автореферат диссертации по строительству, 05.23.16, диссертация на тему:Гидроэнергетические ресурсы Республики Мали и их использование

Введение.

Глава I. Физико-географические условия.

1.1 Общая физико-географическая характеристика.

1.2 Климатические условия.

1.3 Температура.

1.4 Осадки.

1.5 Испарение.

1.6 Ветер.

Глава П. Гидрологические характеристики рек Мали.

2.1 Гидрографическая сеть.

2.2 Гидрометрические посты и пункты.

2.3 Изученность рек.

2.4 Классификация рек Мали.

2.5 Графики изменения уклонов рек Мали.

2.6 Графики нарастания водосборных площадей.

2.7 Графики изменения среднегодовых расходов по длине рек.

Глава III Гидроэнергетические ресурсы Мали.

3.1 Электроэнергетика Мали на современном этапе и в перспективе до 2020 года.

3.2 Роль гидроэнергетических ресурсов в производстве электрической энергии.

3.3 Методы оценки гидроэнергетического потенциала рек.

3.4 Мощность основных рек и притоков.

3.5 Суммарный гидроэнергетический потенциал рек.

3.6 Удельные энергетические характеристики рек и их бассейнов.

3.7 Коэффициент перехода мощности и энергии для лет различной обеспеченности.

Глава IV Инженерные методы оценки водной энергии рек.

4.1 Существующие проработки по схемам использовании рек Мали.

4.2 Потребности в развитии энергетических мощностей в отдельных регионах.

4.3 Рекомендуемые методы определения мощности и выработки энергии

4.4 Первоочередные объекты гидроэнергетического строительства.

4.5 Выводы.

Гидроэнергетические ресурсы являются одним из природных источников энергии, используемым для производства электрической энергии. Их отличительной особенностью является экологическая чистота и то, что эти ресурсы постоянно возобновляются самой природой. Как показали результаты исследований диссертации, республика Мали обладает гидроэнергетическими ресурсами, потенциал которых оценивается в 1030 мВт по среднегодовой мощности и 9020 мВт. ч/год по энергии для года 50% обеспеченности. Этот потенциал используется в настоящее время всего лишь на 1,3%.

Между тем в стране менее 10% населения имеют доступ к электричеству, как источнику энергии. Выработка электрической энергии в Мали на душу населения в настоящее время составляет 35 кВт.ч на 1 чел./год . Этот показатель является одним из самых низких в мире; он существенно меньше аналогичного показателя для развивающихся стран и в сотни раз меньше чем для промышленно-развитых стран мира.

90% всей потребляемой энергии в стране приходится на дрова, древесный уголь, органические и животные отходы, которые используются в сельскохозяйственных районах и в городах для бытовых нужд.

Суммарная мощность действующих электростанций в стране в 1998г. составляла 157 мВт. Из них доля тепловых и дизельных электростанций, работающих на привозном топливе, импортируемым из-за границы, составляла 66 %.

Экономическое развитие страны, и возрастающая потребность в электрической энергии выдвигает проблему использования гидроэнергетических ресурсов в ряд важнейших экономических проблем республики. Однако изучению и использованию гидроэнергетических ресурсов в Мали до сих пор не уделялось достаточного внимания.

Всестороннее изучение и оценка гидроэнергетических ресурсов выполненное в данной работе, может служить основой для перспективного 2 планирования развития энергетики страны, в частности для планирования строительства гидроэлектрических станций.

Автор пользуется случаем выразить глубокую благодарность научному руководителю проф. Б. А. Животоскому за большую помощь и ценные советы при выполнении настоящей работы, а также коллективу кафедры гидравлики и гидротехнических сооружений Российского Университета дружбы Народов.

Актуальность темы. Как было отмечено выше в Мали менее 10 % населения имеет доступ к электричеству как источник энергии. 90% потребляемой энергии приходится на дрова, древесный уголь и органические и животные отходы, которые используются в сельскохозяйственных районах и в городах для бытовых нужд.

Освоение гидроэнергетических ресурсов до конкурентноспосбной стоимости электрической энергии является основным залогом развития промышленного сектора и экономического развития в целом.

В связи с этим, стратегической задачей государства, в области электрификации страны (что отражено в правительственных планах) является:

1). охрана окружающей среды;

2). оценка и использование, гидроэнергетического потенциала страны;

3). увеличение числа абонентов электроэнергии от 66 ООО в 1995 г. до 95 ООО в 2000 г. и до 143000 в 2005 г., т.е. рост числа абонентов и потребления электроэнергии, за каждый год составлит 11-12 %;

4). Увеличение выработки электрической энергии в 2005 г. в среднем в 2 раза по сравнению с 1995г.

5). Покупка дополнительной электроэнергии у соседнего государства страны Код'ивуара для удовлетворения потребностей в электроэнергии^1100 мВт.ч/год) городов Сикасо и Кутиала и золодобывающего карьера Сиама.

В этих условиях развитие гидроэнергетики страны является актуальной и важной задачей.

Целью работы является:

1) изучение и оценка потенциальных гидроэнергетических ресурсов республики Мали на основе анализа и обобщения гидрологических и топографических характеристик в различных физико-географических условиях речных бассейнов страны;

2) Разработка и выбор методики предварительной оценки мощности и выработки энергии в произвольно выбранных створах реки;

3) разработка рекомендации по первоочередному использованию гидроэнергетических ресурсов Мали на основе прогнозирования потребления электроэнергии до 2020 года. На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Уточненные линейные гидрологические характеристики рек, включая среднегодовые расходы и уклоны и их изменение вдоль по течению реки;

2. Линейные энергетические характеристики рек, включая приращение мощности и энергии по длине реки;

3. Удельные энергетические параметры рек и их бассейнов, включая линейные и поверхностные характеристики;

4. Картограммы изолиний модуля мощности для лет различной обеспеченности;

5. Оценка суммарного гидроэнергетического потенциала рек и гидроэнергетического потенциала страны в целом;

6. Методы определения энергетических параметров гидроэлектростанций при планировании развития электроэнергетики.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1) Получены новые уточненные данные по гидроэнергетическому потенциалу (теоретическому, техническому и экономическому) для рек страны на основе широкого анализа и обобщения всех имеющихся к настоящему времени материалов.

