Методические указания по составлению правил использования водных ресурсов водохранилищ гидроузлов электростанций вводятся с 1 января 2000 г (стр. 4 из 11)
- информация о пропускной способности водосбросных сооружений, а именно количество и тип сооружений, кривые зависимости расхода воды через каждое сооружение (при частичном и полном открытии затворов) от уровня воды в верхнем бьефе гидроузла или от напора-нетто;
- характеристика безвозвратного водопотребления выше створа гидроузла, допустимый диапазон колебаний расходов и уровней воды выше и ниже створа гидроузла, неэнергетические затраты и потери стока (на шлюзование, фильтрацию, льдообразование и др.); информация о заявках на воду всех водопользователей, об учете их интересов в "Правилах", о требованиях экологии рассматривалась в разделах 2 и 3;
- водноэнергетическая информация (эксплуатационные характеристики гидроагрегатов и потерь напора).
4.2. Гидрологические данные
4.2.1. Сток рек. Применяются две формы описания предстоящего гидрологического режима.
Первая форма описания - статистическими параметрами кривых обеспеченности фазово однородных объемов стока (норма стока
, коэффициенты изменчивости Cv и асимметрии Сs, коэффициент корреляции между годовым стоком смежных лет r) и типовым его распределением на протяжении отдельных фаз годового цикла. Статистические параметры годового и сезонного стока используются либо для водохозяйственных расчетов обобщенными приемами, либо для моделирования длительных календарных рядов.Более широкое применение в проектной практике получила вторая форма описания будущего гидрологического режима, в которой закономерности колебаний речного стока представлены в неявном виде (стоковыми рядами), т.е. в виде хронологической последовательности изменения стока реки во времени, которая рассматривается в качестве прототипа будущего гидрологического режима реки. Предполагается, что режим стока, характерный для периода наблюдений, сохранится и в будущем.
По мере накопления данных наблюдений за стоком, например через каждые 10-12 лет, следует уточнять статистические параметры годового, сезонного и максимального стока, гарантированную водо- и энергоотдачу и определять гидрологическую безопасность гидроузлов.
Вся используемая календарная последовательность стока реки должна быть однородной, т.е. наблюденный сток, искаженный водоотъемами, регулированием в водохранилищах и перебросками стока из других бассейнов, должен быть приведен к естественному состоянию.
В проектных расчетах календарная характеристика стока реки представляется обычно в виде средних декадных за половодье и средних месячных за межень расходов воды, реже используются более мелкие (пентады) и более крупные (сезоны) интервалы времени. В расчетах пропуска высоких половодий на крупных реках обычно используются суточные интервалы времени, на небольших реках с ливневыми паводками - часовые.
Иногда использование только наблюденного гидрологического ряда является недостаточными. В этих случаях целесообразно применять искусственные гидрологические ряды, смоделированные методом статистических испытаний, как большой длительности, так и ограниченной (30-50 лет), имеющие те же (или близкие) статистические параметры, что и исходные ряды наблюдений.
4.2.2. Расчетный приток к гидроузлу трансформируется в водохранилище; от степени трансформации или вида регулирования стока в водохранилище зависит режим расходов воды в нижнем бьефе гидроузла.
Регулирование стока - это перераспределение во времени поступающего в водохранилище естественного (или бытового) стока реки. По степени трансформации различают следующие виды регулирования стока: суточное, недельное, сезонное, годичное, многолетнее и, соответственно, водохранилища могут быть суточного, недельного, сезонного, годичного и многолетнего регулирования стока.
4.2.3. Важнейшей гидрологической характеристикой реки являются кривые связи расходов и уровней воды Q = f(Z). Для их построения используются данные гидрометрии в опорных гидрологических створах на реке и данные наблюдений в створе гидроузла.
Для периода открытого русла кривые Qн.б. = f(Zн.б.) в нижнем бьефе гидроузла строят по данным наблюдений за уровнями и расходами воды, для зимнего периода - рассчитываются с учетом полыньи. Протяженность полыньи изменяется в течение зимы и год от года.
Подпор уровней воды в нижнем бьефе за счет ледовых явлений в расчетах обычно оценивается зимним коэффициентом Кз, характеризующим пропускную способность стесненного или подпертого льдом сечения и представляющим собой отношение зимнего расхода воды к летнему при одном и том же уровне воды: Кз = Qз/Qл. Коэффициенты Кз в общем случае являются переменным для каждого интервала времени всех лет расчетного ряда.
Большое значение при определении Qн.б. = f(Zн.б.) имеет прогноз русловых деформаций в нижнем бьефе гидроузла. Деформации могут вызываться различными причинами и по-разному влиять на уровни воды. Стеснение русла неполностью разобранной строительной перемычкой может привести к подъему уровней воды, добыча из русла строительных материалов - к их понижению. В речных руслах, сложенных нескальными породами, имеют место размывы русла осветленной в водохранилище водой, в результате чего происходит понижение естественных кривых Q = f(Z), особенно существенное в зоне небольших расходов воды. Это должно учитываться при составлении "Правил" в расчетах неустановившегося движения воды, а также при установлении расходов воды, необходимых для функционирования водозаборов.
Уровни воды в нижнем бьефе гидроузла Zн.б. зависят либо только от расхода воды в нижнем бьефе гидроузла Qн.б., либо также и от отметки подпора нижележащего гидроузла или притока Z1. Таким образом, Zн.б. определяется по кривым связи расходов и уровней воды Qн.б. = f(Zн.б.) или Qн.б. = f(Zн.б., Z1).
Расходы воды в нижнем бьефе гидроузла зависят не только от уровней воды, но и от продольного уклона свободной поверхности воды i, площади сечения w и коэффициента шероховатости русла n. При одних и тех же уровнях воды скорости течения и расходы поды на подъеме больше, чем при спаде. При низких меженных расходах воды обе ветви кривой слипаются в одну. Как правило, в расчетах используют для всех расчетных интервалов времени осредненную зависимость Qн.б. = f(Zн.б.) и лишь в гидравлических расчетах неустановившегося движения воды при суточном и недельном регулировании мощности ГЭС учитываются i, w, n.
Уровни воды в водохранилище определяются путем построения кривых свободной поверхности. Они обычно строятся для половодий (на момент прохождения максимума) различной вероятности превышения при стоянии уровня воды у плотины на отметках НПУ или ФПУ или промежуточных и для меженных (летних и зимних) условий при полном и сработанном водохранилище.
В качестве исходной информации для построения кривых свободной поверхности необходимы кривые Q = f(Z) на участке от створа плотины до предполагаемого створа выклинивания подпора либо поперечные профили русла и поймы в ряде створов. Наиболее сложной задачей является экстраполяция кривых Q = f(Z) для подпорных отметок, значительно превышающих наблюденные максимальные уровни воды.
В "Правилах" естественную кривую Qн.б. = f(Zн.б.) или ансамбль кривых Qн.б. = f(Zн.б., Z1), соответствующих серии отметок уровня воды в верхнем бьефе нижележащего гидроузла, подпирающего рассматриваемый, рекомендуется представлять в графическом виде и в виде интерполяционной таблицы.
4.3. Потери и затраты стока
Потери воды на дополнительное испарение. Слой дополнительного испарения Ед, рассчитывается по формуле:
Eд = Eв - Ec = Eв - (P - S), (1)
где: Ев - слой испарения с водной поверхности, мм;
Еc - слой испарения с ложа водохранилища до его заполнения, мм;
Р - слон осадков на водную поверхность, мм;
S - сток с затопляемой территории, мм.
Иногда стоком S пренебрегают и определяют слой дополнительного испарения по формуле:
Ед = Ев - Р, (2)
Потери поды па дополнительное испарение Qисп, м3/с, определяются по формуле:
, (3)где: Fi - средняя площадь водохранилища, км2;
- слой потерь на дополнительное испарение, мм, для каждого расчетного интервала времени ti.В общем случае Fi представляет собой разность площадей водного зеркала после постройки водохранилища
и до постройки 
.Потери воды на льдообразование Qл м3/с, представляют собой количество льда, осевшего на берегах при зимней сработке водохранилища. Они исчисляются по формуле:
, (4)где:
и 
- площади зеркала водохранилища в начале и в конце расчетного интервала времени ti;