіктен, онда Д және n таңдауы, Q110,600м3с, ал n1170 айн.мин деп алып, ұқсастық формулаларынан Д және n мәндерін стандарттық шамаларға дейін дөңгелектеп анықтаймыз:
м (9)
м
Стандарттық шамаға дейін дөңгелектейміз, Д1,35 м аламыз.
айнмин.
айнмин.
Стандартты шамасы n428,6 айн.мин
Турбина параметрлерін соңғы рет анықтау турбина ПӘК-н анықтауға келіп тіреледі, оны универсал сипаттамадан алынған модель ПӘК-і бойынша табамыз [22].
Есептік формула бойынша турбина ПӘК-н анықтаймыз:
,
мұнда: max- модельдің ең жоғарғы ПӘК-і;
m.max- натурадағы турбинаның ең жоғарғы ПӘК-і;
Дм және Дт- тиісінше модельдің және натуралы турбинаның
Диаметрлері
, сонда m=kм1,002м
Келтірілген айналым саны n11 мен келтірілген өтімге Q11 м3с байланысты, универсал сипаттамадан 1 аламыз да, 1m мәнін табамыз. РО-75 турбинасының жұмыстық сипаттамасын тұрғызу үшін қажет есепті 10 - кестесіне жазамыз. График тұрғызамыз (19, 20 - сурет).
Кесте 10 - РО-75 турбинасының жұмыстық сипаттамасы
Рс
Келтірілген өтім,
Q11, м3с
Модель ПӘК, м,
Турбина өтімі
Q, м3с
Турбина ПӘК,
m,
Турбина қуаты, N, кВт
1
600
81,4
6,41
81,6
3307
2
650
83,40
6,94
83,2
3653
3
675
84,8
7,21
85,0
3875
4
700
86,3
7,48
86,5
4090
5
725
87,1
7,74
87,3
4275
6
750
87,15
8,01
87,35
4425
7
800
86,6
8,54
86,8
4690
8
825
85,4
8,81
85,4
4758
9
850
83,9
9,08
83,9
4817
Кестенің есептеу формулалары:
, м[3]с (10)
mм1,002, (11)
N=9,81 QіНі, кВт (12)
СЭС және агрегаттық жұмыстық сипаттамасын тұрғызу үшін есептерді 11-кестеге келтіреміз.
Кесте 11 - СЭС және агрегаттық жұмыстық сипаттамасы
Рс
Турбина қуаты,
NТ, кВт
Турбина өтімі
Qт, м3с
Турбина ПӘК,
т,
Генера-тор
ПӘК,
г,
Агрегат ПӘК,
ат +г,
Агрегат қуаты, Na, кВт
СЭС қуаты, NСЭС, кВт
1
3307
6,41
81,6
0,93
76,0
2513
5027
2
3653
6,94
83,2
-
77,0
2813
5626
3
3875
7,21
85,0
-
79,1
3065
6130
4
4090
7,48
86,5
-
80,5
3292
6585
5
4275
7,74
87,3
-
81,3
3476
6951
6
4425
8,01
87,35
-
81,5
3606
7213
7
4690
8,54
86,8
-
80,1
3757
7513
8
4758
8,81
86,4
-
79,9
3802
7603
9
4817
9,08
83,9
-
78,2
3767
7534
Сурет 19 - РО - 70 турбинасының жұмыс сипаттамасы
Сурет 19 - РО - 70 турбинасының жұмыс сипаттамасы
Сурет 20 - РО - 70 турбинасының су өтімі сипаттамасы
Сурет 20 - РО - 70 турбинасының су өтімі сипаттамасы
3.3 РО-75 турбинасының негізгі параметрлерін негіздеу РО-75 гидротурбинасын қарастырамыз. Жүргізілген есептер бойынша бізге белгілісі [20]:
- 64,47 м тең есептік арын;
- бекітілген қуат, 9246 кВт.
Бір турбинаның қуаты төмендегі формуламен анықталады:
Nm=Naг,
мұнда, Na- бір агрегаттың қуаты, кВт
кВт,
г- гидрогенератордың ПӘК, оны г0,90,95 арасында
қабылдаймыз.
Nm=46230,9=5136 кВт
Есептік өтім тең болады:
м[3]с
Гидротурбинаның жұмысшы доңғалағының диаметрі Д1 төмендегі формуламен анықталады:
, м (13)
мұнда: QI[1]- есептік нүктедегі келтірілген өтім, ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
МИНИСТРЛІГІ
ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ АГРАРЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
Су ресурстары және мелиорация кафедрасы
РАНОВА А.Ш.
ЖОҢҒАР АЛАТАУЫНЫҢ ОҢТҮСТІК БЕТКЕЙІНДЕГІ ӨСЕК ӨЗЕНІНІҢ СУ РЕСУРСТАРЫН ПАЙДАЛАНУ ЖОБАСЫ
ДИПЛОМДЫҚ ЖОБА
5В080500 - Cу ресурстары және суды пайдалану мамандығы
Алматы 2018
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ ауыл шаруашылығы
минисТРЛІГІ
ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ АГРАРЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
Гидротехника, мелиорация және бизнес факультеті
Су ресурстары және мелиорация кафедрасы
ДИПЛОМДЫҚ ЖОБА
Тақырыбы:__________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ _____________________
Беттер саны _____________
Сызбалар мен көрнекі материалдар_____________
Қосымшалар_____________
Орындаған ___________________________________ ____________________
(аты-жөні)
20___ ж. ______________ қорғауға жіберілді
Кафедра меңгерушісі ________________ ____________________________
(қолы) (аты-жөні)
Жетекші ________________ _____________________________
(қолы) (аты-жөні)
Арнайы тараулар кеңесшілері:
_____________________ _______________ ____________________________
(тарау) (қолы) (аты-жөні)
_____________________ _______________ ____________________________
(тарау) (қолы) (аты-жөні)
Норма бақылау _______________ ___________________________
(қолы) (аты-жөні)
Сарапшы _______________ ___________________________
(қолы) (аты-жөні)
Алматы 2018
ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ АГРАРЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
Гидротехника, мелиорация және бизнес факультеті
Су ресурстары және мелиорация кафедрасы
5В080500 - Су ресурстары және суды пайдалану мамандығы
Дипломдық жобаны (жұмысты) орындау
ТАПСЫРМАСЫ
Студент ___________________________________ _______________________________
(аты-жөні)
Жұмыс (жоба) тақырыбы
___________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _____________________________________________________
Университет бойынша 20___ж __________________ №____ бұйрығымен бекітілген
Дайын жобаны (жұмысты) тапсыру мерзімі 20___ж _________________
Жобаның (жұмыстың) бастапқы деректері
___________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ ________________________________________________________________
___________________________________ _______________________________
Дипломдық жобаны (жұмысты) өңдеуге арналған мәселелер тізімі
___________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _____________________________________________________
Графикалық материалдардың тізімі (қажетті жағдайда)
___________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _____________________________________________________
Ұсынылатын негізгі әдебиеттер
___________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________
Жобаның (жұмыстың) арнайы тараулары бойынша кеңесшілері
Тарау
Кеңесші
Мерзімі
Қолы
Кафедра меңгерушісі ________________ ____________________________
(қолы) (аты-жөні)
Жоба жетекшісі ________________ ____________________________
(қолы) (аты-жөні)
Тапсырманы орындауға
қабылдадым, студент ________________ _____________________________
(қолы) (аты-жөні)
Дипломдық жобаны (жұмысты) орындау
ГРАФИГІ
Рет саны
Тараулар және қарастырылатын сұрақтар тізімі
Жетекшіге ұсыну мерзімі
Ескертулер
Кафедра меңгерушісі ________________ ____________________________
(қолы) (аты-жөні)
Жоба жетекшісі ________________ ____________________________
(қолы) (аты-жөні)
Тапсырманы орындауға
қабылдадым, студент ________________ _____________________________
(қолы) (аты-жөні)
МАзмұны
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
8
1
ЖОҢҒАР АЛАТАУЫНЫҢ ОҢТҮСТІК БЕТКЕЙІНІҢ ТАБИҒИ-КЛИМАТТЫҚ ЖАҒДАЙЛАРЫ ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ...
