Перечислите правила поведения населения при аварии на аэс.Глава 13 Гидродинамические аварии

13.1. Водные ресурсы и водное хозяйство страны

Вода играет большую роль в народном хозяйстве и жизни человека. Запасы воды на Земле велики — это воды озер, морей и океанов; воды речного стока; грунтовые воды. Вода распределяется неравномерно по земной поверхности и во времени и мо­жет быть различного качества. В стране есть засушливые районы и районы, стра­дающие от избыточного увлажнения земной поверхности. Часто весной избыток воды причиняет ущерб определенной территории, а в другое время года этот же район может страдать от ее недостатка.

Из-за отмеченной неравномерности распределения воды часто приходится прово­дить ряд дорогостоящих инженерных мероприятий, преследующих цель получить воду в данном месте и в определенном ее количестве в определенный момент вре­мени. Совокупность такого рода инженерных мероприятий образует определен­ную часть народного хозяйства, называемую водным хозяйством. Различают сле­дующие четыре основные отрасли водного хозяйства:

1. Гидроэнергетика, то есть использование движущей силы воды как источника энергии.

2. Водный транспорт, то есть использование воды в качестве путей сообщения.

3. Водоснабжение и канализация населенных мест.

4. Водная мелиорация-, использование воды для орошения земель (ирригация); отвод избыточных грунтовых вод с территории (осушение); использование воды для так называемого обводнения земель, то есть устройство отдельных водо­емов сельскохозяйственного назначения.

Следует подчеркнуть, что один и тот же водный поток может быть применен в раз­ных отраслях народного хозяйства. Например, одна и та же река может быть ис­пользована как источник энергии, водный путь, для орошения земель, ведения рыбного хозяйства и т. д.

Отсюда вытекает важный принцип комплексности водохозяйственных меропри­ятий. Примером комплексного решения водохозяйственной проблемы являетсястроительство (1932-1937 гг.) канала им. Москвы, который обеспечивает судоход­ство между Москвой-рекой и Волгой, водоснабжение Москвы, получение элект­рической энергии на ряде гидростанций, улучшение санитарных условий в столи­це и др.

13.2. Общие понятия о гидротехнических сооружениях и их классификация

Гидротехническим сооружением называется инженерное сооружение, построенное для решения тех или других водохозяйственных задач.

Все гидротехнические сооружения (ITC) делятся на две категории (табл. 13.1 у.

1. Общие ГТС, применяемые в двух или нескольких различных отраслях водного хозяйства.

Специальные ГТС, используемые только в одной отрасли водного хозяйства. Таблица 13.1. Категории гидротехнических сооружений

Общие ГТС

Водоподпорные — создающие подпор воды, например, в русле реки (сюда относятся плотины и некоторые дамбы, работающие как плотины) Водопроводящие — искусственные русла (каналы, туннели, лотки, трубопроводы)

Регуляционные — устраиваемые с целью регулирования режима водного потока, защиты его дна и берегов от размыва и т. д.

Специальные ГТС

Гидроэнергетические — здания ГЭС, уравнительные резервуары, строящиеся при ГЭС, ит. д.

Гидросооружения водного транспорта — судоходные шлюзы, судоподъемники, пристани, набережные, маяки, лесосплавные лотки и т. д. Гидросооружения водоснабжения и канализации — особые водоподъемники, насосные станции, очистные сооружения ит. д.

Гидросооружения для целей инженерной мелиорации — гидромелиоративные сооружения (особые водоподъемники, шлюзы-регуляторы, дренажные устройства и т. д.)

Сооружения рыбного хозяйства — рыбоходы, рыбоводные пруды и т. д.

Наиболее важным типом общего гидросооружения является плотина с водопро­пускными и другими устройствами, создаваемыми при ней. В связи с комплексностью решения водохозяйственных проблем и по целому ряду других соображений очень часто некоторые из перечисленных гидросооружения приходится группировать в комплексы. Такие комплексы гидросооружении на­зывают гидроузлами. Особенно сложными бывают речные гидроузлы на равнин­ных реках; в них обычно входят плотина, здание ГЭС. судоходный шлюз, какой- либо водозабор (например, для орошения земель) и т. д.

1. Основные цели устройства плотин

11а примере гидротехнического сооружения в виде плотины удойно пояснить по­чти все общие гидротехнические принципы проектирования любых специальных гидросооружений. Плотины устраивают с целью:

• поднятия уровня воды в реке и регулирования этого уровня; и создания хранилища для воды (водохранилища). Поднятие уровня воды в реке бывет 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 гидро- аккумулирующих установок, для рыбного хозяйства и т. п. Уровень воды в во­дохранилище во время его эксплуатации может меняться.

Плотины, построенные для создания водохранилища, называют водохранилищ- ными.

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.

2. Основная классификация плотин

По своему назначению плотины бывают трех видов: водоподъемные, водохрани- лищные 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 классифицирован, по различным признакам:

1. по материалу, из которого возводится тело плотины;

2. из грунтового материала, то есть из обычного грунта или каменной наброски:

3. из бетона, то есть искусственного камня;

4. из железобетона и т. д.

По конструктивным признакам и условиям статической работы различают:

• гравитационные плотины (рис. 13.1, я), то есть плотины, устойчивость кото­рых обеспечивается благодаря их собственному несу, - горизонтальному гид­ростатическому давлению Р в данном случае противопоставляется сила со­противления сдвигу Т, действующая на подошве секции плотины; эта сила зависит от веса G плотины T+fG+cA где f-

коэффициент внутреннего тре­ния грунта основания, с — удельное сцепление грунта; А - площадь полошвы плотины;

• контрфорсиые плотины (рис. 13.1,5), устойчивость которых обеспечивается благодаря не только несу самой плотины G, но и весу воды С_я в объеме призмы; для этого' контрфорсные плотины имеют большой уклон верховой грани; в кон­структивном отношении они представляют собой ряд контрфорсов треугольной формы, па грани которых опираются плиты (или своды);

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

T-fG + cA

Рис. 13.1. Классификация плотин по конструктивным признакам

Водосбросные (водопропускные) ПЛОТИНЫ различаются двух типов (в зависимо-

сти от характера пропуска воды через 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.