Sunt proiectate structuri hidraulice. Structuri hidraulice: tipuri, clasificare, reguli de funcționare, cerințe de siguranță

Tipurile de structuri hidraulice se disting, în primul rând, prin scopul lor funcțional.

Distinge următoarele tipuri:

− structuri de reținere a apei;

− structuri de evacuare a apei;

− structuri de drenaj și evacuare a apei;

− structuri de alimentare cu apă;

− structuri energetice;

− facilitati de transport maritim;

− structuri de protecţie a malurilor şi de protecţie a malului etc.

Structurile de reținere a apei creează și mențin o diferență de nivel între bazinele superioare și inferioare (presiune).

Structurile de evacuare a apei trebuie să asigure:

− ignorarea debitelor mari de apă și inundațiilor de ploaie și a altor debite de apă neutilizate pentru a evita depășirea nivelurilor de apă proiectate în bazinul superior;

− trecerea gheții, nămolului, resturilor și a altor obiecte plutitoare din piscina superioară în piscina inferioară, dacă acest lucru este impus de condițiile de funcționare a instalației de apă.

Aceste funcții ale structurilor deversorului pot fi îndeplinite atât în ​​timpul funcționării complexului hidroelectric, cât și în timpul construcției acestuia. În primul caz, structurile deversorului sunt numite operaționale, în al doilea caz - construcții sau structuri pentru trecerea costurilor de construcție.

Structurile de drenaj sunt necesare pentru eliberarea apei din rezervor, în special, pentru a menține anumite condiții sanitare și de mediu în aval (așa-numitele debite de apă sanitară stabilite prin norme și reglementări sanitare - SanPiN 3907-85).

Structurile de alimentare cu apă sunt proiectate pentru a transmite apa pe anumite distanțe.

Structurile energetice sunt folosite pentru a folosi energia apei - acestea sunt structurile centralelor hidraulice (HPP), nucleare (NPP), termice (TPP), precum și construcția stațiilor de pompare (PS).

Facilitățile de transport maritim oferă navigație și rafting în lemn.

Structurile de protecție a malurilor și de consolidare a malurilor sunt concepute pentru a proteja sau întări malurile râurilor, canalelor și rezervoarelor împotriva distrugerii de către valuri, debitul de apă și gheață.

1.3. Structuri hidraulice ale orașelor

În zonele urbane sunt utilizate pe scară largă următoarele:

– structuri de reținere a apei;

− structuri de evacuare a apei;

− structuri de drenaj și evacuare a apei;

− structuri de alimentare cu apă;

– lacuri de acumulare (iazuri);

− structuri de protecţie a malurilor şi a malurilor;

– structuri de protejare a teritoriilor de fenomene de alunecări de teren;

– structuri pentru protejarea teritoriilor de inundații și inundații.

2. Structuri de reținere a apei

2.1. Tipuri de structuri de reținere a apei

Barajele sunt cele mai utilizate ca structuri de reținere a apei. În funcție de scopul sistemului hidraulic, structurile de reținere pot fi clădiri de hidrocentrale și stații de pompare, cule, ziduri de sprijin etc.

Barajele sunt construite din diverse materiale: pământ (piatră), beton și beton armat, lemn, materiale sintetice. În conformitate cu SNiP 2.06.05-84*, acestea sunt împărțite în tipuri (Tabelul 2.1).

Tabelul 2.2

Tipificarea barajelor din materiale de sol

Tip baraj

Caracteristici

Umplerea pământului

Solurile variază de la argilos la pietriș-pietriș; se toarnă uscat cu compactare sau în apă

Sol aluvionar

Solurile variază de la argilos la pietriș-pietriș; spălate prin hidromecanizare

Pământ-piatră

Solurile corpului sunt cu granulație grosieră; dispozitive antifiltrare - de la argila la nisip fin

Umplere cu stâncă

Solurile corpului sunt cu granulație grosieră; dispozitive antifiltrare - din materiale non-sol

Pe baza designului corpului și a dispozitivelor anti-infiltrații din corp și bază, barajele de terasament de pământ sunt împărțite (SNiP 2.06.05-84*) în tipuri principale (Fig. 2.3 și Tabelul 2.3).

Tabelul 2.3

Tipuri de baraje de terasament de pământ

Elemente de baraj

Tip de baraj

Corpul barajului

Omogen (Fig. 2.3, A).

Eterogene (Fig. 2.3, b, V).

Cu un ecran din materiale nemăcinate (Fig. 2.3, G).

Cu un miez de sol - vertical sau înclinat (Fig. 2.3, d).

Cu o diafragmă neîmpământată (Fig. 2.3, e).

Cu ecran la sol (Fig. 2.3, și).

Dispozitiv anti-infiltratie la baza barajului

Cu dinte (Fig. 2.3, G).

Cu perdea de injecție (Fig. 2.3, d).

Cu perete, limbă și canelura (Fig. 2.3, e).

Cu abatere (Fig. 2.3, și).

Orez. 2.3. Tipuri de baraje de terasament de pământ:

1 – corpul barajului; 2 – suprafata depresiune; 3 – drenaj; 4 – fixarea pantelor; 5 – prismă antifiltrare la pământ superior; 6 – diafragma; 7 – prismă superioară; 8 – prismă inferioară; 9 – strat de tranziție; 10 – ecran din materiale nemăcinate; 11 – miez de sol; 12 – prismă centrală impermeabilă la sol; 13 – limbă sau perete; 14 – abătut; 15 – cortină de injecție (cimentare) (atârnată); 16 – dinte; 17 – ecran la sol; h – înălțimea barajului; b – latimea barajului la fund; b um – lățimea dispozitivului antifiltrare în partea de jos; b sus – latimea barajului de-a lungul crestei; m h – coeficientul pantei în sus; m t – coeficientul de pantă aval

Barajele aluvionare, în funcție de solurile corpului barajului și de metodele de construcție, sunt împărțite (SNiP 2.06.05-84*) în tipuri principale (Fig. 2.4 și Tabelul 2.4).

Tabelul 2.4

Tipuri de baraje aluvionare de pământ

Tip de baraj

Solurile corpului barajului

Metoda de construcție a barajului

Omogen:

cu pante formate forțat (Fig. 2.4, A)

cu pante liber formate (Fig. 2.4, b)

Nisipuri, lut nisipos,

argile

Nisipuri, pietriș (lemn)

Aluviuni unilaterale cu diguri de terasament pe versantul inferior și aluviuni centrale fără diguri de terasament

Eterogen::

cu miezul (Fig. 2.4, V)

cu o zonă centrală (Fig. 2.4, G)

Pietriș, pietricele care conțin nisip și fracțiuni de argilă

Pietriș, pietriș sau nisip, cu cereale mixte

Aluviuni cu două fețe cu diguri de terasament pe versanți

Combinat:

cu un miez masiv de sol argilos și zone laterale aluviale (Fig. 2.4, d)

cu banchete în vrac și o zonă centrală aluvionară (Fig. 2.4, e)

Pietriș, pietriș sau nisip

Aluviuni cu două fețe fără iaz de decantare

Pentru a organiza scurgerea apei filtrate prin corpul și baza barajului, pentru a împiedica debitul de filtrare să ajungă în panta inferioară, pentru a reduce suprafața depresiune, iar în alte scopuri se pot instala drenaje în corpul barajelor de pământ (Fig. . 2.7).

Barajele de rocă-pământ și de umplere cu rocă sunt împărțite în tipuri principale în funcție de proiectarea dispozitivelor anti-infiltrație și de metoda de lucru (SNiP 2.06.05-84*) (Fig. 2.5 și 2.6, Tabel 2.5).

Orez. 2.4. Tipuri de baraje aluviale:

1 – fixarea pantei superioare; 2 – drenaj; 3 – miez aluvionar; 4 - zone intermediare aluviale; 5 – zone laterale aluviale; 6 – zona aluvională centrală slab permeabilă; 7 – prisme laterale în vrac (banchete); 8 – fixare rezistentă la cutremur a taluzului; 9 – miez de argilă în vrac

Tabelul 2.5

Tipuri de baraje de piatră

Pe lângă barajele din materiale de sol, barajele din beton și beton armat sunt uneori folosite ca structuri de reținere a apei pentru structurile hidraulice de pe râurile mici. În funcție de proiectare și scopul tehnologic, aceste baraje sunt împărțite (SNiP 2.06.06-85) în tipuri principale (Tabelul 2.6).

Tabelul 2.6

Tipuri de baraje din beton (beton armat)

Structurile hidraulice (HTC) includ structuri frontale sub presiune și baraje naturale (diguri, ecluze, baraje, sisteme de irigare, diguri, diguri, canale, scurgeri pluviale etc.), creând o diferență de niveluri de apă înainte și după acestea, destinate utilizării. resurse de apă, precum și pentru combaterea efectelor nocive ale apei.

Un baraj este o structură artificială de reținere a apei sau un obstacol natural (natural) în traseul unui curs de apă, creând o diferență de nivel în cursurile sale superioare și inferioare de-a lungul albiei râului; este un tip important de structură hidraulică generală cu canale și alte dispozitive create cu acesta.

Barajele artificiale sunt create de om pentru propriile sale nevoi; Acestea sunt baraje ale centralelor hidroelectrice, prize de apă în sistemele de irigare, baraje, baraje și baraje care creează un rezervor în amonte. Barajele naturale sunt rezultatul forțelor naturale: alunecări de teren, curgeri de noroi, avalanșe, alunecări de teren, cutremure.

Bazin - o secțiune a unui râu între două baraje adiacente pe un râu sau o secțiune a unui canal între două ecluze.

În amonte de un baraj este partea de râu deasupra structurii de reținere (baraj, ecluză).

Apa de coadă este partea râului de sub structura de reținere.

Un șorț este o secțiune întărită a albiei unui râu în aval de o structură hidraulică a deversorului care protejează albia de eroziune și egalizează viteza curgerii.

