Стартовая >> Архив >> Генерация >> Основы гидротехники

Введение - Основы гидротехники

Оглавление
Основы гидротехники
Введение
Особенности и условия работы гидротехнических сооружений
Классификация гидротехнических сооружений
Назначение и классификация плотин
Фильтрация воды и основание плотины и в ее теле
Плотины из местных материалов
Деревянные плотины
Бетонные плотины
Водосбросы и водоспуски плотин
Гидротехнические затворы
Способы возведения гидроузлов
Назначение и виды сооружении переходов
Мостовые переходы
Виды мелиорации
Водно-земельные ресурсы СССР
Использование водной энергии
Технические основы использования водной энергии
Графики нагрузки, колебания мощности и выработки энергии
Понятия о водяных двигателях
Гидроэнергетические сооружения
Силовые здания ГЭС
Гидроэнергетические узлы сооружений
Работа ГЭС в энергосистемах, показатели, типы
ГАЭС
Происхождение и формирование сточных вод
Виды загрязнений водных объектов
Мероприятия по борьбе с загрязнением полных источников
Законодательные и организационные мероприятия по охране от загрязнений
Назначение водохозяйственных расчетов и исходные данные для их выполнения
Водохранилища, их типы, параметры и характеристики
Потери воды из водохранилищ

Водное хозяйство и его отрасли.
Вода имеет важное значение в жизни и хозяйственной деятельности человека. Существование всего растительного мира зависит от воды. Отсутствие ее в количествах. обеспечивающих нормальное течение жизненных процессов, несет смерть всему живому. Воду и жизнь невозможно отделить друг от друга: где нет воды, там нет жизни.
Вода в реках является источником постоянно возобновляемой гидравлической энергии, превращаемой в электрическую. Она ценнейшее сырье, без которого невозможно ни одно из современных производств. Нет ни одной отрасли народного хозяйства, в которой не использовались бы водные ресурсы рек. Вода рек и озер питает тепловые и атомные электростанции, промышленные предприятия, города и населенные пункты. Реки являются приемниками промышленных и бытовых стоков: самоочищаясь до определенной степени загрязнения, они выполняют санитарно-гигиеническую функцию. Велико значение рек как дренажной системы, обеспечивающей отвод избыточных вод с поверхности земли.
В избыточных количествах вода на поверхности земли наносит хозяйственной деятельности человека большой ущерб— приводит к заболачиванию земель и затрудняет их использование. При интенсивном выпадении осадков в чрезмерно больших количествах в реках и водоемах происходят большие подъемы уровня воды, приводящие к затоплению сельскохозяйственных и лесных угодий, городов и населенных пунктов, промышленных объектов.

Осадки, выпадающие на земную поверхность, стекая со склонов, не покрытых травяной и древесной растительностью, смывают почвенный плодородный слой (водная эрозия), нанося значительный ущерб сельскому хозяйству. При наличии определенных условий и неосмотрительной хозяйственной деятельности в речных бассейнах выпадающие осадки являются причиной образования многочисленных оврагов, затрудняющих ведение сельского хозяйства, сокращающих посевные площади.
Под влиянием целого ряда причин уклон реки, сила тяжести, гидродинамические и гидрологические особенности потока, геологическое строение долин русла рек в размываемых грунтах непрерывно меняют свои очертания в плане. Реки с неустойчивыми, блуждающими руслами во время катастрофических половодий и паводков могут менять направление течения и уходить от первоначального положения на сотни километров, нанося этим человеку материальный ущерб.
Под воздействием ветровых волн происходит коренная переработка берегов водохранилищ (подмыв, обрушение и сглаживание), вследствие чего линия берега изменяет свои очертания и надвигается на сушу. В благоприятных для размыва условиях перемещение береговой линии в сторону суши возможно на сотни метров. Переработка берегов способствует более интенсивному заилению водохранилищ, усложняет хозяйственное освоение прибрежной полосы, затрудняет создание портовых сооружений, набережных и ведение рыбного хозяйства.
Следовательно, человеку в своей хозяйственной деятельности приходится не только использовать воду в самых разнообразных целях, но и бороться с водной стихией, защищая себя от ее вредных воздействий.
До второй половины XX в. в большинстве районов земного шара воды было достаточно. Сейчас, когда идет бурное развитие производительных сил, а концентрация промышленности привела к образованию гигантских городов, промышленных предприятий, тепловых и атомных электростанции огромной мощности, проблема обеспечения водой при норме потребления на одного человека до 1000 л в сутки (учитывая и промышленное потребление) становится одной из главных и наиболее серьезных для целого ряда государств.
Высокими темпами растет водопотребление в народном хозяйстве нашей страны. Только за последние 20 лет (к 1973 г.) оно увеличилось в 3 раза и достигло 335 км2 (335 млрд. м3) в год. В ближайшем будущем ожидается его дальнейший рост (табл. 1).
Рост водопотребления повлек за собой усиление загрязнения рек, потерю ими во многих случаях способности к самоочищению и санитарно-гигиенической роли.