9
1.1
Нысанның орналасқан жері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
9
1.2
Табиғи-климаттық жағдайы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
10
1.3
Рельеф ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
12
1.4
Геоморфологиялық сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
13
1.5
Геологиялық құрылымы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
13
1.6
Аймақтың инженерлік-геологиялық жағдайлары ... ... ... ... ... ... . ...
13
2
ЖОҢҒАР АЛАТАУЫНЫҢ ОҢТҮСТІК БЕТКЕЙІНІҢ ӨЗЕНДЕРІНІҢ ГИДРОЛОГИЯСЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
15
2.1
Жоңғар Алатауының оңтүстік беткейінің өзендерінің гидрографиялық сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
15
2.2
Жоңғар Алатауының оңтүстік беткейіндегі өзендердің гидроэнергетикалық мүмкіншіліктері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
26
2.3
Орташа айлық су өтімін анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
34
3
СЭС НЕГІЗГІ ЖӘНЕ ҚОСАЛҚЫ ЖАБДЫҚТАРЫН АНЫҚТАУ.
37
3.1
СЭС энергетикалық параметрлерін негіздеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
37
3.2
Гидротурбинаны таңдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
39
3.3
РО-75 турбинасының негізгі параметрлерін негіздеу ... ... ... ... ... ..
44
3.4
Суды тартудың шекті биіктігін анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
45
3.5
Гидрогенераторды таңдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
46
3.6
Жылдамдықты автоматты реттегіштерді таңдау ... ... ... ... ... ... ... ..
46
4
ГИДРОЭНЕРГЕТИКАЛЫҚ ҚҰРЫЛЫМДАРДЫ ЖОБАЛАУ ЖӘНЕ ЕСЕПТЕУ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
48
4.1
Деривациялық арынды құбыр желісі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
48
4.2
Құбыр желісінің есебі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
48
4.3
Теңдестіру резервуарының есебі және оның қажеттілігінің шарты ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
51
4.4
СЭС ғимараты. Су жеткізу бөлігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
55
5
СТАТИКАЛЫҚ ЕСЕПТЕР ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
57
5.1
Кран астындағы арқалық есебі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
57
6
ҚҰРЫЛЫС ЖҰМЫСТАРЫН ҰЙЫМДАСТЫРУ ЖӘНЕ ӨНДІРІСІ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
60
6.1
Жобаның мәліметтері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
60
6.2
Құрылыс материалдары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
60
6.3
СЭС құрылымдарының құрамы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
60
6.4
Суалғыш құрылым мен арынды бассейнді тұндырғышты салу құрылысының технологиясы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
62
6.5
Сметалар. Техника-экономикалық көрсеткіштер ... ... ... ... ... ... ... .
67
6.6
Қажетті жұмысшылар саны мен тұрғын үй ауданын анықтау ... ...
67
7
ГИДРОТЕХНИКАЛЫҚ ҚҰРЫЛЫМДАР КЕШЕНІН ПАЙДАЛАНУ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
71
7.1
Пайдалану кезінде СЭС құрылымдарына қойылатын негізгі талаптар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
71
7.2
Тасқын суды өткізу шаралары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
75
7.3
Гидротехникалық құрылымдарды бақылау және пайдалану ... ... ...
75
8
ЕҢБЕКТІ ҚОРҒАУ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
77
8.1
Техника қауіпсіздігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
77
8.2
Өрт қауіпсіздігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
79
9
ҚОРШАҒАН ОРТАНЫ ҚОРҒАУ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
80
10
СЭС ЭКОНОМИКАЛЫҚ ТИІМДІЛІГІН ЕСЕПТЕУ ... ... ... ... ... ...
82
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
85
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
86
КІРІСПЕ
Қазақстан Республикасы Президентінің 2018 жылғы халыққа Жолдауында Республикамыздың экономикасын қарқынды дамытуға айрықша маңыз берген. Осы тұрғыдан алғанда еліміздің аумағындағы кіші және орташа таулы өзендердің энергетикалық патенциалын тиімді пайдалану саласында әлі де игерілмеген мәселелер көп.
Қазақстанда су ресурстарының потенциальдық энергетикалық қоры жылына 172623 млн. кВт сағатты, оның ішінде Жоңғар Алатауының оңтүстік беткейінің потенциальды су энергетикалық қоры 6994 млн. кВт сағатты құрайды.
Электр энергиясын тұтынушылардан тікелей маңында орналасқан тозығы жеткен шағын СЭС-ді қайта жөндеп іске қосу және жаңа шағын СЭС-дің құрылысы, жалпы ел үшін және жеке алғанда әрбір өңір үшін қызығушылық танытуы және энергетикалық тәуелділікке ықпал етуі айтпаса да түсінікті.
Көптеген аймақтардағы мекемелердің және халықтың электр энергиясымен қамтылуының қиыншылықтары - Қазақстанның энергетикалық салаларының жалпы тоқырауымен, әрбір облыстың энергетикалық саладағы тоқырауымен; электр энергиясының арзан түрлері өндірісі деңгейінің төмендігімен; экономиканың бұл секторына инвестициялық белсенділіктің жоқтығымен негізделген. Жалпы энергетика секторының даму бағдарламасымен қатар, Қазақстанның электр энергиясы нарығы жаңа белеске шығып келеді және экологиялық таза электр энергиясына қарай бұру тенденциясы байқалады, негізінде шағын СЭС-де өндірілетін энергия ең экологиялық таза энергия болып табылады.
Экологиялық талаптардың ұлғаюы нәтижесінде, әрбір елде қайта жаңғыртылатын энергия көздерінен алынатын электр энергиясына сұраныс артуда және тікелей энергетиканың осы облысында саланы дамыту үшін қаржылық заң құжаттарына қолайлы жағдай жасалып отыр.
Төмендегі дипломдық жобада, шағын СЭС-те электр энергиясын өндіру үшін Алматы облысындағы Жоңғар Алатауының оңтүстік беткейінен ағып шығатын өзендердің су ресурстарын пайдалану жобасы қарастырылған.
1 ЖОҢҒАР АЛАТАУЫНЫҢ ОҢТҮСТІК БЕТКЕЙІНІҢ ТАБИҒАТ ЖАҒДАЙЛАРЫ
1.1 Нысанның орналасқан жері
Қарастырып отырған аумақ Алматы облысының оңтүстік-шығыс бөлігінде орналасқан. Экономикасы дамыған, дәнді дақылдар, мал өсіретін жеке шаруашылық қожалықтары, кіші кәсіпорындары көп ауданға жатады, сондықтан бұл жерде кіші өзендердің су энергетикасын дамытудың маңызы зор. Бұл жердегі өзендердің ірілері Қорғас және Өсек болып табылады. Қалған өзендер - Күзембай, Тақтанды, Шыжын, Тышқан, Үлкен өсек, Көксай, Кіші өсек, Алтынкөл, Керегетас, Талдысу, Барахудзир жоғарыда аталған екі өзен мен тікелей Іле өзенінің салалары болып табылады және Алматы облысының оңтүстік-шығыс бөлігінен ағып өтеді. Қазіргі таңда бұл аумақтың өзендерінің су-энергетика ресурстары шамалы ғана бөлікте пайдаланады. Шикізат базасы, отын ресурстары жоқтығы және өнеркәсіп орталықтарынан шалғайда орналасуынан, қарастырылып отырған бассейн өнеркәсіптік маңызға ие емес (1 - сурет). Жалпы жоғарыда аталған өзендердің су жинау алабының ауданы 7,54 мың км2 құрайды, оның басым бөлігін тау баурайы аумақтары алып жатыр. Бассейіннің су энергетикалық қоры шамамен жылына 6,16 млрд кВт сағ [1].