Rezervoarele pot fi pe termen lung sau pe termen scurt. Un rezervor artificial pe termen lung este, de exemplu, rezervorul bazinului superior al centralei electrice din districtul de stat Iriklinskaya. Un rezervor natural de lungă durată se formează din cauza blocării râurilor prin prăbușirea rocilor solide (Tian Shan, munții Pamir etc.).

Se construiesc baraje artificiale pe termen scurt pentru a schimba temporar direcția albiei râului în timpul construcției hidrocentralelor sau a altor structuri hidraulice. Acestea apar ca urmare a blocării râului cu pământ afanat, zăpadă sau gheață (blocuri, constipație).

De regulă, barajele artificiale și naturale au scurgeri: pentru baraje artificiale - direcționate, pentru naturale - formate aleatoriu (spontan). Există mai multe clasificări ale structurilor hidraulice. Pe baza locației GTS, acestea sunt împărțite în:

  • pe uscat (bază, râu, lac, mare);
  • conducte subterane, tuneluri.

În funcție de natura și scopul utilizării, se disting următoarele tipuri de structuri hidraulice:

  • apă și energie;
  • pentru alimentarea cu apă;
  • refacere;
  • canal;
  • transport pe apă;
  • decorativ;
  • topirea lemnului;
  • sport;
  • pescuitul.

În funcție de scopul lor funcțional, structurile hidraulice sunt clasificate după cum urmează:

  • structuri de reținere a apei care creează presiune sau o diferență a nivelului apei în fața și în spatele structurii (diguri, diguri);
  • structuri de alimentare cu apă (conducte de apă) utilizate pentru transferul apei în punctele specificate (canale, tuneluri, canale, conducte, ecluze, apeducte);
  • structuri de reglementare (corecție) destinate îmbunătățirii condițiilor de curgere a cursurilor de apă și protejării albiilor și malurilor râurilor (scuturi, baraje, semibaraje, protecția malurilor, structuri de ghidare a gheții);
  • structuri de deversare utilizate pentru trecerea apei în exces din rezervoare, canale, bazine sub presiune, care permit golirea parțială sau completă a rezervoarelor.

Structurile hidraulice speciale sunt incluse într-un grup special:

  • GTS pentru utilizarea energiei apei - clădiri hidrocentrale și bazine sub presiune;
  • GTS pentru transport pe apă - lacăte de transport, jgheaburi pentru bușteni;
  • structuri hidraulice de recuperare - canale principale și de distribuție, porți, regulatoare;
  • structuri hidraulice piscicole - pasaje pentru pești, iazuri pentru pești;
  • structuri hidraulice complexe (construcții hidraulice) - structuri hidraulice unite printr-o rețea comună de baraje, canale, ecluze, centrale electrice etc.

Tipurile și clasificarea cărora indică o gamă largă de utilizări. Oricare dintre aceste structuri este construită pe resurse de apă - de la râuri și lacuri până la mări sau apele subterane - și sunt necesare pentru combaterea forței distructive. element de apă. Fiecare dintre sisteme are propriile sale caracteristici de construcție și funcționare.

Cum sunt ele clasificate?

Structurile hidraulice sunt înțelese ca sisteme care fac posibilă utilizarea benefică sau prevenirea efectelor nocive ale excesului de apă asupra mediu inconjurator. Toate bazinele hidrografice moderne, reabilitarea terenurilor) sunt numite „construcții hidraulice”. Tipurile și clasificarea acestora, în funcție de caracteristicile de instalare și funcționare, sunt următoarele:

  • mare, lac, râu sau iazuri;
  • deasupra solului sau subteran;
  • deservite de sectorul de apă;
  • folosit de diverse industrii.

Structurile hidraulice moderne includ baraje, diguri, deversoare, prize de apă și canale. În general, orice sisteme pe care sunt instalate

Reținerea apei

Structurile hidraulice de reținere a apei sunt structuri care pot fi folosite pentru a crea presiune sau pentru a oferi o diferență în fața și în spatele barajului. Specialiștii spun că regimul apei în zona de stagnare se modifică în funcție de condițiile naturale și climatice ale regiunii. Structurile hidraulice de reținere a apei sunt cele mai importante structuri pentru crearea de baraje, deoarece reprezintă presiune uriașă din cauza presiunii apei. Dacă structura de reținere a apei eșuează brusc, presiunea din față a apei va fi dificil de controlat, iar acest lucru poate duce la consecințe grave.

Conductoare de apă

Structurile de alimentare cu apă constau din prize de apă, deversor, deversor și canale. Acestea sunt structuri hidraulice utilizate pentru a transfera apă în punctele specificate. O atenție specială merită sistemele de captare a apei care preiau apă dintr-un rezervor și o furnizează către hidroenergie, alimentare cu apă sau instalații de irigare. Sarcina acestora este de a asigura trecerea apei în conducta de apă în volumul, cantitatea și calitatea stabilite în conformitate cu graficul de consum de apă. În funcție de locație, poate fi:

  • suprafata: apa se ia la nivelul suprafetei libere;
  • adânc: apa este luată sub nivelul suprafeței libere;
  • fund: apa este preluată din secțiunea cea mai de jos a cursului de apă;
  • etajate: cu această structură, apa este luată de la mai multe niveluri - acest lucru depinde de nivelul său din rezervor în sine și de calitatea acesteia la diferite adâncimi.

Cel mai adesea, structurile hidraulice de admisie a apei sunt instalate pe râuri. Fotografia arată că astfel de structuri pot fi înalte și joase.

Prize de apă pentru diferite rezervoare

În funcție de tipul de sursă, priza de apă poate fi râu, lac, mare sau rezervor. Dintre structurile fluviale, cele mai populare sunt cele de coastă, plutitoare și de canal, care pot fi combinate cu stații de pompare sau montate separat:

  • O structură de mal trebuie instalată dacă malul este abrupt. Acest proiect constă din structuri hidraulice de admisie a apei constând din beton sau beton armat cu un diametru mare. Fotografia arată că peretele din față este orientat spre țărm.
  • Sistemele de canale sunt amplasate pe și se disting printr-un cap plasat în interior
  • Structurile plutitoare sunt un ponton sau șlep cu pompe instalate pe ele, prin care apa este preluată din râu și furnizată prin conducte până la țărm.
  • Sistemele de admisie a apei cu găleată preiau apa dintr-un rezervor folosind o găleată situată pe mal.

de reglementare

Structuri hidraulice de reglementare - ce sunt acestea? În alt fel, ele sunt numite structuri de îndreptare, deoarece vă permit să reglați debitul râurilor. Acest lucru poate fi realizat prin construirea de structuri de direcție și limitare a cursului în albia râului și de-a lungul malurilor lacului de acumulare. Datorită unor astfel de sisteme, debitul râului este format astfel încât să se miște cu o viteză relativ scăzută și, prin urmare, să mențină un canal cu valori minime predeterminate de lățime, adâncime și curbură. Aceste structuri hidraulice sunt populare, ale căror tipuri și clasificare sunt după cum urmează:

  • structuri de capital care fac parte din sistemele generale de reglare a râurilor și care vizează utilizarea pe termen lung;
  • structuri ușoare, care altfel sunt numite temporare și sunt utilizate în principal pe râurile de volum mic și mediu.

Primele structuri constau din baraje, puțuri de închidere, baraje și în mod ideal fac față eroziunii și efectelor distructive ale apei. Structurile de control al luminii sunt draperiile, barele din tufiș, care pur și simplu direcționează sau deviază fluxul dispozitivului.

Structuri hidraulice de irigare

Tipurile și clasificarea sugerează împărțirea în funcție de prezența barajelor - fără baraj sau îndiguite. Primele sisteme presupun crearea unui canal artificial, care pleacă de la râu la un anumit unghi și ia o parte din debitul cursului de apă. Pentru a preveni intrarea sedimentelor de la fund în canalul de irigare, astfel de structuri sunt amplasate pe secțiuni concave ale țărmului. Dacă debitele de apă sunt semnificative, atunci este necesară construcția de structuri de baraj, care, la rândul lor, pot fi de suprafață sau adânci.

Canalele

Structurile hidraulice ale canalului sunt deversoruri și deversoruri. Aceste sisteme sunt clasificate ca controlate sau automate. Cu ajutorul unui deversor, excesul de apă este evacuat dintr-un rezervor, iar un deversor este un sistem în care apa curge liber peste creasta unei structuri de reținere a apei. În funcție de caracteristicile mișcării apei, astfel de sisteme pot fi fără presiune sau presiune.

Motiv special

Printre structurile hidraulice cu destinație specială se numără: structuri hidroenergetice, structuri de irigare și drenaj, sisteme de reabilitare și structuri de transport al apei. Să aruncăm o privire mai atentă asupra acestor structuri:

  • Structurile de energie hidroelectrică pot fi încorporate, la curs de râu, bazate pe baraje sau deviante. Astfel de sisteme constau din structuri de admisie a apei, conducte sub presiune, turbine cu generatoare, conducte de evacuare și tipuri diferite obloane Centralele hidroelectrice sunt necesare pentru a transforma energia debitului de apă în energie electrică.
  • Transport pe apă: aceste sisteme constau din ecluze, ascensoare pentru nave, facilități portuare, care sunt instalate pe râuri și canale cu niveluri diferite de apă în ele.
  • Recuperare: aceste sisteme vă permit să vă gândiți la măsuri care vizează îmbunătățirea radicală a terenului. Ca parte a reabilitării terenurilor, zonele sunt drenate și irigate. Folosind sistemul de drenaj, excesul de umiditate este îndepărtat, iar sistemul de irigare asigură udarea în timp util a teritoriului. Sistemele de drenaj pot fi orizontale sau verticale.
  • Pasaje pentru pești: aceste structuri hidraulice asigură trecerea peștilor de la nivelul inferior al apei spre cel superior, în principal în timpul migrației sale de depunere a icrelor. Există două tipuri de astfel de sisteme: primul implică trecerea independentă a peștilor prin pasaje speciale pentru pești, al doilea - prin ecluze speciale de trecere a peștilor și ascensoare pentru pești.
  • Tancuri de decantare: sunt rezervoare speciale de stocare unde se colectează deșeurile industriale și apele uzate.