Таблица I
Ожидаемый рост водопотребления в СССР (км3/год)


1971 г.

Перспектива

ближняя

отдалённая

Население городов и рабочих поселков

13,1

30—35

40—50

Промышленность

92,9

120-130

175—215

Сельское хозяйство

147,3

210 230

365—375

в том числе орошение

127,8

193-212*

340-350

Рыбное хозяйство

9,3

30

37—10

Испарение с поверхности водохранилищ

29,8

10—15

48-55

Всего

292,4

430-470

665-735

* Включая орошение многолетних культурных пастбищ (10 км3/год).
Таблица 2
Ресурсы речных вод некоторых стран
(в средний по водности год)

Наибольший практический интерес для использования в народном хозяйстве представляют внутренние водные ресурсы (запасы), т. с. речные, озерные и подземные воды. Хотя запасы речных вод огромны (для земного шара они составляют 41 500 км3, а для СССР 4714 км3 в средний по водности год1), распределены они по территории суши весьма неравномерно, что видно из табл. 2.
Распределение речных вод между союзными республиками СССР характеризуется данными табл. 3.
* Запасы подземных вод СССР около 1000 км3

Таблица 3
Ресурсы речных вод союзных республик СССР

  1. Местные - водные ресурсы, формирующиеся в пределах границ республики. Суммарный сток включает в себя местный и транзитный (формирующийся за пределами республики) сток.
  2. Из расчета численности населения на 1972 г.

Основная часть стока наших рек (85%) приходится па необжитые районы, удаленные от центров потребления воды. На южный склон страны приходится около 14% всего поверхностного стока (на реки Каспийского моря—6,6%. Черного- 2.9%. Аральского — 2,4%, бессточных областей Казахстана и Средней Азин—1%). Более половины своих вод реки проносят за два- три весенних месяца. Весьма значительны колебания речного стока и по годам (маловодные, средние, многоводные).
Все перечисленные обстоятельства, усложняющие использование водных ресурсов и рациональное управление ими, требующие перераспределения речных вод по территории и во времени и проведения целого ряда технических и организационных мероприятий, привели к возникновению в нашей стране очень важной отрасли народного хозяйства, получившей название водное хозяйство.
Водное хозяйство представляет собой группу отраслей народного хозяйства, занимающихся вопросами изучения, учета, охраны, улучшения качества, рационального использования водных ресурсов и борьбы с вредным воздействием поверхностных вод. В их функции входит также разработка технических и организационных научно обоснованных приемов управления водными ресурсами и перспективных планов использования последних.