Жоңғар Алатауының оңтүстік беткейі өзендерінің алабында табиғи жағдайдың қолайлығы, бас реттеуші су қоймасын жасау үшін үлкен қазаншұнқырдың болуы, үлкен өзен құламасының болуы және де негізгі массивтердің алаптық төменгі аймағында орналасуы-су ресурстарын энергетика және суармалы егіншілік үшін кешенді пайдалануға мүмкіндік береді.
Сурет 1 - Нысанның орналасқан жері
1.2 Табиғи-климаттық жағдайы
Алап климаты күрт өзгермелілігімен және басым бөлігінде құрғақшылығымен ерекшеленеді. Ауаның орташа жылдық температурасы 1,9-7,60С аралығында ауытқыды. Биік орналасуына байланысты климаттық жағдайы күрт өзгереді. Жоғарыдағы биіктіктерде-аязсыз кезеңі қысқа (60-140 күн) салыстырмалы ылғал климат. Жылдық түсетін жауын-шашын мөлшері-400-500 мм. Бұл аймақ рельефтік және климаттық жағдайлары бойынша биік таудағы жайылым мен шабындықтар ретінде қолданылуы мүмкін. 580-1700м биіктік белгісінде орналасқан далалық, шөлейтті және жартылай шөлейтті аймақтарда климаты құрғақ. Аязсыз кезеңнің узақтығы 120-216 күнді құрайды. 100Стан жоғары оң таңбалы температура ұзақтығы 2900-3700 0С арасында өзгеріп, бұл аймақта жылу сүйетін дақылдарды өсіруге мүмкіндік барын көрсетеді [2].
Жылдық түсетін жауын-шашын мөлшері 100-340мм арасында ауытқиды және оның басым бөлігі көктемде түседі. Қар қабаты желтоқсанның басында қалыптасып, ақпанның сонында біржола кетеді, оның қалыңдығы 5-20см. Жазғы кезең ауаның өте төмен ылғалдылығымен сипатталып 25%-н 45% төңірегінде болады. Егіншілік тен суару болған жағдайда ғана мүмкін. Бұл аймақта тек дәнді дақылдар, мал-азықтық дақылдары және картоп өсуі мүмкін.
Биік таудағы аңғарлардың климаттық жағдайлары Кейтін және Басқыншы метеостанцияларымен сипатталады. Сипатты метеостанциялар бойынша ауаның орташа, максимал және төменгі температуралары 1-кестеде келтіріледі.
Кесте 1 - Жоңғар Алатауының оңтүстік беткейінің температуралық сипаттамалары
Метеостан-циялар
Балтық теңізі деңгейімен биіктігі
Ор-таша жыл-дық тем-пера-тура-сы
Айлық темпе-ратураның жыл-дық ауыт-қуы
Қан-тардың орташа темпе-рату-расы [0]С
Шілде-нің орташа темпе-рату-расы
[0]С
Жыл ішіндегі ең жоғарғы және ең төменгі темпера-тура [0]С
Жыл-дық ауыт-қу
Шыжын
605
8,9
32,5
-9,4
23,1
42
-39
81
Боктер
579
8,7
33,7
-11,2
24,5
42
-43
85
Кейтін
1266
7,7
27,6
-6,6
21,0
38
-36
74
Басқыншы
1345
1,8
29,9
-14,5
14,8
34
-45
79
Сарыбастау
1233
1,7
27,7
-13,9
13,8
32
-41
73
Жобаланатын су тобаптарының алабы мен ауданында басым тұратын жел бағыты, тау жоталары, аңғарлар мен шатқалдардың үгітілуімен негізделген. Желдің максимал жылдамдығы 20-25 мсек аспайды және 20 жылда бір рет қайталануы мүмкін. Жобаланатын су қоймасынан жылына орташа су бетінен булану 500-700 мм құрайды.
Ауа температурасы 00С-тан төмен тек шілде айында ғана түспейді және +140С-тен жоғары температура жыл бойы байқалады. Ауаның ылғалдылығы төмен, жазғы уақытта күндіз 29, қыста көтеріліп 60-65 -ке барады, ауның абсолюттік ылғалдылығы - 70 .
Орташа көпжылдық жауын-шашын мөлшері 343 мм-ді құрайды, ол 100-150-ден 700 мм аралығында ауытқиды.
Жауын-шашынның орташа айлық мөлшері 2 - кестеде және 2 - суретте келтірілген.
Кесте 2 - Орташа айлық жауын-шашын мөлшері
Айлар
І
ІІ
ІІІ
ІV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
Жыл
Жауын-шашын
25
27
42
52
43
25
11
7
10
38
37
26
343
Сурет 2 - Айлар бойынша жауын-шашынның таралымы
Жауын-шашынның басым мөлшері наурыз-мамыр, ал ең аз мөлшері шілде-қыркүйек айларында түседі.
Қысқы режим. Қараша айының соңынан наурыздың ортасына дейін Өсек өзенінде қысқы режим жүреді. Бұл кезеңде су өтімі айтарлықтай тұрақты. Ағын О өтіміне дейін ешқашан қатпайды. Су деңгейінің биіктігі мұз құбылыстары есебінен өзгереді. Өзендегі мұз құбылыстары тұрақсыз, күрделі, жиі мұз жүреді, бұл кезеңде су мұз бетінен анжыр немесе еріген қар түрінде ағады, ол гидротехникалық құрылымдардың жұмысына кері әсерін тигізеді. Мұз қатқылы тұрақсыз, жиі кетеді және қайта пайда болады. Өзеннің қатуы тасты топырақтың тоңдануы есебінен жүреді [3].
Салқындатылған дөңбектастар арқылы өзен ағып, олар мұзға көміледі де қалыңдығы өсе түседі, осының салдарынан ағынның сығылуы жүріп, су деңгейі көтеріледі. Аяз ұзақ болғанда, арна түгелімен бітеліп қалады (3-кесте).
Су бұл кезде мұздың бетімен жүріп, жаңа қабаттарды қатырады. Сол себепті өзенде сатылы мұз қабаты пайда болады, олардың биіктігі 1-1,5 м-ге баруы мүмкін. Қар қабатының ең жоғарғы биіктігі қаңтар-ақпан айында байқалып, 40-63 см-ге жетеді, орташа биіктігі 10-20 см.
Тау бөктерінде жел тұратындықтан, қар тығыз болып жатады. Таулы ауданда (Өсек өзені аңғарында) жел сирек болады және сондықтан қар жұмсақ, сол себепті жиі қар сырғуы байқалады, олар 1982-83 жылдары аңғардың оң беткейінде су бекетінен жоғары және суалғыш ауданында болды. Қар көшкіні өзен арнасын 1,5-3,0 м қабатпен көміп тастайды, бірақ өзен өзіне тез жол ашып алады. Жел көбіне солтүстік шығыстан және солтүстік бағытта тұрады. Желдің қайталанғыштығы 20-36, кейде тыныш ауа-райы байқалады.
Кесте 3 - Ауа температурасының сипатты мәндері
Сипаты
І
ІІ
ІІІ
ІV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
жыл
Орташа көпжылдық
орташа максимум минимум
-8,6
14
-43
-7,1
15
-45
-0,1
23
-36
8,5
32,3
-16
13,9
38
-6
18,5
38
-4
21,7
40
0
19,5
38
-1
13,1
38
-10
5,8
31
-20
-0,2
24
-38
-4,6
22
-46
6,7
40,0
-46,0
Ең суық жылы
орташа максимум минимум
-7,4
10,5
-28,6
-7,4
9,1
-26,3
2,4
13
-22,4
6,9
23,2
-8,5
16
31
0,5
19,8
33,5
4,7
22,1
34,8
3,1
20,1
34,4
2,5
12,3
31,3
-4,5
5,5
27,9
-9,6
-5,8
16,2
-32,3
-16
6,0
-35,6
5,7
34,8
-35,6
Ең жылы кезеңді жылда
орташа максимум минимум
-6,1
10,6
-38,1
-0,8
13,5
-20,5
4,3
21,5
-8,6
10,227,5-1,3
15,8
29,8
-1,2
21,5
38
2,2
20,7
35,5
0,2
20,4
35,7
3,0
13,5
30,8
-3,5
8,4
34,6
-11,8
1,4
23,7
-19,3
-7,1
9,0
-22,4
9,0
38,0
-38,1
1.3 Рельеф
Рельефтік сипаты бойынша алапта бірқатар геоморфологиялық облыстар көрінеді:
1. Қатты байқалатын таулы рельеф облысы.
2. Тауарлық аңғарлар облысы.
3. Тау етегіндегі жазықтық облысы.
4. Осы заманғы және көне террасалар, өзен аңғарлары облысы.
Бірінші облысқа кешенді жота Алтын емес, Қоянды тау және басқа таулар жатады. Бұл аймақ бөлігінде-қатты тығыз биіктаулы рельеф, орта бөлігінде-тілімденуі шамалы төмендеу орта таулы рельеф сипатты.
Тауарлық аңғарлар облысы жазық, кейде төбелі-сайлы рельефпен сипатталады. Орта таулы Алтын емел және Қояндытау аңғарларының басым бөлігі суарұмалау үшін жарамды. Кетпен жотасы мен Бұғаты тауының тау бөктеріндегі жазықтықтарының жоғарғы бөлігінде рельефі тегістеле түседі. Биіктік белгісі төмендеген сайын, Қарадала және Ұзынбұлақ тау етегі жазықтықтарында рельефтік жағдайлары бойынша суару мүмкіндігі күрт көтеріледі. Іле өзенінің террасалы сол жағалық атырауы жалды құмдардан, сортаңды және батпақты топырақтан тұрады. Рельефтік және топырақтық-мелиоративтік жағдайлары бойынша суармалы егіншілікке жарамсыз. Шарын өзенінің атырауы, батпақты төмен жерлермен қатты қиылысқан жазықтықтан турады. Тегістеу жұмыстары мен кәріз жүйелерін орнатса суармалы егіншілікке жарамды.
1.4 Геоморфологиялық сипаттамасы
Жоңғар Алатауы Тянь-Шаньннің шығыс жағындағы солтүстік доғасы болып табылады, оның таулы жоталары тісті тік құзды беткейлі және жотасының тегіс желісімен сипатталады. Тау жотасының абсолюттік биіктігі 3700-4200 м төңірегінде.
Таулар мен шатқалдарда жыл бойы қар көп болады, ал солтүстік беткейде, ауданы шамалы мұздықтар бар. Өзен аңғарының беткейлері биік және тік, кей жерінде жартасты, басым бөлігінде ірі кесекті шашырандымен көмкерілген, олар кейде белсенді. Өзен жайылмасының қыраттары қатты тілімденген. Мұндағы өзендердің арналық жағалары онша көрінбейді, арна қатты сақталады, судың ағысы буырқанған. Орта және төменгі ағыста жайылма террасасының ені 40-60 м-н аспайды.
1.5 Геологиялық құрылысы
Жоңғар Алатауының соңындағы мекен қалыңдығы үлкен әртүрлі шөккіш жыныстармен сипатталады. Өзен аңғарының қыраттарында төрттік дәуір шөгінділері ірі кесекті грунттан тұрады. Оның қалыңдығында дөңбектасты және құмды қабаттар бар.
Өзендер арнасы мен өзендік терраса шегінде дөңбек-малта тасты жыныстардан тұратын аллювиальды шөгінділер жатыр. Өзен тасындыларының шөгінділері құрамы біртекті болып келеді. Өзен шатқалдан шығу жерінде аллювиальды шөгінділердің механикалық құрамы едәуір өзгереді.
Жайылма террасасындағы дөңбектастардың мөлшері кішірейіп, керісінше қиыршық тас пен құм компоненттерінің мөлшері 30-35-ға дейін ұлғаяды. СЭС салынатын ауданның сейсмикалық дәрежесі Рихтер шкаласы бойынша 7 баллды құрайды.
1.6 Аймақтың инженерлік-геологиялық жағдайлары
Деривация трассасы өзен аңғарының сол жағалық беткейімен, жүру жолы бойымен өтеді. Трассада құламалар, жартас сынықтары, қар үйінділері мен көшкіндері байқалады.
Осы жағдайларды ескеріп, грунтқа көмілген құбыр желісімен іске асырылатын, арынды деривация схемасын қабылдаудың тиімді деген қорытындыға келеміз. Грунт құбырды төсеу тереңдігін, грунттың тоңдану тереңдігінен кіші етіп, яғни 126 см-ден төмен тағайындаймыз. Деривация трассасында төмендегі тау жыныстарының түрлері кездеседі:
oo суалғыш маңында байланыспаған дөңбек-малтатасты шөгінділер, шағал, саздақты-тасты-шағао;
oo 460 метр ұзындықты ПК 0+48-ден ПК 4+49 аралықтағы учаскеде, саздақты толтырғышты тас және шағал кристалл жыныстары жатыр. Бұл грунттарды экскаватормен өңдеуге болады;
oo 270 метр ұзындықты ПК 4+49-ден ПК 7 аралықтағы учаскеде, шамалы ұсақ шағал қоспалары бар орта тығыздықтағы жеңіл саздақ жатыр.
Грунтты тығыздау оның байланысын көтереді және кесетін күштерге қарсылығын күшейтеді. Ішкі үйкеліс бұрышы 350, табиғи жағдайда аңғар беткейіндегі деривацияның бұл учаскесі тұрақты. СЭС ғимараты учаскесіндегі өзен арнасы әлсіз зерттелген, жайылма террасасындағы аллювиальды жыныстардан түзілген.
СЭС ғимараты табанында дөңбек-малта тасты шөгінділер жатыр. Табаны тұрақты, рұқсат етілетін салмақ 3,5-4,0 кгсм2, қазаншұңқырдағы жақтау бұрышын 450 деп қабылдаймыз.
2 ЖОҢҒАР АЛАТАУЫНЫҢ ОҢТҮСТІК БЕТКЕЙІНІҢ ӨЗЕНДЕРІНІҢ ГИДРОЛОГИЯСЫ
2.1 Жоңғар алатауының оңтүстік беткейінің өзендерінің гидрографиялық сипаттамасы
Мұндағы өзендер Іле өзенінің оң саласы болып табылады. Олар бастауын Жоңғар Алатауының оңтүстік беткейіндегі мұздықтардан алады.
Өзендердің ішіндегі ең ірісі Қорғас өзені жалпы ұзындығы 160 км, Іле өзенінің оң жағалау саласы болып табылады, су жинау алабы 1457 км2, таулы бөлігіндегі орташа су өтімі 16,30 м3с құрайды. Таудан шығар жерге дейінгі ұзындығы 63 км, су жинау алабы 957,3 км2 болып, Қорғас өзенінің тау бөлігіндегі еңістігі 0,0299 ал, бастаудан атырауға дейінгісі 0,017 құрайды.