2) Впервые для условий республики Мали получены изолинии модуля мощности, в том числе для лет различной обеспеченности по водности.

3) Впервые введено понятие коэффициента перехода мощности от года 50% обеспеченности к годам другой обеспеченности и построены графики изменения этих коэффициентов по длине рек, позволяющие определить гидроэнергетические параметры для лет различной обеспеченности.

4) Разработаны методы предварительного определения основных гидроэнергетических характеристик (для лет различной обеспеченности) 5 намечаемых к строительству гидроэлектрических станций, предшествующие разработке схем использования участков рек. Практическое значение работы заключается в получении достаточно полных гидроэнергетических характеристик по участкам рек (в любом створе на любой реке), на территории Мали в форме удобной для практического использования в проектной практике с целью предварительного определения энергетических параметров намечаемых к строительству гидроэлектрических станций.

Достоверность полученных результатов подтверждается сопоставлением результатов нашей работы с результатами других авторов и других источников.

Апробация работы Результаты исследований по диссертационной работе докладывались на научных конференциях инженерного факультета РУДН.

Публикации По материалам диссертации опубликованы две депонированные статьи[1,2]

1. Коне Сумаила Адама, Животовский Б. А. Развитие гидроэнергетики Мали. -М; 1999.9с Деп. в ВНИТИ РАН 27.12.99, .№ 3853-В99.

2. Коне Сумаила Адама, Животовский Б. А Гидроэнергетические характеристики рек Мали.-М; 1999. 11с. Деп. в ВНИТИ РАН 27-12-99, № 3852-В99

Выводы

1) Показано, что гидроэнергетические ресурсы в республике Мали являются единственным природным источником энергии, имеющим промышленное значение для производства электрической энергии. Однако экономический гидроэнергетический потенциал страны используется в настоящее время очень слабо- всего лишь на 1,3%.

2) Республика Мали, занимающая одно из последних мест в мире по производству электроэнергии на душу населения, (которое в настоящее время составляет 35 кВт. ч/год) нуждается в существенном росте производства электроэнергии.

3) На основе прогноза потребности в электроэнергии установлено, что потребление электрической энергии в стране значительно возрастет и в перспективе на уровне 2020 г. составит 1542 Гвт. ч/год и 2861 Гвт.ч/год по минимальному и максимальному варианту потребления.

Удовлетворение указанной потребности возможно за счет использования либо имеющихся в стране гидроэнергетических ресурсов (что предпочтительно и целесообразно), либо за счет импорта дорогостоящего жидкого и твердого топлива.

4) На основе детального анализа имеющихся топографических, гидрологических и других данных гидроэнергетический потенциал рек Мали оценивается: валовой теоретический потенциал - 3175 мВт по мощности и 27 810 Гвт. ч/год по энергии; технический потенциал - 2064 мВт по мощности и 18 040 Гвт. ч/щщ по энергии; экономический потенциал - 1030 мВт по мощности и 9020 Гвт. ч/год по энергии.

5) Установлено, что увеличение потребления электрической энергии на уровне 2020 г. составит 1196 Гвт. ч/год по минимальному и 2515 Гвт. ч/год щ максимальному варианту потребления. Экономический гидроэнергетический потенциал рек Мали превосходит указанные цифры в 7,4 и 3,5 раза соответственно для минимального и максимального вариантов потребления. Таким образом, развитие электроэнергетики страны на уровне 2020 г. и на дальнейшую перспективу может быть обеспечено за счет использования имеющихся в стране гидроэнергетических ресурсов.

6) Установлено, что удельные энергетические характеристики ( на 1км длины) рек бассейна Сенегал составляют от 1,0 Гвт.ч/км до 16 Гвт. ч/км а рек бассейна Нигер от 0,70 Гвт.ч/км до 7 Гвт.ч/км. Реки бассейна Сенегал имеют лучшие удельные энергетические показатели, чем реки бассейна Нигер.

7) Впервые предложены карты изолиний модуля мощности для лет различной обеспеченности (50, 75, 85, 90, 95%), которые могут быть использованы для предварительной оценки энергетических характеристик участков рек, намечаемых к использованию.

8) Впервые предложен коэффициент перехода мощности, позволяющий перейти от мощности участка реки для года 50% обеспеченности к мощности для года расчетной обеспеченности (50, 75, 85, 90, 95%).

9) Предложены инженерные методы предварительной оценки энергетических характеристик участков: метод линейных характеристик, метод гидроэнергетического модуля и метод модуля мощности для конкретных условий рек Мали.

10). На основе полученных результатов рекомендованы ряд створов рек для первоочередного строительства гидроэлектрических станций, в том числе ГЭС Тиенкоро на р. Багоэ мощностью 14 мВт, ГЭС Кемасина на р. Нигер мощностью 175 мВт, ГЭС Бафинг- Макана на р. Бафинг мощностью 298 мвт,ГЭС Уалиа на р. Бакой мощностью 56 мВт,ГЭС Фадугу на р. Фалеме мощностью 181 мВт