Технической основой водного хозяйства является гидротехническое строительство, теоретической основой — гидрологические и водохозяйственные расчеты к технико-экономическое обоснование планируемых водохозяйственных мероприятий.
Взаимоотношения между ведомствами и организациями, использующими водные ресурсы, и нашей стране регулируются водным законодательством, представляющим совокупность соответствующих законов Советского государства.
Водное хозяйство в зависимости от направления использования водных ресурсов разделяется на ряд крупных отраслей народного хозяйства, имеющих самостоятельное экономическое значение. Основные из этих отраслей следующие.
Гидроэнергетика — использование для народного хозяйства с помощью инженерных средств (гидротехнические сооружения, гидромеханическое и гидроэлектрическое оборудование) энергии текущей воды путем ее превращения в электрическую энергию.
Водный транспорт — одни из основных видов транспорта, использующий в качестве пути естественные и искусственные водные поверхности (реки, каналы, озера, водохранилища) в совокупности с транспортными гидротехническими сооружениями.
Мелиорация — улучшение земель для сельскохозяйственного использования (орошение и осушение), борьба с речными наводнениями, оврагообразованием, улучшение водного режима лесов, улучшение микроклимата, борьба с подтоплением земель.
Водоснабжение и канализация — удовлетворение водой хозяйственно-санитарных нужд населенных пунктов, потребностей в воде теплоэнергетики и атомных электростанций, отвод сточных вод промышленных предприятий, тепловых и атомных электростанций.
Обводнение создание искусственных водных источников для снабжения доброкачественной водой сельскохозяйственных и промышленных районов, городов и населенных пунктов. Пополнение водой извне маловодных рек и озер.
Охрана водных источников от загрязнений создание водоохранных и санитарноохранных зон, строительство очистных сооружений прудов-отстойников и др.
Обеспечение рационального использования водных недр проведение мероприятий по обеспечению наиболее эффективного развития и эксплуатации водной фауны и флоры. Организация π эксплуатация рыбных, ондатровых, нутриевых, бобровых и других хозяйств. Регулирование водного режима в торфяных залежах при их разработке и пр.
Одни из перечисленных отраслей водного хозяйства используют воду для своих нужд без прямого ее расходования, например водный транспорт и гидроэнергетика; их называют водопользователями. Другие отрасли водного хозяйства расходуют воду для своих нужд без возврата ее обратно в реку, озеро (водоснабжение) или с частичным ее возвратом в виде фильтрационных и сбросных вод после их использования (орошение); их называют водопотребителями.