În unele cazuri, structurile generale și speciale sunt combinate, de exemplu, un sistem de deversare este amplasat într-o clădire a unei centrale hidroelectrice. Astfel de sisteme complexe sunt numite unități de structuri hidraulice.

Ce pericol?

Există și o împărțire a structurilor hidraulice în funcție de gradul de pericol al acestora: pot fi scăzute, medii, ridicate sau extrem de grad înalt Pericol. Cel mai adesea, principalii factori care influențează pericolul structurilor hidraulice sunt încărcările și impacturile naturale, nerespectarea soluției de proiectare cu cerințele de reglementare, încălcarea condițiilor de funcționare a structurilor sau a consecințelor și daunele cauzate de un accident. Orice deficiențe și impacturi imprevizibile pot duce la distrugerea structurilor și la o străpungere a frontului de presiune.

Capitolul 9 Accidente hidrodinamice

9.1. Structuri hidraulice

Structuri hidraulice și clasificări ale acestora

LA structuri hidraulice (TTC) includ structuri frontale de presiune

Și baraje naturale (baraje, ecluze, baraje, sisteme de irigații, diguri, baraje, canale, scurgeri pluviale etc.), care creează o diferență de nivel al apei înainte și după acestea, destinate utilizării resurselor de apă, precum și combaterii efectelor nocive de apa.

Un baraj este o structură artificială de reținere a apei sau un obstacol natural (natural) în traseul unui curs de apă, creând o diferență de nivel în cursurile sale superioare și inferioare de-a lungul albiei râului; este un tip important de structură hidraulică generală cu canale și alte dispozitive create cu acesta.

Barajele artificiale sunt create de om pentru propriile sale nevoi; Acestea sunt baraje ale centralelor hidroelectrice, prize de apă în sistemele de irigare, baraje, baraje și baraje care creează un rezervor în amonte. Barajele naturale sunt rezultatul forțelor naturale: alunecări de teren, curgeri de noroi, avalanșe, alunecări de teren, cutremure.

Bazin - o secțiune a unui râu între două baraje adiacente pe un râu sau o secțiune a unui canal între două ecluze.

în amonte de baraj - parte a râului deasupra unei structuri de reținere (baraj, ecluză). În aval – parte râuri sub structura de reținere.

Un șorț este o secțiune întărită a albiei unui râu în aval de o structură hidraulică a deversorului care protejează albia de eroziune și egalizează viteza curgerii.

Rezervoarele pot fi pe termen lung sau pe termen scurt. Un rezervor artificial pe termen lung este, de exemplu, rezervorul bazinului superior al centralei electrice din districtul de stat Iriklinskaya. Un rezervor natural de lungă durată se formează din cauza blocării râurilor prin prăbușirea rocilor solide (Tian Shan, munții Pamir etc.).

Se construiesc baraje artificiale pe termen scurt pentru a schimba temporar direcția albiei râului în timpul construcției hidrocentralelor sau a altor structuri hidraulice. Acestea apar ca urmare a blocării râului cu pământ afanat, zăpadă sau gheață (blocuri, constipație).

De regulă, barajele artificiale și naturale au scurgeri: pentru barajele artificiale - dirijate, pentru cele naturale - formate aleatoriu (spontan).

Există mai multe clasificări ale structurilor hidraulice.

Pe baza locației lor, GTS sunt împărțite în:

pe uscat (bază, râu, lac, mare);

conducte subterane, tuneluri.

De natura și scopul utilizării Se disting următoarele tipuri de structuri hidraulice:

apă și energie;

pentru alimentarea cu apă;

refacere;

V. A. Makashev, S. V. Petrov. „Situații periculoase de natură creată de om și protecție împotriva lor: un manual”

canal;

transport pe apă;

decorativ;

topirea lemnului;

sport;

pescuitul.

De scop functional GTS sunt clasificate după cum urmează:

structuri de reținere a apei, crearea presiunii sau a diferenței de nivel a apei în fața și în spatele structurii (diguri, diguri);

structuri de alimentare cu apă(conducte de apă) utilizate pentru a transfera apă în puncte specificate (canale, tuneluri, canale, conducte, ecluze, apeducte);

structuri de reglementare (corecție),menite să îmbunătățească condițiile de curgere a cursurilor de apă și să protejeze albiile și malurile râurilor (scuturi, baraje, semibaraje, protecția malurilor, structuri de ghidare a gheții);

structuri de evacuare a apei, servind la trecerea apei în exces din rezervoare, canale, bazine sub presiune, care permit golirea parțială sau completă a rezervoarelor.

ÎN se distinge un grup special structuri hidraulice speciale:

GTS pentru utilizarea energiei apei - clădiri hidrocentrale și bazine sub presiune;

GTS pentru transport pe apă - lacăte de transport, jgheaburi pentru bușteni;

reabilitare structuri hidraulice - canale principale si de distributie, ecluze, reglare

structuri hidraulice piscicole – pasaje pentru pești, iazuri pentru pești;

structuri hidraulice complexe (construcții hidraulice) - structuri hidraulice unite printr-o rețea comună de baraje, canale, ecluze, centrale electrice etc.

Clase de structuri hidraulice

Structuri hidraulice ale frontului de presiune in functie de consecinte posibile distrugerea lor este împărțită în clase: hidrocentralele cu o capacitate de 1,5 milioane kW sau mai mult aparțin clasei I, iar cele de putere mai mică – la II–IV. Structurile de reabilitare cu o suprafață de irigare și drenaj de peste 300 de mii de hectare aparțin clasei I și cu o suprafață de 50 de mii de hectare sau mai puțin - la II–IV.

Clasa principalelor structuri permanente ale frontului de presiune depinde și de înălțimea acestora și de tipul solului de fundare (Tabelul 16).

Tabelul 16

Clasele principalelor structuri hidraulice permanente ale frontului de presiune, în funcție de înălțimea acestora și de tipul solului de fundare

V. A. Makashev, S. V. Petrov. „Situații periculoase de natură creată de om și protecție împotriva lor: un manual”

Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

Postat pe http://www.allbest.ru

1. Dispoziții generale

Ramura științei și tehnologiei care, prin dezvoltarea unor complexe speciale de structuri, echipamente și dispozitive, se ocupă cu utilizarea resurselor de apă și combate efectele nocive ale acestora se numește inginerie hidraulică.

În inginerie hidraulică, au fost identificate următoarele domenii principale de aplicare:

utilizarea energiei apei, în care energia apei în mișcare (cădere) este convertită în mecanică și apoi electrică;

reabilitarea (îmbunătățirea) terenurilor prin irigarea zonelor uscate și drenarea zonelor umede, precum și prin protejarea acestora de efectele nocive ale apei (inundații, inundații, eroziune etc.);

transport pe apă - îmbunătățirea condițiilor navigabile ale râurilor și lacurilor, construcția de porturi, ecluze, canale etc.;

alimentare cu apă și canalizare pentru zonele populate și întreprinderile industriale.

Toate ramurile enumerate ale ingineriei hidraulice nu sunt izolate, ci sunt strâns interconectate și împletite în soluția complexă a problemelor de management al apei.

În funcție de scopul lor, structurile hidraulice sunt împărțite în generale și speciale. Primele, utilizate în toate ramurile ingineriei hidraulice, includ: structuri de ridicare a apei care creează presiune și o mențin - diguri, diguri etc.; canalizări, care servesc pentru aportul util de apă sau pentru evacuarea excesului de apă; alimentare cu apă - canale, tăvi, conducte și tuneluri; reglementare - pentru reglarea canalelor, protejarea malurilor de eroziune etc.; conectarea, servind la conectarea piscinelor și a diferitelor structuri hidraulice - picături, curenți rapizi, cule, tauri separate; eliminarea gheții și nămolului și îndepărtarea sedimentelor. Pentru structuri hidraulice speciale utilizate numai în anumite condiții, includ: hidroenergie - clădiri de mașini ale centralelor hidroelectrice, structuri de deviere; transport pe apa - ecluze, canale, facilitati portuare; irigații și drenaj - capturi de apă, conducte de apă, instalații de tratare.

Structurile hidraulice sunt de obicei ridicate sub forma unui complex de structuri, inclusiv de ridicare a apei, canalizare, drenaj, transport, energie etc. Un astfel de complex de structuri se numește complex hidraulic. În funcție de scop, pot exista lucrări de energie, irigații sau transport maritim (transport). Cu toate acestea, în cele mai multe cazuri, sunt construite instalații de apă complexe care rezolvă simultan mai multe probleme de management al apei.

Construcția de inginerie hidraulică creează un impact ingineresc intens asupra condițiilor naturale, modificând poziția bazei de eroziune a zonei înconjurătoare în zona rezervorului, provocând modificări în condițiile de alimentare și deplasare a apelor subterane, activând procesele de pantă (alunecări de teren), modificând microclimatul zonei etc. În plus, crearea de rezervoare cu o aprovizionare mare de apă poate provoca inundații catastrofale ale văii râului de sub structură în cazul unui accident. Toate acestea necesită un studiu deosebit de atent al teritoriului unde sunt amplasate hidrocentrale.

În timpul procesului de proiectare, pe baza scopului structurilor și specific conditii naturale, selectarea celui mai rațional amplasament pentru amplasarea principalelor structuri ale instalației de apă, amenajarea acestuia, alegerea tipului și parametrilor structurilor sub presiune, adâncimea de inserție și sprijin pe rocile de bază, interfața cu masa de stâncă adiacentă părților laterale ale văii, precum și schema lucrărilor de construcție.

Istoria barajelor arată că cei a căror distrugere a provocat dezastre teribile s-au prăbușit în 2/3 din cazuri nu din cauza erorilor de calcul sau în alegerea materialului, ci din cauza deficiențelor la fundații - pe soluri sărace, adesea saturate cu apă, care a fost o consecință a conștientizării insuficiente cu privire la condițiile geologice și hidrogeologice ale solurilor de fundație. Un exemplu în acest sens este dezastrul de la lacul de acumulare Vajont din Italia.

În 1959, la Congresul VI pe baraje mari, inginerii hidraulici italieni L. Semenza, N. Biadene, M Pancini au raportat despre cel mai înalt baraj cu arc din lume de pe râu. Vayont, 265,5 m înălțime (70 km nord de Veneția). Raportul a acoperit în detaliu caracteristicile de proiectare ale barajului. Pentru evacuarea apelor de inundație pe creasta barajului a fost prevăzut un deversor cu 10 găuri, fiecare de 6,6 m lungime, două tuneluri și un deversor de fund. Pentru consolidarea bazei barajului este prevăzută cimentarea în suprafață a rocii, cu un volum de foraj de 37.000 mc. Pentru a preveni filtrarea sub baraj și pe maluri, a fost instalată o perdea de chituire cu un volum de foraj de 50.000 mc. Barajul a fost calculat pe 4 metode de analiză(arcuri independente, sarcini de testare etc.). În plus, proiectarea barajului a fost studiată pe două modele la institutul din Bergamo (scara 1:35). Testele pe model au făcut posibilă ușurarea barajului prin reducerea puțină a grosimii acestuia. Despre condițiile geologice s-a spus doar că valea Vayont este compusă din calcare și dolomite, caracteristice Alpilor de Est, că straturile cad în amonte de râu și acest lucru este favorabil pentru susținerea barajului (Fig. 1).

Barajul a fost finalizat în 1960, iar pe 9 octombrie 1963 a avut loc una dintre cele mai grave dezastre din istoria ingineriei hidraulice, soldând cu moartea a peste 2.600 de oameni. Cauza a fost o alunecare de teren care s-a prăbușit în rezervor. Cel mai înalt baraj cu arc subțire din lume a supraviețuit; toate calculele designerilor s-au dovedit a fi corecte. După cum a arătat analiza materialelor după dezastru, geologii nu au ținut cont de faptul că straturile de calcar formează un pliu sinclinal, a cărui axă coincide cu direcția văii. În același timp, aripa de nord este tăiată de o falie. În 1960, pe malul stâng în apropierea barajului s-a format o alunecare de teren cu un volum de 1 milion mc.

În 1960-1961 un tunel catastrofal de 2 kilometri a fost spart dacă alunecările de teren se reiau. Pentru a monitoriza desfășurarea proceselor de alunecare de teren, a fost pusă o rețea de repere geodezice, dar după cum s-a dovedit, reperele nu au tăiat suprafața principală de alunecare. Din 1961-1963 s-a observat un fluaj gravitațional continuu. Târziu în seara zilei de 9 octombrie 1963, 240 milioane m3 de sol s-au mutat în rezervor în 30 de secunde, cu o viteză de 15-30 m/s. Un val uriaș de 270 m înălțime a traversat rezervorul de acumulare de 2 kilometri în 10 secunde, a revărsat barajul și, măturând totul în cale, s-a prăbușit în vale. Tremurături seismice au fost înregistrate la Viena și Bruxelles.

Orez. 1. Secţiune geologică a văii râului. Vajont (Italia): 1 - Cretacicul superior; 2 - Cretacicul inferior; 3 - malm; 4 - câine; 5 - leyas. Numere în cercuri: 1 - suprafața principală de alunecare; 2 - bloc de alunecare; 3 - vina; 4 - fundul văii glaciare; 5 - direcția crăpăturilor străvechi; 6 - direcția crăpăturilor tinere; 7 - rezervor

2. Lucrări de apă

Centrala hidroelectrică de pe râul de câmpie include o centrală hidroelectrică. Pentru ca turbinele unei centrale hidroelectrice să funcționeze, este necesar nu doar un flux continuu de apă, ci și o presiune - diferența de niveluri dintre bazinele superioare și inferioare, adică. tronsoane de rau in amonte si in aval de hidrocentrala. Presiunea este concentrată într-o locație convenabilă ca urmare a construcției unui baraj sau a unei alte structuri de reținere a apei și a umplerii rezervorului. Aceste două elemente sunt componente importante ale instalației de apă. Un rezervor este, de asemenea, necesar pentru a regla debitul neuniform al râului, aliniindu-l cu consumul de apă, de exemplu. V în acest caz, cu un grafic al sarcinii electrice a unei centrale hidroelectrice. Centralele hidroelectrice de pe râurile de câmpie cu apă înaltă sunt situate în albia lor și se numesc fie centrale hidroelectrice la flux de joasă presiune, fie centrale hidroelectrice în apropierea barajului, dacă presiunea este suficient de mare.

Deoarece nu este fezabil din punct de vedere economic să se acumuleze viituri rare cu apă mare în rezervor și din moment ce consumul de energie electrică, i.e. utilizarea alimentării cu apă poate fi întreruptă din cauza unui accident; complexul hidroelectric trebuie să aibă un deversor pentru trecerea apei din bazinul superior în bazinul inferior, pe lângă turbine, pentru a evita revărsarea rezervorului și revarsarea apei peste barajul cu consecințele distructive care au urmat. Pe lângă turbine, trecerea apei în bazinul inferior în cazul unei opriri a unităților hidrocentralelor poate fi necesară și atunci când rezervorul nu este umplut, dacă fără alimentarea cu această apă, utilizatorii de apă situati în aval - hidroelectrice centralele electrice, transportul apei, sistemele de irigare etc. - vor suferi daune. Pentru a rezolva această problemă, canalele cu găuri adânci - ieșiri de apă - sunt construite ca parte a sistemului hidraulic.

Trecerea apei în bazinul inferior poate fi necesară și în scopul golirii rezervorului pentru inspecția și repararea instalațiilor hidroelectrice. Apoi ar trebui să includă scurgeri cu găuri adânci sau de jos. Pentru a furniza o cantitate mare de apă pentru scopul său principal - turbinelor unei centrale hidroelectrice, curățarea acesteia de incluziuni periculoase - gheață, nămol, sedimente, gunoi etc., sunt necesare structuri speciale - prize de apă.

O centrală hidroelectrică poate fi amplasată pe un râu de munte nu lângă un baraj, ci în aval, pe mal; apa îi este furnizată de la priza de apă printr-o conductă specială de apă și este deviată din aceasta în râu și printr-o conductă specială de apă, care împreună se numesc deviere și separat - derivații de intrare și ieșire. Scopul dispozitivului de deviere este același cu construcția unui baraj, concentrarea presiunii pentru utilizarea sa convenabilă. În râurile de munte, apa cade cu o pantă mare de suprafață, disipându-și energia potențială. Un canal așezat de-a lungul țărmului cu o pantă minimă aduce apă la hidrocentrala cu un nivel de suprafață care diferă puțin de nivelul bazinului superior.

Ca urmare, stația folosește o presiune mai mare, căderea unei secțiuni mai mari a râului, nu numai datorită susținerii barajului, ci și datorită diferenței de pante a râului și a canalului. Rolul derivației abductive este similar; nivelul apei din acesta diferă puțin de nivelul apei din râu la sfârșitul devierii, astfel încât la începutul devierii de scurgere la hidrocentrala nivelul este mai scăzut decât în ​​apropiere într-un râu care curge paralel. Astfel, stația câștigă o presiune și mai mare, folosind căderea unei secțiuni suplimentare de râu. Hidrosistemele de deviere au o mare întindere, astfel încât acestea includ un ansamblu de cap cu un baraj, un deversor și o captare de apă, un ansamblu de stație cu un bazin de presiune care completează devierea de alimentare, conducte de alimentare cu apă a turbinelor și o clădire a unei centrale hidroelectrice. si elementele de diversiune mentionate anterior.

Orez. 2. Complex hidroelectric de joasă presiune pe cursul râului cu o centrală hidroelectrică și un ecluză pentru transport maritim

În fig. Figura 3 prezintă o centrală hidroelectrică cu un scurt canal de derivație pe un râu de munte. Unitatea principală include un baraj de deversare din beton, o priză de apă cu un rezervor de sedimentare. Unitatea de stație include un bazin de presiune și un deversor inactiv. În fig. 9 prezintă, parțial în secțiune, o centrală hidroelectrică subterană cu deviere în tunel. Sunt vizibile un baraj de deversor înalt, o captare de apă adâncă, precum și un rezervor de supratensiune la capătul părții de intrare a presiunii a derivației.

Orez. 3. Centrală hidroelectrică cu canal de deviere

În cazul în care există baraj, complexul hidroelectric trebuie să includă deversoare, precum și prize de apă necesare navigației. Ambele funcții sunt adesea combinate într-o singură clădire. Ca urmare a construcției barajului, între bazine apare o scădere (diferență de nivel), pentru a depăși care nave atât în ​​amonte, cât și în aval au nevoie de facilități de navigație (ecluze, ascensoare pentru nave. Adesea se construiește un port lângă instalația de apă). cu o zonă de apă protejată de valuri de furtună, dane și o zonă de iernare pentru navele care ierna.

Canalele de apropiere a instalației de navigație, în amonte și în aval, formează un fel de deviere de-a lungul căreia se deplasează navele, dar curge puțină apă, doar pentru umplerea și golirea camerei ecluzei în timpul procesului de blocare a navelor. Uneori, aceste canale capătă o lungime considerabilă dacă este necesar să ocoliți o secțiune a râului care este incomod pentru navigație - pentru a îndrepta o curbă ascuțită, pentru a ocoli rapidurile. Canalele lungi cu multe ecluze leagă diferite râuri între ele.

Utilizarea resurselor de apă pentru irigarea terenurilor agricole și udarea zonelor aride necesită construirea unor complexe proprii de structuri hidraulice și impune propriile cerințe pentru reglarea debitului râului. Suprafața terenului irigat este de obicei foarte mare, iar structurile hidraulice situate pe acesta sunt atât de numeroase încât complexul lor nu poate fi numit sistem hidraulic; ele se numesc sistem de irigare. O parte din structuri, amplasată compact pe râul uzat, ca parte a unui baraj care formează un rezervor pentru reglarea debitului râului, un deversor pentru trecerea viiturii, o captare de apă și un rezervor de sedimentare pentru sedimentarea din apa prelevată pentru irigare , se numește unitatea principală a sistemului de irigare.

