Шелестова шпоры

1.Участники водохоз.комплекса.

Отрасль народного хозяйства, котор.заним.вопр.учета,контроля и перераспред.водного стока наз.воднымхоз-ом.В соврем-х условиях ВХ страны формируется в виде сложной структуры,верхнейступенью,котор.явл.единаягос.водохоз.система(ЕТВХС).Эта система объединяет крупнейшие источники природ.водных ресурсов по всей территории страны и осуществ.ихрегулир. и перераспр. между регионами.Функции отрасли водн.хоз-ва:1.учет кол-ва и кач-ва вод в крупнейших водоемах.2.прогнозирование и развитие ВХ с учетом изменен.природ.среды.3.формир.крупных программ водохоз.строи-ва на основе гос.финасир.4.обеспечение всех отраслей народ.хоз.водой.5.осущ-е контроля кач-ва воды в процессе их использов.Участниками ВХК явл.:-с/х водные мелиорации(орошение и осушение)-гидрлэнергетика-водный транспорт-рыбное хоз-во-водоснабжение.

2.Влияние водохоз.объектов на окр.среду.

Уровень воздействия водохозяйственного объекта на окружающую природную среду обуславливает собой экологическую безонасность, что и определяет актуальность выполненных исследований Схема влияния водохранилища на природную среду водным и воздушным массам, животному миру. Воздушные массы, проходя над акваторией, трансформируются, приобретают новые черты и создают тем самым зону климатического влияния. Движение водных масс создает зону размыва и аккумуляции берегов, зону гидрологического влияния (подпор боковых рек, притоков главной реки) и зону гидрогеологического влияния, связанную с фильтрацией вод из водоема в берег и подпором грунтовых вод со стороны фильтрационного потока от водохранилища.Животный мир как подвижной компонент ландшафта воздействует на прилегающую территорию. Это влияние проявляется главным образом в период затопления территории, когда из зоны затопления ввиду надвигающейся «катастрофы» мигрируют на водораздел животные долин. Это воздействие относительно кратковременное, поскольку после наполнения водоема животные находят постоянные места обитания либо в долинах соседних рек, либо приспосабливаются к новым условиям, внося, однако, изменения в прибрежные ландшафты.

3.Общие понятия о сооружениях ВХ.Гидроузлы и гидросистемы. Гидроузел-система сооруж.,объединенных усл.совместной работы и местоположением.По месторасположению:1.речные2.водохранилищные3.морские4.озерные5.прудовые6.на камнях.По основному назначению:оросительные,регулирующие,водозаборные,воднотрансп.,энергетич.При выполн.нескольких задач гидроузел наз.комплексным.Речныегидроузлы,создающ.подпор на реке,наз.напорными(плотинными),а при отсутствии подпора-безнапорными(бесплотинными)Гидросистема-комплекс гидротех.сооруж.,котор.могутрасполаг.назначит.удалениидр.отдр.,выполнять общие водохоз.задачи.В стране построенно много различных гидросистем.(крупные оросительно-обводнительные системы)Каждое сооруж.,вход.в состав гидроузла,должно иметь паспорт установленной формы,отраж.его технико-эксплутац.состояние.Эксплуатац и ремонт сооруж.ведутся в строгом соответ.с правилами технической эксплуатации каждого из них.При каждом гидроузле имеются необх.жилые,гражданские,культурно-бытовые и прочие служебные здания и сооруж.

4.Нагрузки и воздействия на сооруж.Классификация нагрузок и воздействий на гидротех.сооруж.

При выпол.прочностных расчетов ГТС в соот.со СНиП различ.основные и особые сочетания нагрузок и воздействии.Основные сочетания нагрузок могут быть постоянные и временные.Особые сочетания состоят из постоянных,длительных нагрузок и отд-х кратковременных нагрузок в совокупн.сособой.Постоянными нагрузками явл.:-собствен.вессооруж.и всех устройст,наход.на ней,-р грунта,-горное давление,-гидростатич.ифильтрацион.поровое давление воды.Врешении,длительные нагрузки:-давление наносов при зам.водохран.,-дополн.давлениегрунта,возн.в следствии деформации основания.Кратковременные нагрузки:-волновые,-ледовые,-снеговые,-ветровые,-тяговые усилия,создав.подъемными механизмами,-нагрузки от судов,-пульсационные нагрузки в водоводах,-давление от гидравлич.удара.Особые нагрузки:-допол.гидростатич.давление в период половодья или паводка,-допол.фильтрац.давление при нарушении работы дренажа,-ледовые нагрузки при заторах и заторах в зимний период,-сисмические воздействия,-температ.влажностныевоздействия.Можно выделить воздействия воды на ГТС:1.механич.-статические и динамич.нагрузки(удары гидравлич.)2.физико-химич.-истерание поверхности сооруж.наносами,коррозияметаллич.поверхностей,разрушение бетона агрессивными водами,замерзание и оттаивание в трещинах и строит.3.биологич.-деят.живых микроорганизмов,обитающ.в воде(гниение дерев.частей,зарастаниетрубопроводов,истачиваниеэл.сооруж.различными организмами)

5.Водохранилища и водоемы.Основныехарак.,назн.,параметры водохр.

Водохранилища — искусственные водоемы. Они предназначены для задержания, накопления, хранения и перераспределения во времени воды — регулирования речного стока с целью использования его для удовлетворения нужд народного хозяйства: выработки электрической энергии, орошения, водоснабжения, водного транспорта. Большие водохранилища обычно обслуживают несколько отраслей народного хозяйства.Водохранилища создаются путем возведения плотин, перегора-живающих долину реки, путем обвалования речной поймы. В водохранилища превращены некоторые озера путем искусственного повышения их уровня с помощью плотин, построенных вблизи истоков вытекающих из них рек. На больших реках создаются каскады водохранилищ. Малые водохранилища, создаваемые на мелких звеньях гидрографической сети, называют прудами, а в земляных выемках — копанями.Площадь водохранилищ различна: от нескольких гектаров до нескольких тысяч квадратных километров.! Размеры некоторых во-дохранилищ не уступают большим озерам мира.

Водоём — постоянное или временное скопление стоячей или со сниженным стоком воды в естественных или искусственных впадинах (озёра, водохранилища, пруды и т. д.). Изучением водоёмов занимается наука гидрология.Водоёмы образуются при наличии на поверхности замкнутых котловин и превышения притока воды в это углубление над потерями её на фильтрацию в грунт и испарение.Водоёмы могут быть постоянными и временными, возникающими лишь в многоводные периоды года. К таким водоёмам относят старицы и лужи, возникающие весной при разливах крупных рек, а также пересыхающие реки и ручьи.

6.Понятие о водном балансе и использ.в.р.водохр.

Водный баланс – соотношение за какой–либо промежуток времени (год, месяц, декаду и т.д.) прихода, расхода и аккумуляции (изменение запаса) воды для речного бассейна или участка территории, для озера, болота или другого исследуемого объекта. В общем случае учету подлежат атмосферные осадки, конденсация влаги, горизонтальный перенос и отложение снега, поверхностный и подземный приток, испарение, поверхностный и подземный сток, изменение запаса влаги в почво–грунтах и др. В отдельных, частных случаях нет необходимости в детальном учете всех составляющих баланса.

Правилами использования водных ресурсов водохранилищ определяется режим их использования, в том числе режим наполнения и сработки водохранилищ. Правилами технической эксплуатации и благоустройства водохранилищ определяется порядок использования их дна и берегов. Установление режимов пропуска паводков, специальных попусков, наполнения и сработки водохранилищ осуществляется уполномоченным Правительством Российской Федерации федеральным органом исполнительной власти в соответствии с положениями настоящей статьи.

7.Антропоген.возд.на водохр. и методы борьбы с их загрр.

Антропогенным загрязнением водоемов, недостаточной экологической безопасностью и надежностью систем хозяйственно-питьевого водоснабжения. Ухудшение качества поверхностных водных ресурсов вследствие техногенного «давления» на среду обитания побудило человечество к созданию искусственных водохранилищ для обеспечения достаточных запасов пресной воды. В то же время зарегулирование рек плотинами и образование водохранилищ имеет отрицательные последствия для водного хозяйства: резко уменьшается проточность, турбулентность воды, сокращается водообмен, создаются условия для возникновения застойных зон. Негативное влияние на качество воды водохранилищ в условиях городских поселений оказывает поступление в водоемы значительных объемов недостаточно очищенных хозяйственно-бытовых сточных вод, а также ливневых стоков с техногенно-загрязненной территории. Кроме того, недостаточность финансирования природоохранных мероприятий, наблюдающаяся в России на протяжении последних лет, закономерно сказывается и на ухудшении водоохранных работ и качества вод.

8. Общие вопросы проектирования плотин из грунтовых материалов.

При проектир.грунтовых плотин выполняют следующее: 1) определяют тип плотины; 2) устанавливается отметка гребня плотины, назначаются коэфф.заложения откосов плотины из опыта откосостроения, ширина плотины по гребню; 3) выполн. фильтрацион.расчеты; 4) определ. фильтрац.прочность грунтов, тела плотины и основания; 5) опред. устойчив.откосов плотины и осадка тела плотины и основания

9. Классификация, конструкция и терминология элементов плотин из местных материалов.

Выделяют: земляные (насыпные, намывные), каменные (набросные, полунабросные, водосливные и фильтрующие), каменно-землянные, деревянные (контрфосны, свайно-обшивные, ряжевые)

Подпор воды перед земляной плотиной вызывает фильтрац.через тело плотины, ее основание и в берегах. Перелив воды через гребень земляной плотины почти всегда влечет за собой ее разрушение, поэтому паводковые воды следует пропускать через спец.водосбросные сооружения. При проектировании и постройке земляных плотин необходимо соблюдать следующие основные требования: 1) поперечному профилю необходимо придать такое очертание и такие размеры, которые обеспечили бы устойчивость тела плотины и ее основания при всех возможных условиях работы сооруж.; 2) фильтрац.вода, просачив.через тело плотины, ее основания и примыкания к берегам, должна быть перехвачена и отведена системой дренажных устройств; 3) пропускная способность водосбросных сооружений должна обеспечив.пропуск максимального паводка во избежании перелива воды через гребень плотины; 4) откосы плотины должны быть защищены соответствующ. креплениями от действия ветровых волн и климатич.факторов

10. Противофильтрац. устройства. Принципы конструипров.грунтовых плотин.

Плотина выполняется из любого материала предназнач.для строит.( песок, суглинки,камень) в достаточном объеме. Наилучшим в противофильтрац.отношении является суглинок. Грунту, как строит.материалу предьявляют след.требования: 1)содержание сульфатных солей не должно превышать 5% от общего объема плотины; 2) хлорида не более 1,5%

Конструкция плотины, тело (рис1) состоит из: 1-основание плотины; 2,8-берега; 3-гребень плотины; 4-упорный зуб крепления верхового откоса; 5-дорога по гребню плотины; 7,9 – крепление низового откоса плотины; 10-дренаж; 11-срезанный кислородный слой грунта у основания плотины; 13-зуб; 14-водопроницаемое основание;; 15-водозабор.

11.Фильтрация воды в грунтовых плотинах.

Под действ.напора h происходит фильтрация воды через тело плотины и основание. В задачи фильтрац.расчета входит:1)опред.положен. фильтрац.потока в теле плотины; 2) опред.величины потерь на фильтрац.; 3) опред.скорости фильтрации фильтрационного потока.

При выполнении фильтрац.расчетов пользуются след.допущениями:1) тело плотины водопроницаемо, основоние водонепроницаемо; грунт в теле плотины однородный изатропный; 3) положен. Фильтрац.потока в теле плотины не зависит от рода грунта, а зависит от размеров параметров плотины. (рис4а) – фильтрац.поток сверху ограничен дипрессионной плоскостью; вне дипрессионной кривой тело нах.в сухом состоянии, ниже в мокром; (рис4б) – фильтрац.в основании сооружения; (рис4в) – фильтр.в обход береговых устьев.

12. Дренажные устройства грунтовых плотин.

(рис3) – дренажи, предназначены для сбора и отвода воды, профильтрац.через тело плотины и основании.

Дренажи могут быть открытыми и закрытыми. Дренажи состоят из 2-х частей: 1)водоприемной(обратная фильтр); 2) водоотводящей.

(рис 3а) – призматический или банкетный дренаж, учтанавливают в русловой части плотины при наличии воды в нижнем бьефе.

Достоинства: 1)полная механизация работ; 2)доступность к ремонту и осмотру

Недостатки: большой расход строит. Материалов.

(рис 3б) – призматический в совокупности с наслонным устраивают в русловой части при кратковременном колебании уровня воды. (рис 3в) – горизонтальный- заглубляет тело плотины на величину 1/3Вт(ширина плотины у основания) Достоинства 1) полная механизация работ; 2)обеспечивает глубокое дренирование. Недостатки: 1) устраивают при отсутствии воды в нижнем бьефе; 2) возможность возникновения больших скоростей фильтрации.

(рис 3г) – вертикально-горизонтальный дренаж; (рис 3д) – трубчатый дренаж, состоит из перфериров.трубы и обратного фильтра; дренаж заглубляет тело плотины ниже глубины промерзания грунта; (рис 3г) – наслонный дренаж, увеличивает устойчивость низового откоса, но не понижает положение деприссионной кривой.

13.

14. общие вопросы проектирования бетонных плотин

При проектировании бетонных плотин выполняются след.вопросы:

1) установить тип плотины; 2) определить отметку гребень плотины; 3) выполнить фильтрационный расчет плотины и основания; 4) выполнить проверочные расчеты; 5) выполнить проверочные расчеты; 6) фильтрационная прочность грунтов основания плотины; 7) устойчивость откосов плотины и осадков тела плотины и основания.

15.классификация, конструкции и терминология элементов бетонных плотин.

Бетонные П. обычно классифицируют по конструктивному признаку в зависимости от условий работы на сдвиг; соответственно этому различают 3 основных типа П. (рис. 2) — гравитационные плотины, арочные плотины,контрфорсные плотины. Осн. материалом для современных бетонных П. (преимущественно гравитационных) служит гидротехнический бетон. Один из важнейших вопросов при возведении бетонных П. — снижение фильтрации воды в основании. С этой целью в основании высокой бетонной П. вблизи верховой грани устраивается противофильтрационная завеса. На остальном участке основание дренируется для уменьшения давления воды на подошву П., что повышает устойчивость сооружения. Гравитационная и контрфорсная П., во избежание образования трещин вследствие температурных колебаний, разрезаются по длине на короткие секции, швы между которыми перекрываются водонепроницаемыми уплотнениями. Для предотвращения появления трещин в результате усадки бетона при твердении и снижения температурных напряжений П. бетонируют отдельными блоками ограниченных размеров, применяют искусственное охлаждение составляющих бетонной смеси и уложенного в блоки бетона посредством циркуляции охлаждающей жидкости (от холодильной установки) по системе труб, проложенных в теле П. Бетонная П. в русле реки обычно сооружается в 2 очереди под защитой ограждающих котлованы перемычек. При возведении первой очереди П. река течёт по свободной части русла; при второй — через оставленные в П. отверстия (прораны), которые закрывают по окончании всех строительных работ. Если русло реки узкое, бетонная П. строится в один приём, с временным отводом реки в береговые водоводы.

16. Гравитационные плотины, конструкции, достоинства и недостатки

Гравитационной называется плотина, устойчивость которой против сдвига обеспечивается силой тяжести. Гравитационные плотины возводят водосливные и глухие.Бетонные гравитационные плотины рекомендуется распологать на скальных основаниях, обладающих однородной по площади основания диформируемостью и фильтрац.прочностью.

В массивном типе гравитац.плотин прочность бетона используется не полностью. Поэтому применяют облегченные типы гравит.плотин.: с расширенными швами, с продольными полостями в основании, с анкеровкой к основанию и обжатием верховой грани, с заменой бетона внутренних зон местными материалами.

Общие вопросы конструирования: 1) температурные швы и их уплотнения; 2) сопряжение с основанием; 3) дренаж тела плотины; 4) продольные галереи; 5) противофильтрационная завеса; 6) дренаж основания

17.Арочные плотины, конструкции, достоинства и недостатки

криволинейные в плане плотины, работающ.как горизонтально расположенная арка и перед.горизонт.нагрузку от давления воды к берегам, наз.арочными. Арочные П обычно строят в горных районах, в ущельях. Скальные породы должны удовлетвор.требованиям прочности , водонепрониц. И надежности упора П.У этих П. малая толщина, но они даже при огромной высоте, представляют надежную, упругую конструкцию и обладают более высокими запасами прочности, чем другие типы плотин, если прочность скального массива, восприним.нагрузку от плотины не нарушена. При необходимости возможно улучшение несущих свойств основания путем цементации, заделки воронок. При благоприятных природных условиях арочные плотины являются наиболее экономичными.Сопряжение арочной плотины с основанием выполняют врезкой плотины в скальное основание, так как пяты арок должны опираться на прочную скалу. Поэтому опорный контур плотины может иметь неправильную форму. Для улучшения напряжного состояния плотины в этом случае отделяют фундаментальную часть от самой плотины контурным швом плавного очертания. Наиболее распространенная форма арок –круговая. Анализ напряженного состояния круговых арок показывает, что напряжения тем меньше, чем радиус арки и больше центральный угол На конструкцию арочной плотины влияет форма ущелья. Они бывают: трапецеидеальной, треугольной

18. Контрфорсные плотины, конструкции, достоинства и недостатки

Контрфорсная П.представл.собой ряд контрфорсов, которые расположены на некотором расстоянии друг отдруга и служат опорами для напорных перекрытий. В зависимости от формы перекрытия различают плотины: массивно-контрфорсные, с плоскими перекрытиями и перекрытиями из сборных цилиндрических и призматич.оболочек, многоарочные и многокупольные.

На скальных основаниях контрфорсы могут опираться непосредственно на скалу. На полускальных основаниях уширяют подошву контрфорсов, на слабых скальных и нескальных основаниях устраивают фундаментную плиту. Плотины этого типа возводят как глухие, так и водосбросные. В контрфорсных плотинах фильтрац.давление по подошве тем меньше,чем больше расстояние между контрфорсами и тоньше напорное перекрытие. В связи со знач.уменьшением собственного веса контрфорсных плотин их устойчивость на сдвиг обеспечивается весом водной пригрузки, дествующей на наклонное перекрытие. Для повышения устойчивости плотины иногда контрфорсы заанкеривают в основание. Контрфорсная плотина весьма экономична. Объем бетона , необходимого для ее возведения в 1,5-4 раза меньше, чем для возведения гравитац.плотин. применение ж/б плотин особенно целесообразно в районах, струднодоступных в транспортном отношении, так как при этом типе плотин значительно уменьшается объем перевозок материалов. Бетон контрфорсных плотин должен быть морозостойким и обладать большой водонепрониц. Водосливные контрфорсные плотины имеют быки и водосливную плиту, при отсутствии ее перелив происходит по схеме свободно падающей струи.

19. Водосбросные сооруж. низконапорных и средненапорн. гидроузлов. Назначение и классифик.водосбросн.сооруж.

Распространённая в практике гидротехнического строительства низконапорная бетонная водосливная плотина, возводимая на нескальном основании и предназначенная для пропуска больших расходов воды, имеет конструкцию, показанную на рис. 3. Основу её составляют водосливные пролёты, образованные бетонным флютбетоми быками и перекрываемые гидротехническими затворами. За водосливами устраивается массивное крепление русла — водобой (иногда заглубленное в виде водобойного колодца), далее располагается более лёгкое крепление — рисберма. Под водобоем устраивается дренаж. С берегами или земляными П. водосливная П. сопрягается массивными устоями. Низконапорная бетонная водосливная П. обычно строится с применением армирования, часто всего сооружения. Флютбет и быки такой П. с целью экономии материала иногда делают облегчённой ячеистой конструкции, с заполнением ячеек грунтом. 

Сооруж.предназначены для сброса излишних паводковых вод и целенаправл.попуска воды в нижний бьеф- водосбросные.

Они классифицир.: 1) по месту положения, относительно тела плотины (в теле плотины, в обход тела плотины); 2) по расположению, относительно поверхности земли ( закрытые – заглубления под дневную поверхность; открытые – тросирующие по поверхности земли); 3) по расположению водоприем.отверстия относительно уровню воды (у поверхности, в толще потока, у дна); 4) по режиму эксплуатации( напорная, без напорная, в полунапорном режиме); 5) по способу подачи воды ( автоматич, регулир)

20.Конструкции водосбросов. Область применения и терминология: береговых, ковшовых, шахтных, сифонных водосбросов.

Сифонные водосбросы целесообразно применять при пропуске расчетного расхода 6 м3/с и более. Сифоны делают из асбестобетонных и железобетонных труб, реже-из металлических. Ковшовые водосбросы, как правило, исп в качестве головного сооружения в сочетании с сопрягающими сооружениями(в виде быстротока, перепада, консольного сброса) или трубчатыми водоотводами. Для пропуска сравнительно небольших паводковых расходов и опорожнения водохранилища рекомендуется устраивать башенные водосбросы. Предел применения этих сооружений по напору широк: от трех до нескольких десятков метров. При напоре свыше 8м конструкция башни значительно усложняется. Водосбросы управляемые комбинированные применяют при значительных перепадах уровней, больших расходах и соответствующих природных условиях. Для водохранилищных гидроузлов водосбросы делаются в берегах, в обход глухой плотины. Для водоподъемного гидроузла, где необходимо обеспечить пропуск большого паводкового расхода воды и пропуск льда, водосброс делается в виде бетонной плотины, которую располагают в русловой или пойменной части створа. Береговые водосбросы проектируются на одном из наиболее удобных склонов поймы. Выбор трассы водосбросного сооружения зависит от типа и размеров водосбросного сооружения, топографических и геологических условий, назначения гидроузла и др. При конструировании необходимо стремиться к сборности конструкции, прочности, надежности сооружения, экономичности решения, простоты и оригинальности конструкции.

21открытый водосброс(рис1) состоит из подводящего канала(4), входной части канала(12), обустроенного ледозащитой, сопрягающего сооружения(7) и отводящего канала(8). Отводящий и подводящий каналы трассируют в естест грунтах, где скорости течения д/б в пределах допустимых, т е при эксплуатации не д/б русловых деформаций каналов(разливов, заиления). По трассе сооружения, где уклон местности больше 0,08 предусматривают сопрягающие сооружения. Оно переводит расход воды канала с более высокой отметки на более низкую. Они выполняются из бетона, ж/батона. Отводящий канал тросируют в естест грунтах, он отводит воды в нижний бьеф в тальвиг. Выходная часть отводящего канала д/б удалена от низовго откоса плотины, на расстоянии не менее 50 м-это условно исключает разлив низового откоса и обеспечивает нормам эксплуатации режима водохранилища.входная часть сооружения располагается на отметки НПУ, сл-но,сооружениеавтоматическоо действия. Принцип работы:1 кначалу эксплуатации водохранилище наполнено до НПУ, т е до отметки порога входной части сооружения;2.в период половодья с водосбросной площади в водохранилище поступает вода, которая повышает уровень водохр выше нормального. Вода переливается через порог и поступает в сооружения. Проходит по подводящему каналу, поступает в сопрягающ сооружение, затем в отводящий канал и тальвиг. Достоинства:1 простота конструкции, надежность;2возможность ремонта и осмотра;3 возможность сбрасывать большие расходы воды;4 полная механизация работ. Недостатки:1 ограниченность слоя форсировки;2 разрушение бетонных частей сооружения под действием внеш факторов

22.траншейнрый водосброс по скальным основаниям. Он также открытого типа. Состоит из траншеи(1), порог(7)кот расположен на НПУ, сбросного канала(6), сопрягающего сооружения(3) и отводящего канала(4). Траншея не призматической формы, т к работает с переменным вдоль пути расходом. Обычно траншея укреплена бетон,ж/б покрытием. Сбросноу канал трассируют в естест грунтах. Принцип работы: вода переливается через порог попадает в траншею, изменяет свое направление на 90 градусов, при этом образует продольно-винтовое движение потока. Затем поступает в сбросной канал, сопрягающее сооружение и отводящий канал. Достоинства: 1.автоматичность;2возможность ремонта и осмотра;3возможность пропуска значительных расходов воды. Недостатки:1 сложность гидравлического расчета;2 требования к прочностным св-вам грунта основания

23.шахтный водосброс(рис4)выполняют на прочных коренных грунтах или на скальных основаних. Водосброс состоит из входного оголовка(2), выполн по типу воронки, вертикальной шахты, переходного колена и туннеля(4). В поперечном сечении входной оголовок м/б по типу воронки крупного сечения, прямоугольного сечения по типу маргаритки.пропускная способность его зависит от длины периметра. Форму оголовка диктует топография местности и условного пропуска воды. Для нормальной эксплуатации сооружения с точки зрения гидравлики, напор на пороге водослива д/бconst по всему периметру. Не должно образовываться шнуров и вторичных течений на входе. Принцип работы: вода автоматически переливаясь через порог попадает в вертикальную шахту, где происходит падение струи и образование винтового течения, кот захватывает воздух из вне. Чтобы исключить это явление входной оголовок обустраивают радианально направлению бычкам(1), кот раскручивают воронку и стабилизируют поток на входе. Эксплуатируются сооружения в напорном и безнапорном режимах. При эксплуатации за коленом, в туннеле образуется вакуумная зона. Это снижает пропускную способность. В этом месте устраивают воздушные трубки. Достоинства:1надежность;2возможность сброса больших расходов воды;3автоматичность. Недостатки:1образование вакуумных зон, отрывных течений,захват воздуха;2 большие потери напора при эксплуатации

24. сифонный водосброс(рис5) состоит из входного оголовка(4), верхняя кронка(3) кот заглублена под ур-нь на величину не менее 70 см., воздушного отверстия(2), располож на НПУ, носка-уступа(5) и выходной части(6). Принцип работы:ур-нь в водохр-ще воды повышается, затапливает воздушное отверстие(2). Доступ воздуха в трубу сифона со стороны верхнего бьефа прекращается. Вода,переливаясь через порог попадает на носоак-уступ и отбрасывает к противоположной стенке трубы сифона, образуя водяную завесу, кот прекращает доступ воздуха в трубу со стороны нижнего бьефа. В трубе образуется вакуум. Когда высота вакуума достигает равенства диаметра горловины, наступает зарядка сифона. Водосброс работает наQmax

25 Ковшовый водосброс

Относится к закр типу водосбросов.(рис3) Состоит из подходной части,входногооголовка,выполненнго по типу ковша, водопроводящей части,водопроводящей части и выходной конструкции. Порог ковша расположен на отметке НПУ. Вода переливаетс я по всему периметру, пропускная способность сооружения зависит от длины периметра. Водопроводная часть выполняется из жб труб с растурнымсоединением.Работает сооружение в напорном и безнапорном режимах. Дост-ва: автоматичность, возможность изготовления отдельных эл-ов в заводских условиях условиях и монтаж их по типовым проектам. Нед-ки: сложность защиты от плавающего мусора, ограничен по сбрасываемым расходам до 50 м в 3 в сек, сложность ремонта водопроводящей части, при работе в переходном режиме возможно попадание воздуха в трубчатую часть, что приводит к развертизацииштыковочных швов звеньев труб

26 Перепады, быстротоки

Быстроток- наиболее простой тип сопрягающего сооружения,тот же канал, но с уклоном больше критического.Также так назсооружения,кот с большими скоростями переводят воду из верхнего канала в нижний по лотку без отделения струи от лотка.Размеры и уклон быстротока опред-ся заданной наибольшей допускаемой скоростью для материка лотка и воды, в зависимости от содержания в ней наносов.Состоитиз:входа, лотка быстротока,успокоителя и выходной части.Устраивают из бетона, жб, бутового камня дрматериалов.Входная часть быстр аналогична вход части регулятора.Лотокбыст делают из матер-ов, выдерживающих большие скорости течения воды.

Перепады применяются, если рельеф местности не допускает устройства быстротока,т е когда уклоны местности сравнительно велики.Взависимотси от высоты проектируют одноступенчатые и многоступенчатые перепады.Устраиваются из бетона, бутового камня, кирпича, жб, а при небольших падениях и малых уд расходах-из габионов и дерева.Времен перепады мбхворостяно-каменными,фашинными и из др мат-ов.Перепад состоит из входа, стенок падения и ступеней,продольныхстен,флютбетов на входе и на ступенях, выхода аналогично быстротоку.

27 Консольные перепады

Если рельеф местности не допускает устройства быстротока или перепада, то прибегают к консольному сбросу воды, наз консольным перепадом или просто консолью.Получил такое наз по гасительномуустройству,представляющему собой струенаправляющий лоток, распологающийся на опоре, доходящей до материкового грунта или выполненной в виде висячий свай.Струенаправл лоток отбрасывает воду на некоторое расстояние от опоры, и поток падает на неукрепленный грунт,образуя воронку размыва, величину кот и прежде всего её глубину необходимо рассчитать.В состав консольного перепада входят:вход, быстроток,струенаправл лоток на опоре, крепление грунта около опоры.Особен-ть и сложность в расчете консольного перепада представ-етопред-е глуюины воронки размыва.Вконсткуктивном отношении консоль пред собой чаще всего жб лоток, жестко связанный с опорой,образуя вместе рамную конструкцию по аналогии с акведуками.Припроектир консольных перепадов необходимо обращать внимание на условия схода воды с консоли и входа её в нижний водоем.Всеми возможными конструктивными сред-ми нужно рассредоточить поток и концентрированную струю превратить по возможности в распыленную.Для этой цели служат трамплины,растекатели, щелевидные днища на консольном участке при сходе с него потока, водобойные плоты,запани в нижнем бьефе при входе воды в воронку.

28 Каналы, акведуки.

К водопроводящим соор относятся: трубы, акведуки, дюкеры ,туннели, лотки, каналы на косогорных участках и в глубоких выемках и всякие воотводящие устройства при строительстве осн инженер сооруж. Если канал пересекает небольшой по ширине и глубине овраг, то под каналом устраивают трубу для пропуска воды, протекающей по оврагу.Акведуки-мост для транспортир воды, наиболее древний вид водопровод сооружения. Акведуком можно пересечь широкую пойму реки или долину с небольшим водотоком. Опорами акведуков мбдвухстоечные рамы, а водопровод устройством0- лоток развезной конструкции по швам чере 10-15 см по длине.Береговыми опорами м служить одностоечные рамы, а в пролете одна или несколько двухстоечных рам. Акведуки устраиваютсяв тех сл, когда отметки проезжей части дороги или ур воды пересекаемого водотока ниже пролетного строения акведука.Конструкция акведука должна обеспечивать: плавность сопряжения входной и выходной части сооружения с каналом, что достигается устройством ныряющих стенок, косых плоскостей;пропуск шуги и плавающих тел; водопроницаемость швов лотка;отводводы.Акведукимб бетонными, жб, деревянными и металлическими.Бетонныеиидеревян имеют конструкции, аналогичные конструкции мостов

29. Дюкеры и туннели

Вместо акведуков, когда их стоимость оказывается очень большой, устраиваюстдюкеры.Если отметка воды в канале почти совпадают с отметками ур воды пересекаемого водотока или с отметкой проезжей части пересекаемого каналом дороги,,то устройство дюкера диктуется чисто техничсоображениями.Конструкции дюкеров должны удовлетворять след осн требованиям: 1)возможность систематич осмотра, ремонта и очистки сооружения в процессе экспуатации 2)водонепроницаемость швов 3) возможностьб некоторого смещения отдельных участков трубопровода относительно друг от друга при неравномерной осадке основания 4) возможность спуска или откачки воды на вр ремонта сооружения или выключения канала из работы 5) обеспечение отвода фильтрационных и прочих вод за пределы сооружения. Дюкеры мб малыми и большими, в зависимости от расхода воды, кот они проводят и капитальности сооружения.

Гидротехнич туннели предст собой водоводы, устраиваемые в земной коре без удаления вышележащей массы грунта.Чаще устраивают в горных условиях и при пересечении водоразделов на равнинах. В гидравлич отношении туннели работают как напорные и безнапорные трубы.По назначению делятся на обводнительные,гидроэнергетические,водопроводные, канализационные,судоходные,лесосплавные.Проетир и строит гидр туннелей-одна из сл задач гидротехники и требует расчетов.

30 Регулир. сооруж.

Регулятор устраивают на канале.Он выполняет след функции: 1) Забор воды из канала старшего порядка в канал младшего 2) Регулятор мб водонапорным, т.е. поднимает ур воды перед сооружением для того, чтобы обеспечить команл\дование над орошаемой территории. 3) Аварийный служит для сброса аварийных расходов воды. 4) Регулятор обеспечивает промыв канала от отложившихся в нем наносов.

По конструкции регулятор бывают: -открытого типа –закрытого типа(трубчатый) –диафрагмовый.Регулятор состоит из входной части и выходной частей и осн части.

31 Конструкции регулирующих соор, принцип работы.

По конструкции регулятор бывают: -открытого типа –закрытого типа(трубчатый) –диафрагмовый.В открытых регуляторах ур воды в пределах сооружения доступен для замеров и визуальных наблюдений. Трубчатые рег могут иметь различные формы поперечного сечения и разный гидравлич режим движения потока через сооружение. Руг с диафрагмой имеет затвор лишь в нижней части отверстия сооружения, а в верхней-железобетонную глухую стенку между быками или береговыми устоями, наз диафрагмой или забралом.Рег сооружения мб бетонными, железобетонными и деревянными. Монолитными и сборными. Монолитные возводят на месте строительства, а сборные монтируют из отдельных эл-ов, изготавливаемых на заводах в централизованном порядке.

32 Откр регулятор

Состоит из флютбета. Дост-ва: полная мех работ, возможность подачи больших расходов воды, простота конструкции, возможность ремонта и осмотра. Нед-ти: значит объем ремотных работ, быстрое разрушение материала конструкции.

33. Закрытый регулятор имеет различные формы поперечного сечения (круглое, прямоугольное ,сложные очертания) и разный гидравлический режим движения потока через сооружение ( напорный, безнапорный) . в зависимости от изменения уровня водыв верхнем бьефе может изменяться и режим прохождения потока.

20.Сифонные водосбросы целесообразно применять при пропуске расчетного расхода 6 м3/с и более. Сифоны делают из асбестоцементных и железобетонных труб, реже — из металлических. Ковшовые водосбросы, как правило, используются в качестве головного сооружения в сочетании с сопрягающими сооружениями (в виде быстротока, перепада, консольного сброса) или трубчатыми водоотводами. Для пропуска сравнительно небольших паводковых расходов и опорожнения водохранилища рекомендуется устраивать башенные водосбросы в одовыпуски. Предел применения этих сооружений по напору широк: от трех до нескольких десятков метров. При напоре свыше 8 м конструкция башни значительно усложняется.

Водосбросы управляемые комбинированные применяют при значительных перепадах уровней, больших расходах и соответствующих природных условиях. Для водохранилищных гидроузлов водосбросы делаются в берегах, в обход глухой плотины. Для водоподъемного гидроузла, где необходимо обеспечить пропуск большого паводкового расхода воды и пропуск льда, водосброс делается в виде бетонной плотины, которую располагают в русловой или пойменной части створа. Береговые водосбросы проектируют на одном из наиболее удобных склонов поймы. Выбор трассы водосбросного сооружения зависит от типа и размеров водосбросного сооружения, топографических и геологических условий, назначения гидроузла и др. При конструировании необходимо стремиться к сборности конструкции, прочности, Надежности сооружения, экономичности решения, простоты и оригинальности конструкции. Наряду с индивидуальностью выбора типа конструкции водовыпускного сооружения можно дать следующие рекомендации.

34. диафрагмовый регулятор.3в. является усовершенствованной конструкцией открытого регулятора. 14) затвор13) диафрагма. Применяют при колебании уровня воды в верхнем бьефе. Достоинства: за счет диафрагмы увеличив. Аналит. Устойчивость сооружения. Уменьшен. Параметров входного отверстия. Уменьшен. Размеров затвора. Экономия на металлическую конструкцию. Недостатки: увелич. Активность на входе в отверстия и крепления днища на входе.

35Судоходный шлюз — гидротехническое сооружение на судоходных и водных путях для обеспечения перехода судов из одного водного бассейна (бьефа) в другой с различными уровнями воды в них. Он с двух сторон ограничен затворами, между располагается смежная камера, позволяющая варьировать уровень воды в её пределах. Перевод судов посредством судоходного шлюза осуществляется последовательным переводом в смежную камеру после выравнивания в них уровня воды. Использование шлюзов главным образом направлено на то, чтобы сделать водные пространства с различными уровнями воды в них более пригодными для судоходства.

Процесс пропускания судна через шлюз называется шлюзованием. Каждый шлюз имеет три главных элемента:

Герметичная камера, соединяющая верхнюю и нижнюю головные части канала и имеющая объём, достаточный для включения в себя одного, или нескольких судов. Положение камеры фиксированное, однако уровень воды в ней может изменяться.

Ворота — металлические щиты, расположенные на обоих концах камеры и служащие для впускания и выпускания судна из камеры вперед началом шлюзования и герметизирующие камеру во время шлюзования.

Водопроводное устройство — устройство, предназначенное для наполнения, либо опустошения камеры. Как правило, в качестве такого устройства используется плоский щитовой затвор. В крупных шлюзах могут использоваться перекачные насосы.

Принцип работы шлюза следующий:

Входные ворота открываются, и судно заходит внутрь камеры.

Входные ворота закрываются.

Открывается перепускной клапан, вызывая падение уровня воды в камере с находящимся в ней судном.

Впускные ворота открываются, судно выходит из камеры.

36. по гидравлическому принципу водозаборные сооружения могут быть классифицированны след. образом: 1) бесплотинные- боковые, фронтальные, глубинные. 2) плотинные – боковые, фронтальные, донные и глубинные.

Беспотинный водозабор устраивают при большем водозаборе(более 20%), а также при недостаточном превышении уровня воды в реке над уровнем воды в начале магистрального канала. Бесплотинные водозаборы проектируют в осносном с головным регулирующим сооружением. Когда бытовые уровни или расходы воды в источнике питания не обеспечивают командование и график водопотребления. Устраивают плотинный водозабор. Плотинные водозаборы наждежнее. Они позволяют: обеспечить при всех условиях бесперебойную подачу воды.; повышать уровень командования над объектами, сокращать длину холостой части; вести более успешно борьбу с завлечением донных наносов; осуществлять в одном створе реки двусторонний водозабор.

37. Судопропускные сооружения, гидротехнические сооружения, предназначенные для преодоления судами перепадов уровней воды в гидроузлах и на судоходных каналах. Различают 2 основных типа С. с. — судоходные шлюзы и транспортные судоподъёмники.

Выбор типа С. с. производится на основе технико-экономических расчётов. При этом учитываются грузоподъёмность судов, обеспеченность гидроузла водой для пропуска судов через шлюз (шлюзования), величины перепадов уровней воды и колебания их в верхнем и нижнем бьефах, а также топографические и геологические условия района гидротехнических сооружений. Наибольшее распространение получили камерные шлюзы, сооружаемые для пропуска судов практически любого водоизмещения, при напорах до 40—60 м, на гидроузлах, расположенных в самых разнообразных природных условиях. Судоподъёмники применяют главным образом при напорах 60—70 м, в условиях ограниченного расхода воды на шлюзование, для пропуска судов сравнительно небольшой грузоподъёмности (до 2 тысяч т). При высоких напорах и больших навигационных колебаниях уровней воды возводят С. с. комбинированного типа — с верховым шлюзом и односкатным наклонным судоподъёмником. При значительных подъёмах уровня воды в половодье на гидроузлах малого напора (3—5 м) для пропуска судов в период затопления шлюза целесообразно использование разборных судоходных плотин с устройством опускных затворов. В связи с расширением применения скоростных судов (например, на подводных крыльях, на воздушной подушке) в составе гидроузлов нередко возводят специальные С. с.. отличающиеся высокой пропускной способностью.

38 Рыбопропускные сооружения, сооружения в составе гидроузлов, предназначенные для пропуска рыбы из нижнего бьефа в верхний, главным образом в период её нерестовой миграции.

Рыбоходные шлюзы по принципу работы сходны с судоходными шлюзами; обычно имеют две смежные камеры, в каждой из которых установлены затворы, отделяющие камеры от нижнего и верхнего бьефов . Рыбоходные шлюзы могут работать при значительных напорах, однако требуют больших расходов воды, а их рыбопропускная способность относительно невелика.

39 Рыбоходы представляют собой каналы, по которым вода течёт из верхнего бьефа в нижний со скоростью, позволяющей рыбе преодолевать встречное течение. По конструктивным признакам различают рыбоходы лотковые, прудковые и лестничные. Лотковые рыбоходы могут быть свободными (лотки с незначительными уклонами и гладкими стенками и дном); усиленной шероховатости (с устройством по дну и стенкам лотка выступов); с неполными (по глубине или ширине лотка) перегородками. Прудковые рыбоходы представляют собой ряд бассейнов (прудков) для отдыха рыбы, соединённых между собой короткими каналами или лотками; их обычно устраивают в берегах, в обход плотины. Лестничные рыбоходы выполняют в виде ступенчатого лотка, разделённого на ряд бассейнов поперечными перегородками, в которых для прохода рыбы имеются всплывные отверстия .

40. Для предотвращения попадания скатывающихся личинок и мальков, а также взрослых рыб в водозаборные сооружения , размещаемые на рыбохозяйственных водоемах, необходимо предусматривать рыбозащитные сооружения . Также применяют рыбозащитные и рыбонаправляющие устройства для предотвращения попадания рыб в опасные для них зоны гидроэлектростанций и плотин и направления их к входу в рыбопропускные сооружения .

При проектировании рыбозащитных сооружений особенно важно знание плавательной способности рыб (времени, в течение которого рыба может поддерживать определенную скорость движения) и критических скоростей течения (минимальные скорости, при которых рыба сносится потоком), зависящих от образа жизни и возраста рыб, их физиологического состояния, температуры и освещенности воды. Кроме того необходимо учитывать, что наибольший рыбозащитный эффект может дать лишь комплексное воздействие на различные органы чувств рыб. Все рыбозащитные сооружения по принципу действия делятся на три группы: механические, гидравлические и физиологические.

1. Механические рыбозащитные сооружения . Наибольшее применение в нашей стране и за рубежом нашли механические рыбозаградители, так как они эффективнее других рыбозащитных сооружений . Они представляют собой механическую преграду перед водозаборным сооружением. В зависимости от характера преграды различают фильтрующие и сетчатые рыбозаградители (плетни, решетки, каменные наброски, дамбы, фильтры различных конструкций, плоская сетка, ленточные вращающиеся сетки, сетчатые вращающиеся барабаны). По способу отведения рыбы выделяют рыбозаградители с рыбоотводом и без рыбоотвода (плоская сетка, сетчатые вращающиеся барабаны, бесконечная перемещающаяся лента, сетчатые конусы).