Все отрасли водного хозяйства тесно связаны друг с другом гидрологически, технически и экономически и обособленного применения, как правило, не имеют. Поэтому и нашей стране получило распространение только комплексное использование водных ресурсов, сущность которого состоит в одновременном удовлетворении запросов нескольких отраслей водного хозяйства
Гидрологическая связь между отраслями водного хозяйства определяется тем обстоятельством, что в силу ограниченности водных ресурсов в речных бассейнах изъятие части их для одной отрасли народного хозяйства должно быть обязательно увязано с потребностями в воде других его отраслей.
Техническая связь между отраслями водного хозяйства обусловлена общностью методов выполнения подготовительных исследований, изыскании, проектирования и строительства объектов водного хозяйства (водохранилища) и гидротехнических сооружений (плотины, каналы и др ), находящих себе применение в большинстве отраслей водного хозяйства.
Экономическая связь между отраслями водного хозяйства вытекает из возможности удовлетворить с помощью больших водохранилищ, крупных каналов и других гидротехнических сооружений одновременно запросы нескольких отраслей водного хозяйства, что позволяет уменьшать капиталовложения.
Совокупность организационных мероприятий, производственных процессов, включающих в себя строительство гидротехнических сооружений и другие виды хозяйственной деятельности, выполняемые для использования, перераспределения во времени и пространстве водных ресурсов и управления ими, называется водохозяйственным строительством.
Гидротехника и ее задачи. Инженерные сооружения, с помощью которых осуществляют управление водными ресурсами (пространственное перераспределение и регулирование речного стока, борьба с наводнениями и другие водохозяйственные мероприятия). называют гидротехническими сооружениями.
Теоретическая и прикладная наука, изучающая гидротехнические сооружения, разрабатывающая рациональные методы их проектирования, строительства и эксплуатации, называется гидротехникой. Гидротехника как наука опирается на геодезию и топографию, гидрологию, гидравлику, гидродинамику, инженерную геологию, строительную механику и технологию строительного производства.
Гидротехнику условно разделяют на морскую и речную. Морская гидротехника охватывает круг технических вопросов, связанных с использованием вод морей и океанов, речная—с использованием водных ресурсов рек, озер, подземных вод.
Задачи речной гидротехники состоят в обеспечении использования энергии рек, судоходства и сплава леса по рекам и озерам, подачи воды для орошения и водоснабжения населенных пунктов, сельского хозяйства, промышленных предприятий, железнодорожных станций: в отводе отработанных и сточных вод из населенных пунктов и промышленных предприятий и избыточных вод с заболоченных и переувлажненных территорий; в защите населенных пунктов, предприятий и других объектов от вредного воздействия водной стихии и пр.
Краткие сведении по истории развития гидротехники за рубежом и в СССР. Гидротехника является одной из старейших областей человеческих знаний. Своим расцветом многие древние цивилизации и государства в значительной степени были обязаны уменью их народов использовать поверхностные и подземные воды для орошения.
В Месопотамии еще в IV тысячелетни до и. э. было развито поливное земледелие. Следы гигантской работы, проделанной древними жителями, сохранились и по настоящее время. Особенно большие работы по развитию орошения и связанного с ним гидротехнического строительства были проведены в Месопотамии в период Вавилона (604-561 гг. до и. э.).
Для борьбы с наводнениями вдоль берегов рек Евфрат и Тигр были сооружены береговые защитные дамбы протяженностью согни километров. Сток р. Евфрат для нужд орошения и борьбы с наводнениями регулировался путем отвода в периоды половодий и паводков части его вод в естественную впадину Хоббония через специальный соединительный канал. Для регулирования стока р. Тигр в месте выхода реки на Месопотамскую низменность была построена плотина Нимрода. Водохранилище образованное ею обеспечивало питание водой самого большого в древнем Вавилоне канала Нахрваньского. Канал имел две ветви общей протяженностью 600 км; его ширина 100 140 м. глубина 5-15 м В случае необходимости в канал можно было направить вею воду р. Тигр и распределить ее по обширной и сложной оросительной системе.
Основным источником питании многочисленных оросительных систем древней Сирин была р. Оронт. водами которой с незапамятных времен орошались большие массивы земель в районе г. Хомса.
На р. Оронт в III тысячелетии до и. э. была сооружена Хомская плотина. Образованное ею водохранилище предотвращало также затопление речной долины во время паводков и заболачивание больших земельных площадей.
В долине р. Нил с древнейших времен существовала бассейновая система орошения, напоминающая современные лиманы. Около 2000 лет до и. э. в Египте было осуществлено регулирование части стока р. Нил в Файюмской котловине (ныне оазис Файюм). Река была соединена с ней каналом (искусственно углубленным ее рукавом). В паводок воды р. Нил текли по каналу и затопляли впадину. При понижении уровня в реке вода текла из впадины обратно в р. Нил. Таким образом, котловина использовалась для регулирования высоты паводков в нижнем течении р. Пил. Гидротехники древнего Египта строили также плотины и в рукавах дельты Нила.
Около 2000 лет назад были построены крупные каналы на территории Грузии и Армении. В VIII VI вв. до и. э. существовали оросительные гидротехнические сооружении и древнем Хорезме.
Большое развитие получила гидротехника в период расцвета Греции. Известны знаменитый водопровод Линия и канализация в г. Риме, попытки осушения Понтийских болот. Гидротехники времен римского императора Траяна (98-117 гг. и. э.) создали ряд плотин из каменной кладки высотой 16—18 м.
В VII в. и. э. в Китае для целей судоходства был построен Великий капал от Пекина до Ханчжоу протяженностью 1700 км, пересекающий реки Хуанхэ и Янцзы.
В период арабского владычества в Испании в XVI в. на р. Рио-Монегро была возведена каменная плотина Тиби высотой 42 м.
В средние века в Европе велись преимущественно работы но строительству водопроводов и выправлению рек.
В эпоху Возрождения с развитием торговых связей началось освоение внутренних водных путей, строительство судоходных каналов. шлюзов и гидросиловых установок. В это время появились теоретические работы Леонардо да Винчи, Галилеи. Паскали и других ученых и инженеров, связанные с гидротехникой. В 1662—1684 it. во Франции был построен самый большой для того времени в Европе судоходный канал, получивший название Южный; он соединил Средиземное морс с Бискайским заливом и имел в своем составе 141 шлюз. В 1850 г. протяженность судоходных каналов Франции составляла 5 тыс. км.
С накоплением знаний и опыта в области гидротехники и общим развитием науки и инженерного искусства расширялось применение гидротехники, совершенствовались гидротехнические сооружения. Больших успехов добилась гидротехника начиная с первой четверти XX в., когда начали возводиться крупные, технически совершенные гидротехнические сооружения.
В России раньше других отраслей водного хозяйства и гидротехники получили развитие водный транспорт, водоснабжение и использование водной энергии. Водяные мельницы упоминаются в русских летописях XIII в.; в XV—XVI вв. они получают повсеместное распространение. В XVIII в. на Урале. Алтае, у Петербурга (Ленинграда), в Карелии началось интенсивное строительство промышленных гидросиловых установок. В XVIII и XIX вв. был построен и ряд внутренних водных путей сообщения.
Первый искусственный водный путь у нас в стране был введен в эксплуатацию в 1722 г. Он соединил р. Волгу с р. Невой через р. Тверцу (приток Волги), Вышневолоцкий водораздельный шлюзованный канал (у г. Вышним Волочек), реки Цну и Мсту, оз. Ильмень, р. Волхов и Ладожское озеро и получил название Вышневолоцкой водной системы. Из-за хронического недостатка в воде на водораздельном участке и быстрых течений на порогах рек Волхова и Мсты эта система не могла удовлетворить растущей потребности в перевозке грузов и к 90-м годам XIX в. потеряла значение транзитного водного пути. В связи с этим между реками Волгой и Невой были построены две новые воднотранспортные системы: Мариинская (1810 г.) и Тихвинская (1811 г.). Последняя из-за недостатка воды на водораздельном участке довольно скоро утратила свое значение и стала местным водным путем. Вместо Мариинской системы в наши дни построен технически более совершенный Волго-Балтийский водный путь им. В. И. Ленина.
В 1828 г. была проложена Северо-Двинская воднотранспортная система, берущая начало у пристани Топорня на р. Шопене (входившей в состав Мариинской системы). Эта водная система действует и сейчас.
В дореволюционной России были также построены для судоходства и сплава леса Огинский (Днепровско-Неманский) канал (1784 г.), Днепровско-Бугский канал (1806 г.), Березинская водная система (1805 г.), соединившая реки Западную Двину и Днепр, Августовская водная система (1840 г.), соединившая реки Неман и Вислу, и быстро пришедшие в упадок судоходные каналы Екатерининский, соединивший реки Каму и Вычегду, и Обь-Енисейский, соединивший две великие сибирские реки через их притоки Кеть и Кас.
Позднее были построены Москворецкая и Северско-Донецкая водные системы для увеличения судоходных глубин на реках Москве и Северском Донце.
С 1864 по 1902 г. па Кавказе были созданы Карьязская и Араздаянская оросительные системы, с 1902 по 1917 г. Муганская, а также построен ряд оросительных систем в Средней Азии. Производились осушительные работы в Полесье.
Водопровод и канализация в России были впервые построены в XIV в. в Москве и Новгороде. Перед Великой Октябрьской социалистической революцией они имелись только в 18 городах, а вся протяженность канализационных сетей составляла лишь 1.5 тыс. км.
Несмотря на то что у нас в стране были самостоятельно созданы в XIX в. современные типы водяных турбин (И. Е. Сафоновым в 1837 г. и в 1855—1856 гг. В. И. Рожковым). Ф А. Пироцким и Д. А. Лачиновым разработаны методы передачи электроэнергии на расстояние. М. О. Доливо-Добровольским открыт трехфазный ток и изобретен электродвигатель, к концу столетия оказалась сооружена только одна небольшая ГЭС мощностью 350 л. с. на р. Охте в Петербурге (Ленинграде).