Тағы бір үлкен өзені Өсек.Ол өз суын Іле өзеніне құяды. Тау бөлігіндегі орташа су өтімі 17,90 м3с дейін жетіп, Іле өзеніне құйяр жеріндегі жылдық орташа су өтімі 12,75 м3с құрайды. Оның жалпы ұзындығы 142 км, су жинау алабының ауданы 3860 км2 құрап, тау бөлігіндегі еңістігі 0,38, ал жалпы ұзындық бойынша еңістігі 0,019 болады [2].
Бұл аумақтың орташа өзендеріне Кіші Өсек Және Үлкен Өсек өзендері жатады. Кіші Өсек өзенінің ұзындығы 40 км, су жинау алабы 417,4 км2, еңістігі 0,0498 болады. Үлкен Өсек өзенінің гидрологиялық сипаттамалары тиісінше 31 км, 338 км2 және 0,066 құрайды (3 - сурет).
Осы аумақтың қалған өзендерінің гидрологиялық сипаттамалары 4 -кестеде келтірілген.
Кесте 4 - Жоңғар Алатауының оңтүстік беткейі өзендерінің гидрографикалық сипаттамасы
Өзендер
Жылдық орташа су өтімі, м[3]с
Ұзындығы, км
Су жинау алабы, км[2]
Қорғас
15,5
160
1457
Күзембай
2,6
14
137
Тақтанды
3,15
14
83,5
Шыжын
2,75
28
145
Тышқан
3,3
49
246
Өсек
17,9
142
3860
Үлкен Өсек
5,25
31
338
Көксай
2,35
16
136
Кіші Өсек
6,9
40
417,4
Алтынкөл
1,2
20
64
Керегетас
1,15
12
68
Борохудзир
2,9
74
590
Сурет 3 - Жоңғар Алатауының оңтүстік беткейіндегі өзендердің гидрографиялық желісі
4 - кестеден байқайтынымыз қалған өзендердің су өтімі шамалары 1,15-3,3 м3с арлығында болып, су аз болғанымен, тау бөлігіндегі өзен құламалары едәуір мөлшерде болғандықтан энергетикалық маңызы зор.
Осы аумақтағы өзендердің жылдық гидрографтары 5 - кестеде және 4 - 10 -суреттерде келтірілген. Бұл кестеден байқайтынымыз бұл өзендрдің барлығы да таулы өзендер түріне жататындығы. Сондықан олардың суы мол кезеңдері негізінен шілде айында болатындығы. Себебі олар биік таудағы мұздықтармен қоректенеді. Тек қана Өсек өзенінде максималды су ағысы шілде айының ортасына келетіндігі. Бұл осы өзеннің еріген қар суымен қоректенетіндігін көрсетеді [1].
Физика-географиялық жағдайлары бойынша өзендердің алабы екі сипаттық бөлімге бөлінеді.
Бірінші бөлім - таулы бөлік және екінші бөлім аңғарлық - таудың төмен жағы. Бірінші бөлімде су айырығы жоғарғы жағында 1300-1320 м, ал соңғы жағында 700-800 м биіктік белгісінде өтеді. Осы бөлікте өзен су жинайды. Бірінші бөлім соңында жобаланатын СЭС-тің суалғыш құрылымының жармасы көзделеді.
Екінші бөлім көптеген шығыңқы жерлерден түзілген аңғардан тұрады. Жергілікті жердің биіктік белгісі 500-600 арасында, бұл тәлімде өзен суы суару үшін пайдаланылады, судың біршама бөлігі дөңбек- малта тасты шөгінділерде жоғалады.
Таулы учаскеде өзен аңғары тік (200 - 350) және көбіне ашық беткейлі терең шатқалдан тұрады. Беткей грунты сынғыш және ашық жартасты. Таудан шығар жерінде өзеннің сол жағасында биіктігі 25-40 м, ені 50-80 м жылжитын топырақ бар.
Аңғардың түбі ені 40-50 м тар болып келеді, таудан шығар жерінде 200 м-ге дейін жайылады. Аңғар түбінің грунты дөңбек- малта тасты, қатты сүзіледі. Дөңбек тастардың диаметрі 0,3-0,5 м. Өзен аңғар түбімен ағады. Өзеннің ені 2-4 м, кейде 5-6 м-ге барады, тереңдігі 0,2-0,6 м.
Ағынның жылдамдығы 1-2 мс, ал тасқын кезінде 2,5 мс-н асады. Өзен арнасының жағасы тік, жарлы, биіктігі 0,3-1 м.
Өзеннің бойлық пішіні, биіктігі 0,2-0,3 м көптеген құрамалы сатылы, бірақ тұрақты емес, су тасығанда деформацияға ұшырайды, аралық кезеңде салыстырмалы тұрақты [4].
Кесте 5 - Жоңғар Алатауының оңтүстік беткейі өзендерінің көпжылдық орташа режимдері
Өзен
Бақылау пунті
Су жинау алабы, км[2]
Алық орташа су өтімдері, м3с
Көпжылдық орташа су өтімі, м3с
Жылдық ағын, млн.м[3]
Ағынның көпжылдық орташа модулі, лс
Жылдық ағынның құбылмалылық коэффициенті, Сv
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
Қорғас
Басқыншы ауылы
1160
5,38
4,72
4,32
7,64
21,7
31,6
35,5
25,6
11,6
7,46
6,28
5,70
13,96
508
13,9
-
Шыжын
Шыжын ауылы
104
0,10
0,34
0,45
0,98
1,55
3,06
5,82
5,43
5,05
5,00
4,21
1,15
2,76
87,1
26,5
-
18
18
ТышқанСары бел ауылы
174
1,92
1,62
1,95
2,09
3,52
3,52
8,70
6,86
3,81
3,06
2,00
1,99
3,42
108
19,7
-
Үлкен Өсек
Сарыбастау шатқалы
712
2,46
2,23
2,15
3,15
14,1
32,3
33,5
24,3
9,98
5,14
3,57
2,86
11,31
386
15,9
0,17
Кіші Өсек
Сарыбастау шатқалы
439
2,22
1,98
1,88
2,19
5,72
14,0
16,7
13,1
6,73
4,16
3,21
2,52
6,20
205
14,8
0,19
Өсек
Талды ауылы
1250
3,97
3,29
3,23
4,83
20,6
46,7
54,8
37,3
19,3
8,87
6,24
4,72
17,82
486
12,3
0,10
Борохудзир
Кейтін ауылы
464
1,80
1,84
1,90
2,27
3,03
2,67
2,58
2,23
2,10
1,95
1,86
1,73
2,16
64,0
4,38
0,19
19
19
Сурет 4 - Қорғас өзенінің жылдық гидрографы
20
20
Сурет 5 - Шыжын өзенінің жылдық гидрографы
21
21
Сурет 6 - Тышқан өзенінің жылдық гидрографы
22
22
Сурет 7 - Үлкен Өсек өзенінің жылдық гидрографы
23
23
Сурет 8 - Кіші Өсек өзенінің жылдық гидрографы
24
24
Сурет 9 - Өсек өзенінің жылдық гидрографы
25
25
Сурет 10 - Борохудзир өзенінің жылдық гидрографы
2.2 Жоңғар Алатауының оңтүстік беткейіндегі өзендердің гидроэнергетикалық мүмкіншіліктері
Тау жоталарынан бастау алатын бұл өзендердің біршама потенциальдың су энергетикалық қорлары бар. Әсіресе олардың жоғарғы тау маңайындағы бөліктерінде кіші су электр станцияларын орнатуға болады. Осының арқасында маңайдағы ауылдарды, кішігірім кәсіпорындарды қайта қалпына келе алатын, экологиялық таза жергілікті арзан энергия көзімен қамтамасыз етуге болады. 6 - кестеде жергілікті өзендердің потенциальдық су ресурстары келтірілген.
