Книги / 1bryzgalov_v_i_gordon_l_a_gidroelektrostantsii
.pdfДеление плотин по материалу на бетонные и |
железобетонные условно, |
|||||||||||
так как в любой бетонной плотине имеются железобетонные |
конструктивные |
|||||||||||
. Например, водосливная плотина |
(рис. 3.7а), может иметь бетонное |
|||||||||||
элементы |
|
|
|
|
железобетонные |
бычки и |
плиты водобоя. |
|||||
тело водослива и армированные |
||||||||||||
|
|
малый процент |
||||||||||
|
|
иметь столь |
||||||||||
|
|
|
|
, (рис. 3.7в), может |
||||||||
Двухъярусная |
плотина |
|
|
считать |
выполненной |
не из |
||||||
армирования |
, |
|
что |
ее естественно следует |
||||||||
|
|
|||||||||||
|
а из |
армированного |
бетона. |
|
|
|
|
|
|
|||
, |
|
|
|
|
|
|
||||||
железобетона |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.2
.
3
.
Водосбросные
и
водоподводящие
устройства
на
плотинах
НПУ
\
I |
% |
|
' |
|
II |
\г |
НПУ |
|
У
. |
|
Vs |
|Л |
' |
|
• |
|
|
dr |
НПУ |
|
|
— |
fell |
|
[ НПУ |
т |
|
|
Sc
«КТЧ
± УНБ
Г*.
УНБ
УНБ
^
Рис
.
3.8
Бетонные плотины с различными |
|
водосбросных |
отверстий |
|
|
типами
в
)
-
|
|
|
|
|
; |
|
|
|
; б) - глубинное |
||
а) - поверхностное отверстие с затвором |
|
; |
|||
поверхностное открытое с трамплином; |
г) |
|
|||
- глубинное и донное |
|||||
д) |
- |
поверхностное с гасителями в |
нижнем |
бьефе |
|
|
|||||
|
|
||||
98
На практике часто водопропускные и водопроводящие устройства
устраиваются на плотинах. Плотины называют глухими, если через них не
сбрасывается вода в нижний бьеф и водосбросными, если в теле плотины
имеются отверстия для сброса воды. Типы водосбросных отверстий бетонных
плотин схематично показаны на рис. 3.8.
Отверстия в водосбросных плотинах могут быть как поверхностными (с устройством водосливов, рис. 3.8 а, в, д), так и погруженными под уровень
воды (с устройством глубинных и донных водных трактов, рис. 3.8 б, г). Как
правило, водосбросные отверстия на плотинах оборудованы затворами,
позволяющими регулировать сбросной расход. Размеры и типы водосбросных
отверстий назначаются на основе расчетов и лабораторных гидравлических
исследований.
Водсбросы предназначены для холостых сбросов воды в нижний бьеф.
Водосбросы имеют головную часть (водоприемники), которые служат
для приема воды из водохранилища или водотока, т.е. являются водозаборами
рис. 3.9. Различают водоприемники с открытым и с глубинным водозабором.
Они применяются как на низконапорных, так и высоконапорных гидроузлах
для самых разных целей: энергетики, орошения, рыбоводства и т.п.
I
У 11
' |
У/у |
Гаситель |
|
Деривационный |
|
|
/ |
|
безнапорный |
||
водоприемник |
/ |
|
Ш |
туннель |
|
|
|
|
|||
Ш
водоприемник
Щт/ Водоприемник
Деривационный
канал
Рис. 3.9 Схемы водоприемников
I-III - напорные схемы; II-IV - безнапорные схемы
99
Особым |
типом водозаборов |
|
являются водоприемники |
для бытового |
и |
|||||
|
в |
|||||||||
водоснабжения |
и |
|
те, и другие могут встраиваться |
|||||||
технического |
|
|||||||||
|
. Водозаборы |
технического |
водоснабжения |
|||||||
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
гидротехнические |
сооружения ГЭС |
|
|
|
|
|||||
на ГЭС |
предусматриваются |
всегда. |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тип сооружений
и конструкция ГЭС, а также от
водоприемника |
зависят |
от |
||
природных |
условий района |
ее |
||
|
||||
|
|
|
|
|
схемы и |
состава |
строительства |
|
|
. |
два
|
|
|
, делятся на |
|
|
) водоприемники, как правило |
|
Энергетические |
(турбинные |
схемы И, IV). |
|
типа- напорные (рис. 3.9 |
схемы I, III) и безнапорные рис. 3.9 |
||
|
Напорные |
водоприемники |
ГЭС |
|
применяют |
обычно |
|
на |
глубоких |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
ВБ, а |
безнапорные |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
водохранилищах |
в условиях значительного |
колебания |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
уровней. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
глубинах |
и |
колебаниях |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
на ГЭС при |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
применяются |
|
|
|
|
|
|
|
|
небольших |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(затворы) для |
прекращения |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
: |
заграждения |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
должны |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Водоприемники |
иметь |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
для борьбы |
с наносами |
, |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
подачи |
|
воды |
|
|
и обеспечения |
|
ремонта; устройства |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
плавающим |
|
сором, |
льдом и шугой, |
а |
также |
|
необходимое |
|
гидромеханическое |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
водоприемника |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
оборудование |
и подъемные устройства |
для обслуживания |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
через водосбросы плотин, обладает |
большой |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Поток |
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
воды сбрасываемый |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
её |
основание |
и |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
кинетической |
энергией |
и |
может |
разрушить |
тело |
плотины |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
от |
повреждений |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
уберечь тело |
|
плотины |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
берега |
|
в |
нижнем бьефе. Чтобы |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
. |
Для |
гашения |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
специальное |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
водосливной |
|
|
поверхности |
придается |
очертание |
специальные |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
создаются |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
воды |
на |
водосбросах |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
энергии |
|
сбрасываемой |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
энергии |
|
(водобойные |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
элементы. |
В |
|
|
|
|
|
|
: |
а) |
гасители |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
конструктивные |
их числе |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
зубчатые |
пороги |
, |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
выступы, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
стенки |
, |
|
водобойные |
|
колодцы, |
|
углубления |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
трамплины |
, |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
создающие |
|
искусственную |
шероховатость |
); |
|
б) |
|
уступы |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, вовлекающие |
воздух |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
отброс |
струи |
от |
плотины; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
обеспечивающие |
в) аэраторы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
элементов |
, |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
поток; |
г) |
сочетания |
конструктивных |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
в воду |
|
и |
смягчающие |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
режимов |
в нижнем |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
обеспечивающих |
создание специальных |
гидравлических |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
происходит |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
в |
вальце |
которого |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
, гидравлического |
прыжка, |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
бьефе |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
(например |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
гашение |
энергии |
за счет |
взаимного |
трения струй |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с водосливом на |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
плотины |
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
На рис. |
3.10 |
показано |
сечение |
водосбросной |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
предназначенными |
для |
|||||||||||||||||||
нескальном |
основании |
с конструктивными |
элементами |
|
|
|
энергии (9). Кроме |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
плитой (8) |
и |
гасителями |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
гашения |
|
энергии |
- водобойной |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
. 3.10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
показаны |
противофильтрационные |
|
устройства |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
того, на |
|
|
схематично |
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
рис |
|
|
|
|
и 19), понур |
(13), |
а |
также |
дренажные |
устройства |
|
(21, 24, |
25). |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
шпунты |
(17 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Понур |
|
- |
водонепроницаемая |
плита (или |
слой |
водонепроницаемого грунта), |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
. Понур (13) |
в данном |
случае |
представляет |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
по дну |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
положенная |
перед плотиной |
|
|
|
|
|
|
|
плиту, прианкеренную |
к |
плотине. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
собой |
железобетонную |
водонепроницаемую |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
но и |
повышает |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
Он служит |
не |
только |
противофильтрационным |
устройством |
|
|
|
|
|
|
необходимо |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
плотины |
|
|
|
|
|
, так |
как при |
сдвиге |
|
плотины |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
устойчивость |
на сдвиг |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
к ней понур, |
пригруженный |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
сдвинуть не |
|
|
только ее, |
но и прианкеренный |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
гидростатическим |
давлением |
верхнего |
бьефа |
. |
|
Крепление |
дна |
|
|
за водобоем |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
называется |
рисбермой (10). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
100
/6 is |
а |
шх |
|
|
У |
|||
УВБ |
5, |
/ |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
УНВ |
п |
|
18 т |
19121 |
|
|
|
/ю |
|
||
|
23 |
26 |
22 |
/ |
||||
Л |
20 23 |
24 |
||||||
|
||||||||
|
|
|||||||
Рис. 3.10 Конструктивные элементы водосбросной плотины
на нескальном основании
1 - верховой участок фундаментной плиты; 2 - низовой участок фундаментной плиты; 3 - промежуточный бык; 4 - паз рабочего затвора; 5 - паз ремонтного затвора;
6 - водослив; 7 - гребень водослива; 8 - водобой; 9 - гасители энергии; 10 - рисберма; 11 - переходное деформируемое крепление; 12 - предохранительный ковш;
13 - анкерный понур; 14 - гибкий участок анкерного понура; 15 - пригрузка понура;
16 - крепление пригрузки; 17 - понурный шпунт; 18 - надшпунтовая балка;
19 - верховой подплотинный шпунт; 20 - горизонтальный дренаж понура;
21 - горизонтальный дренаж фундаментной плиты; 22 - горизонтальный дренаж водобоя
и рисбермы; 23 - обратный фильтр; 24 - вертикальный дренаж основания;
25 - дренажная галерея; 26 - дренажные колодцы
Если плотина глухая, то вода в нижний бьеф поступает через специаль¬ ные водосбросные сооружения, построенные отдельно от плотины или совмещенные с русловым зданием ГЭС, а также через водоподводящие сооружения - турбинные водоводы, деривационные каналы и туннели.
Примеры водосбросных и водопроводящих сооружений деривационных
гидроузлов приведены ниже, в главе 4, после описания их компоновок.
3.3. Здания ГЭС как водоподпорные сооружения
На низко- и средненапорных гидростанциях (напоры не выше 40-50м)
здание гидростанции часто входит в состав напорного фронта. Такие
гидростанции называют русловыми, так как здание ГЭС располагается либо в русле, либо на затопляемой водохранилищем пойме.
Здания ГЭС представляют собой весьма сложные строительные конструкции, отличающиеся большим разнообразием. В качестве примера на
рис 3.11 показан схематичный разрез вдоль потока по оси агрегата руслового
здания ГЭС.
Здание ГЭС принято делить на две части - подводную часть и
надводную (как правило, машинный зал). Несущей, водоподпорной
конструкцией (собственно гидротехническим сооружением), как правило,
является массивная подводная часть. Иногда (при средних напорах) в состав
водоподпорной конструкции входит и массивная верховая стена машинного зала. Именно такой вариант показан на рис. 3.11: верховая стена машинного
зала воспринимает гидростатическое давление верхнего бьефа. Подводную
часть здания ГЭС можно условно разбить на три участка: верховой участок, в нем осуществляется подвод воды к турбине через спиральную камеру,
101
следующая часть - это центральный участок с турбинной |
камерой |
||
расположенной в ней турбиной (над ней в машинном зале |
- |
генератор) |
|
|
|
|
|
и и
низовая
часть
,
по
ней
осуществляется
отвод
воды
от
турбины
через
отсасывающую трубу.
= |
|
1 |
1 |
Т |
|
п |
|
250 |
тп |
п гъит
Нап/ст. |
ззокв |
|
|
На п/ст. ткв |
|
-/.5
- |
14 |
,75 |
~ |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
Ш |
|
|
|
|
|
|
m |
|
|
|
ael |
g |
||
iii ; i |
; |
> |
||
|
||||
- |
|
|
||
27,80 |
|
|
|
|
ЕС |
|
|
аМтГ |
|
|
|
|
||
п! |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
| . |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
• |
• |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/ |
|
|
|
|
|
Ш |
|
|
/ |
|
|
|
|
|
|
ы |
; |
|
угман. C=1 |
8.3 |
||||
|
|
|
|
||||||
|
|
|
* |
|
|
||||
а |
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
'| |
' П |
/ |
! |
4.9 |
||||
' |
| |
|
|
|
|||||
36,00 |
' |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|||
Рис
.
3.11
Схематический
поперечный
разрез
по
русловой
ГЭС
\
Ч\ |
ч |
\ |
|
|
х |
3 |
|
УНБ |
|
|
||
|
|
|
|
|
* |
JL |
|
|
|
- |
- |
|
|
|
|
Рис. 3.12 Схематический
поперечный разрез приплотинной ГЭС
|
На многих отечественных |
|||
равнинных |
гидроузлах (например, |
|||
волжских) в |
русловых зданиях ГЭС |
|||
предусмотрены |
|
дополнительные |
||
водосбросы, совмещающиеся со |
||||
зданиями ГЭС, |
(рис 4.11). Такие |
|||
водосбросные отверстия проходят |
||||
чаще всего между и над турбинными |
||||
|
|
- |
агрегатов, в мире |
|
трактами гидро |
|
|||
они получили |
название русские |
|||
водосбросы. |
|
|
|
|
На высоконапорных ГЭС |
||||
здание |
электростанции распола |
|||
гается, |
|
|
|
¬ |
как правило, за плотиной и не |
||||
является водоподпорным соору |
||||
|
|
|
|
¬ |
жением, рис. 3.12, то же относится и |
||||
к подземным зданиям ГЭС. |
||||
102
3.4. Судоходные шлюзы
К водоподпорным сооружениям относится наиболее распространенный
тип судопропускного сооружения - судоходный шлюз. Устройство одно¬
камерного однониточного судоходного шлюза схематично показано на рис.3.13. |
|||||||||||||
|
|
|
К |
|
а_ |
|
|
|
|
М|1|И|! |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
\J |
|
V |
||||
|
1 |
|
\J |
|
|
4J— г |
) |
|
|
|
|||
|
|
|
/*Ч |
|
|
|
/ \ |
|
/ 9 |
|
|||
|
lllllllllnlllllj |
* |
|
|
^ |
5 |
и |
“ Т“ |
3 |
|
|
{ I lllll I |
|
|
|
|
|
|
7 |
|
з‘ |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Рис. 3.13 Схема однокамерного судоходного шлюза
I-IV- положение судна; 1 - верхний подходной канал; 2 - шкафная часть; 3 - ворота; 4 - верхняя голова; 5 - водопроводные устройства; 6 - камера;7 - стена камеры;
8 - нижняя голова; 9 - нижний подходной канал; hK - глубина на mpone;h0 - осадка судна
Рассмотрим процедуру шлюзования судна, идущего из верхнего бьефа в нижний. Основными конструктивными элементами шлюза являются камера шлюза и его головы, в которых располагаются шлюзовые ворота. Камера шлюза представляет собой железобетонное «корыто» (6), торцевые стенки которого выполнены в виде ворот (3) (створных или опускных). При
шлюзовании судно через верхний подходной канал (1) входит в камеру.
Верховые ворота (3) закрываются, и камера опорожняется через водопроводные
устройства (5) нижней головы. Когда уровень воды в камере сравняется с УНБ, в нижней голове (8) открываются ворота и судно выходит из камеры шлюза.
На высоконапорных гидроузлах применяются многокамерные (многоступенчатые) шлюзы, состоящие из цепочки камер, разделенных
промежуточными головами. На реках с интенсивным судоходством предусматриваются двухниточные шлюзы. Питание водой шлюзов может быть головным (водопроводные устройства в головах шлюза), как на рис. 3.13, так и продольным (через отверстия, расположенные по всей длине камеры).
Водопроводные устройства верхней (нижней) головы связывают верхний
(нижний) бьеф с камерой шлюза и снабжены затворами. Перед наполнением
(опорожнением) камеры шлюза ворота закрываются. При наполнении камеры
водопроводные устройства верхней головы открыты, а нижней - закрыты, и
103
вода поступает из верхнего бьефа в камеру
водопроводные устройства нижней головы
вода уходит из камеры в нижний бьеф.
шлюза. При опорожнении камеры |
||
открыты, а верхней |
- |
закрыты, и |
|
|
|
ГЭС
и
На рис. 3.14, 3.15 |
приведен |
|
канала имени Москвы |
. |
|
|
||
общий
вид
судоходных
шлюзов
Волжской
I
Р |
|
м Ш |
|
ш |
|
^ ^ |
Р |
Рис.
3.14
Судоходный
шлюз
Волжской
ГЭС
LU
»
4
I !
Ч
Рис.
3.15
Судоходный
шлюз
канала
им.
Москвы
104
Примечание. Плотины, здания ГЭС и шлюзы не исчерпывают всех типов водоподпорных гидротехнических сооружений. Здесь схематично рассмотрены лишь самые основные.
Использованная литература
1. Гидротехнические сооружения: Учеб, для вузов: В 2 ч. Ч. / Л.Н. Рассказов, В.Г.
Орехов, Ю.П. Правдивей и др.; Под ред. Л.Н. Рассказова. - М.: Стройиздат, 1996. - 435 с., ил.
2. Гидротехнические сооружения: Учеб, для вузов: В 2 ч. 4.2 / Л.Н. Рассказов, В.Г.
Орехов, Ю.П. Правдивей и др.; Под ред. Л.Н. Рассказова. - М.: Стройиздат, 1996.
- 344 с., ил.
3. Чугаев Р.Р. Гидротехнические сооружения. Глухие плотины: Учеб, для вузов. -
М: Высш. школа, 1975. - 328 с.
4. Чугаев Р.Р. Гидротехнические сооружения. Водосливные плотины: Учеб, для вузов. - М.: Высш. школа, 1978. - 352 с.
105
Компоновки гидроэлектростанций и последовательность
их возведения
4
4.1.
Компоновки
гидроузлов
При проектировании любого сооружения |
необходимо |
стремиться к |
||||||||
|
Эффективность |
|||||||||
тому, чтобы оно было |
экономически |
эффективно. |
||||||||
гидротехнических сооружений достигается, если они служат для удовлет |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¬ |
ворения интересов как |
можно большего числа водопользователей |
и |
||||||||
водопотребителей. Наиболее |
эффективными |
являются гидроузлы |
комп |
¬ |
||||||
|
|
|||||||||
лексного
назначения
.
|
|
|
|
, как правило, необходимо |
создание |
ёмкого |
||||||||||||||||
Для всех потребителей |
|
|
|
|
|
|
|
|
глубинами. |
|
Однако |
|||||||||||
водохранилища с |
высокими уровнями и |
|
большими |
|
||||||||||||||||||
интересы различных |
водопользователей и водопотребителей |
в |
использовании |
|||||||||||||||||||
ёмкости водохранилища для регулирования стока |
реки |
различаются. |
||||||||||||||||||||
Энергосистеме требуется выравнивание неравномерного по сезонам стока реки. |
||||||||||||||||||||||
Зимой, в период максимума |
электрической |
нагрузки, |
ГЭС |
должна |
работать |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
Летом, когда |
|||||||||||||
на расходах больших |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
естественных и срабатывать водохранилище |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
, для создания запаса |
воды в водохранилище |
|||||||||||||||||
потребность в энергии снижается |
приточности. |
Для судоходства нужны |
||||||||||||||||||||
на зиму ГЭС использует лишь часть |
||||||||||||||||||||||
достаточно высокие |
расходы |
в течение всего |
периода |
|
|
|
|
|
. Для орошения |
|||||||||||||
навигации |
|
|
|
|
|
|
, |
|||||||||||||||
нужны зарегулированные расходы в течение всего |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
вегетационного периода |
||||||||||||||||||||||
которые в засушливые годы особенно сложно |
обеспечить в требуемых |
объёмах. |
||||||||||||||||||||
Для борьбы с наводнениями необходимо держать незаполненной определённую |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, и |
особенно этот |
процесс |
|||||||||||
часть объёма водохранилища в ожидании половодья |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
не |
||||||||||
осложняется в |
ожидании дождевых |
|
|
|
, которые практически |
|||||||||||||||||
паводков |
|
|
|
|
|
|
в |
понимании |
||||||||||||||
предсказуемы. |
Расхождения между |
водопользователями |
||||||||||||||||||||
оптимального режима регулирования |
стока реки необходимо улаживать на |
|||||||||||||||||||||
самой ранней стадии |
проектирования |
ГТС, |
и это является самостоятельной |
и |
||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||
очень важной частью проекта. Оптимальный вариант гидроузла выбирается на |
||||||||||||||||||||||
основе расчетов и |
компромиссных |
экспертных решений, |
позволяющих |
|||||||||||||||||||
добиться максимального суммарного экономического |
эффекта |
во всех отраслях |
||||||||||||||||||||
|
|
, сельское, лесное |
и |
|||||||||||||||||||
|
|
|
транспорт, ирригация |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
(энергетика, водный |
рыбоводство |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
понятие |
|
||||||||||
|
|
|
, рекреация, медицина |
и всё, |
что входит |
в |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
коммунальное хозяйство |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
охрана
окружающей
среды
)
.
При |
любом |
сочетании |
интересов |
водопользователей |
и |
||||||||||||
водопотребителей необходимо |
строительство |
водосбросного |
сооружения. |
||||||||||||||
|
|
разного рода водоводы |
|||||||||||||||
Большинству водопользователей нужны водозаборы и |
|||||||||||||||||
в виде трубопроводов |
, тоннелей |
или |
открытых |
каналов. |
Часто удаётся |
||||||||||||
совмещать |
функции канала как |
отводного |
устройства (деривации) |
к |
|||||||||||||
гидроэлектростанции |
и |
одновременно |
судоходного |
пути, |
и |
магистрали |
|||||||||||
|
|
|
нужна не |
только |
водо |
|
|||||||||||
. |
Плотина |
может быть |
|
||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
оросительной системы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¬ |
||
пользователям, но и для сухопутных путей сообщения |
- |
в качестве мостового |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
перехода через реку. На |
характер ГТС может повлиять не только образование |
||||||||||||||||
водохранилища, но и условия, которые возникнут в |
|
|
|
|
, например, |
||||||||||||
нижнем бьефе |
за счёт |
||||||||||||||||
незамерзающая полынья |
на размеры которой |
можно |
воздействовать |
||||||||||||||
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
определённых технических решений и т.д. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
107