Реферат Курсовая Конспект
Возросший интерес к малой гидроэнергетике в настоящее время связан с рядом факторов - раздел Домостроительство, Введение Возобновляемые И ...
|
ВВЕДЕНИЕ
Возобновляемые и нетрадиционные источники энергии, а особенно малая гидроэнергетика, за последние десятилетия заняли устойчивое положение в качестве важной составляющей электроэнергетики многих стран мира. Объекты малой гидроэнергетики могут сооружаться практически на любых водных объектах, имеющих гидроэнергетический потенциал: на малых реках и ручьях, водосбросных сооружениях мелиоративных систем, водосбросах тепловых электростанций, питьевых водоводах, продуктопроводах предприятий, канализационных коллекторах и др. В связи с этим остро встает вопрос о корректности в расчетах и проектировании гидротехнических сооружений, играющих важную роль среди других объектов малой гидроэнергетики.
Строительство гидроузлов комплексного назначения ведется в самых различных климатических, геологических и топографических условиях нашей страны. Возводятся и намечаются к строительству гидроузлы, в состав которых входят плотины из грунтовых материалов и оптимальные водосбросные сооружения. Прогресс в развитии исследований, проектирования и строительства плотин из грунтов и камня позволил существенно увеличить высоту и объем насыпи плотин, использовать для строительства плотин створы, ранее считавшиеся для этого непригодными; более экономично использовать на месте грунты и камень.
Возросший интерес к малой гидроэнергетике в настоящее время связан с рядом факторов. В промышленно развитых районах, в основном исчерпаны возможности крупного гидроэнергетического строительства. Кроме того, создание крупных ГЭС связано с преодолением негативной реакции на экологические последствия такого строительства. В то же время малое гидроэнергетическое строительство, ведущееся, как правило, в границах естественного колебания уровней водотока, практически не приносит экологического ущерба.
Наиболее эффективным направлением является реконструкция и восстановление ранее существовавших, но впоследствии выведенных из эксплуатации малых ГЭС. Это направление может быть особенно эффективным в той части Украины, где ранее работали сотни малых ГЭС. Теперь они могут быть реконструированы и восстановлены на новом техническом уровне. На ряде малых ГЭС сохранились гидротехнические сооружения и подпертые бьефы, которые используются в рекреационных, водохозяйственных, мелиоративных целях, что упрощает задачу восстановления объектов и снимает ряд задач, связанных с экологией.
Данное пособие будет полезно студентам старших курсов и аспирантам.
ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О ВОДОПОДПОРНЫХ СООРУЖЕНИЯХ И ГИДРОУЗЛАХ
Классификация гидроузлов по величине напора
По величине напора, создаваемого узлом на реке, гидроузлы делятся:
а) на узлы низконапорные, или русловые, в которых нормальный подпертый уровень, как правило, не выходит за пределы меженного русла и при этом
пойма не затопляется; величина напора в наших условиях - примерно до 20 м;
б) узлы среднего напора или средненапорные, для равнинных рек характерны напоры в пределах 20-100 м;
в) узлы высокого напора, или высоконапорные, величина напора которых
превышает 100 м.
Следует отметить, что границы между отдельными видами напорных узлов условны и даны применительно к природным условиям нашей страны. Однако величина напора имеет значение не только для выбора типов сооружений и компоновки их, но нередко определяет и назначение узла. Так, низконапорные узлы строятся обычно в целях водозабора или для судоходства и реже бывают энергетическими (исключение - узлы малых гидроэлектростанций).
Средненапорные гидроузлы чаще всего бывают энергетическими и транспортно-энергетическими, на малых реках - также регулирующими сток.
Высоконапорные узлы в основном строятся для нужд энергетики и регулирования стока в разных водохозяйственных целях.
ПЛОТИНЫ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ
Из вышеизложенного следует, что в напорных гидроузлах плотина является главнейшим и наиболее ответственным сооружением и что чем выше напор, тем относительное относительное значение плотины больше.
Классификация плотин по целям их устройства
Эта классификация наименее четка, так как чаще всего назначение плотин бывает комплексным. Правильнее будет делить плотины и гидроузлы по степени регулирования стока. Если плотина создает лишь подъем воды и не может сколько-нибудь существенно регулировать сток, она называется водоподъемной.
Плотина называется водохранилищной, если она и гидроузел в целом обеспечивают регулирование стока реки. Однако особой четкости и в таком делении плотин нет, так как водохранилищная плотина создает обязательно подъем воды перед собой, т.е. выполняет функции и водоподъемной; водоподъемная же может в некоторой мере выполнять задачи частичного, например, суточного, регулирования стока, для которого не требуется накопления значительных объемов воды в верхнем бьефе.
2.2 Классификация плотин по основному материалу, из которого они
выполняются
По этому признаку плотины могут быть подразделены на следующие типы.
- Земляные плотины, основным материалом которых является земля, т.е. песчано-глинистый, песчаный и тому подобные грунты. Это самый древний вид плотин, получивший в последнее время новое развитие; наибольшая достигнутая высота таких плотин - около 140 м.
- Плотины из каменной наброски и из сухой каменной кладки, в основном выполняемые из камня без применения вяжущих веществ. Наибольшая достигнутая высота таких плотин - около 125 м.
- Плотины каменно-земляные, в которых применены земля и каменная наброска; наибольшая осуществленная высота таких плотин - 115м.
- Каменные плотины, выполняемые из каменной (бутовой) кладки на растворе, широко распространенные в 19 и начале 20 в., в настоящее время из-за невозможности широкой механизации процесса кладки строятся редко. Наибольшая высота их - 95 м.
- Бетонные плотины, являющиеся в настоящее время наиболее распространенными во всех странах. Наибольшая достигнутая высота их - 222 м, в постройке - плотина высотой 278 м.
- Железобетонные плотины, в которых в основном применен железобетон, хотя имеются и бетонные элементы, а иногда даже и каменная кладка. Эти плотины достигают высоты до 92 м.
- Деревянные плотины, имеющие обычно каменную или земляную загрузку (в частности ряжевые плотины); имеют обычно небольшую высоту, но есть примеры плотин до 22 м.
- Стальные плотины двух типов:
а) с неподвижными металлическими частями (имеется лишь несколько
примеров, наибольшая высота до 22 м);
б) с металлическими подвижными частями или затворами, которые фактически несут всю нагрузку от воды (например плотины с поворотными фермами, с поворотными рамами, мостовые и др.); плотины эти широко распространены и обычно имеют небольшой напор.
- Плотины комбинированные из различных материалов.
Классификация плотин по конструктивным признакам
По условиям конструктивным, характеру восприятия ими силовых воздействий и сопротивления их сдвигу от напора воды плотины могут быть разбиты на три основные группы (рисунок 1):
Рисунок 1 - Схемы основных конструктивных типов плотин:
а - гравитационная; б - арочная; в - контрфорсная (ребристая) железобетонная
(с плоской напорной плитой); г - заанкеренная (со сваями)
1) гравитационные, обладающие значительным весом для создания сил трения по основанию, сопротивляющихся сдвигающим усилиям от воды, действующим на плотину. Сюда относятся земляные, каменно-набросные, бетонные, ряжевые деревянные и другие плотины; в более глубоком смысле, под на званием гравитационных понимают массивные бетонные и каменные плотины (рисунок 1а);
2) арочные, криволинейные в плане, работающие как свод с вертикальной осью, передающий давление от воды через свои пяты скалистым берегам речной долины; строятся из бетона, железобетона, камня и редко - из дерева (рисунок 16);
3) контрфорсные, или ребристые, в которых давление воды передается через напорные перекрытия в виде плит, арок и т.п. вертикальным контрфорсам (ребрам), откуда и название данного типа плотины; эти плотины выполняются из бетона, железобетона, металла, дерева (рисунок 1в);
4) заанкеренные, или консольные (рисунок 1г), в которых сопротивление сдвигу обеспечивается в значительной мере благодаря заделке конструкции в грунт основания (например, свайные или шпунтовые плотины, плотины с анкерным глубоким зубом и т. п.).
ЗЕМЛЯНЫЕ ПЛОТИНЫ. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ, КЛАССИФИКАЦИЯ И УСЛОВИЯ РАБОТЫ
Местными материалами, не требующими дальних перевозок и пригодными для постройки плотин, являются различные рыхлые грунты (песок, супесь, суглинок, глина) и каменные материалы (гравий, галька, камень). Плотины и дамбы, возводимые из этих материалов, отличаются простотой конструкции и относительной дешевизной их возведения.
В зависимости от основного применяемого материала плотины из местных материалов, согласно СНиП 2.06.05-84 «Плотины из грунтовых материалов», делятся на плотины из местных материалов (грунтовые плотины):
1) плотины земляные (насыпные и намывные);
2) плотины из каменной наброски и из сухой кладки камня;
3) плотины из земли и камня или каменно-земляные.
Общие сведения
Земляные плотины являются древнейшим типом плотин. Эти плотины известны издавна, строились они для образования прудов и приведения в движение мельниц, а с 17 - 18 вв. - для обслуживания заводов, рудников. Искусство постройки земляных плотин достигло высокого уровня еще в 18 в., когда были построены плотины значительной высоты, смелые по форме и размерам (Змеиногорская плотина высотой 18 м). В настоящее время земляные плотины имеют самое широкое распространение во всех странах. Развитие механики грунтов и гидравлики грунтовых вод, инженерной геологии, широкое применение механизации земляных работ позволяют в настоящее время осуществлять плотины значительной высоты.
Пропуск воды через земляные плотины
Пропуск воды через земляную плотину нежелателен, а перелив через ее гребень без специальных устройств вообще недопустим, так как ведет к быстрому ее разрушению.
Поэтому земляные плотины устраиваются, как правило, глухими.
Водоспуски в теле земляной плотины устраиваются при соблюдении ряда предосторожностей.
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ЗЕМЛЯНЫХ ПЛОТИН
Основные характеристики грунтов тела плотины, необходимые
ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ ЗЕМЛЯНЫХ ПЛОТИН
Фильтрационные расчеты
Фильтрационными расчетами следует определять: положение фильтрационной поверхности потока (депрессионной кривой) в теле плотины и берегах; фильтрационный расход воды через тело плотины, основания и берега, напоры (или градиенты) фильтрационного потока в теле плотины и основания, а также в местах выхода в дренаж.
Материал для набросных плотин и его укладка. Общие требования
ОСНОВНЫЕ РАЗМЕРЫ, ФОРМА ПЛОТИН И ИХ УСТОЙЧИВОСТЬ
Классификация и конструктивные особенности каменнонабросных и каменно-земляных плотин
Для каменнонабросных и каменно-земляных плотин вопросы устойчивости откосов, грунтовых экранов и защитного слоя фильтрационные расчеты являются общими с аналогичными вопросами при расчетах земляных плотин. Ниже рассматриваются только основные специфические вопросы проектирования.
Основное тело плотин возводят из крупнообломочных грунтов (содержанием частиц крупнее 2 мм более 50 % по массе).
Характеристикой профиля каменных плотин служит отношение ширины плотины понизу к ее высоте В/Нт.
Крутизна откосов каменнонабросных плотин больше, чем земляных, так как угол внутреннего трения каменной наброски принимается в пределах от 36 до 42° (tg ф = 0,75 - 0,9).
Заложение верхового mi и низового т2 откосов следует назначать согласно таблице 13.
Таблица 13 - Некоторые характеристики каменных и каменно-земляных плотин
Плотины | т, | т2 | ВДи |
Каменнонабросные | 1,2-1,3 | 1,3-1,4 | 2,5-2,8 |
Каменно-земляные с ядром | 1,5-2,0 | 1,3-2 | 3-4 |
Каменно-земляные с экраном | 2-3 | 1,3-2 | 4-6 |
Гравийно-(щебенисто) земляные: | |||
с ядром | 2-2,5 | 2-2,5 | 4-5 |
с экраном | 2,5-3,5 | 2-3 | 5-7 |
– Конец работы –
Используемые теги: Возросший, интерес, малой, гидроэнергетике, настоящее, время, связан, рядом, факторов0.118
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Возросший интерес к малой гидроэнергетике в настоящее время связан с рядом факторов
Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов