13.2.1. Основные цели устройства плотин

На примере гидротехнического сооружения в виде плотины удобно пояснить по­чти все общие гидротехнические принципы проектирования любых специальных гидросооружений.

Плотины устраивают с целью:

• поднятия уровня воды в реке и регулирования этого уровня,

• создания хранилища для воды (водохранилища).

Поднятие уровня воды в реке бывает необходимым:

• при устройстве ГЭС;

• для отвода воды из реки каналом на орошение земель;

• для улучшения условий судоходства — увеличения глубины воды и уменьше­ния скоростей в реке;

• для увеличения глубин в месте устройства водоподъемников гидромелиоратив­ных систем и систем водоснабжения; с увеличением таких глубин условия за­бора воды из реки облегчаются;

• по санитарным соображениям и т. д.

Плотины, построенные с целью поднятия уровня воды в реке, называют водоподъ­емными.

Создание водохранилищ преследует следующие цели:

• получить водоем для регулирования стока реки (в период многоводья вода скап­ливается в водохранилище; в засушливый же период эта вода расходуется из водохранилища, причем расход речной воды во времени выравнивается);

• получить водоем, необходимый, например, для работы так называемых гидроаккумулирующих установок, для рыбного хозяйства и т.п. Уровень воды в водохранилище во время его эксплуатации может меняться.

Плотины, построенные для создания водохранилища, называют водохранилищными.

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

13.2.2. Основная классификация плотин

По своему назначению плотины бывают трех видов: водоподъемные, водохранилищные и водохранилищные и водоподъемные. Плотины отмеченных трех видов. Делятся на две основные группы.

1. Глухие плотины— это плотины, непосредственно через которые воду не сбра­сывают; пропуск воды через створ плотины (если он требуется) осуществляет­ся береговыми водопропускными сооружениями или через отверстия, хотя и сделанные в теле плотины (или ее основании), но имеющие весьма малую ши­рину по сравнению с длиной плотины.

2 Водосбросные(водопропускные) плотины — это плотины, по длине которых устраивают достаточно широкие (по сравнению с длиной плотины) водопро­пускные отверстия (безнапорные или напорные)

Глухие плотины можно классифицировать по различным признакам:

• по материалу, из которого возводится тело плотины,

• из грунтового материала, то есть из обычного грунта или каменной наброски;

• из бетона, то есть искусственного камня;

• из железобетона и т. д.

По конструктивным признакам и условиям статической работы различают:

• гравитационные плотины(рис. 13.1, а), то есть плотины, устойчивость кото­рых обеспечивается благодаря их собственному весу, — горизонтальному гид­ростатическому давлению Р в данном случае противопоставляется сила со­противления сдвигу Г, действующая на подошве секции плотины; эта сила зависит от веса G плотины Т -/G + сА, где/ — коэффициент внутреннего тре­ния грунта основания, с — удельное сцепление грунта; А — площадь подошвы плотины;

• контрфорсные плотины(рис. 13 1,6), устойчивость которых обеспечивается благодаря не только весу самой плотины G, но и весу воды Gs в объеме призмы; для этого контрфорсные плотины имеют большой уклон верховой грани; в кон­структивном отношении они представляют собой ряд контрфорсов треуголь­ной формы, на грани которых опираются плиты (или своды);

• арочные плотины(рис. 13.1, е), работающие как свод, поставленный на торец и упирающийся своими пятками в скальные берега.

T=fG + cA	T=f(G+GB)
а	б	в

Рис. 13.1. Классификация плотин по конструктивным признакам

Водосбросные (водопропускные) плотины различаются двух типов (в зависимо­сти от характера пропуска воды черех них):

• водосливные плотины, водосбросный фронт которых образован поверхностны­ми отверстиями, — такие плотины главным образом и сооружаются;

• водопропускные плотины, водосбросный фронт которых образован глубинны­ми (водопропускными) отверстиями.

В конструктивном отношении различают водосливные плотины: гравитационные, контрфорсные и арочные.