Запасы воды на Земле велики, но распределя­ется она неравномерно по земной поверхнос­ти и во времени, а также может быть различного качества.

В связи с этим часто приходится проводить ряд дорогостоящих инженерных мероприятий, преследующих цель получить воду в данном месте и в определенном ее количестве в опреде­ленный момент времени.

Совокупность такого рода инженерных меро­приятий народного хозяйства называют водным хозяйством. Различают следующие четыре основ­ные отрасли водного хозяйства:

1. Гидроэнергетика - использование движу­щей силы воды как источника энергии.

2. Водный транспорт - использование воды в качестве путей сообщения.

3. Водоснабжение и канализация населенных мест.

4. Водная мелиорация:

• ирригация - использование воды для орошения земель;

• осушение - отвод избыточных грунтовых вод с территории;

• устройство отдельных водоемов сель­скохозяйственного назначения - использова­ние воды для так называемого обводнения зе­мель.

Один и тот же водный поток может быть при­менен в народном хозяйстве многосторонне.

Например, река может быть использована как источник энергии, водный путь, для ороше­ния земель, ведения рыбного хозяйства и т.д. Отсюда вытекает важный принцип комп­лексности водохозяйственных мероприя­тий, например, канал им. Москвы обеспечи­вает судоходство между Москвой-рекой и Волгой, водоснабжение Москвы, получе­ние электрической энергии на ряде гидро­станций, улучшение санитарных условий столицы и др.

Гидротехнические сооружения и их классификация

Гидротехническим сооружением называется инженерное сооружение, построенное для реше­ния тех или других водохозяйственных задач.

Все гидротехнические сооружения (ГТС) делят­ся на две категории:

1. Общие, применяемые в двух или несколь­ ких различных отраслях водного хозяйства.

2. Специальные, используемые только в од­ ной отрасли водного хозяйства.

иьщие i i и	Специальные! iC
Водоподпорные - создающие подпор воды, например, в русле реки (плотины и некоторые дамбы, работающие как плотины)	Гидроэнергетические — здания ГЭС, уравнительные резервуары, строящиеся при ГЭС и т.д.
Водопроводящие - искусственные русла (каналы, туннели, лотки, трубопроводы)	Гидросооружения водного транспорта - судоходные шлюзы, судоподъемники, пристани, набережные, маяки, лесосплавные лотки и т.д.
Регуляционные - устраиваемые с целью регулирования режима водного потока, защиты дна и берегов его от размыва и т.д.	Гидросооружения водоснабжения и канализации - особые водоподъемники, насосные станции, очистные сооружения и т.д.
	Гидросооружения для целей инженерных мелиорации - гидромелиоративные сооружения (особые водоподъемники, шлюзы-регуляторы, дренажные устройства и т.д.)
	Сооружения рыбного хозяйства - рыбоходы, рыбоводные пруды и т.д.

Наиболее важным типом общего гидросоору­жения является плотина с водопропускными и другими устройствами, создаваемыми при ней.

Плотины устраивают с целью:

1. Поднятия уровня воды в реке и регулирова­ния этого уровня (водоподъемник).

2. Создания хранилища для воды (водохранилища).

В некоторых случаях одну и ту же плотину ус­траивают и для поднятия уровней воды в реке, и для образования водохранилища. Такая плотина будет и водоподъемной, и водохранилищной.

Очень часто некоторые перечисленные выше гидросооружения приходится группировать в соот­ветствующие комплексы, называемые гидроузлами. Особенно сложными бывают речные гидроузлы на равнинных реках: в них обычно входят плотина, здание ГЭС, судоходный шлюз, тот или другой во­дозабор (например, для орошения земель) и т.д.

Определения и термины гидродинамических аварий

Нарушения целостности конструкций неизбеж­но приводят к различного рода авариям.

Гидродинамическая авария - это ситуация, связанная с выходом из строя (разрушением) гид­ротехнического сооружения или его частей с по­следующим неуправляемым перемещением боль­ших масс воды.

В мире построено свыше 100 тыс. подпорных гидротехнических сооружений, в том числе око­ло 35 тыс. больших и малых плотин. Многие круп­ные подпорные сооружения эксплуатируются длительное время (30-50 лет и более), а согласно статистическим данным, именно после этого пе­риода возрастает вероятность аварии и разруше­ния плотины. Увеличение числа и размеров гид­ротехнических сооружений обуславливает возра­стающее значение проблемы безопасности населения, проживающего ниже напорных фрон­тов и дамб, и предотвращения крупных экологи­ческих катастроф.

Практика показывает, что невозможно со сто­процентной вероятностью гарантировать безава­рийную эксплуатацию напорных гидротехничес­ких объектов.

Прежде чем говорить о причинах аварий, необ­ходимо познакомиться с некоторыми специальны­ми терминами.

Проран - узкий проток в теле (насыпи) плоти­ны, косе, отмели в дельте реки или спрямленный участок реки, возникший в результате размыва из­лучины в половодье.

Прорыв плотины - начальная фаза гидроди­намической аварии, т.е. процесса образования про­рана и неуправляемого потока воды водохранили­ща из верхнего бьефа, устремляющегося через проран в нижний бьеф.

Бьеф - участок реки между двумя соседними плотинами на реке или участок канала между дву­мя шлюзами.

Верхний бьеф - часть реки выше подпорного сооружения (плотины, шлюза).

Нижний бьеф - часть реки ниже подпорного сооружения.

Рисберма - укрепленный участок русла реки % нижнем бьефе водосбросного гидротехническо­го сооружения. Защищает русло от размыва, вы­равнивает скорость потока и т.д.