Гидротехническое сооружение
Гидротехническое сооружение – это инженерное или естественное сооружение для использования водных ресурсов или для борьбы с разрушительным действием воды. Гидротехнические сооружения бывают общие и специальные. Общие применяются почти при всех видах использования вод: водоподпорные, водопроводящие, регуляционные, водозаборные и водосбросные.
Водоподпорные гидротехнические сооружения создают напор или разность уровней воды перед сооружением и за ним. К ним относятся: плотины и дамбы (или валы).
Плотины — важнейший и наиболее распространенный тип гидротехнических сооружений. Они перегораживают речные русла и создают разницу уровней по руслу реки. Перед плотиной вверх по водотоку накапливается вода и образуется искусственное или естественное водохранилище. Участок реки между двумя соседними плотинами на реке или участок канала между двумя шлюзами называется бьефом. Верхним бьефом плотины является часть реки выше подпорного сооружения, а часть реки ниже подпорного сооружения называется нижним бьефом. Водохранилища могут быть долговременными или кратковременными. Долговременным искусственным водохранилищем является, например, водохранилище верхнего бьефа плотины гидроэлектростанции, оросительной системы. Долговременное естественное водохранилище может образоваться в результате перекрытия реки после такого чрезвычайного происшествия, как обвал твердых скальных пород. Кратковременные искусственные плотины создаются для временного изменения направления течения реки при строительстве ГЭС или др. гидротехнические сооружения. Кратковременные естественные плотины возникают в результате перекрытия реки рыхлым грунтом, снегом или льдом. Дамбы отгораживают прибрежную территорию и предотвращают ее затопление при паводках и половодье на реках, при приливах и штормах на морях и озерах.
Водопроводящие гидротехнические сооружения (водоводы) 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 др. гидротехнических сооружений, объединяемых в особую группу сооружений на каналах (акведуки, дюкеры, мосты, паромные переправы, ворота, водосбросы, шугосбросы и др.).
Регуляционные (выправительные) гидротехнические сооружения 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 запруды, струенаправляющие устройства (полузапруды, щиты, дамбы, ограждающие валы, траверсы, донные пороги и др.), берегоукрепительные сооружения, ледонаправляющие и ледозадерживающие сооружения.
Водозаборные (водоприемные) гидротехнические сооружения устраивают для забора воды из водоисточника и направления ее 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 гидротехнические сооружения служат для пропуска излишков воды из водохранилищ, каналов, напорных бассейнов и пр. Они могут быть русловыми и береговыми, поверхностными и глубинными, позволяющими частично или полностью опорожнять водоемы. Для регулирования количества выпускаемой (сбрасываемой) воды водосбросные сооружения снабжают гидротехническими затворами. При небольших сбросах воды применяют также водосбросы-автоматы, автоматически включающиеся при подъеме уровня верхнего бьефа выше заданного. К ним относятся открытые водосливы (без затворов), водосбросы с автоматическими затворами, сифонные водосбросы.
Специальное гидротехническое сооружение возводится для какой-либо одной отрасли водного хозяйства. Для водного транспорта: судоходный шлюз, судоподъемник, причал, плотоход, лесоспуск (бревноспуск), маяк и др. сооружения по обстановке судового хода, различные портовые сооружения (молы, волноломы, пирсы, причалы, доки, эллинги, слипы и др.). Для гидроэнергетики: здание ГЭС, напорный бассейн и др. Для гидромелиорации: оросительный или осушительный (магистральный или распределительный) канал, дренаж, шлюз-регулятор на оросительной и осушительной системе, коллектор и др. Для водоснабжения и канализации: каптаж, насосная станция, водонапорная башня и резервуар, пруд-охладитель и др. Для рыбного хозяйства: рыбоход, рыбоподъемник, рыбоводный пруд и др. Для социального устройства: бассейны, аквапарки, фонтаны. Указанные гидротехнические сооружения, наряду с их прямым назначением, используются для:
- защиты от наводнений и разрушений берегов водохранилищ, берегов и дна русел рек;
- ограждения хранилища жидких промышленных отходов (добывающих, металлургических, энергетических) и сельскохозяйственных предприятий;
- предохранения от размывов на каналах;
- предотвращения вредного воздействия вод и жидких отходов.
В ряде случаев общие и специальные гидротехнические сооружения совмещают в одном комплексе, например, водосброс и здание гидроэлектростанции (так называемая совмещенная ГЭС) или другие сооружения для выполнения нескольких функций одновременно. При осуществлении водохозяйственных мероприятий гидротехнические сооружения, объединенные общей целью и располагаемые в одном месте, составляют комплексы, называемые узлами гидротехнических сооружений или гидроузлами. Несколько гидроузлов образуют водохозяйственные системы, например, энергетические, транспортные, ирригационные и т.п. В зависимости от места расположения гидротехнические сооружения могут быть морскими, речными, озерными, прудовыми. Различают также наземные и подземные гидротехнические сооружения.
Для анализа потенциальной опасности и капитальности гидротехнические сооружения как объекты гидротехнического строительства они делятся на 5 классов. К 1-му классу относятся основные постоянные гидроэлектрические станции мощностью более 1 млн. кВт. Ко 2-му — сооружения ГЭС мощностью 301 тыс. — 1 млн. кВт, сооружения на сверхмагистральных внутренних водных путях (например, на Волге, Волго-Донском канале и др.) и сооружения речных портов с навигационным грузооборотом более 3 млн. условных тонн. К 3-му и 4-му классам — сооружения ГЭС мощностью 300 тыс. кВт и менее, сооружения на магистральных внутренних водных путях и путях местного значения, сооружения речных портов с грузооборотом 3 млн. условных т и менее. К 5-му классу относятся временные гидротехнические сооружения. Аварии на гидротехнических сооружениях многообразны. Наиболее опасные из них — гидродинамические аварии.
При разработке мероприятий по предупреждению чрезвычайных ситуаций на гидротехнических сооружениях в зависимости от класса их опасности в проектах назначают степень их надежности, т.е. запасы прочности и устойчивости, расчетные максимальные расходы воды, характеристики и качество стройматериалов и т.п. Кроме того, по классу опасности определяется объем и состав изыскательских, проектных, исследовательских и диагностических работ. Характерные особенности гидротехнических сооружений связаны с воздействием на него водного потока, льда, наносов и других факторов. Это воздействие может быть механическим (статические и гидродинамические нагрузки, суффозия грунтов и др.), физико-химическим (истирание поверхностей, коррозия металлов, выщелачивание бетона), биологическим (гниение деревянных конструкций, истачивание дерева живыми организмами и пр.). Условия возведения гидротехнических сооружений осложняются необходимостью пропуска через сооружения в период их постройки (обычно в течение нескольких лет) так называемых строительных расходов реки, льда, сплавляемого леса, судов и пр. Влияние гидротехнических сооружений, особенно водоподпорных, распространяется на обширную территорию, в пределах которой происходит затопление отдельных земельных площадей, подъем уровня грунтовых вод, обрушение берегов и т.п. Поэтому строительство таких сооружений требует высокого качества работ и обеспечения большой надежности и безопасности конструкций, т.к. аварии на гидротехнических сооружениях вызывают тяжелые последствия — человеческие жертвы и потери материальных ценностей.
Источник: Гражданская защита: Энциклопедия в 4 томах. Том I (А–И); под общей редакцией С.К. Шойгу; МЧС России. – М.: Московская типография № 2, 2006.
Источник
Основные гидротехнические сооружения в прудовом рыбоводстве
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» |
Кафедра разведения животных
ДС 12.03 Рыбоводство
Основные гидротехнические сооружения в прудовом рыбоводстве
Специальность 110401 Зоотехния
Составитель: С.Г. Каримова, Ю.А.Ракина
Рецензент: ведущий специалист РБ по рыбоводству Юсупов Р.Б.
Ответственный за выпуск: зав. кафедрой Разведения животных и пчеловодства, доцент Ф.Р. Валитов
Обсуждена и одобрена на заседании кафедры разведения животных и пчеловодства от 27 августа 2013 г. (протокол № 1).
Рассмотрена и одобрена на заседании методической комиссии факультета Биотехнологий и ветеринарной медицины 27.08. 2013 г. (протокол № 1).
1 Тема: Основные гидротехнические сооружения в прудовом хозяйстве
1.1 Цель занятия: Познакомиться с назначением и устройством основных гидротехнических сооружений, имеющихся в прудовых карповых хозяйствах.
1.2 Материалы и оборудование: Плакаты, рисунки, фотографии, гидротехнические сооружения рыбоводческого хозяйства.
