1. Гидротехнические сооружения составные части гидроузла.

Гидротехнические сооружения предназначены для использования водных ресурсов и борьбы с водной стихией (задачи: использовании энергии рек, решение транспортных проблем, гидромелиорация, водоснабжение объектов).

По характеру воздействия на водный поток или водоем гидротехнические сооружения условно подразделяют на три основные группы.

1. Водоподпорные, испытывающие на себе напор воды и удерживающие их перед собой (дамбы, плотины).

2. Водопроводящие, служащие для отвода или подвода воды от одних пунктов к другим (каналы, трубопроводы, гидротехнические тоннели).

3. Регуляционные, определяющие условия протекания водных потоков в руслах; ограничивающие наносы, размывы; регулирующие действие волн, течений (волнобои, льдозащитные стенки, берего- и дноукрепительные системы).

Гидроузел – группа различных гидротехнических сооружений связанных общей водохозяйственной целью и положением.

Составными частями гидроузла являются:

-плотина с водосливом

-глухая земляная плотина

-гидроэлектростанция

-сооружения для провода судов

-сооружения для пропуска рыбы

-водохранилище

Наиболее распространенным гидро-им сооружением является плотина, основная ее функция – создание водохранилища. Запас воды в водохранилище используется для получения электроэнергии на ГЭС, увеличения судоходных глубин, водоснабжения.

В зависимости от материала различают: бетонные, земляные, каменно набросные плотины.

Бетонные делятся на: гравитационные (массивные, сопротивляются напору воды собственным весом), арочные (имеют криволинейную форму, сооружаются на горных реках с прочными скальными грунтами), арочно-гравитационные, контрофорсные (состоят из ряда стенок, установленных на расстоянии друг к другу).

2. Виды гидроэлектростанций. Напор, расход воды, мощность гэс.

Гидроэлектростанция – сложнейшее сооружение гидроузла, для производства электроэнергии. Если здание ГЭС размещено вблизи плотины, то такая ГЭС наз. приплотинной. Если здание ГЭС удаленно от плотины, а вода подводится по специальному каналу или тоннелю, то такая ГЭС наз. деривационной.

Для строительства ГЭС в определенном месте на реке необходимо создать напор (т.е. разность уровней воды перед плотиной и ниже её). Плотина делит реку на два части – верхний и нижний бьефы. В верхнем бьефе образуется водохранилище, которое и создает напор (H). Расход воды ( кол-во м³ протекающих через поперечное сечение реки в 1 сек.) и напор вместе определяют мощность ГЭС.Напор на равнинных реках – Н=25-30 м, горных – Н=200-300 м.

При проектировании гидротехнических сооружений нужно тщательно подходить к разработке технико-экономического обоснования проекта, чтобы избежать таких проблем как заболачивание и затопления с/х и лесных угодий, нарушения речного стока и т.д. Проектирование гидросооружений требует детального изучения рельефа. Поэтому крупномасштабную 1:500, 1:1000 топографическую съемку ведут с сечением рельефа h=0.5-1.0 м. При составлении продольного профиля больших рек требуется проложение нивелирных ходов I и II кл.

При проектировании плотин большое внимание уделяют выбору высоту нормального подпорного уровня (Н_НПУ) –наивысший уровень верхнего бьефа. Н_НПУ – определяет границы контура водохранилища, величину напора и мощность.

Мощность ГЭС: N=9,81·η·Q·H (Q-расход воды, Н-напор, η-КПД).

Годовая выработка электроэнергии рассчитывается по формуле: Эг= η·Wг·H· 9,81/3600сек, где Wг годовой объем речного стока.

Реальный расход воды прошедшей через турбину состоит из транзитного расхода (Qтр) и слива воды (Qсл).

Расход воды выражается формулой: Q=(Wтр+Vсл)/t (Vсл- полезный объем водохранилища “сливная призма”).

Объем сливной призмы можно определить по формуле: Vсл= V_НПУ-Vм , где V_НПУ- полный объем водохранилища до НПУ, Vм – “мертвый объем”, объем ниже высоты водослива (турбинных водоприемников).Тогда мощность: Q=9.81·η· (Wтр+Vсл)·H/t