Строительство гидротехнических сооружений

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И  НАУКИ

РОССИЙСКОЙ  ФЕДЕРАЦИИ 

Федеральное государственное бюджетное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования 

«Кузбасский государственный технический университет»

Факультет дополнительного профессионального образования

                
 
 
 
 
 

РЕФЕРАТ

                           

  СТРОИТЕЛЬСТВО ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 

КЕМЕРОВО 2011

 

СОДЕРЖАНИЕ

Введение………………………………………………………………………….3

1. Классификация  гидротехнических сооружений…………………………….4

2. Проектирование  гидротехнических сооружений……………………………7

3. Влияние различных  факторов и качество строительства…………………..9

4. Современные  материалы для строительства……………………………….10

Заключение………………………………………………………………………12

Список используемых источников……………………………………………..13 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

     Сегодня в нашем мире практически нет  ничего невозможного: выстроить гигантский небоскреб - пожалуйста, опуститься на сотни метров под воду - не вопрос. Инженерная мысль и технический прогресс идут гигантскими шагами. Еще в середине прошлого века повернуть реки вспять было необыкновенным решением. Чего уж говорить: на каждом уважающем себя садовом участке или даче все так и норовят сделать свой пруд или «свой», домашний водопад. Всеми этими высокотехнологичными промышленными сооружениями и домашними водяными причудами занимаются специалисты по гидротехническому строительству. Только у каждого масштаб свой: кому ГЭС установить на сибирской реке - обычный вопрос ближайшего десятилетия, а кому - берег реки в городской черте облагородить и сохранить надо.

 

     КЛАССИФИКАЦИЯ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

     Гидротехническое  сооружение - это сооружение, которое используется для водных ресурсов, а также для борьбы с вредным воздействием вод. Примеров таких сооружений - море (и в прямом и в переносном смысле...). Есть очень известные: дамбы рек, причалы, гидроэлектростанции, каналы, порты. Есть и очень специализированные: гидромелиоративные системы (применяются в сельском хозяйстве), судоходные сооружения (речное и морское пароходство), водоводы и отстойники, и многое, многое другое. Одни строятся исходя из принципов развития той или иной отрасли хозяйства, другие - защищают людей от водной стихии.

     В зависимости от местоположения, гидротехнические сооружения могут быть морскими, речными, озерными, прудовыми. Различают также  наземные и подземные гидротехнические сооружения. В соответствии с обслуживаемыми отраслями водного хозяйства, гидротехнические сооружения бывают: водноэнергетические, мелиоративные, воднотранспортные, лесосплавные, рыбохозяйственные, для водоснабжения и канализации, для использования водных недр, для благоустройства городов, спортивных, эстетических целей.

     Различают гидротехнические сооружения - общие, применяемые почти для всех видов  использования вод, и  - специальные, возводимые для какой-либо одной  отрасли водного хозяйства. К  общим относятся: 

     - водоподпорные. Создают напор  или разность уровней воды перед сооружением и за ним. Самые известные примеры: плотины (важнейший и наиболее распространённый тип гидротехнического сооружения), перегораживающие речные русла, и речные долины, поднимающие уровень воды, накапливаемой в верхнем бьефе; дамбы (или валы), отгораживающие прибрежную территорию и предотвращающие её затопление при паводках и половодье на реках, при приливах и штормах на морях и озёрах; 

     - водопроводящие. Служат для переброски  воды в заданные пункты: каналы, гидротехнические туннели, лотки, трубопроводы. Некоторые из них, например каналы, из-за природных условий их расположения, необходимости пересечения путей сообщения и обеспечения безопасности эксплуатации, требуют устройства других гидротехнических сооружений, объединяемых в особую группу сооружений на каналах (акведуки, дюкеры, мосты, паромные переправы, заградит, ворота, водосбросы, шугосбросы и др.); 

     -  регуляционные. Предназначены для  изменения и улучшения естественных  условий протекания водотоков  и защиты русел и берегов  рек от размывов, отложения наносов, воздействия льда и др. При регулировании рек используют струенаправляющие устройства (полузапруды, щиты, дамбы и др.), берегоукрепительные сооружения, ледонаправляющие и ледозадерживающие сооружения; 

     - водозаборные (водоприёмные) сооружения. Их устраивают для забора воды из водоисточника и направления её в водовод. Кроме обеспечения бесперебойного снабжения потребителей водой в нужном количестве и в требуемое время, они защищают водопроводящие сооружения от попадания льда, шуги, наносов и др.; 

     - водосбросные. Служат для пропуска  излишков воды из водохранилищ, каналов, напорных бассейнов.  Они могут быть русловыми и  береговыми, поверхностными и глубинными, позволяющими частично или полностью  опорожнять водоёмы. Для регулирования количества выпускаемой (сбрасываемой) воды водосбросные сооружения снабжают гидротехническими затворами. При небольших сбросах воды применяют также водосбросы-автоматы, автоматически включающиеся при подъёме уровня верхнего бьефа выше заданного. К ним относятся открытые водосливы (без затворов), водосбросы с автоматическими затворами, сифонные водосбросы. [2] 

     Специальные гидротехнические сооружения: 

     - сооружения для использования  водной энергии здания гидроэлектрических  станций, напорные бассейны и  др.;

     - сооружения водного транспорта - судоходные шлюзы, судоподъёмники, маяки, и др.;

     - сооружения по обстановке судового  хода - плотоходы, бревноспуски и  пр.;

     - портовые сооружения - молы, волноломы,  пирсы, причалы, доки, эллинги,  слипы и др.;

     - мелиоративные - магистральные и распределительные каналы, шлюзы-регуляторы на оросительных и осушительных системах;

     - рыбохозяйственные - рыбоходы, рыбоподъёмники, рыбоводные пруды и т.п. 

     В ряде случаев общие и специальные  сооружения совмещают в одном  комплексе, например водосброс и здание гидроэлектростанции (совмещенная ГЭС) или другие сооружения для выполнения нескольких функций одновременно. При осуществлении водохозяйственных действий, гидротехнические сооружения, объединённые общей целью и располагаемые в одном месте, составляют комплексы - узлы гидротехнических сооружений (гидроузлы). Несколько гидроузлов образуют водохозяйственные системы, например энергетические, транспортные, ирригационные и т.п. 

     В последнее время появилась третья группа гидротехнических сооружений. Пока их не много (и некоторыми это называется «блажь») - индивидуальное гидротехническое строительство. Это строитетельство частных «рек», «озер», «прудов» и «водопадов». То есть та же вода, только для настроения, для украшения, как эстетическое оформление водного ландшафта. В прайсах некоторых фирм уже давно появилась такая услуга - «экологическое гидротехническое строительство». Конечно, это в первую очередь касается экологического сохранения естественного русла реки (в городской черте, например), берегов озер и других водоемов вблизи дорог, набережные и т.д. Но ведь и милый искусственный пруд в саду - вопрос немаловажный. Это вмешательство в экосистему пусть небольшого, но кусочка природы. Поэтому-то строительством больших и малых гидротехнических сооружений должны заниматься высококвалифицированные специалисты. [3]

 

     ПРОЕКТИРОВАНИЕ  ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ 

     Прежде  чем проектировщик приступит  к разработке самого проекта, требуется  ряд подготовительных работ. И первое - строительство гидротехнического сооружения следует проектировать исходя из требований комплексного использования водных ресурсов. Необходимо учесть (провести необходимые изыскания) всю «карту» водной местности: какие ручьи протекают рядом, как двигаются грунтовые воды, какие есть поблизости водоемы и т.д. Что касается подготовки проекта более сложного сооружения (его возведение каснется крупного жилого массива, например), то необходимо дополнительно учесть возможность  кооперирования объектов строительства на основе схем развития и размещения отраслей городского хозяйства и схем комплексного использования водотока или водоема.

     Когда специалист начинает разрабатывать  проект (все изыскания на местности  уже проведены), в первую очередь  он вместе с заказчиком выбирает тип  сооружения, его параметры и компоновку. Ну а так как с водой шутки плохи, расчетные уровни воды следует выбирать на основании сравнения технико-экономических показателей вариантов гидротехнической установки. Обязательно специалисты учитывают:

     - места возведения сооружений, природных условий района (климатических, инженерно-геологических, гидрогеологических, геокриологических, сейсмических, топографических, гидрологических, биологических и др.);

     - развития и размещения отраслей  городского хозяйства, в том  числе развития энергопотребления, изменения транспортной схемы и роста грузооборота, развития орошения и осушения, обводнения, водоснабжения, судостроения и судоремонта, комплексного освоения участков морских побережий, включая разработку месторождений нефти и газа;

     - водохозяйственного прогноза изменения гидрологического, в том числе ледового и термического, режима рек в верхнем и нижнем бьефах; заиления наносами и переформирования русла и берегов рек, водохранилищ и морей; затопления и подтопления территорий и инженерной защиты расположенных на них зданий и сооружений;

     - изменения условий и задач  судоходства, лесосплава, рыбного  хозяйства, водоснабжения и работы  мелиоративных систем;

     - установленного режима природопользования (сельхозугодья, заповедники и  т. п.);

     - условий быта и отдыха населения (пляжи, курортно-санаторные зоны и т. п.);

     - мероприятий, обеспечивающих требуемое  качество воды;

     - условий постоянной или временной  эксплуатации сооружений;

     - изменения термического режима и криогенного строения грунтов (особенно в районах распространения вечномерзлых грунтов);

     - обеспечения эстетических и архитектурных  требований к сооружениям, расположенным  на берегах водотоков и водоемов.

Конечно, при проектировании малых гидротехнических сооружений, возможно неактуально выполнение всех требований, но каждый уважающий себя специалист просчитает ситуацию безаварийного функционирования будущего гидротехнического сооружения из расчета максимального учета всех возможных параметров, влияющих на безопасность и надежность своего детища. [1]

     При проектировании гидротехнических сооружений надлежит обеспечивать и предусматривать:

     - надежность сооружений и требуемые  условия их эксплуатации, а также  условия для уменьшения неблагоприятного воздействия наносов, селей, льда, шуги и плавающих предметов;

     - постоянные наблюдения за работой  и состоянием сооружений и  оборудования в периоды строительства  и эксплуатации;

     - надлежащее архитектурное оформление  гидротехнических сооружений;

     - охрану месторождений полезных ископаемых;

     - пожарную безопасность и средства  пожаротушения при строительстве  и эксплуатации. [3]

 

     ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ И КАЧЕСТВО СТРОИТЕЛЬСТВА  

     Все гидротехнические сооружения по капитальности  делятся на классы. В основном это касается промышленных объектов, однако пренебрегать требованиями не стоит и при строительстве малого гидротехнического сооружения. В зависимости от класса в проектах назначают степень надёжности, т. е. запасы их прочности и устойчивости, устанавливают расчётные максимальные расходы воды, качество стройматериалов и т.п. Кроме того, по классу капитальности гидротехнического сооружения определяется объём и состав изыскательских, проектных и исследовательских работ.