1.3 Содержание. Правильное устройство и хорошее содержание гидротехнических сооружений рыбоводных прудов обеспечивают нормальное ведение прудового хозяйства.
Поэтому практику — рыбоводу очень важно знать основные принципы устройства гидротехнических сооружений прудов, основные требования к их качеству, а также те мероприятия, которые проводят при строительстве рыбоводных прудов и в период их эксплуатации.
Прудовое рыбоводное хозяйство имеет целую систему гидротехнических сооружений. Обеспечение водой осуществляется из различных источников: рек, озер, водохранилищ, каналов, родников, используются грунтовые воды. Вода должна поступать в пруды самотеком в достаточном количестве, а ее качество — отвечать требованиям, предъявляемым при разведении и выращивании рыбы. В некоторых случаях водоснабжение осуществляется через насосные станции.
Для обеспечения водоподачи самотеком необходимо, чтобы источник водоснабжения был расположен выше рыбоводных прудов. Размещение же гидротехнических сооружений зависит не только от местоположения источников водоснабжения, но и от рельефа местности и характера грунтов. Поэтому рекомендуется устраивать прудов в долинах рек, используя продольные и поперечные уклоны местности, что обусловливает самотечное поступление и сброс воды в водоприемник.
По характеру снабжения прудов водой различают прудовые хозяйства с независимой и зависимой системой водоснабжения. Желательно иметь независимое водоснабжение, при котором наполнение водой и спуск из каждого пруда можно проводить независимо от других. Это обеспечивает самостоятельное проведение всех рыбоводных процессов в каждом пруду, а также снижает возможность переноса различных заболеваний из одних прудов в другие. А при зависимом водоснабжении вода из источника питания попадает в тот или иной пруд только после прохождения через предыдущий.
Рыбоводные пруды могут быть копаными, обвалованными, частично копаными и частично обвалованными. Копаными бывают главным образом зимовальники. Одно из основных требований, предъявляемых к рыбоводным прудам, заключается в возможности их полного спуска.
Наиболее продуктивны и удобны в эксплуатации обвалованные пруды. При их строительстве земельный участок обваловывают дамбами, обычно земляными.
К основным гидротехническим сооружениям рыбоводного прудового хозяйства можно отнести следующие.
Плотины — строятся поперек русла водотока для образования водохранилища головного пруда. Участок патока, расположенный выше плотины называется верхним бьефом, а участок ниже плотины – нижним бьефом. Уровень воды (горизонт) в верхнем бьефе называют подпорным, а в потоке до установки плотины – бытовым. Разность между подпорным и бытовым горизонтами называется подпором или напором. Для сооружения применяют различные материалы: грунты, камень, бетон, железобетон и т.д. Наиболее распространенными, дешевыми и простыми являются земляные плотины. Наилучшим материалом для них считаются суглинки и супеси. Конструкция плотин состоит из следующих основных элементов: подошвы — нижней части плотины, гребня — верхней части, откосов — ограничений с боковых сторон. Расстояние между подошвой и гребнем является высотой плотины. Откос, обращенный от плотины вверх по течению, называется верховым или мокрым, а обращенный вниз — низовым или сухим. Во избежание фильтрации в основании плотины по её оси (средняя линия вдоль насыпи) роют траншею для так называемого зуба (иногда его называют замком), достигающего водоупорных грунтов.
Ядро – замок – это стенка из водоупорных грунтов, выполненная в теле плотины над зубом и представляющая его непосредственное продолжение. Оно должно быть на 0,5 м выше самого высокого уровня воды перед плотиной.
Экран представляет собой наклонный слой водонепроницаемого грунта верхнего откоса плотины. Для предупреждения размыва и промерзания экран сверху покрывают толстым слоем песка и гравия (так называемой пригрузкой) (рисунок 1).
В больших водоемах образуются прибойные волны, разрушающие гребень плотины. Поэтому по высоте она должна не менее чем на 1 м превосходить нормальный уровень воды (сухой запас).
Дамбы — предназначены для образования контура или для разделения прудов между собой. Их строят из грунта. Гребень дамбы делают шириной 1-2 м, а если по дамбе приходит дорога, то шириной до 3,5-4 м. При песчаном грунте нужно делать очень пологие откосы и широкий гребень. При тяжелом, водонепроницаемом грунте (суглинок) делают более узкий гребень. Крутые склоны приводят к эрозии, а пологие мешают причалить лодки.
Для основания дамбы верхний гумусный слой почвы снимают и используют его в качестве первого продуктивного слоя в новом пруду. Насыпают щебень для лучшего сцепления минерального грунта. В теле дамбы делают ядро из глины, высота которого зависит от высоты будущего подпора воды.
Для предохранения от размыва откосы дамб и плотин покрывают дерном или на них высевают травы. Хорошо защищают дамбы и плотины от волн и размыва тростник, рогоз и камыш. А в больших прудах мокрый откос дамб и плотин со стороны господствующих ветров защищают железобетонными плитами или замащивают камнем.
Рисунок 1. Земляная плотина:
а – основные элементы плотины, б – плотина с ядром, в – плотина с экраном и дренажем.
Водослив — устраивают к головной плотине. Он необходим для сброса лишней воды, поступающей из источника водоснабжения, а также паводковых вод. Водослив строят так, чтобы его дно было на уровне нормального горизонта воды в пруду и при повышении уровня в пруду лишняя вода сбрасывалась автоматически.
Водоподающие сооружения — предназначены для подачи воды от головного пруда до всех остальных прудов. Подачу воды осуществляют через каналы трубопроводы и лотки.
Система водоподающих каналов включает магистральные и распределительные каналы. В голове каналов или трубопроводов устраивают водозаборные сооружения которые представляют собой открытые шлюзы — регуляторы или трубчатые водоспуски. Подача воды из каналов в пруды производится через водовыпуски. Входное отверстие водоспуска перекрывают сеткой — рыбозаградителем, чтобы сорная рыба не попадала из канала в пруд.
Водоспускные сооружения — предназначены для полного спуска из пруда в период облова рыбы, регулирование уровня воды в течение сезона выращивания рыбы и создания необходимой проточности. Их располагают в теле дамбы и плотины, или в берегах русловых прудов в наиболее глубокой части водоема. Одним из обязательных сооружений пруда, обеспечивающим культурное состояние водоема, являются донные водоспуски и “монахи”. Это деревянные железобетонные или металлические сооружения, обеспечивающие полной спуск воды или регулирующие горизонт воды в прудах. Монах зимовального пруда состоит из стояка и лежака. Стояк имеет два ряда шандор. Причем, у первого ряда шандор отсутствует нижний щиток (вставлена рамка с сеткой), а у второго ряда — верхний. Такое строение монаха обеспечивает обмен нижних слоев воды пруда (рисунок 2).
 |
Рисунок 2. А – общий вид донного водоспуска; В – с двумя рядами щитков. 1 – стояк, 2 крышка, 3 пазы для щитков, 4 – рамка сеткой (шандоры), 6 – лежак, ув – урез воды Каждый пруд имеет водосборную сеть — систему каналов на дне прудов, обеспечивающую сброс воды из них и осушение ложа пруда. Она состоит обычно из центрального канала и входящих в него боковых каналов. В зависимости от категории прудов канавы делают шириной 0,3-0,5 м. и глубиной 0,4-0,6 м. Центральная сборная канава у водоспуска заканчивается сборной рыбной ямой, размеры которой зависят от площади пруда. Рыбоуловители — устраивают для вылова рыбы и располагают их обычно в отводящем канале. Конструкции рыбоуловителей бывают различными в зависимости от категории пруда. Для облова нерестовых и мальковых прудов устраивают простейший рыбоуловитель, который представляет собой удлиненный ящик с отверстиями и щелями в боковых стенках для стока воды. Рыбоуловители выростных и нагульных прудов делают стационарными; его делают ввиде канала, укрепленного бетоном или железобетоном. В конце канала устраивают перегораживающую решетчатую перемычку, закрывающую выход рыбы из рыбоуловителя. Аэраторы — это приспособления улучшающие газовый состав воды. В них вода разбрызгивается смешивается с воздухом и обогащается кислородом. Кроме вышеперечисленных сооружений, существуют дополнительные гидротехнические сооружения, обеспечивающие нормальную эксплуатацию основных. Для “гашения” высоты на магистральных каналах устраивают перепады, быстротоки; для преодоления естественных и искусственных препятствий — мосты; для отвода фильтрационных вод — дренажи. Источник |