Кесте 6 - Жоңғар алатауының оңтүстік беткейінің потенциальды су энергетикалық ресурстары
Өзендер
Су жинау алабы, км[2]
Ұзын-дығы, км
Құла-масы, м
Жылдық орташа су өтімі, м[3]с
Жалпы еңістігі
Қуаты, мың кВт
Энергия, жылына млн. кВт сағ
Қорғас
1457
160
2719
15,5
0,0170
248,24
2174,48
Күзембай
137
14
930
2,6
0,0664
11,86
103,90
Тақтанды
83,5
14
1010
3,15
0,0721
15,16
132,81
Шыжын
145
28
2678
2,75
0,0956
28,87
252,89
Тышқан
246
49
2945
3,3
0,0601
41,43
362,91
Өсек
3860
142
2762
17,9
0,0195
186,69
1635,10
Үлкен Өсек
338
31
2059
5,25
0,0664
39,85
349,09
Көксай
136
16
1258
2,35
0,0786
14,56
127,55
Кіші Өсек
417,4
40
1990
6,9
0,0498
70,22
615,13
Алтынкөл
64
20
764
1,2
0,0382
4,50
39,42
Керегетас
68
12
1460
1,15
0,1217
8,30
72,71
Борохудзир
590
74
1612
2,9
0,0218
32,18
290,48
6 - кестеден байқайтынымыз кішігірім гидроэлектростанциялар салу үшін бұл аумақтағы өзендерде біршама мүмкіндіктердің бар екендігі. Қорғас пен Өсек өзендерінде салынатын СЭС-тердің қуаты біршама болса, Тышқан, Үлкен Өсек, Кіші Өсек және Борохудзир өзендері де кіші СЭС салуға жарамды. Төменгі 11-16 суреттерде осы өзендердің ұзына бойлық профилі, алабының үстемелеу ауданы, жылдық орташа су өтімінің артуы және меншікті және жиынтық су энергетикалық ресурстары келтірілген.
27
27
Сурет 11 - Қорғас өзенінің су энергетикалық сипаттамасы
28
28
Сурет 12 - Өсек өзенінің су энергетикалық сипаттамасы
Сурет 13 - Үлкен Өсек өзенінің су энергетикалық сипаттамасы
Сурет 14 - Кіші Өсек өзенінің су энергетикалық сипаттамасы
Сурет 15 - Тышқан өзенінің су энергетикалық сипаттамасы
Сурет 16 - Борохудзир өзенінің су энергетикалық сипаттамасы
11 - суретте Қорғас өзенінің су энергетикалық сипаттамалары келтірілген. Бұдан байқайтынымыз өзен өз бастауын 3250 м биіктіктен алып, 531 м биіктік белгісінде Іле өзеніне құяды. Өзеннің ұзына бойында су энергиясы таулы бөлікте күрт өсе отырып, жазыққа шыққасын оның өсу шамасы біршама азаяды. Әрбір шақырымға шаққандағы меншікті су энергетикалық ресурстар өзеннің бастауынан санағанда 43 км, Үлкен қазан өзенінің құятын саласынан бастап Ойжайлау өзені саласына - 63 км дейінгі аралықта өзінің максимальды шамасына ие болып, 4,7 мың кВткм шамасына дейін жетеді. Мұндағы биіктік құламасы 20 шақырым арақашықтыққа 855 м құрап, еңістік 0,0427 тең болады.
12 - суретте осы өңірдің тағы бір ірі өзені Өсек өзенінің су энергетикалық сипаттамалары келтірілген. Бұдан байқайтынымыз өзен өз бастауын 3231 м биіктіктен алып, 505 м биіктік белгісінде Іле өзеніне құяды. Мұнда да өзеннің ұзына бойында су энергиясы таулы бөлікте күрт өсе отырып, жазыққа шыққасын оның өсу шамасы біршама азаяды. Әрбір шақырымға шаққандағы меншікті су энергетикалық ресурстар өзеннің бастауынан санағанда 15 км, Қабыл өзенінің құятын саласынан бастап Сол Өсек өзені саласына - 27 км дейінгі аралықта өзінің максимальды шамасына ие болып, 4,2 мың кВткм шамасына дейін жетеді. Мұндағы биіктік құламасы 12 шақырым арақашықтыққа 930 м құрап, еңістік 0,0775 тең болады.
13 - суретте Үлкен Өсек өзенінің су энергетикалық сипаттамалары келтірілген. Бұдан байқайтынымыз өзен өз бастауын 3560 м биіктіктен алып, 1500 м биіктік белгісінде Өсек өзеніне құяды. Өзеннің ұзына бойында су энергиясы едәуір мөлшерде болады. Әрбір шақырымға шаққандағы меншікті су энергетикалық ресурстар өзеннің бастауынан санағанда 15 км, Көксай өзенінің құятын саласынан бастап Өсек өзеніне құятын жерге дейін - 27 км дейінгі аралықта өзінің максимальды шамасына ие болып, 2 мың кВткм шамасына дейін жетеді. Мұндағы биіктік құламасы 12 шақырым арақашықтыққа 605 м құрап, еңістік 0,0504 тең болады.
14 - суретте Кіші Өсек өзенінің су энергетикалық сипаттамалары келтірілген. Бұдан байқайтынымыз өзен өз бастауын 3200 м биіктіктен алып, 1210 м биіктік белгісінде Өсек өзеніне құяды. Өзеннің жалпы ұзындығы 40 км құрайды. Өзеннің ұзына бойында су энергиясы едәуір мөлшерде болады. Әрбір шақырымға шаққандағы меншікті су энергетикалық ресурстар өзеннің бастауынан санағанда 14 км, Көк өзенінің құятын саласынан бастап Керегетас өзені құятын жерге дейін - 17 км дейінгі аралықта 1,8 мыңкВт км шамасында болса, одан 7 шақырым аралықта, яғни 25 км құятын Талдысу өзеніне дейін жоғарылап 2,6 шамасына жетеді. Мұндағы биіктік құламасы 7 шақырым арақашықтыққа 383 м құрап, еңістік 0,0547 тең болады.
15 - суретте Тышқан өзенінің су энергетикалық сипаттамалары келтірілген. Бұдан байқайтынымыз өзен өз бастауын 3635 м биіктіктен алып, 690 м биіктік белгісінде егістік мақсатқа, жерге жерге сіңіп толығымен жойылады.. Өзеннің жалпы ұзындығы 49 км құрайды. Өзеннің ұзына бойында су энергиясы едәуір мөлшерде болады. Әрбір шақырымға шаққандағы меншікті су энергетикалық ресурстар өзеннің бастауынан санағанда 14 км, Құйынды Қарасай өзенінің құятын саласынан бастап аты жоқ сайға дейінгі дейін - 3 км дейінгі аралықта 3 мыңкВт км шамасына жетеді. Мұндағы биіктік құламасы 3 шақырым арақашықтыққа 348 м құрап, еңістік 0,116 тең болады, яғни осы аумақтағы өзендердің арасында меншікті энергиясы ең жоғарғысы болып табылады.
