Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Мероприятия в нижних бьефах гидроузлов

Изменения в нижних бьефах режимов расходов, уровней, наносов вызывают значительные нарушения экологических систем и в большинстве случаев снижают продуктивность рек и их пойм. При составлении проекта мероприятий в НБ необходимо выполнить прогноз общего размыва русла. Размеры и интенсивность его зависят от типа русла; особенно значительным он будет в руслах неустойчивых (гл. 10, II, III и V типы). Например, на равнинной р. Дон в нижнем бьефе Цимлянского гидроузла понижение уровней за первые 8 лет составило 1,3 м, за I Тедженским гидроузлом—5,6 м, за Мало-Кабардинским на р. Терек —2,6 м. Следует также иметь в виду, что в руслах III, IV и V типов сначала преимущественно развиваются глубинные деформации, а затем (с укрупнением отмостки) — плановые (смыв берегов). Явление общего размыва в значительной мере регулируется (см. 10.2.4).

Снижение уровня воды при общем размыве — это как бы снижение базиса эрозии для рек-притоков, поэтому надо разрабатывать мероприятия по регулированию, сокращению или недопущению общего размыва также и на реках-притоках.

Изменения термического режима сводятся к тому, что под влиянием водохранилища температура воды зимой будет выше и река на протяжении многих километров в НБ может не замерзать. Летом из водохранилища идет вода холоднее, чем в бытовых условиях. Изменение температуры приводит к замене биоценозов, и надо знать, какие биоценозы сформируются, чтобы оценить степень их пользы или вреда.

Наибольшие изменения происходят на пойме. Под влиянием регулирования стока водохранилищем она не затопляется (затопление — основа плодородия поймы). В течение межени осуществляются судоходные или энергетические попуски при уровнях выше бытовых; они подпирают уровень грунтового потока на пойме и под надпойменными террасами. В результате смены режимов продуктивность ЛУГОВ И пастбищ уменьшается в 8... 10 раз (р. Дон ниже Цимлянского гидроузла, р. Иртыш ниже Бухтарминской ГЭС и др.). Кроме того, ликвидируются нерестилища на десятках и сотнях тысяч гектаров.

При составлении проектов и реконструкции сооружений необходимо предусматривать возможность сохранения и увеличения продуктивности пойм участниками водохозяйственного комплекса. Например, из водохранилищ можно ежегодно затоплять пойму в НБ на 8...10 сут в режиме влагозаряд- кового полива, а в многоводные годы раз в 3...4 года — в режиме нерестилища (40...45 сут). Затоплять пойменные массивы можно сработкой и меньших объемов воды с помощью специальных водоподпорных сооружений. И, наконец, гарантированный и обильный урожай на пойме можно обеспечить орошением в промывном режиме (только с нисходящим током воды). Этог прием требует еще меньше воды, но связан с большими затратами труда.

Если повышение уровней воды в русле привело к утрате дренирующей способности реки и к недопустимому подъему уровней грунтового потока, то требуется строительство дрены, заменяющей русло в бытовых условиях. Эрозионный врез заполнен обычно водонепроницаемыми грунтами. Уровнем воды в дрене, необходимое влияние которой распространяется на всю толщу аллювия до коренных пород, можно регулировать водно-воздушный режим на пойменных массивах по всей длине НБ, где проявляется отрицательное влияние попусков.

При суточном регулировании попуски ГЭС и ГАЭС неблагоприятно влияют на бесплотинные водозаборы в НБ. Лучшим решением в этом случае будет организация ниже водохранилища перерегулирующего контрбьефа. Например, ниже высоконапорных Ток- тогульской и Курпсайской ГЭС на р. Нарын имеется контрбьеф Учкурганской ГЭС, ниже Нурекской и Бай- пазинской высоконапорных ГЭС на р. Вахш есть бьеф Головной ГЭС.

Могут быть случаи значительного расходования воды в створе водозаборного гидроузла. Это ведет к обмелению и зарастанию русла, к утрате им дренирующей способности и другим отрицательным последствиям. Чтобы сохранить прежние размеры и положительные свойства русла, совершенно необходимо по нему ежегодно делать попуски потока с руслоформирующим расходом воды (вровень с бровками поймы). Если этого не делать, то развивающиеся процессы приведут к утрате не только дренирующей, но и пропускной способности. Следовательно, в многоводные годы русло не пропустит своего прежнего расхода воды, что вызовет дополнительное непредвиденное затопление. Это особенно опасно, если русло обваловано, так как могут произойти прорыв дамб и аварийное затопление обвалованных территорий.

В некоторых случаях требуются специальные санитарные попуски.

К значительному дополнительному подъему уровней (и другим отрицательным последствиям) приводит перекрытие гидрографической сети на пойме (протоки, ерики, старицы, понижения) и в особенности строительство поперечных дамб (дамбы рыбохозяйственных прудов, нерестово-выростных хозяйств, дорожные и др.). Все это сокращает пропускную способность поймы. Во многих случаях по пойме идут расходы в несколько раз больше, чем в русле. Перепад уровней сосредоточивается на этих перегораживающих сооружениях; в русле происходит интенсивный размыв. Продукты этого размыва откладываются ниже участка сосредоточения энергии потока. В таких условиях образуются зоны существенно отличных от бытовых уклонов поверхности воды и создаются условия для интенсификации русловых процессов.

В случае низконапорных гидроузлов с большим водозабором из рек с обильным твердым стоком может произойти занесение русла в НБ (Кизы- лаякский гидроузел на р. Амударье). Объемы отложений могут быть настолько значительными, что уровни воды в НБ подпирают уровни в ВБ, и гидроузел уменьшает пропускную способность, что создает угрозу разрушения его при большом расходе воды. При значительных уклонах рек (более 0,005) и при высоких берегах в ВБ такое затруднение легко устранить наращиванием плотины, то есть реконструкцией сооружений из условия повышения отметок НПУ и ФПУ. При низких берегах или обвалования в ВБ пока единственным остается регулирование русла в НБ для формирования однорукавного глубокого русла, в котором поток обладает наибольшей транспортирующей способностью. Регуляционные сооружения должны также упорядочить складирование наносов по всей длине участка занесения, вовлекая в этот процесс возможно большие площади. