- •Типтік оқу бағдарлама
- •Гидротехникалық құрылымдар
- •050810 – «Мелиорация, жерді баптау және қорғау»
- •Мазмұны
- •Түсініктеме
- •Пререквизиттер
- •Постреквизиттер
- •Гидротехникалық құрылымдардың маңында болатын су сүзілісі
- •2. Су тірейтін гидротехникалық құрылымдардың орнықтылығы және беріктігі
- •3. Бөгеттер
- •4. Бөгеттердің маңындағы су өткізетін құрылымдар
- •Гидротехникалық қақпақтар (қақпалар) және механикалық жабдықтар
- •Өзен топтарын құрастыру
- •Топтардың құрамындағы арнайы гидротехникалық құрылымдар және қондырғылар
- •Тәжірибелік сабақтардың болжамды тақырыптар тізімі
- •Лабораториялық сабақтардың болжамды тақырыптар тізімі
- •Курстық жобалауға ұсынылатын тақырыптар
- •Әдебиеттер
- •Қосымша:
- •Типтік оқу бағдарлама
- •Гидротехникалық құрылымдар
- •050805 – «Су ресурстары және суды пайдалану»
- •Мазмұны
- •Түсініктеме
- •Пререквизиттер
- •Постреквизиттер
- •Гидротехникалық құрылымдардың маңында болатын су сүзілісі
- •2. Су тірейтін гидротехникалық құрылымдардың орнықтылығы және беріктігі
- •3. Бөгеттер
- •4. Бөгеттердің маңындағы су өткізетін құрылымдар
- •Гидротехникалық қақпақтар (қақпалар) және механикалық жабдықтар
- •Өзен топтарын құрастыру
- •Топтардың құрамындағы арнайы гидротехникалық құрылымдар және қондырғылар
- •Тәжірибелік сабақтардың болжамды тақырыптар тізімі
- •Лабораториялық сабақтардың болжамды тақырыптар тізімі
- •Курстық жобалауға ұсынылатын тақырыптар
- •Әдебиеттер
- •Қосымша:
- •Лекция №1 Гидротехникалық құрылымдар (гтқ)
- •1Сұрақ. Су шаруашылығы және оның салалары
- •Лекция №2 Гидротехникалық құрылымдарды (гтқ) топтастыру, су торабтары жүйелері
- •1Сұрақ. Гтқ топтастыру.
- •2Сұрақ. Су торабтары және су жүйелері, оларды топтастыру
- •3Сұрақ.Флютбеттің құрамының бөліктері және флютбетке әсер ететін күштер
- •Гидротехникалық құрылымдардағы (гтқ) курстық және дипломдық жобалауға қойылатын негізгі талаптар
- •1 Сұрақ. Жобалау туралы жалпы түсініктер. Негізгі ережелер мен нормалар
- •2 Сұрақ. Жобалауға қойылатын талаптар
- •Биіктігіне, табанының түріне, апат нәтижелеріне байланысты су ұстағыш гидротехникалық құрылымдардың кластары.
- •Мелиоративтік мақсаттағы өзен су қоймасының су тораптарын жобалау
- •Сурет 4.1. Су қоймасының жоспары және нобайлық ұзына бойы қимасы
- •Топырақ бөгеттерінің жақтаулары мен типін таңдау.
- •Лекция №5 Топырақ бөгетінің көлденең қимасын құрастыру және түрлері
- •Лекция №6 Гидротехникалық құрылымдағы сүзілу өтімділігін анықтау
- •Сұрақ. Сүзгілік есептеулер, негізгі тәсілдері
- •Түзету коэффициенттерінің мәндері.
- •Сурет 6.1. Бөгет денесінен өтетін толық сүзілу өтімділігін анықтауға арналған есептік схема.
- •Сенімділік коэффициенттерінің мәндері, Кс
- •Арынның орташа алмағайып градиенттерінің мәндері
- •Арынның орташа алмағайып градиенттерінің мәндері
- •Сурет 6.2. Топырақты бөгеттің кері сүзгілерін таңдау графиктері:
- •Лекция №7 Топырақты бөгеттердің беткейдің орнықтылығы мен шөгуін (отыруын) есептеу
- •Сырғу қиысығын тұрғызу үшін
- •Топырақты бөгеттің беткейіне әсер ететін күшті есептеу
- •Және с-нің рұқсатты мәндері
- •Сурет 7.2. Майысқақ экранның орнықтылығының есептік схаемасы.
- •Сурет 7.3. Топырақты бөгет негізінің шөгуін есептеуге арналған схема:
- •Біркелкі таралған жүктемелердің қарқынының үлесіне алынған кернеуінің мәні.
- •Үшбұрыш бойынша өзгеретін, р қарқынының үлесімен есептелетін кернеуінің мәні
- •Лекция №8 Су жіберуші құрылымарды жобалау
- •Сурет 8.3.Мұнаралы су жібергіш:
- •2.1.Арынды металл құбыр типтегі су жібергіштерді есептеу
- •Құбырдың диаметрін анықтау
- •2.2.Арынсыз құбыр типіндегі су жіберуді есептеу
- •П.Г.Киселев бойынша беткейдің салыну коэффициенті мен рұқсат етілген шаймайтын жылдамдықтар мәндері
- •2.3.Мұнаралы су жібергішті есептеу
- •Лекция №9 Суқашыртқы ғимараттарды жобалау
- •2.1.Ашық су қашыртқылар
- •Сурет 9.1.Ашық су қашыртқылар:
- •2.3.Жабық су қашыртқылар.
- •Лекция №10 Су қашыртқы ғимараттардың гидравликалық есебі
- •1.1. Есептеу тәртібі.
- •Сурет 10.1. Орлы су қашыртқының есептік схемасы
- •2.1. Есептеу тәртібі.
- •Тезағардағы судың қалыпты тереңдігін (h0) анықтау.
- •Лекция №11 Сағалық (суалғыш) ғимараттар
- •1.1. Саға туралы түсінік, сағалық ғимараттардың мақсаттары және жіктелуі (классификациясы).
- •Ғимарттардың орналасу орнын таңдау:
- •Өзен пішінінің параметрлерін (r және m) анықтау
- •Дәрежелік көрсеткіштер (у)мен арнаның кедір-бұдырлық коэффициентін (n) анықтау
- •4.1.Бөгетсіз сағалар туралы жалпы мәліметтер
- •Сағаның схемасы:
- •4.2. Суды маңдайалдынан алатын бөгетсіз су тораптары
- •4.3. Бөгетсіз сағалық су торабының басты ғимараттары
- •4.4. Бөгетсіз сағалық су тораптарының есептеулері
- •Лекция №12 Бөгетті сағалық су тораптары
- •Судың есептік ең жоғарғы өтімділігінің жыл сайынғы қамтамасыздығы
- •3.1. Бөгеттік сағада өзен арнасын реттеу
- •А орнықтылығының параметрі
- •Сурет 12.1. Тіке сызықты (а) және қисық сызықты (б) учаскелерде арнаны реттеу схемасы
- •4.1. Арна мен ағынның морфологиялық элементтерін анықтау
- •Тосқындардың гидравликалық ірілігін анықтау
- •Сурет 12.2 Сипатты көлденең қималар
- •Лекция №13 Сұқпалар жайлы жалпы мәліметтер
- •2. Көтеру, отырғызу және сұқпаны ұстап тұру күштерін есептеу.
- •Беттік сұқпаларға түсетін гидростатикалық қысымдардың тең әсерлік күштерін анықтауға арналған формулалар
- •Сурет 13.3. Ригельдің геометриялық өлшемдері.
- •3.1. Сұқпаның қаптауын есептеу.
- •Сурет 13.4 Тіреуіш торлардың схемасы.
- •3.2. Сұқпа ригельдерін есептеу
- •Лекция №14 Балыққорғағыш құрылымдар
- •1. Су қабылдағышты есептеу
- •2. Тосқын тұтқыш галереяны есептеу
- •Лекция №15
- •4.2. Гидротехникалық ғимараттар жұмыстарының жағдайлары
- •4.3. Гидротехникалық ғимараттардың беріктілігі
- •4.4.Пайдалану процесінде ғимараттар жұмысын
- •4.5. Су қоймасы пайдалану
- •4.5.1. Пайдаланудағы табиғат қорғау іс шаралары
- •4.5.2. Акватория бойынша негізгі пайдалану іс шаралары
- •4.5.3. Су қоймаларындағы бақылаулар
- •4.6. Өзендегі бас сағалық су тораптарының пайдалану
- •4.6.1. Бас сағалық тораптардағы техникалық пайдалану
- •4.6.2. Су қашыртқы бөгеттердің аралықтарының және бас
- •4.6.3. Жоғарғы және төменгі бьефтердің тосқындармен бітелуімен
- •Гидротехникалық құрылымдар пәнінен
- •Модульдің сұрақтары.
- •Эксперименттік қондырғы
- •Эксперименттік бөлімдердің орындалу тәртібі
- •Кәрізбен біртекті топырақ бөгеті арқылы сүзуді зерттеу
- •Өзекпен топырақ бөгеті арқылы сүзуді зерттеу
- •Суөткізгіш құрылымдар
- •Үш сатылы құламаны зерттеу
- •Екінші сатыны есептеу
- •Тезағардың жұмыстарын зерттеу
- •Флютбеттің сүзілуін фск әдісімен зерттеу.
- •Фск әдісі бойынша аналитикалық есептеу
- •Гидротехникалық құрылымдар пәні бойынша қазақ – орыс терминологиялық сөздік
- •Глоссарий
- •Гидротехникалық құрылымдар пәнінен
- •Модульдің сұрақтары.
4.5.2. Акватория бойынша негізгі пайдалану іс шаралары
Су қоймасындағы қажетті судың сапасын ұстап тұру үшін ең тиімді шаралар – жыл бойына ең кемінде 10 рет жаңарып тұратын беріктік жасау; құмды және шөпті жағажайлардан сүзілуді болдырмау; судың таяздануынан қорғау. Тереңдігі 2 м-ге дейінгі таяз су көгеру және су өсімдіктерінің қарқынды пайда болу аймағына айналады. Оларды қазу жолымен жояды.
Су қоймасын пайдалану процесіндегі ең болашағы бар іс шара микроөсімдіктері мен су өсімдіктерімен (макрофиттер) фотосинтездейтін аэрациясы бар бір немесе екі баспалдақты биологиялық тоғандар салу. Сондай-ақ биологиялық үстірт және ботаникалық алаңдар салу. Бұл жағдайда лас ағын сулардан – азот, фосфор, калий, хлор, сульфат, гидрокарбонат, кальций, магний, темір және басқа да көптеген органикалық емес құрамдар жұтылады және араластырылады. Олардың ішінде биоцидтік заттар мен ауыр металдар да бар. Мұнымен қатар жоғарыда аталған іс шаралармен бір мезгілде төмендегідей жұмыстар жүргізіледі: өзеннің, өзектердің құяр сағасы орналасқан аймақтарда суға баспайтын құрақ, қоға, қараөлең, шөпшек сияқты ұзын су өсімдіктерінен (макрофиттер) тұратын биологиялық тоғандар, биоүстірттер немесе ботаникалық алаңдар жасанды жолмен салынады. Олар өндіріс мекемелерінен, қалалар мен мал шаруашылығы фермаларынан және сол сияқты объектілерден су көздерінен келіп түскен лас ағын сулармен ластануды ұстап қалуға және жоюға мүмкіндік жасайды; су қоймасының жағаларының бұзылу және мүжілуінен қорғау және бекіту мақсатында тез өсетін – қызыл шілік, тал, қараағаш және сол сияқты бұталар мен ағаштарды егеді. Сондай-ақ олар егістіктен шайылып келген тыңайтқыштар, пестицидтердің компоненттерін, биогендік элементтерді және тағы басқаларды ұстап қалады; шөптердің өсуіне жағдай жасайды, мысалы, су қоймасының аймағындағы жағалаудағы құрақтардың тармақталған тамырлары топырақты бекітеді, ал сабақтары өз-өздерімен өріліп, тірі тор жасайды. Оның ішінде макрофиттер құмды, сазды, қорысты (ил) топырақтарда, тіпті майда тастар мен қиыршық тастарда тез өсім алады. Бұталар мен ағаштарды егуді күзде, су қоймасында су деңгейі төмендегенде, топырақ судан арылғанда жүргізген дұрыс. Макрофиттер қолайлы жағдай болғанда 2-3 жылда жағалау аймағының біраз аумағын алады.
4.5.3. Су қоймаларындағы бақылаулар
Су қоймасы мөлшеріне, конфигурациясына, ауданның су сипатына (гидрографына), геологиясына, реттеу сипатына, климаттық жағдайына және су қоймасының су торабын пайдалану режиміне байланысты жоғары және төменгі бьефтердегі табиғи процестерге әртүрлі әсер етеді. Көпжылдық реттеудегі су қоймасы бьефтердегі су деңгейлерін, ағын жылдамдығын, толқынды және термикалық режимдерін, булануды, мұз режимін, арналық процестерді, гидрохимиялық көрсеткіштерді және тағы басқаларды түбімен өзгертеді. Кішкене су қоймалары өзендегі тұрмыстық жағдайда өтетін процестерді бұзады. Сонысымен табиғи процестерге түзетулер еңгізеді. Сондықтан су қоймаларына жүйелі түрде бақылаулар жүргізіледі. Бақылаулар бьефтердегі су деңгейлеріне, су қоймасының лайлануы мен шөп басуына, толқындарға, жағалаулардың қайта жасақталуына, топырақ көшу құблыстарына, мұз режимдеріне, су температурасына, гидрохимиялық режиміне, судың сапасына және тағы сол сияқтыларға жүргізіледі.
Су өлшеу бекеттерінде су деңгейіне бақылаулар су көлемін, аймақты су басу ауданын және су өткізгіш құрылымдардағы су өтімділігін есептеу үшін жүргізіледі. Су өлшеу бекеттерін су деңгейін өлшейтін аспаптармен және су қондырғыларының биіктік жағдайын дәл анықтауға арналған нивелирлік белгілермен жабдықталады. Су өлшеу бекеттерін үлкен бас сағаларға, өзектердің құятын сағаларына, жағалары қатты мүжілген арнаға жақын салуға болмайды. Су қоймаларында және төменгі бьефтерде тақтайшалы бекеттер, ал өзендерде қадалы бекеттер қолданылады.
Күнделікті жағдайда су деңгейі әр күні таңертеңгі сағат 800 және кешкі 2000–де 1 см-ге дейінгі дәлдікпен өлшенеді. Су тасу кездерінде бақылау әр сағат сайын, ал деңгей қарқынды түрде көтеріліп немесе түскенде – тәулігіне 3 рет жүргізіледі. Алынған мәліметтер бойынша деңгейдің тербелу графигін тұрғызады. Сосын су қоймасының көлемін анықтайды. [30].