16 - суретте Борохудзир өзенінің су энергетикалық сипаттамалары келтірілген. Бұдан байқайтынымыз өзен өз бастауын 2256 м биіктіктен алып, 544 м биіктік белгісінде егістік мақсатқа, жерге жерге сіңіп Алақоға батпағымен аяқталады. Өзеннің жалпы ұзындығы 74 км құрайды. Өзеннің ұзына бойында су энергиясы едәуір мөлшерде болады. Әрбір шақырымға шаққандағы меншікті су энергетикалық ресурстар өзеннің бастауынан санағанда 26 км, Белбұлақ өзенінің құятын саласынан бастап аты жоқ сайға дейінгі дейін - 5 км дейінгі аралықта 1,5 мыңкВт км шамасына жетеді. Мұндағы биіктік құламасы 5 шақырым арақашықтыққа 318 м құрап, еңістік 0,0638 тең болады.
Суреттерден байқайтынымыздай бұл өзеннедердің барлығы да су энергиясын өндіруге жарайды. Олардың таң аймағында еңістіктері жеткілікті, су өтімдері де кіші су электр станциясын орнатуға жарамды. Осы өзендердің ішінен Өсек өзенінен кіші СЭС салу үшін таңдап аламыз.
2.3 Судың орташа айлық өтімін анықтау
Өсек өзені бойынша судың орташа айлық өтімдері 7 - кестеде келтірілген.
Кесте 7 - СV өзгергіштік коэффициентін анықтау
Рс
Жылдар
Q, м3с
Q кему тәртібімен, м[3]c
k
k-1
(k-1)[2]
(k-1)[3]
1
1982
17,31
20,82
1,17
0,17
0,0283
0,0048
2,38
2
1983
17,45
20,76
1,16
0,16
0,0272
0,0045
5,78
3
1984
16,86
19,94
1,12
0,12
0,0141
0,0017
9,18
4
1985
16,42
19,89
1,12
0,12
0,0135
0,0016
12,59
5
1986
16,28
19,82
1,11
0,11
0,0126
0,0014
15,99
6
1987
16,32
19,67
1,10
0,10
0,0108
0,0011
19,39
7
1988
16,72
19,61
1,10
0,10
0,0101
0,0010
22,79
8
1989
15,96
18,97
1,06
0,06
0,0042
0,0003
26,19
9
1990
15,87
18,96
1,06
0,06
0,0041
0,0003
29,59
10
1991
15,89
18,91
1,06
0,06
0,0037
0,0002
32,99
11
1992
15,42
18,54
1,04
0,04
0,0016
0,0001
36,39
12
1993
16,69
18,32
1,03
0,03
0,0008
0,0000
39,80
13
1994
17,81
17,81
1,00
0,00
0,0000
0,0000
43,20
14
1995
18,97
17,69
0,99
-0,01
0,0001
0,0000
46,60
15
1996
19,94
17,45
0,98
-0,02
0,0004
0,0000
50,00
16
1997
19,89
17,31
0,97
-0,03
0,0008
0,0000
53,40
17
1998
16,21
16,94
0,95
-0,05
0,0024
-0,0001
56,80
18
1999
18,54
16,86
0,95
-0,05
0,0029
-0,0002
60,20
19
2000
16,94
16,75
0,94
-0,06
0,0036
-0,0002
63,61
20
2001
16,75
16,72
0,94
-0,06
0,0038
-0,0002
67,01
21
2002
17,69
16,69
0,94
-0,06
0,0040
-0,0003
70,41
22
2003
18,96
16,42
0,92
-0,08
0,0062
-0,0005
73,81
23
2004
18,91
16,32
0,92
-0,08
0,0071
-0,0006
77,21
24
2005
19,67
16,28
0,91
-0,09
0,0075
-0,0006
80,61
25
2006
20,82
16,21
0,91
-0,09
0,0082
-0,0007
84,01
26
2007
20,76
15,96
0,90
-0,10
0,0109
-0,0011
87,41
27
2008
19,61
15,89
0,89
-0,11
0,0117
-0,0013
90,82
28
2009
18,32
15,87
0,89
-0,11
0,0120
-0,0013
94,22
29
2010
19,82
15,42
0,87
-0,13
0,0181
-0,0024
97,62
Сумма
516,8
29,00
0,00
0,2308
0,0072
Q0
17,82
СS= 20,09=0,18
м3с
Кесте 8 - Өсек өзенінің орташа айлық өтім Q017,82 м3с болғанда қамтамасыздық қисығын есептеу
Р,
1
3
5
10
20
25
50
75
95
99,9
kp
1,221
1,176
1,153
1,117
1,074
1,058
0,097
0,938
0,858
0,746
QS= kp Q0
21,7
20,9
20,5
19,9
19,1
18,8
17,7
16,7
15,2
13,2
7 және 8 кестелер бойынша Өсек өзенінің жылдық орташа су өтімінің теориялық қамтамасыздық қисығының графигін тұрғызамыз. 17 - суреттен алдағы есептеулерде пайдаланылатын 90% қамтамасыздыққа сәйкес келетін су өтімін табамыз. Оның шамасы Q90% = 15,57 м3с сәйкес келеді. Алдағы кіші су электр станциясының есептеулері осы табылған санды пайдаланыла отырып жүргізіледі.
Сурет 17 - Өсек өзеніндегі жылдық орташа су өтімінің теориялық қамтамасыздық қисығы
Сурет 17 - Өсек өзеніндегі жылдық орташа су өтімінің теориялық қамтамасыздық қисығы
3 СЭС НЕГІЗГІ ЖӘНЕ ҚОСАЛҚЫ ЖАБДЫҚТАРЫН ІРІКТЕУ
3.1 СЭС энергетикалық параметрлерін негіздеу
Алдыңғы тараудың 2.3 бөлімде келтірілген және бұдан кейінгі есептер үшін СЭС-ң негізгі энергетикалық параметрлері төмендегідей:
- есептік арын -64,47 м;
- орташа айлық өтім- 17,82 м3с;
- бекітілген қуат- 9246 кВт.
3.1.1 СЭС арынын анықтау
Суалғыш тор абындағы су жиегінің қалыпты деңгейінің биіктік белгісі 1941,0 м құрайды. СЭС-ң есептік өтімі кезінде су торабындағы құрылым-дардағы арын шығыны: Qp=17,82 м3с болғанда құрайды:
- су қабылдағышта 0,62 м-ге тең, себебі су қабылдағыш галереясының соңғы жағындағы су тереңдігі 64 см құрайды, сондықтан шығындар құрайды:
0,2+1,06-0,640,62 м;
- тұтындырғышта, ұзындығы бойынша - 0,1 м;
- жалғастырғыш науа ұзындығы бойынша -0,08 м;
- арынды бассейнде- 0,05 м;
- деривациялық құбыр ұзындығы бойынша -2,63 м.
Сонда шығындар қосындысы -3,48 м құрайды. СЭС-ы есептік өтім болғанда турбиналы арнадағы алып кетуші камерадағы су жиегінің белгісі 1873,05 м болады, сонда СЭС-ң есептік арыны тең болады [2].
Нр1941,0-3,48-1873,0564,47 м
СЭС өтімі өзгеруімен, шығын өзгереді, сонымен бірге СЭС қуаты өзгереді.
Өтімнің өзгеруіне байланысты арын шығынының есептері 9 - кестеде келтірілген.
Кесте 9 - Өтім өзгеруіне байланысты арын өзгеруінің есебі
Рс
Арынды бассейндегі
СД
QpСЭС, м3с
Алып кетуші каналдағы СД
Арын брутто, м
Құбырдағы арын жоғалуы, м
Арын нетто, м
1
1940,15
9,0
1872,84
67,31
0,2
67,11
2
1940,15
11,0
1872,89
67,26
0,43
66,83
3
1940,15
13,0
1872,94
67,21
0,766
66,44
4
1940,15
15,0
1873,00
67,15
1,72
65,43
5
1940,15
17,0
1873,05
67,10
2,63
64,47
6
1940,15
19,0
1873,11
67,04
4,79
62,25
7
1940,15
21,0
1873,17
66,98
5,27
61,71
Байланыс қисығы Н есептік өтімге байланысты 18 - суретте келтірілген.
Гидроэлектростанцияның қуаты арын мен өтімнің тәуелдігінде жатыр.
Арын мен өтімді теңдей өзгерте отырып, олардың әртүрлі мәндерінде біркелкі қуатты алуға болады. Есеп үшін өзендегі судың орташа айлық өтімдерінің 75-қ қамтамасыздығы алынды. Егер қуаттың өсуі, өтім өсуінің жолымен жүрсе, онда ол судың СЭС үшін жетіспеушілігіне алып келеді [5].
Сондықтан су аз жылдары (жылдың суы аз айларында) электр энергиясын тұтынушылардың бір бөлігі қамтылмай қалады. СЭС бұл кезеңде аз өтімде шағын қуатпен жұмыс істейтін болады.
Жобаланатын СЭС үшін арын шамасын сол жердің рельефімен, суалу құрылымының орналасқан жерімен, СЭС ғимараты мен арын шығынын ескергенде Нр64,47 м тең сәйкес теңестіру резервуарымен анықтаймыз.
СЭС қуаты төмендегі формуламен анықталады:
Nуст9,81QрНра, кВт (5)
мұнда: Q0- 17,82 м3с тең есептік өтім;
Нр- 64,47 м тең есептік арын;
а- агрегат ПӘК, 0,86 тең.
Nуст.9,8117,8264,470,869246 кВт.
Сурет 18 - H=f(Qес.СЭС) байланыс графигі
3.2. Гидротурбинаны таңдау
Гидротурбиналар жүйесін таңдау кезінде мынаны ескерту қажет, су жүру бөлігінің ерекшеліктерімен негізделген әртүрлі қасиеттерге ие 11.
Қондырғыға екі гидротурбина қабылдаймыз, олардың әрбірінің қуаты тең болуы керек:
кВт (6)
мұнда, Nуст- СЭС-ң бекітілген қуаты, кВт;
сонда,
кВт4623 кВт
Бір турбинаның есептік өтімі құрайды:
м3с (7)
м3с
Есептік қуат Nа4623 кВт және есептік арын Нр64,47 м бойынша, турбиналарды таңдаудың еркін графигінен бұл параметрлерге реактивті радиальды-осьтік РО-75 гидротурбинасы сәйкес келетінін табамыз [23].
РО-75 турбинасы үшін, доңғалақ диаметрі мен айналым санын анықтау үшін жеке графиктен, Д12000 мм, ал n=1000 айн.мин. екенін анықтаймыз.
Осы параметрлерді стандартқа сай анықтау үшін ұқсастық формулаларын және осы турбинаның универсал сипаттамасын пайдаланамыз.
Ұқсастық формулалары:
және (8)
мұнда, Q- есептік өтім, м3с;
H- есептік арын, м;
Q11 және n11- модельдік доңғалақтың өтімі мен айналым саны,
Дм370 мм.
Сонда аламыз:
м3с
Универсалды сипаттамадағы Q110,529 м3с, ПӘК мәні график орталық бөлігінің сол жағынан көрсеткендіктен, онда Д және n таңдауы, Q110,600м3с, ал n1170 айн.мин деп алып, ұқсастық формулаларынан Д және n мәндерін стандарттық шамаларға дейін дөңгелектеп анықтаймыз:
м (9)
м
Стандарттық шамаға дейін дөңгелектейміз, Д1,35 м аламыз.
айнмин.
айнмин.
Стандартты шамасы n428,6 айн.мин
Турбина параметрлерін соңғы рет анықтау турбина ПӘК-н анықтауға келіп тіреледі, оны универсал сипаттамадан алынған модель ПӘК-і бойынша табамыз [22].
Есептік формула бойынша турбина ПӘК-н анықтаймыз:
,
мұнда: max- модельдің ең жоғарғы ПӘК-і;
m.max- натурадағы турбинаның ең жоғарғы ПӘК-і;
Дм және Дт- тиісінше модельдің және натуралы турбинаның
Диаметрлері
, сонда m=kм1,002м
Келтірілген айналым саны n11 мен келтірілген өтімге Q11 м3с байланысты, универсал сипаттамадан 1 аламыз да, 1m мәнін табамыз. РО-75 турбинасының жұмыстық сипаттамасын тұрғызу үшін қажет есепті 10 - кестесіне жазамыз. График тұрғызамыз (19, 20 - сурет).
Кесте 10 - РО-75 турбинасының жұмыстық сипаттамасы
Рс
Келтірілген өтім,
Q11, м3с
Модель ПӘК, м,
Турбина өтімі
Q, м3с
Турбина ПӘК,
m,
Турбина қуаты, N, кВт
1
600
81,4
6,41
81,6
3307
2
650
83,40
6,94
83,2
3653
3
675
84,8
7,21
85,0
3875
4
700
86,3
7,48
86,5
4090
5
725
87,1
7,74
87,3
4275
6
750
87,15
8,01
87,35
4425
7
800
86,6
8,54
86,8
4690
8
825
85,4
8,81
85,4
4758
9
850
83,9
9,08
83,9
4817
Кестенің есептеу формулалары:
, м[3]с (10)
mм1,002, (11)
N=9,81 QіНі, кВт (12)
СЭС және агрегаттық жұмыстық сипаттамасын тұрғызу үшін есептерді 11-кестеге келтіреміз.
Кесте 11 - СЭС және агрегаттық жұмыстық сипаттамасы
Рс
Турбина қуаты,
NТ, кВт
Турбина өтімі
Qт, м3с
Турбина ПӘК,
т,
Генера-тор
ПӘК,
г,
Агрегат ПӘК,
ат +г,
Агрегат қуаты, Na, кВт
СЭС қуаты, NСЭС, кВт
1
3307
6,41
81,6
0,93
76,0
2513
5027
2
3653
6,94
83,2
-
77,0
2813
5626
3
3875
7,21
85,0
-
79,1
3065
6130
4
4090
7,48
86,5
-
80,5
3292
6585
5
4275
7,74
87,3
-
81,3
3476
6951
6
4425
8,01
87,35
-
81,5
3606
7213
7
4690
8,54
86,8
-
80,1
3757
7513
8
4758
8,81
86,4
-
79,9
3802
7603
9
4817
9,08
83,9
-
78,2
3767
7534
Сурет 19 - РО - 70 турбинасының жұмыс сипаттамасы
Сурет 19 - РО - 70 турбинасының жұмыс сипаттамасы
Сурет 20 - РО - 70 турбинасының су өтімі сипаттамасы
Сурет 20 - РО - 70 турбинасының су өтімі сипаттамасы
3.3 РО-75 турбинасының негізгі параметрлерін негіздеу РО-75 гидротурбинасын қарастырамыз. Жүргізілген есептер бойынша бізге белгілісі [20]:
- 64,47 м тең есептік арын;
- бекітілген қуат, 9246 кВт.
Бір турбинаның қуаты төмендегі формуламен анықталады:
Nm=Naг,
мұнда, Na- бір агрегаттың қуаты, кВт
кВт,
г- гидрогенератордың ПӘК, оны г0,90,95 арасында
қабылдаймыз.
Nm=46230,9=5136 кВт
Есептік өтім тең болады:
м[3]с
Гидротурбинаның жұмысшы доңғалағының диаметрі Д1 төмендегі формуламен анықталады:
, м (13)
мұнда: QI[1]- есептік нүктедегі келтірілген өтім, ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz