Гидротехнические сооружения и их классификация
Гидротехническими называют сооружения, предназначенные для использования природных водных ресурсов (рек, озер, морей, грунтовых вод) или предотвращения (уменьшения) вредного воздействия воды на окружающую среду (борьба с наводнениями, размывами берегов, защита от селевых потоков и пр.).
С помощью гидротехнических сооружений осуществляются те или иные водохозяйственные мероприятия, создаются водохранилища, регулируются расходы и уровни воды, осуществляется пропуск льда и наносов и пр.
Гидротехнические сооружения бывают различного назначения и строятся в разнообразных природных условиях.
По роду водотока или водоема, на котором они построены, гидротехнические сооружения разделяют на речные, морские, озерные или прудовые, внутрисистемные или сетевые (на гидротехнических системах) и подземные.
Сетевые мелиоративные сооружения разделяют на регулирующие (регуляторы или шлюзы-регуляторы, водовыпуски, перегораживающие и сбросные вододелители), водопроводящие (дюкеры, трубы, акведуки, ливнепро- воды и пр.) и сопрягающие (перепады, быстротоки и пр.).
По условиям взаимодействия с водотоком или водоемом и по характеру выполняемых функций различают гидротехнические сооружения:
водоподпорные (плотины, дамбы и др.), которые перегораживают водоток или ограждают водохранилище (например, наливное), пруд и воспринимают напор воды. Участок водотока (водоема) выше водонодпорного сооружения называется верхним бьефом, ниже — нижним бьефом; разница уровней воды в верхнем и нижнем бьефе непосредственно около сооружения называется напором на сооружении;
водопроводящие (каналы, трубопроводы, гидротехнические туннели, лотки и др.), служащие для подачи воды к местам потребления, например из реки на орошаемые земли;
водозаборные, служащие для забора воды из водотоков и водоемов;
водосбросные (водосливы, глубинные водосбросы, водоспуски и пр.) — для сброса излишков воды (паводков) и полезных «попусков» в нижний бьеф, для поддержания необходимых санитарных условий в нижнем бьефе, глубин для судоходства и пр.;
регуляционные (струенаправляющие дамбы, берегоукрепительные сооружения и пр.), предназначенные для регулирования взаимодействия потока с руслом (борьба с размывами и отложениями наносов), защиты берегов от воздействия волн и течений.
По целевому назначению гидротехнические сооружения разделяют на сооружения общего назначения и специальные. К сооружениям общего назначения относятся водоподпорные, водопроводящие, водосбросные и регуляционные сооружения, используемые для различных отраслей народного хозяйства и предназначенные для обеспечения требуемого подпора и емкости водохранилища, пропуска предполагаемого паводкового расхода и т. д. К специальным относятся сооружения, предназначенные для нужд одной отрасли водного хозяйства. Специальные сооружения бывают мелиоративные (каналы, насосные станции и др., предназначенные для осушения, орошения и обводнения земель); водноэнергетические (здания гидростанций и ГАЭС, деривационные каналы и туннели, уравнительные резервуары и другие сооружения, предназначенные для использования водной энергии); воднотранспортные (каналы, судоходные шлюзы, причалы, волноломы и пр.); лесосплавные (бревноспуски, плотно- ходы и др.); рыбохозяйственные (рыбоходы, рыбоподъемники, рыбоводные пруды и др.); для водоснабжения и водоотведения (водозаборы, насосные станции, каналы, коллекторы, очистные станции и др.); для борьбы с наводнениями, селями, эрозией почвы (защитные дамбы, ливнестоки и др.): для использования грунтовых вод (подземные водозаборы и др.); для создания хвостохранилищ, шламонакопителей (дамбы, трубопроводы и др.).
В ряде случаев применяют совмещенные сооружения, которые одновременно выполняют несколько функций, например совмещенные здания ГЭС (с водосбросными отверстиями), судоходные шлюзы — водосбросы, водосбросы, совмещенные с водозаборами, и ДРЛ
По условиям использования речные гидротехнические сооружения разделяются на постоянные, используемые при постоянной эксплуатации, и временные. При этом к временным относятся сооружения, используемые только в период строительства или ремонта постоянных сооружений [100].
Постоянные гидротехнические сооружения разделяются на основные и второстепенные.
К основным относятся гидротехнические сооружения (плотины, дамбы, водосбросы, каналы; туннели, трубопроводы, водозаборные сооружения, уравнительные резервуары, здания ГЭС, ГАЭС и насосных станций; судоходные шлюзы и судоподъемники, рыбопропускные и рыбозащитные сооружения и др.), разрушение которых приводит к нарушению нормальной работы электростанций, прекращению или уменьшению подачи воды в оросительные системы, подтоплению осушаемой и затоплению обвалованной территории, прекращению или сокращению судоходства, лесосплава.
К второстепенным относятся гидротехнические сооружения (ремонтные затворы, струенаправляющие и раздельные стенки и дамбы, палы судоходных шлюзов, берегоукрепительные и ледозащитные сооружения и др.), разрушение которых не влечет за собой указанных выше последствий.
2. Если авария водоподпорного сооружения не вызывает катастрофических последствий в нижнем бьефе (прн расположении гидроузла в необжитом районе или у моря), то класс, определенный по таблице 1,1) допускается понижать на единицу аварии или нарушении эксплуатации сооружения, оценивают ущерб народному хозяйству, наносимый перерывами в снабжении населения и предприятий водой и электроэнергией, прекращении полива сельскохозяйственных угодий и т. п. В зависимости от последствий аварии водоподпорных сооружений, их высоты, материала и вида грунта основания класс сооружения назначают по таблице 1.1.
В зависимости от последствий нарушения эксплуатации водоподпорных гидротехнических сооружений класс назначают по таблице 1.2 с учетом вида и показателей проектируемого объекта.
Класс основных водоподпорных гидротехнических сооружений принимают по наибольшему его значению (см. табл. 1.1 и 1.2).
Класс основных гидротехнических сооружений комплексного гидроузла, обеспечивающего требования нескольких участников водохозяйственного комплекса (например, мелиорации, энергетики и водного транспорта), следует устанавливать как для участника, показатели которого соответствуют наиболее высокому классу.
Определенный по таблице 1.2 класс основных гидросооружений, гидравлической или тепловой электростанции мощностью менее 1,5 млн. кВт допускается повышать, если эта электростанция изолирована от системы и обслуживает крупные населенные пункты или промышленные предприятия, транспорт и др., учитывая при этом масштаб последствий от перерыва в снабжении электроэнергией.
Класс основных гидротехнических сооружений (кроме IV) следует понижать на единицу:
для сооружений I и II классов, не участвующих в создании напорного фронта (кроме зданий ГЭС, напорных деривационных и турбинных водоводов, напорных бассейнов и уравнительных камер);