3. Поняття про гідровузли і гідросистеми, їх класифікація

Гідровузлом називається група гідротехнічних споруд, об'єднаних умовами сумісної роботи та розташуванням.

Як і споруди, гідровузли класифікуються за рядом ознак.

За місцем розташування розрізняють гідровузли річкові, на каналах, морські, озерні і ставкові, а за основним призначенням енергетичні, водно -транспортні, водозабірні (для зрошення, водопостачання тощо), водосховищні (для перерозподілу стоку річок), а також рекреаційні, які використовуються для відпочинку населення.

Як правило, гідровузли одночасно вирішують декілька проблем. Так, наприклад, створення водосховища Дніпровського гідровузла (м. Запоріжжя) призвело до затоплення дніпровських порогів і у верхній течії р. Дніпра стало можливим судноплавство. В складі гідровузла працюють дві ГЕС загальною потужністю понад 1,5 млн. кВт, а водою з водосховища зрошуються тисячі гектарів родючої землі.

Гідровузли можуть бути безнапірними (наприклад, морські або річкові гавані) і напірні (низьконапірні — з напором до 10 м, середньонапірні — з напором 10-50 м, високонапірні — з напором понад 50 м). Низьконапірні гідровузли будуються на рівнинних річках, вони призначені, головній чином, для водозабору або для транспорту. Середньо- і високонапірні гідровузли найчастіше виконують енергетичні, іригаційні і транспортні функції.

Гідросистема це комплекс гідротехнічних споруд, які можуть бути розташовані на значній відстані одна від одної, але виконують спільні водогосподарські завдання.

Подібно до гідровузлів гідросистеми можуть бути комплексними і спеціалізованими. В нашій країні функціонує велика кількість гідросистем різноманітного призначення: гідроенергетичного (Київська ГЕС—ГАЕС), гідромеліоративного (системи, пов'язані із Північно-Кримським каналом), для водопостачання (система водопостачання Донбасу) та інші.

Гідросистеми, займаючи значні за площею території, вирішують комплекс завдань і впливають на екологічну обстановку в регіоні. Помилки в проектуванні, будівництві і експлуатації таких об'єктів можуть призвести до тяжких економічних і екологічних наслідків.

4. Загальні відомості про проектування гідротехнічних споруд. Стадії і види проектування

Проектування — найбільш важливий етап в створенні будь-якого гідротехнічного об'єкта, який визначає як хід його будівництва, так і наступну його експлуатацію. Проектування базується на даних вишукувань — топографічних, гідрологічних, геологічних і гідрогеологічних. При проведенні вишукувань аналізуються також дані по клімату, вивчається іхтіологічна обстановка водотоку, грунти і рослинність прилеглої території (останнє має особливе значення для гідромеліоративних об'єктів) та інше.

З врахуванням чисельності чинників, що впливають на конструкцію майбутнього об'єкта, на попередній стадії проектування розглядається декілька технічно доцільних варіантів. Остаточне рішення приймається на основі економічного аналізу з обов'язковим врахуванням соціальних і екологічних наслідків будівництва. При такій технології проектування є індивідуальним, потребує великих затрат, що виправдовується при розробці великих об'єктів. При проектуванні відносно невеликих споруд в простих інженерно-геологічних умовах широко застосовуються раніше розроблені типові проекти. Це характерно для об'єктів гідромеліоративного будівництва з великим числом малих гідротехнічних споруд.

Розрахункове обгрунтування проектних пропозицій включає гідравлічні і фільтраційні розрахунки по забезпеченню пропускної спроможності водопропускних споруд і надійної роботи об'єкта і його основи при їх взаємодії з поверхневим і фільтраційним потоками. Виконуються також статичні і динамічні розрахунки міцності і стійкості. Вірогідність розрахунків гарантує безпечну роботу споруди протягом всього строку її експлуатації.

Об'єкти гідротехнічного будівництва проектуються в одну або дві стадії. Одностадійне проектування характерне для відносно нескладних в технічному відношенні споруд, коли можливе будівництво за типовими проектами або проектами повторного застосування. Результатом одностадійного проектування є робочий проект з зведеним кошторисним розрахунком. Більші і складніші об'єкти проектуються в дві стадії: на першій виконується технічний проект із зведеним кошторисним розрахунком, на другій — робоча документація з кошторисами.

Основою для розробки проектів є обґрунтовуючі матеріали: схеми розвитку і розміщення галузей народного господарства, регіональні схеми розвитку і розміщення продуктивних сил тощо. Для унікальних об'єктів виконується додаткове техніко-економічне обгрунтування (ТЕО), яке підтверджує технічну можливість і економічну доцільність об'єкта.

В ході індивідуального проектування великих гідротехнічних об'єктів, коли існуючі методи розрахунку не дозволяють отримати досить надійні результати, звертаються до модельних досліджень. Проведення таких досліджень обов'язкове для споруд І класу.

Для гідротехнічного будівництва з його багатоваріантністю проектних рішень і чисельністю критеріїв особливе значення мають системи автоматизованого проектування (САПР), які базуються на широкому застосуванні ЕОМ і дозволяють проектанту швидко співставити велику кількість варіантів, вибрати з них технічно і економічно доцільний.

Нормативною основою проектування і будівництва гідротехнічних об'єктів є будівельні норми, які є законом, обов'язковим для всіх видів будівництва. Будівельні норми розділені на п'ять частин: 1 — організація, управління, економіка; 2 — норми проектування; 3 — організація виробництва і приймання робіт; 4 — кошторисні норми; 5 — норми затрат матеріалів і трудових ресурсів.

В нормах проектування викладені найбільш важливі положення розрахунків і конструювання споруд. Для розвитку і деталізації положень будівельних норм можуть розроблятися відомчі нормативні документи (технічні умови і норми, вказівки до розрахунків окремих споруд тощо). Ці документи обов'язкові для використання в організаціях даного відомства, але можуть бути використані і іншими проектними установами.