Россия в то время располагала большим числом детально разработанных технически оригинальных проектов гидроэлектростанции на реках Неве, Нарве, Вуоксе, Волхове, Свири, Днепре, Северском Донце, Тереке и др. Реализация их оказалась невозможной в дореволюционной России вследствие влияния иностранного капитала, ограничивавшего развитие производительных сил и слабого развития техники в стране.
Водное хозяйство и гидротехника в нашей стране достигли выдающихся успехов только после Великой Октябрьской социалистической революции. В первые же месяцы Советской власти В. И. Ленин в «Наброске плана научно-технических работ» (письмо в Академию наук) указал на необходимость обратить особое внимание на электрификацию промышленности и транспорта, применение электричества в земледелии и использование водных сил.
В апреле 1918 г. В И. Лениным был поставлен вопрос о строительстве Волховской ГЭС. В мае 1918 г. Советом народных комиссаров был издан декрет об организации оросительных работ в Туркестане.
В феврале 1920 г. по распоряжению В. И. Ленина была создана Государственная комиссия но электрификации России (ГОЭЛРО); в ее задачу входила разработка плана электрификации страны на 10—15 лет. К концу 1920 г. комиссия подготовила «План электрификации РСФСР», который был доложен 8-му Всероссийскому съезду Советов и утвержден им. Реализация плана, названного планом ГОЭЛРО. привела в действие колоссальные энергетические и сырьевые ресурсы страны, повлекла за собой строительство ГЭС и интенсивное развитие водного хозяйства.
В плане ГОЭЛРО идея комплексного использования водных ресурсов была основополагающим принципом. В нем предлагалось «...использование гидротехнических сооружений для нескольких целей, чтобы стоимость их могла быть разложена на ряд взаимно связанных предприятий (использование водной энергии с шлюзованием реки, орошением и т. п.)»1.
В 1923—1924 гг. начались ремонтные и восстановительные работы на водных путях и оросительных системах всей страны. В Закавказье и Средней Азии началось строительство новых оросительных систем.
В 1926 г. вступила в строй Волховская ГЭС мощностью 56 тыс. кВт.
Гидротехническое строительство широко развернулось в годы довоенных пятилеток, при этом особое развитие получило строительство ГЭС. К началу Великой Отечественной войны в эксплуатации находилось 37 крупных ГЭС суммарной мощностью 1,5 млн. кВт.
План электрификации РСФСР Госполитиздат. 1955. с. 86.

Одновременно проводились работы но реконструкции водных путей на больших и средних реках; был построен крупнейший судоходный канал — Беломорско-Балтийский (1933 г.) и судоходно-обводнительным им. Москвы (1937 г ). В республиках Средней Азии и Закавказья, на Украине. Северном Кавказе были созданы крупные оросительные системы; в 1939 г. построен Большой Ферганский оросительный канал.
В годы Великой Отечественной войны велось строительство новых ГЭС в Средней Азии и восстанавливались ГЭС, разрушенные в результате военных действий.
За две послевоенные пятилетки (1945 1955) отечественная гидротехника сделала новый крупный шаг вперед, особенно в области строительства ГЭС. Если осредненный ввод мощностей на ГЭС в 1938—1940 гг. принять за 100%. то в первой послевоенной пятилетке (1946—1950) он составил 220%, а за 1951 — 1954 гг. — 275%. В 1956 г. мощность ГЭС в СССР возросла в 3 раза по сравнению с 1945 г.
Качественно новый этап в развитии советской гидроэнергетики начался со строительства ГЭС гигантов в Сибири Братской и Усть-Илимской на р. Ангаре, Красноярской и Саяно-Шушенской на р. Енисее и высокогорных, высоконапорных ГЭС Токтогульской и Нурекской в Средней Азии, Ингурской в Закавказье.
Крупная ГЭС с огромным водохранилищем (96 км ) для борьбы с наводнениями построена на р. Зее.
Много лет на полную мощность работает каскад волжских ГЭС: Иваньковская. Угличская. Рыбинская. Горьковская. Волжская им. Ленина, Саратовская, Волжская им XXII съезда КПСС и ГЭС на Каме— Камская и Боткинская. В среднем и нижнем течении Днепра тоже построен каскад ГЭС: Киевская. Каневская, Кременчугская, Днепродзержинская, Днепровская им. Ленина и Каховская. Из водохранилищ днепровских ГЭС воды р. Днепра направлены по обводнительным каналам в районы, остро ощущавшие недостаток в воде (Кривой Рог. Донбасс и Крым).
Воды р. Волги из водохранилища Саратовской ГЭС пришли в заволжские степи и будут направлены в междуречье Волги и Урала.
Создана единая глубоководная воднотранспортная система на Европейской территории СССР, соединившая речной порт г. Москвы с морями Белым. Балтийским, Черным. Азовским и Каспийским.
В нашей стране проделаны огромные работы по орошению, осушению, обводнению, сельскохозяйственному, промышленному и коммунально-бытовому водоснабжению.

Созданы не только крупнейшие в мире плотины, но и каналы, например Каракумский оросительно-обводнительный канал, прорезавший пески Каракумы, длиной свыше 900 км. Этот канал — большая искусственная река. Его полная пропускная способность в головной части 820 м3/с; на протяжении почти 400 км он судоходец.
Советские гидротехники η δ раз увеличили водные ресурсы плодородных, но безводных степей Ставропольского края, направив и них с помощью плотин, каналов и насосных станций воды рек Кубани и Терека. Паши гидротехники сделали существенным вклад в гидротехническую науку: разработаны конструкции и способы возведения крупных ГЭС руслового типа на слабых основаниях, сложенных мягкими грунтами, на равнинных реках с поймами шириной 5—12 км и более, с расходами весеннего половодья до 64 000 м3/с (Волжская им. Ленина ГЭС). Построены такие уникальные ГЭС. как Красноярская, Вилюйская, Чиркенская (р. Сулак) и др. Велика их заслуга в разработке оригинальных и экономичных конструкций плотни разных типов к силовых здании ГЭС. У нас в стране разработаны конструкции и построены высоконапорные плотины (200—300 м) в сейсмоопасных районах. Круглогодично ведется крупное гидротехническое строительство во всех климатических зонах страны.
Механизация гидротехнического строительства в СССР настолько высока, что позволяет в короткие сроки выполнять десятки и даже сотни миллионов кубометров земляных работ, укладывать в бетонные сооружения по нескольку тысяч кубометров бетона в сутки и при строительстве крупных гидроузлов за несколько часов перекрывать русла больших рек.
Советские гидротехники много помогают в организации и проведении водохозяйственного и гидротехнического строительства в развивающихся странах (АРЕ, Республика Мидии и др.). С их технической помощью построены такие крупнейшие комплексные гидроузлы, как Ассуанский на р. Нил (АРЕ), Евфратский в Сирийской Арабской Республике, Бхакра-Нангал в Республике Индия и др. В Советском Союзе под руководством Коммунистической партии и Советского правительства проделана огромная работа по подготовке и воспитанию опытных кадров гидротехников, гидроэнергетиков, водохозяйственников, гидрологов и других специалистов. Создана мощная современная техническая база по производств) гидромеханического и электрического оборудования и передовая строительная индустрия.
Задачи и роль гидрологии в водном хозяйстве и гидротехнике страны. Гидрологии в водном хозяйстве и гидротехническом строительстве принадлежит исключительно важная роль. Гидрология призвана обеспечивать достоверными сведениями о водоносности рек и их водном режиме все отрасли водного хозяйства. Без таких сведений невозможно рациональное и экономически эффективное водохозяйственное строительство.

Гидрологические сведения, необходимые для водохозяйственного проектирования и обеспечения нормальной эксплуатации гидротехнических сооружении, весьма разнообразны. К ним относятся такие гидрологические характеристики водных объектов. как уровни и расходы воды в реках во всей амплитуде их колебании, многолетние и внутригодовые колебания речного стока, толщина и прочность ледяного покрова, условия его формирования, характер ледохода, мутность водных потоков и ее колебания, гранулометрический и минералогический состав наносов, особенности руслового процесса, определяющие устойчивость речных русел, морфометрические особенности речных русел, пойм и долин, химический состав речных вод.
При проектировании и эксплуатации водохранилищ необходимы знания их уровненного режима, динамики водных масс (вдоль береговых течений, денивеляций, сейш, параметров ветровых воли), ледово-термического режима, основных гидрологических особенностей всех рек, впадающих в водохранилище.
Одни гидрологические сведения, например об уровнях, химическом составе вод, нужны при всех видах водохозяйственного строительства, другие — только при определенных его видах. Так, глубокое и всестороннее знание руслового процесса необходимо при использовании рек в естественном состоянии в качестве водных путей и при строительстве в их руслах различных водозаборных сооружении. Сведения о минимальном стоке имеют особое значение при проектировании всех видов водоснабжения. Без знания внутригодового и многолетнего колебаний речного стока нельзя определить время наполнения и сработки водохранилищ, выработку ГЭС. Сведения о максимальных расходах нужны при определении размеров водосбросных отверстий плотин. Для этой же цели необходимо знать особенности ледохода в створе плотины. Не зная толщины ледяного покрова и его прочности, нельзя определить величину его давления на гидротехнические сооружения. От толщины льда зависит выбор отметки порога водозаборных отверстий водопроводов. Внутриводный лед и шуга могут быть причиной обмерзания сороудерживающих решеток водозаборных сооружений и нарушения работы водопроводов. Поэтому знание особенностей и условий формирования шуги и внутриводного льда представляет особый интерес при проектировании водозаборных устройств на шугоносных реках.
Знание химического состава и качества речных, озерных и подземных вод и, прежде всего, выяснение степени их агрессивности к бетону необходимо при строительстве всех видов бетонных и железобетонных гидротехнических сооружений. От качества вод зависят способы их обработки для использования в тех или иных хозяйственных целях.
При проектировании и эксплуатации мелиоративных систем (осушительных и оросительных) необходимы сведения о режиме грунтовых вод, о запасах почвенной влаги, о водно-физических свойствах почв в зоне аэрации, в том числе и в корнеобитаемом слое, и их изменений во времени. Получение этих сведений тоже входит в задачу гидрологии.
Вся гидрологическая и метеорологическая сеть, обеспечивающая водное хозяйство страны всеми видами гидрометеорологической информации, и соответствующие научно-исследовательские институты находятся в ведении Гидрометеорологической службы при Совете Министров СССР. Отсюда становится очевидной большая и важная роль ее в водохозяйственном и гидротехническом строительстве нашей страны.



 
« Основные технические характеристики турбогенераторов мощностью 50 МВт и более   Основы радиационной безопасности атомных электростанций »
электрические сети