De la nodul cap până la terenurile irigate, apa este furnizată de o conductă principală de apă, cel mai adesea un canal. Lungimea sa este măsurată în zeci și sute de kilometri; de-a lungul drumului, distribuitorii se ramifică din el, iar aspersoarele se ramifică din ele. Apa reziduală nefolosită din câmpuri este colectată de colectoare și evacuată în cursul de apă. Dacă o parte din terenul irigat este situat deasupra nivelului apei în canalul principal, apa pentru aceste terenuri este furnizată de stații de pompare. Pe rețeaua de irigare propriu-zisă există regulatoare, diferențiale, structuri de evacuare etc.

Sistemele de drenaj din zonele cu umiditate excesivă a solului și mlaștini răspândite nu necesită în mod natural construcția de baraje. Complexul de structuri al acestor sisteme cuprinde drenaje, canale mici și mari, diferite structuri pe rețeaua de drenaj; Se efectuează lucrări de corectare a cursurilor de apă (îndreptare, defrișare, adâncire, baraje de coastă). Sistemul de drenaj poate fi alimentat gravitațional, totuși, dacă terenul este prea plat, pot fi necesare stații de pompare în rețea și pentru pomparea apei în cursul de apă.

Sistemele integrate de alimentare cu apă și de canalizare sunt foarte complexe și variate. Soiul depinde în principal de tipul de consumator de apă - municipal sau alimentare cu apă industrială. Multe industrii necesită o aprovizionare continuă cu cantități mari de apă, acestea includ, de exemplu, celuloză și hârtie, centrale metalurgice, chimice, termice (și nucleare) (pentru condensatoare de răcire). Înainte ca partea rămasă a acestei ape, modificată în calitate (ape uzate), să fie deversată într-un curs de apă sau returnată în producție (alimentare cu apă reciclată), aceasta trebuie purificată, dezinfectată, răcită etc. Ca parte a unei alimentări integrate de apă și sistem de canalizare, pe lângă unitatea principală a structurilor de pe râu și rețeaua de conducte de apă la consumator, există stații de pompare și un sistem de epurare a apei prelevate din cursul de apă, precum și un sistem mai complex de epurare a apei evacuate. de la consumator.

3. Rezervoare

Un rezervor este un rezervor artificial de capacitate semnificativă, format de obicei într-o vale a unui râu de structuri de reținere a apei pentru a-și regla debitul și utilizarea ulterioară în economia națională. În tabel 1 prezintă cele mai mari rezervoare din lume.

Tabelul 1. Cele mai mari rezervoare din lume

Următoarele elemente și zone principale se disting în rezervor (Fig. 4).

Orez. 4. Elemente și zone principale ale rezervorului. Elemente principale ale regimului: 1 - nivel scăzut al apei până la repriză; 2 - nivelul de inundație până la apă de retur; 3 - nivel normal de reținere; 4 - nivel ridicat al apei în condiții de stagnare

Capacitatea de debit a unui complex de instalații de apă (turbinele sale, traveele deversorului, găurile de fund, ecluzele) este limitată din motive economice și, mai rar, tehnice. Prin urmare, atunci când un rezervor curge cu o frecvență foarte rară (o dată la fiecare sută, mii sau chiar zece mii de ani), sistemul hidraulic nu este capabil să treacă întreaga masă de apă care curge de-a lungul râului. În aceste cazuri, nivelul apei în întregul lac de acumulare și la baraj crește, uneori crescând volumul acesteia cu o cantitate semnificativă; crește simultan debitului lucrări de apă O astfel de creștere a nivelului deasupra FSL în timpul perioadei de inundații mari de frecvență rară se numește forțarea nivelului rezervorului, iar nivelul în sine se numește apă de reținere forțată (FRU). La rezervoarele utilizate pentru transportul pe apă sau raftingul de lemn, coborârea nivelului în timpul perioadei de navigație este limitată la nivelul la care flota fluvială datorita conditiilor de adancime poate continua functionarea normala. Acest nivel, situat între NPU și UMO, se numește nivel de răspuns la navigație (NS). Nivelurile apei, mai ales la NPU și FPU, la baraj, la mijloc și zonele superioare rezervoarele nu sunt la fel. Dacă nivelul barajului corespunde marcajului NSL, atunci pe măsură ce se îndepărtează de acesta crește, mai întâi cu centimetri, apoi cu zeci de centimetri. Acest fenomen poartă denumirea de curbă de retur.

Pe lângă beneficiile mari și neîndoielnice pe care le aduc rezervoarele, după ce sunt umplute se asociază, adesea Consecințe negative. Acestea includ următoarele. Cele mai mari pagube aduse economiei naționale provin din inundarea constantă a teritoriilor cu așezări, întreprinderi industriale, terenuri agricole, păduri, resurse minerale, căi ferate și drumuri, linii de comunicații și electrice, arheologice și monumente istorice si alte obiecte. Prin inundare permanentă înțelegem zonele situate sub nivelul normal de reținere. Inundarea temporară a zonelor situate pe malurile lacurilor de acumulare variind de la niveluri normale până la niveluri forțate de remangă provoacă, de asemenea, pagube, dar survin rar (o dată la 100 - 10.000 de ani).

O creștere a nivelului apei subterane în zona adiacentă lacului de acumulare duce la inundarea acestuia - mlaștină, inundarea structurilor subterane și a comunicațiilor, care este, de asemenea, neprofitabilă.

Remodelarea (relucrarea) malurilor rezervoarelor de către valuri și curenți poate duce la distrugerea unor suprafețe mari de teritoriu util, dezvoltat. Procesele de alunecare de teren apar sau devin mai active de-a lungul malurilor rezervoarelor. Condițiile de navigație și rafting pe râu se schimbă radical, râul se transformă într-un lac, adâncimea crește, vitezele scad. Dimensiunile sub pod necesare transportului pe apă sunt reduse.

Regimul de iarnă al râului se schimbă foarte mult, stratul de gheață de pe rezervor se prelungește, iar nămolul dispare, dacă a existat. Turbiditatea scade pe măsură ce sedimentele se depun în rezervor.

Printre măsurile de compensare a pagubelor cauzate de inundații și inundarea terenurilor, orașele, așezările muncitorilor, gospodăriile agricole colective, precum și întreprinderile industriale sunt relocate și restaurate în noi locuri neinundate. Se deplasează secțiuni individuale de drumuri, se extinde suprafața acestora, se consolidează taluzele terasamentelor etc. Ei mută sau protejează monumente istorice și culturale, iar dacă acest lucru nu este posibil, le studiază și le descriu. Ei ridică travele podurilor și reconstruiesc traversările de poduri. Bărcile fluviale sunt înlocuite cu flote de lacuri, iar raftingul cu cârtițe este înlocuit cu plute de remorcare. Ei efectuează defrișări și defrișări ale zonei lacului de acumulare. Finalizarea dezvoltării resurselor minerale (de exemplu, cărbune, minereu, materiale de construcții etc.) sau oferă posibilitatea dezvoltării lor ulterioare în prezenţa unui rezervor. Uneori se dovedește a fi fezabil din punct de vedere economic în loc de a elimina facilitățile economice și aşezări din zona de inundare a rezervorului, implementați măsuri de protecție inginerească.

Complexul de măsuri hidraulice de inginerie și reabilitare, reunit sub denumirea de protecție inginerească, cuprinde diguri sau împrejmuiri de obiecte și terenuri valoroase, drenarea zonelor inundate sau terasate prin drenare și pompare a apei, întărirea malurilor în anumite secțiuni ale lacului de acumulare etc.

4. Baraje

Un baraj este o structură care blochează un curs de apă, care susține apa la un nivel mai mare decât nivelul casnic și astfel concentrează într-un singur loc o presiune convenabilă pentru utilizare, adică diferența de nivel al apei în fața și în spatele barajului. Barajul ocupă un loc important în orice sistem hidraulic sub presiune.

Barajele sunt construite în diferite condiții climatice și naturale - în latitudinile nordice și în zonele de permafrost, precum și în sud, în zonele tropicale și subtropicale, cu temperaturi pozitive ridicate. Locația lor include râuri de câmpie cu apă înaltă care curg în canale compuse din soluri nestâncoase - nisip, lut nisipos, lut și argilă, precum și râuri de munte care curg în chei stâncoase adânci, unde au loc adesea cutremure puternice. Varietatea condițiilor naturale, scopurile pentru crearea barajelor, amploarea și echipamentul tehnic de construcție a condus la o varietate de tipuri și modele. Ca și alte structuri, barajele pot fi clasificate în funcție de multe criterii, de exemplu, după înălțime, materialul din care sunt construite, capacitatea de a trece apa, natura muncii lor ca structuri de reținere etc.

Structurile hidraulice de reținere a apei, care includ baraje, percep forțe de origine, natură și durată diferită, al căror impact total este mult mai mare și mai complex decât impactul forțelor asupra clădirilor și structurilor de tip industrial și civil.

Pentru a înțelege condițiile de funcționare ale structurilor de reținere a apei, luați în considerare diagrama unui baraj de beton cu sarcinile principale care acționează asupra acestuia. Ca toate structurile de beton extinse, barajul este tăiat în secțiuni cu cusături care permit secțiunilor să se deformeze liber sub influențele temperaturii, contracției și precipitațiilor, ceea ce previne formarea fisurilor. Următoarele forțe acționează asupra fiecărei secțiuni a barajului cu lungimea L, înălțimea H și lățimea bazei B.

Greutatea secțiunii barajului G este determinată de dimensiunile sale geometrice și de greutatea specifică a betonului g=rґg (după cum se știe, greutatea specifică a unei substanțe este egală cu produsul dintre densitatea acesteia și accelerația gravitației).

Orez. 5. Profile transversale ale barajelor moderne în comparație cu siluetele altor structuri (dimensiuni în metri): 1 - Nipru; 2 - Bukhtarminskaya; 3 - Krasnoyarsk; 4 - Bratskaya; 5 - Charvakskaya; 6 - piramida lui Keops; 7 - Toktogul; 8 - Chirkeyskaya; 9 - Sayano-Shushenskaya; 10 - barajul Usoi; 11 - Nurek; 12 - Universitatea de Stat din Moscova; 13- Ingurskaya

Presiunea apei filtrate pe baza barajului apare din cauza fluxului subteran de apă care curge sub presiune prin porii și fisurile din solul bazei barajului de la coada superioară spre cea inferioară. Valoarea aproximativă a acestei forțe, numită contrapresiune, este egală cu:

U=ґgBL,

unde H1, H2 sunt adâncimile apei din bazine; g este greutatea specifică a apei; a este un factor de reducere care ține cont de influența dispozitivelor anti-infiltrații și a drenajului de la baza barajului.

Presiunea hidrostatică a apei din bazinele superioare și inferioare este determinată de formulele:

W1=gH12L/2; W2 = gH22L/2.

Forțele enumerate mai sus aparțin categoriei celor mai importante și care funcționează constant. Pe lângă ei, în cazurile necesare formulele speciale iau în considerare presiunea dinamică a valurilor, presiunea gheții, sedimentele depuse în rezervor, precum și forțele seismice. Fluctuațiile neuniforme ale temperaturii au un efect suplimentar asupra rezistenței unui baraj de beton. Răcirea suprafețelor barajului provoacă tensiuni de tracțiune în acestea, iar în beton se pot forma fisuri care le rezistă slab. În condițiile forțelor enumerate și presiunii apei, barajul trebuie să fie puternic, rezistent la forfecare și impermeabil (această cerință se aplică și fundației sale). În plus, barajul trebuie să fie economic, adică. Dintre toate opțiunile care îndeplinesc cerințele menționate, trebuie selectată varianta caracterizată printr-un cost minim.

Un loc aparte în ingineria hidraulică îl ocupă problemele legate de filtrarea apei din amonte spre aval. Acest fenomen este inevitabil, iar sarcina ingineriei hidraulice este de a-l prezice și organiza și de a preveni consecințele periculoase sau neprofitabile cu ajutorul măsurilor inginerești. Căile curenților de filtrare pot fi: corpul structurii, chiar dacă este construită din beton; fundația unei structuri, mai ales atunci când este nestâncoasă sau rocă fracturată; malurile în locurile în care structurile de presiune li se învecinează. Consecințe nocive filtrarea sunt pierderi neproductive de apă din rezervoare, care, prin urmare, nu sunt utilizate în scopuri economice naționale, contrapresiunea, care reduce gradul de stabilitate a structurii de presiune, și perturbările de filtrare sau deformațiile corpului unui baraj de pământ sau fundație fără rocă. , în special, sub formă de sufuzie sau ridicare.

Sufuziunea este de obicei numită îndepărtarea particulelor mici prin filtrarea fluxului prin pori dintre mai multe particule mari; apare în soluri necoezive (afanate) - nisipoase eterogene, nisipos-pietriș. Cu sufuzie chimică, sărurile situate în roci sunt dizolvate. Un flux de ieșire este îndepărtarea printr-un flux subteran, care se filtrează sub o structură sub presiune în aval, a unor volume semnificative de pământ de fundație format din roci coezive, cum ar fi argile, argile etc.

Pentru a asigura funcționarea normală a structurii și a elimina fenomenele periculoase, la proiectarea structurii este prevăzut un circuit subteran rațional (Fig. 6). Acest lucru se realizează prin creșterea căii de filtrare sub structură, crearea unui strat impermeabil în piscina superioară (aval) și a unui rezervor puternic de apă în piscina inferioară, așezarea palplanșelor sau a altor perdele, dinți sau alte măsuri.

Orez. 6. Diagrama unui baraj pe o bază de filtru (conform S.N. Maksimov, 1974): 1 - corp de baraj, 2 - corp de apă, 3 - șorț, 4 - jos, 5 - linii de curgere, 6 - palplanșe

Baraje realizate din materiale de sol.

Un tip antic de structuri hidraulice sub presiune sunt baraje realizate din materiale de sol. În funcție de solurile folosite, barajele pot fi omogene sau eterogene; în profilul transversal corpul acestuia din urmă este format din mai multe tipuri de soluri. Pentru a construi un baraj de sol omogen, se folosesc diverse soluri cu permeabilitate scăzută - nisip, morenă, loess, lut nisipos, lut etc. În ceea ce privește proiectarea barajului și legătura sa cu fundația, acesta este cel mai simplu tip de presiune. structura.

Barajele de sol eterogene, la rândul lor, sunt împărțite în baraje cu un ecran de sol cu ​​permeabilitate scăzută, așezat pe partea din amonte a barajului și baraje cu miez, în care solul cu permeabilitate scăzută este situat la mijlocul profilul barajului. În locul unui miez de sol se pot folosi diafragme fără sol din beton asfaltic, beton armat, oțel, polimeri, etc.. Se pot realiza și ecrane din materialele specificate fără sol.

În funcție de modul de realizare a lucrării, barajele de sol pot fi fie baraje vrac, cu compactare mecanică a solului turnat, fie baraje aluvionare, construite cu mijloace de hidromecanizare; cea din urmă metodă de construire a barajelor de pământ, în condiții corespunzătoare (furnizare cu apă, energie și echipamente, prezența unei compoziții adecvate a solului etc.), se caracterizează printr-o productivitate ridicată, ajungând până la 200 mii m3/zi.

Baraje din piatră și pământ sunt construite în partea principală a volumului din umplutură cu rocă; impermeabilitatea acestora se realizează prin construirea unui ecran sau a unui miez, așezat din soluri cu permeabilitate scăzută (loamuri etc.). Între piatră și solul cu granulație fină se instalează filtre inverse - straturi de tranziție de nisip și pietriș cu grosimea crescândă spre piatră pentru a preveni infundarea solului a dispozitivelor antifiltrare.

Astfel de baraje sunt utilizate pe scară largă în structurile hidraulice de înaltă presiune de pe râurile de munte. Astfel, înălțimea barajului hidrocentralei Nurek de pe râu. Vakhshe este la 300 m.

Avantajul acestora, în comparație cu alte tipuri de baraje, este utilizarea pietrei și a solului disponibil pe șantier, posibilitatea unei mecanizări extensive a principalelor tipuri de lucrări (turnare cu piatră și umplere a solului), precum și o rezistență seismică suficientă. În comparație cu alte tipuri de baraje de pământ, barajele de rocă-pământ se disting printr-o abrupție mai mare a pantei, adică. cantitate mai mică de materiale.

Lățimea mică a contactului cu permeabilitate scăzută dintre barajul stâncă-pământ și fundație complică proiectarea interfeței lor impermeabile. În solurile nestâncoase, este necesar să conduceți un rând de palplanșe sau să așezați un pinten de beton, iar în solurile stâncoase, o perdea de ciment este instalată prin injectarea mortarului de ciment prin puțuri forate în fisurile din rocă. Astfel de conexiuni previn fenomenele de filtrare periculoase la baza structurilor de presiune.

Barajele de umplutură se ridică prin aruncarea sau turnarea pietrei, iar rezistența la apă a acestora este asigurată de un ecran pe versantul din amonte sau de o diafragmă în mijlocul profilului, construită din materiale nesol (beton armat, lemn, beton asfaltic, oțel, materiale plastice etc.). Barajele de piatră se construiesc din zidărie de piatră uscată, care necesită și montarea de paravane, sau din zidărie de piatră cu mortar. Aceste baraje sunt rar construite în zilele noastre.

Baraje din materiale artificiale.

Barajele din lemn sunt unul dintre cele mai vechi tipuri de structuri sub presiune, datând de multe sute de ani. În aceste baraje, sarcinile principale sunt suportate de elemente din lemn, iar stabilitatea lor împotriva forfecarea și plutirea este asigurată prin asigurarea structurilor din lemn în bază (de exemplu, baterea piloților) sau încărcarea acestora cu balast din piatră sau sol (în structuri în rânduri). . Se construiesc baraje din lemn pentru capete joase, de la 2 la 20 m.

Barajele din material textil au început să fie construite relativ recent datorită apariției materialelor sintetice rezistente, rezistente la apă. Principalele elemente structurale ale barajelor din țesătură sunt carcasa propriu-zisă, umplută cu apă sau aer și care acționează ca o poartă (văd), dispozitive de ancorare pentru atașarea carcasei la canelul de beton, un sistem de conducte și echipamente de pompare sau ventilatoare pentru umplerea și golirea coajă. Domeniul de aplicare al barajelor din țesătură depășește rareori limita de cap de 5 m.

Barajele din beton sunt utilizate pe scară largă în inginerie hidraulică. Sunt construite în diverse condiții naturale și permit revărsarea apei prin trave speciale de pe creasta lor (diguri de scurgere), ceea ce este imposibil sau irațional în barajele din materiale din sol. Formele lor structurale sunt foarte diferite, ceea ce depinde de mulți factori. Cea mai mare înălțime a barajului gravitațional din beton Grand Dixance (Elveția) este de 284 m. În Rusia, barajul Sayano-Shushenskaya de tip arc gravitațional a fost ridicat pe Yenisei cu o înălțime de 240 m. Barajul are o stâncă. fundație. Barajele deversoare ale cascadelor Svirsky și Volzhsky au fost construite pe o fundație fără piatră în condiții geologice dificile. Barajele de beton ușor au apărut mai târziu decât cele masive și au o distribuție relativ mică în Rusia. Prin proiectare, barajele din beton sunt împărțite în trei tipuri: gravitaționale, arc și contrafort. Cel mai faimos tip al acestor baraje sunt barajele de contrafort. Avantajul lor față de cele masive este volumul mai mic de beton. În același timp, necesită beton mai durabil și armătură cu armătură.

Barajele gravitaționale, atunci când sunt supuse principalelor forțe ale presiunii hidrostatice, oferă o rezistență suficientă la forfecare, în principal datorită greutății lor mari. Pentru a combate filtrarea apei, la baza barajului se instalează perdele de cimentare (în fundații stâncoase), iar rândurile de palplanșe sunt înfipte (în fundații nestâncoase). Pentru a crește stabilitatea barajului, se organizează drenajul, se instalează cavități care reduc contrapresiunea și se iau alte măsuri.

Barajele cu arc sunt curbate în plan cu o convexitate spre bazinul superior; ele rezistă acțiunii presiunii hidrostatice și altor sarcini de forfecare orizontale în principal datorită accentului lor pe malurile defileului (sau culee). La construirea barajelor cu arc, o cerință obligatorie este prezența unor roci suficient de puternice și cu randament redus în zonele de coastă. Aceste baraje, ca și barajele gravitaționale, nu necesită o greutate semnificativă a zidăriei din beton; sunt mai economice decât barajele gravitaționale. Razele de curbură ale elementelor lor arcuite cresc de jos în sus.

Barajele de contrafort sunt formate dintr-un număr de contraforturi, a căror formă în fațada laterală este apropiată de un trapez, situate la o anumită distanță unul de celălalt; contraforturile susțin plafoanele de presiune, care absorb sarcinile care acționează dinspre amonte. Întinderile podului se sprijină pe contraforturile de deasupra. La rândul lor, contraforturile transferă sarcina la bază. Cele mai cunoscute tipuri de baraje de contrafort sunt: ​​baraje de contrafort masive, cu tavane plate și diguri cu mai multe arcade. Barajele de contrafort pot fi fie oarbe, fie deversor. Sunt construite pe soluri stâncoase și nestâncoase; în acest din urmă caz, au un element structural suplimentar sub forma unei plăci de fundație, al cărei scop este reducerea tensiunii în solul de fundație. Pentru a oferi o rezistență seismică mai mare contraforturilor în condiții seismice transversale (de peste râu), acestea sunt uneori conectate între ele prin grinzi masive.

O caracteristică a barajelor de contrafort este lățimea crescută la bază și panta feței superioare, ceea ce duce la faptul că o componentă verticală semnificativă a presiunii apei este transferată către aceasta din urmă, presând barajul la bază și oferindu-i stabilitate. împotriva forfecarea, în ciuda greutății reduse. Contrapresiunea în astfel de baraje este mai mică decât în ​​barajele gravitaționale masive.

Barajele de contrafort necesită volume mai mici de beton decât barajele gravitaționale, cu toate acestea, costurile de îmbunătățire a calității betonului, armături și complicare a lucrării le fac destul de apropiate unele de altele din punct de vedere al indicatorilor economici. Cel mai înalt baraj de contrafort (multi-arcade), Daniel-Johnson, înalt de 215 m, a fost construit în Canada.

5. Deversoare

Ca parte a complexului hidroelectric, pe lângă barajul orb, mare importanță au deversor, de ex. dispozitive de evacuare a apelor de viitură în exces sau de trecere a debitelor în alte scopuri. Există mai multe soluții diferite pentru amplasarea deversoarelor într-o instalație de apă.

Travele deversorului pot fi construite pe creasta unui baraj de beton în albia râului sau pe o luncă inundabilă a râului; atunci structura va lua forma unui baraj deversor. Un deversor poate fi construit independent de baraj sub forma unei structuri speciale situate pe versantul de coastă și, prin urmare, numit deversor de coastă.

Atât în ​​corpul barajului, cât și pe taluzul malului, deschiderile deversorului pot fi plasate aproape de marcajul crestei barajului sau adânc sub nivelul apei de apă. Primele se numesc de suprafață, al doilea - deversoruri adânci sau de jos.

Traversele de suprafață ale barajelor deversorului pot fi deschise (fără porți), dar de obicei au porți care reglează nivelul apei din amonte. Pentru a preveni revărsarea rezervorului, porțile sunt deschise parțial sau complet, împiedicând creșterea nivelului apei peste nivelul normal de reținere (NLV). Pentru a îmbunătăți condițiile de trecere a apei prin baraj, creasta acestuia primește un contur neted, rotunjit, care apoi se transformă într-o suprafață în cădere abruptă, care se termină lângă nivelul apei de coadă cu o altă rotunjire inversă, direcționând curgerea în albia râului. Întreaga lungime a frontului deversorului este împărțită într-un număr de trave folosind tauri. Taurii, în plus, percep presiunea apei de la porți și servesc, de asemenea, ca suport pentru podurile destinate deservirii mecanismelor de ridicare și porților și legăturilor de transport între maluri.

Apa eliberată prin baraj are o cantitate mare de energie potențială, care se transformă în energie cinetică. Lupta împotriva energiei distructive a fluxului deversat prin baraj se desfășoară în diverse moduri. În spatele barajului deversorului, absorbantele de energie sunt instalate pe o placă masivă de beton sub formă de mase separate de beton - dame, piloni sau grinzi de beton armat. Uneori, în avalul unui baraj deversor, se organizează un regim de suprafață prin instalarea unui pervaz și picior în partea inferioară a deversorului, rupere din care cu o viteză mai mare, fluxul se concentrează la suprafață, și o rolă cu temperatură moderată. sub ea se formează viteze inverse în partea de jos.

În spatele barajelor deversoare, care au fundații fără piatră, în spatele găurilor de apă este realizat un șorț - o secțiune permeabilă întărită a albiei râului.

În mod obișnuit, pe mal, deversorurile sunt amplasate în instalații de apă cu baraje din materiale de sol care nu permit trecerea fluxurilor de apă prin creasta lor, precum și în instalațiile de apă cu diguri de beton în chei înguste, unde canalul este ocupat de o hidrocentrală. clădirea gării lângă baraj. Tipurile lor sunt foarte diverse. Cele mai frecvent utilizate sunt deversorurile de suprafață, în care descărcarea curge de-a lungul suprafeței malului într-o excavație deschisă. Sunt situate pe unul sau două maluri, adesea lângă baraj, și au următoarele componente: un canal de intrare, deversorul propriu-zis cu trave de deversor, tauri și porți (sau acțiune automată fără porți), un canal de evacuare sub formă de o picătură cu debit mare sau în trepte (folosită rar). Deversoarele de coastă sunt completate cu dispozitive de șanț de apă, asemănătoare celor instalate în aval de baraje deversor - un puț de șanț de apă.

Dacă condițiile locale împiedică rutarea canalului de evacuare, atunci acesta poate fi înlocuit cu un tunel de ieșire; Acest lucru va duce la un deversor de coastă de tip tunel. Deversoarele de coastă din tunel au următoarele componente: un canal de intrare situat la cote mari ale versantului de coastă în bazinul superior, deversorul propriu-zis cu porți și un tunel de evacuare care se termină cu o secțiune a canalului și un distribuitor de apă.

Deversoarele adânci și de fund sunt situate la cote apropiate de fundul cursului de apă pe care este construit sistemul hidraulic. Acestea sunt amenajate în următoarele scopuri: pentru a trece debitul râului în timpul construcției unui baraj în albie (deversoruri de construcție), iar în unele cazuri pentru a trece total sau parțial debitul de deversare. Principalele lor soiuri sunt tuneluri și deversoruri tubulare. Tunelurile deversoare sunt situate în masivele de coastă stâncoase, ocolind barajul, lungimea lor este de câteva sute de metri, dimensiunile secțiunii transversale sunt determinate de debitul. Forma secțiunii transversale a deversoarelor de construcție este de obicei în formă de potcoavă. Tunelurile rămase, care funcționează sub presiune ridicată, au o secțiune transversală circulară.

Deversoarele tubulare sunt amplasate în complexul hidroelectric în funcție de tipul de baraj. Daca barajul este din beton (gravitativ, contrafort sau arc), atunci deversorurile sunt conducte care ii taie corpul dinspre amonte spre aval si sunt dotate cu porti. Dacă barajul este măcinat, atunci drenurile tubulare sunt instalate sub baraj, adâncindu-le în bază. Sunt un turn din care provin țevi de oțel sau beton armat de secțiune rotundă sau dreptunghiulară, în funcție de presiune. Pot fi singure sau asamblate într-un fel de „baterii”, în funcție de consum. Porțile și mecanismele de control sunt amplasate în părțile de intrare și de evacuare ale conductelor.

Porți și ascensoare. Porțile principale servesc la reglarea debitelor și a nivelului apei din bazinul superior, precum și pentru a permite, în unele cazuri, trecerea pădurii, gheții, așternutului și sedimentelor. Ele pot acoperi complet sau parțial canalele. Designul porților depinde de amplasarea acestora; porțile orificiilor de suprafață, adesea mari, percep o presiune hidrostatică relativ scăzută; supapele cu găuri adânci, care au dimensiuni semnificativ mai mici, suferă o presiune hidrostatică ridicată. Porțile sunt cel mai adesea realizate din oțel, pentru presiuni mici și deschideri de găuri blocate - din lemn, în structuri necritice de joasă presiune cu deschideri mari - din materiale textile (diguri de țesătură). Cele mai utilizate supape în structurile hidraulice sunt supapele plate, care sunt structura metalica sub forma unui scut deplasându-se în șanțurile verticale ale taurilor și bonturilor. Componentele unei porți plane sunt: ​​o căptușeală impermeabilă care absoarbe presiunea apei din amonte, apoi un sistem de grinzi, ferme și structuri de susținere care se rulează sau alunecă de-a lungul șinelor speciale încastrate în caneluri. Masa părții mobile a porților este destul de semnificativă; la înălțimi și întinderi mari depășește 100 de tone, ceea ce necesită mecanisme puternice de ridicare. Pentru a reduce forța de ridicare a mecanismelor, se folosesc valve segmentare care, la ridicarea și coborârea acestora, se rotesc în jurul balamalelor încorporate în tauri și bonturi. Astfel de supape sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă, dar costul lor depășește costul supapelor plate.

6. Prize de apă

lac de acumulare de câmpie a barajului de apă

Scopul aportului de apă. Prizele de apă sunt părți ale structurilor de captare a apei, al căror scop principal este colectarea apei dintr-un curs de apă (râu, canal) sau rezervor (lac, rezervor); actiunea pentru care sunt destinate poate fi numita aport de apa.