Су қоймасы тола бастағаннан жақын аумақтардағы жер асты сулары жоғары көтеріледі. Соның нәтижесінде аумақтың батпақтануы, қосымша көздердің пайда болуы, топырақ жамылғысының, өсімдіктердің, жер асты суларының құрамының өзгеруі мүмкін. Су қоймасы толып және босағанда беткейлердің орнықтылығы және бекіткіштердің бүтінділігі қамтамасыз етілуі тиіс. Су қоймасының орташа көлемінің толу жылдамдығы шамамен мынадай [34]: оның төменгі және ортаңғы қабаттары үшін 0.5-1 м/тәулігіне; жоғарысы – 0.25-0.5 м/тәулігіне; бетіндегі үшін 0.05-0.1 м/тәулік. Оның суды тастау жылдамдығы: жоғары деңгейлер үшін – 0.3 м/тәулік; ортаңғы үшін – 0.5 м/тәулік және төменгі үшін – 1,0 м/тәулік .
Су қоймасын пайдалану уақытында төменгі бьефке тұндырылған ағын тасталады. Сондықтан арнаның жалпы шайылуы және оның төмендеуі байқалады. Ол суұрмалар мен төменгі бьефтегі рисбермалардағы қабысуларды нашарлатады.
Лайлануды бақылау үшін бірнеше қатар жақтауларда тереңдікті өлшеу арқылы шөккен тосқындардың қалыңдық қабатын анықтайды. Жақтау саны шамамен 10-15 болуы керек. Жақтау ұзындығы 300 м-ден аспаса тереңдікті өлшеу диаметрі 6-10 мм керілген темір арқанның (трос) көмегімен жүзеге асады. Ал жақтау ұзындығы 300-500 м-ден артық болса тереңдікті жағада қондырылған теодолитпен нүктелерді белгілеу арқылы өлшейді.
Тосқындардың гранулометриялық құрамы мен көлемдік салмағын анықтау үшін әр жақтаудан 5-7 – ден сынама алады.
Су қоймасын шөп басу, ол да лайлану тәрізді, бақылау көлемін азайтады. Соңғы уақыттарда көзбен немесе аспаптардың көмегімен бақылаулар жүргізіледі. Шөп басу шекарасын теодолиттің қашықтық өлшеушінің көмегімен базалық сызыққа қатынасты бұрыш бойынша анықтайды. Шөп басу процестеріне мынадай факторлар әсер етеді: тереңдік, мөлдірлік, судың химиялық құрамы, түптік шөгінділердің құрылымы мен органикалық құрамы, су деңгейінің тербелуі, су температурасы, оның жылдамдығы және басқалар. Ағынның тереңдігі көбейген сайын, өсімдіктер азаяды. Тереңдік 6-7 м-ден артса, өсімдік тіпті болмайды.
Толқындық құбылыстарға бақылау тақтайшалар бойыншы жүргізіледі. Тақтайша беткейге, жазықтыққа белгілі бір бұрышпен орналастырылады. Көрінер беті шкалаларға бөлінген. Толқынның биіктігін сырланған рейканың бояуының шайылуы немесе толқын өлшеуіштердің, толқын жазғыш аспаптардың көмегімен анықтайды.
Үлкен көлемді жерлердегі толқындық құбылыстар аэрофототүсірімдер арқылы бақыланады. Жауапкершілігі аздау жағдайларда толқындық құбылыстардың жағдайын көзбен бақылап, балл бойынша бағалауға болады.
Желдің жылдамдығы қол анемометрімен немесе өзі жазғыш аспаптармен, ал бағыты – флюгермен анықталады.
Су қоймасының жағалауларының қайта жасақталуына жүргізілетін бақылаулар су қоймасының лайлануы, жағалау аймақтарындағы жағалардың шайылуынан пайда болған шөгінділер дәрежелерін анықтауға мүмкіндік береді. Бұл жағдайда жүргізілетін бақылаулар: жағалауларды көзбен шолу және жағалаудағы су басатын учаскелер туралы материалдар жинау; жағалық белдеулерді топографиялық түсіру; көлденеңдіктерді нивелирлеу және тереңдіктерді өлшеу; топырақ үлгісін алып, толық көму құбылыстарының дамуына бақылау жасай отыра, учаскелердің ықтималды мүжілуін геологиялық және гидрогеологиялық зерттеу.
Жағлаулардың қайта жасақталауына құрал, аспаптармен бақылау жасауды көктемде – су тасқыны өткен соң және күзде жаңбырлы кезеңдер біткен соң жүргізеді. Геологиялық талдауларды жылына 1 рет, кейбір жағдайларда онан да сирек жасайды.
Мұздық режим үш негізгі кезеңдермен сипатталады: қату, мұз құрсауы және мұздан босау. Мұздың пайда болу процессі көбіне жағадан басталады. Жағаны бойлай жұқа және кең мұздар ұстасып, тұтас мұз жамылғысына айналады. Бақылауды көз шалып жүргізеді. Мұздың қалыңдығын өлшеу үшін стандартты мұз өлшегіш тақтайшаларды қолданады. Осы мақсатта жағадан 3 м-дей қашықтықтағы қалың мұзда үкі ояды. Ал мұздың қалыңдығы 0.15 м-ден асса, судың кемерінен 20-30 м қашықтықта өлшеулер жүргізеді.
Су қоймаларындағы мұздың қалыңдығы өзендерге қарағанда 15-20% көп болады. Үлкен су қоймаларында су тасқындары болғанда мұздарды су қашыртқы тесіктер арқылы төменгі бьефке тастайды.
Бьефтердегі
судың температурасын бақылау
су кемерінен 3 және 20-30 м қашықтықтағы
вертикалдарда тәулігіне 1 рет сағат
12-де жасалады. Судың температурасын су
қоймасының тереңдігіне байланысты
бетінде (0.5-1 м судың бетінен тереңдікте),
ортасында және түбіне жақын аймақтарда
өлшейді. 25-30 м-дегі үлкен тереңдіктердегі
судың температурасы 4-60
С-қа жақын. Судың температурасын өлшеу
үшін металл, пластмасса немесе ағаш
қорғанышқа салынған термометр (дәлдігі
0.2С)
немесе электрлі термометрлер (дәлдігі
0.5С)
қолданылады.
Су қоймасының гидрохимиялық режимі судың булану, мұздың пайда болу, судың минерализациясын көбейтетін (оның ішінде төменгі бьефке де тасталатын) жағалау шөгінділерінің құрамындағы шайылған тұздардың болу жағдайларымен анықталады. Судың химиялық құрамын бақылау стандартты және арнайы болып бөлінеді. Стандарттық тұрақты бақылау бекеттерінде лас төгінді сулармен ластану деңгейін белгілеу мақсатында жүргізеді. Арнайы бақылауларды көбіне ғылыми зерттеулер кезінде арнайы бағдарлама бойынша жасайды. Стандартты бақылау кезінде судың үлгісін су кемерінің беткейлерінің, су өсімдіктерінің топтасқан жерлерінің, су тоқыраған жерлердің кемерінен 20-30 м қашықтықта алады. Су қоймасының тереңдігі аз болған жағдайда сынаманы 0.5 –ге дейінгі судың жоғарғы қабатынан және табиғи облыстарда судың түбінен 0.5 м тереңдікте алады. Суының тереңдігі 10 м-ден асатын су қоймаларының сынамасын вертикалдардағы үш нүкте бойынша алады. Батометрдің көмегімен алынған судың сынамаларын шишаларға құйып, толық немесе қысқартылған бағдарламалармен химиялық талдаулар жасау үшін химиялық зертханаларға жібереді. Толық талдауға судың сынамасын әр тоқсанда 1 рет, ал қысқартылғанға - әр айдың 10-15 күндері жібереді. Химиялық талдаулардың нәтижелері арнайы журналға жазылып, онда сынамасының алынған күні, уақыты, температурасы, жақтау мен вертикалдардағы судың деңгейлері және сол сияқтылар көрсетіледі.
