Автор работы: Пользователь скрыл имя, 16 Апреля 2014 в 23:52, курс лекций
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.
применение решёток для водоприёмных отверстий из гидрофобных материалов, в которых все металлические поверхности покрываются пластмассой, резиной, битумом, эбонитом, каучуком, полиэтиленом или жидким стеклом. Это предотвращает прилипание (примораживание) кристаллов льда к металлу;
применение специальных фильтрующих оголовков, например деревянных ряжевых (дерево обмерзает хуже, чем стальные и бетонные элементы) - см. главу 10;
промывка решеток обратным током или импульсная промывка (русловые водоприемники). Обратная промывка при борьбе с тугой проводится через каждые 2…4 часа в течение 10...20 мин. Это эффективно при небольших количествах и коротких сроках образования шуги;
отбрасывание шуги сжатым воздухом (пневмозащита) из дырчатых труб по сторонам входных окон;
применение струенаправляющих устройств, успокаивающих поток на подходе к водоприемным отверстиям, вследствие чего шуга всплывает и смерзается;
отбрасывание шуги гребными винтами катеров рацпредложение для ликвидации аварийной ситуации при отсутствии или неисправности штатного шугозащитного оборудования;
применение плавучих ограждающих устройств (шугоотбойников) в виде запаней. Суть состоит в устройстве вокруг водозабора полупогружного щита, задерживающего легкую шугу, движущуюся в слоях воды.
При среднем и большом количестве шуги в реке для небольшой и средней производительности водозабора можно использовать все перечисленные выше мероприятия для малой производительности водозабора с дублированием водоприёмных устройств (оголовков). Дополнительные оголовки должны располагаться на таком расстоянии и в таком месте русла реки, что исключало бы возможность одновременного перерыва забора воды.
При среднем количестве шуги в реке для средней и большой производительности водозабора следует использовать обогрев стержней решёток или подогрев массы воды перед решётками паром или тёплой водой. Обогрев должен осуществляться заблаговременно, до начала переохлаждения воды. Не смотря на то, что воду или стержни решёток необходимо нагреть всего на 0,10С выше нуля, эти мероприятия чрезвычайно энергоёмки. На время шугохода опускаются решетки-реостаты с электропроводящими прутьями, которые подогреваются электротоком до 0,01...0,02°С и обмерзание не происходит. Например, мощность, которую необходимо затратить для электрообогрева стержней решёток - 3-8 кВт-ч/м3 воды, что для водозабора средней производительности 20 тыс. м3/сут составляет 60-160 тыс. кВт-ч/сут. В улучшенном варианте используются решетки с индукционным обогревом - ток пропускается непосредственно по стержням или, если последние представляют собой трубки, обогрев их производят, закладывая внутрь электрическую грелку или пропуская по трубам нагретый теплоноситель (воду, трансформаторное масло).
Обогрев решеток горячей водой и паром, которые могут циркулировать по полым стержням или же выпускаться через отверстия перед входными окнами. При этом пар можно получать от передвижных парогенераторов. В системах водоснабжения ТЭЦ и ГРЭС может быть устроен сброс горячей воды у водозабора или предусмотрено наличие в районе водозабора котельной с большой резервной мощностью. Так как оголовки русловых водозаборов малодоступны в зимнее время, то для них электрообогрев решёток не применяется. В этом случае русловые водозаборы должны иметь надёжные промывные устройства, позволяющие в любое время освободить оголовки, решётки, сифонные или самотечные линии от шуги.
При большом количестве шуги в реке для средней и большой производительности водозабора наиболее эффективным является устройство водоприёмного ковша – специального водоподводящего канала, который гарантирует надёжную защиту водозабора от шуги. Акватория ковшей на 2-3 дня раньше речного потока покрывается ледяным покровом. Поступающая в ковш переохлажденная вода с шугой теряет переохлаждение и смерзается с покровом. Более раннее образование ледового покрова в ковше препятствует переохлаждению воды в самом ковше. Это самое кардинальное решение, но и самое дорогостоящее.
Обогрев не может предохранить решётку от механической забивки комьями шуги и поверхностным льдом. Для исключения образования на стержнях решётки поверхностного льда её полностью погружают в воду или утепляют выступающую из воды часть решётки так, чтобы её температура была не ниже 0 0С.
Плоти́на — гидротехническое
сооружение, перегораживающее водоток или в
Обычно плотины входят в комплекс гидротехнических
сооружений (гидроузел), сооружаемый в конкретном месте для
использования водных ресурсов в различных
целях: мелиорации, гидроэнерге
В общем случае состав гидроузла, где располагают плотины, следующий:
По назначению плотины бывают водохранилищные, водоопускающие и водоподъёмные. Подпор уровня воды у водоподъёмных плотин невысок, целью устройства таких плотин является улучшение условий водозабора из реки, использования водной энергии и пр. Водохранилищные плотины отличаются заметно большей высотой, как следствие, большим объёмом создаваемого водохранилища. Отличительной особенностью больших водохранилищных плотин является способность регулировать сток, малые плотины, с помощью которых создают, например, пруды, сток не регулируют. Чаще всего подобное функциональное разделение плотин на водохранилищные и водоподъёмные является условным, в силу трудности определения более важной функции. Вместо этого может использоваться деление плотин по высоте подъёма воды: низконапорные (глубина воды перед плотиной до 15 м), средненапорные (15-50 м), высоконапорные (более 50 м).
Поперек рек и речек плотины устраиваются с целью поднять уровень воды и образовать искусственный водопад, которым пользуются как механическою силою или же чтобы сделать мелкие реки судоходными и распространить судоходство и сплав далее вверх по течению реки.
Ручьи, балки, овраги и ложбины заграждаются плотинами для задержания в них дождевых и снеговых вод, образующих пруды и резервуары, запасами которых пользуются в сухое время года для орошения полей, для водопоя и других потребностей в домашнем хозяйстве или же для водоснабжения населенных мест, для питания судоходных каналов, а также для пропусков воды в реки при недостаточной глубине их для судоходства (реки Мста, Верхняя Волга и другие).
Плотины вдоль рек возводятся для направления течения соответственно потребностям судоходства, а по берегам рек, озёр и морей — для предохранения от наводнений и для предупреждения вторжения морских вод внутрь страны.
Арочно-гравитационная плотина в Плотина на Рожайке
Сальвадоре, 1977
Тип и конструкция плотины определяются её размерами, назначением, а также природными условиями и видом основного строительного материала. Плотины различаются по типу основного материала, из которого они возводятся, по назначению и по условиям пропуска воды.
По типу основного материала различают плотины:
Римская дамба Корнальво, Эстремадура, Испания, 1-2 век н. э.
Искусство возведения плотин известно
уже с глубокой древности. О водоподъёмных плотинах
упоминает Геродот. Абу-л-Фида
Самая древняя из известных плотин датирована 3000 годом до нашей эры. Располагалась она в ста километрах от Аммана; это была каменная стена 4,5 метров в высоту и 1 метр в толщину[1][2]. В 2800[3]/2600[4] году до нашей эры в 25 километрах от Каира была возведена плотина протяжённостью 102 метра; она была вскоре разрушена ливнем[3][4]. В середине III века была построена целая система рядом с индийским городом Дхолавира[5].
Римляне строили весьма разнообразные плотины, в первую очередь — для получения водохранилищ на засушливые периоды[6]; самая высокая римская плотина достигала 50 метров в высоту и была разрушена лишь в 1305 году[7].
С 1998 года в десятках стран мира ежегодно 14 марта по инициативе организации «Международная сеть рек» отмечается «Международный день действий против плотин» (иначе: «День действий в защиту рек, воды и жизни»)[8]. Активистам движения против плотин уже удалось добиться реальных результатов: в Соединённых Штатах были демонтированы две шестидесятиметровые плотины, а в Швеции принят закон, который запрещает строить плотины более пятнадцати метров в высоту[9].
Гравитационная плотина
Давление от масс воды гравитационные плотины воспринимают своей массой. Сопротивление сдвигу происходит за счёт сил трения или сцепления подошвы плотины по основанию. Вследствие этого такие плотины имеют массивный характер, чаще близкое к трапецеидальному сечение в поперечнике.
Арочная плотина
Арочные плотины давление от масс воды передают на берега ущелья (реже — на искусственные устои). В силу этого такие плотины чаще возводятся в горной местности, где берега сложены прочными породами. Часть нагрузок арочная конструкция передаёт на основание. При этом, чем шире арка, тем больше давление на основание. Это требует увеличение ширины плотины в нижней части, и приводит к появлению арочно-гравитационных плотин. Арочные плотины с контрфорсами в нижней части арки называют арочно-контрфорсными. В них работа арки ограничивается верхней частью, что позволяет применять арочные плотины в более широком диапазоне мест расположения.
Арочно-гравитационная плотина
Арочно-гравитационные плотины совмещают в себе свойства арочных и гравитационных плотин.
Контрфорсная плотина
Как и арочные плотины позволяют уменьшить массу тела плотины, её размеры за счёт более эффективной расчётной схемы. Стена в контрфорсной плотине более тонкая, чем в гравитационной благодаря её усилению с низовой стороны подпорными конструкциями (стенами).
Нурекская плотина — сверхвысокая насыпная каменно-земляная плотина из галечника с центральным ядром из сафедобской супеси.
Грунтовые плотины просты по конструкции, строительство их возможно в очень широком диапазоне геологических условий. Учитывая это, а также использование при возведение плотины местных строительных материалов, почти полную механизацию труда и сокращение трудозатрат, грунтовые плотины можно считать самым рапространённым типом водоподпорного сооружения. Грунтовые плотины относятся к гравитационным плотинам.
Грунтовые плотины были в числе самых первых плотин в истории человечества. С давних пор такие плотины строились и в России. Известна Змеиногорская плотина XVIII века, построенная выдающимся русским инженером Козьмой Фроловым.
Современные грунтовые плотины достигают
весьма больших размеров, к примеру, Нурекская плотина достигает высоты трёхсот метров, аплотина Тарбела объёма 130 миллионов кубических метров.
География плотин чрезвычайно широка: Вилюйская, Усть-
Информация о работе Обустройство водозаборных и водопонижающих сооружений