Consumatorul reglează de obicei debitul de apă. Aportul de apă trebuie asigurat la orice nivel de reținere - de la normal (NPL) la cel mai scăzut - nivel mort volum (ULO).

Funcțiile structurii de admisie a apei includ purificarea apei de impurități și corpuri străine.

Structuri de captare a apei. Proiectarea și echiparea prizei de apă depind în mare măsură de tipul unității hidraulice și de tipul conductei de apă - presiune sau nepresiune. Prin urmare, o descriere a proiectelor și echipamentelor prizelor de apă și a funcționării acestora este posibilă numai separat pentru fiecare tip. Dimensiunile prizei de apă sunt caracterizate de dimensiunile secțiunii sale de intrare, unde sunt amplasate grătare de reținere a resturilor (denumite adesea grătare de reținere a resturilor). Pentru a facilita curățarea ecranelor și pentru a reduce pierderile de presiune pe site, viteza de curgere la intrare este considerată a nu depăși 1,0 m/s. Suprafața de intrare a turbinelor mari este măsurată în sute de metri pătrați.

O priză de apă de acest tip, individuală pentru fiecare turbină, este o gaură dreptunghiulară în masa barajului, îngustându-se treptat și transformându-se într-o secțiune circulară a conductei turbinei.

Partea superioară a intrării este închisă de un perete de beton armat - un vizor, coborât sub ULV. Vizorul absoarbe presiunea gheții și prinde obiectele plutitoare. În fața intrării în priza de apă este instalată o grilă 1 din tije din bandă de oțel pentru a reține resturile suspendate în apă care ar putea deteriora turbina. În timpul funcționării, resturile care se acumulează la intrarea apei și pe grătar sunt îndepărtate cu o greblă sau un apucator mecanic, deoarece dacă grătarul se înfundă, rezistența acestuia la curgerea apei va crește semnificativ.

În spatele grătarului, se fac caneluri în tauri pentru a instala poarta 3 și pentru a opri alimentarea cu apă a conductei turbinei. Pentru a putea întreține și repara obturatorul de mare viteză, în fața acestuia sunt dispuse caneluri 2 pentru obturatorul de reparații. Puteți ajunge la supapă pentru inspecție și reparație prin trapa de inspecție 6. Supapa de reparație este mai simplă, nu este necesar să funcționeze rapid, este coborât nu în flux, ci în apă calmă. În spatele supapei este instalată o conductă de aer 7 - o conductă pentru alimentarea cu aer a conductei de apă a turbinei, înlocuind apa care iese prin turbină în cazul în care priza de apă este închisă de o supapă de reparație de urgență. Pentru ușurință în exploatare, o clădire echipată cu o macara de asamblare deasupra capului este ridicată deasupra prizei de apă. În condiții climatice favorabile, clădirea nu este construită și se folosește o macara de montaj tip portal.

Supapa principală reglează debitul de apă în conformitate cu programul de consum de apă. Mișcarea oblonului se realizează cu ajutorul unei acționări hidraulice.

În cazul unor mici fluctuații ale nivelului bazinului superior, structura de captare a apei este situată la înălțimi mari ale coastei; aceasta este așa-numita captare a apei de coastă de suprafață. Cu o gamă largă de niveluri operaționale ale rezervorului, este necesar să se instaleze o captare de apă de coastă adâncă, situată puțin sub ULV.

7. Conducte de apă

Scopul conductelor de apă. Apa care intra in priza de apa si este curatata de impuritati trebuie lasata consumatorului in conformitate cu graficul de consum. Una dintre principalele cerințe pentru conductele de apă (presiune și fără presiune) este impermeabilitatea pereților acestora. Apa nu trebuie pierdută pe parcurs, iar această pierdere nu ar trebui să facă zona înconjurătoare mlaștină. Pentru o centrală hidroelectrică este, de asemenea, necesar ca energia potențială a fluxului să se piardă cât mai puțin posibil de-a lungul traseului și ca panta suprafeței sale libere sau piezometrice să fie mică. Pentru a face acest lucru, pereții conductei trebuie să fie netezi și caracterizați printr-o rezistență scăzută la curgere. Pereții netezi sunt necesari pentru conductele de apă și sistemele de irigare și sistemele de alimentare cu apă - cu cât apa este furnizată mai mare, cu atât este mai ușor să se asigure alimentarea gravitațională a consumatorilor, cu atât mai puțină energie este cheltuită pentru operarea stațiilor de pompare. Numai pentru canalele de transport, rugozitatea pereților nu contează, deoarece vitezele în ele sunt mici sau egale cu zero.

Pereții conductelor nu ar trebui erodați de vitezele curente și valurile (valurile apar, de exemplu, atunci când navele se deplasează de-a lungul canalelor).

Dimensiunile secțiunii transversale a conductei de apă sunt determinate pe baza calculelor tehnice și economice. Tipul și proiectarea conductei de apă sunt, de asemenea, determinate pe baza unor comparații tehnice și economice. În funcție de scopul conductei de apă, dimensiunea acesteia, condițiile naturale și condițiile de construcție și exploatare, canalele, tăvile, conductele și tunelurile pot fi utilizate ca conductă de apă. Primele două tipuri sunt fără presiune, al treilea este presiune; tunelul poate fi sub presiune sau fără presiune (dacă nu este umplut până sus cu apă). Adesea, soluția optimă este obținută prin combinarea secvențială a diferitelor tipuri de secțiuni de conducte de apă.

Cel mai simplu și mai ieftin tip de conductă este de obicei un canal. Canalele sunt comune în toate domeniile ingineriei hidraulice. Este indicat să așezați traseul canalului pe plan, astfel încât apa din acesta să fie în adâncime, iar înălțimea barajelor să fie mică. Forma secțiunii transversale este trapezoidală (uneori de formă mai complexă), abrupția versanților este determinată de stabilitatea acestora; solul nu trebuie să alunece.

În solul stâncos, secțiunea transversală a canalului se apropie dreptunghiulară. Lățimea secțiunii transversale a canalului este mai mare decât adâncimea acestuia pentru a reduce pierderile de apă din cauza filtrării din canal, a crește viteza de curgere și a reduce rezistența la curgere, de exemplu. Panta suprafeței, fundul și versanții canalului sunt acoperite cu căptușeală, cel mai adesea beton sau beton armat. Un strat de pământ grosier (pietriș) este plasat sub placare ca drenaj.

Un tunel este cel mai scump tip de conductă pe unitate de lungime. Dacă tunelul este așezat în soluri slabe, nestâncoase, atunci costul său crește în special. În acest sens, pot fi preferate tipuri de deviere de suprafață doar dacă aceasta este semnificativ mai scurtă, permite redresarea traseului sau dacă versantul de coastă de-a lungul căruia poate fi trasat traseul este impropriu pentru devierea la suprafață - teren foarte accidentat, înalt abrupte, alunecări de teren, avalanșe .

Postat pe Allbest.ru

...

Documente similare

    Clasificarea structurilor hidraulice industriale. Proiectarea structurilor hidraulice. Influență diverși factori asupra calitatii constructiei. Materiale moderne pentru construcții. Măsuri pentru asigurarea calității necesare a apei.

    rezumat, adăugat 21.03.2012

    Conceptul de armonizare - o metodologie de sistem pentru proiectarea structurilor hidraulice. Principii de bază și metodologia calculelor inginerești. Metoda probabilistica de calcul a structurilor hidraulice. Rezolvarea problemelor de inginerie hidraulică în substituție probabilistică.

    rezumat, adăugat la 01.11.2014

    Clasificarea structurilor hidraulice și aplicarea lor. Foraj de explorare și dezvoltare. Structuri insulare, platforme pentru adâncimi mai mari de 50 m. Proiectări de sisteme de producție subacvatice. Experiență în operarea structurilor de câmp de petrol și gaze rezistente la gheață.

    rezumat, adăugat 02.12.2012

    Dispunerea unității hidraulice, alegerea debitului specific. Proiectarea unui puț de apă. Selectarea numărului și lățimii traveilor barajului. Proiectarea unui profil de drenaj. Proiectarea și utilizarea supapelor plate. Siguranța tehnică a structurilor hidraulice.

    lucrare curs, adaugat 29.07.2012

    Caracteristicile zonei în care va fi construit complexul hidroelectric. Selectarea dimensiunilor profilului barajului principal. Determinarea marcajului de creasta în zona de adâncime. Pante, berme și dispozitive de drenaj. Calcul de filtrare a unui baraj de pământ. Proiectarea structurii de evacuare a apei.

    lucrare de curs, adăugată 25.04.2015

    Condiții fiziografice de formare a scurgerii. Corpurile de apă ale teritoriului Krasnodar: râuri, lacuri, estuare, rezervoare. Poluarea corpurilor de apă. Problema surselor necentralizate de alimentare cu apă. Starea actuală a structurilor hidraulice.

    teză, adăugată 20.07.2015

    Locația geografică a lacului de acumulare Berezovsky. Condițiile inginerie-geologice și hidrogeologice ale șantierului de reconstrucție. Determinarea volumelor terasamenteși organizarea construcției structurilor proiectate în timpul reconstrucției rezervorului.

    lucrare de curs, adăugată 25.01.2015

    Calculul canalului principal al unei structuri hidraulice, determinarea mișcării uniforme a fluidului folosind formula Chezy. Determinarea celei mai bune secțiuni hidraulice de canal și adâncimi pentru debitele date. Calculul diferenţialului în mai multe etape.

    lucrare de curs, adăugată 07.12.2009

    Trasarea structurilor liniare. Obiectivele cercetărilor inginerești și geodezice pentru structuri liniare. Lucrări geodezice în proiectarea comunicațiilor liniare și la așezarea traseelor ​​structurilor. Stabilirea poziţiei drumului în profil longitudinal.

    test, adaugat 31.05.2014

    Caracteristicile hidrologice ale zonei de proiectare. Determinarea volumelor utile, forțate și moarte ale unui rezervor. Selectarea unui amplasament al barajului și al traseului canalului. Construcția planului și a secțiunii transversale a barajului. Calculul capului de intrare.

Se încarcă...Se încarcă...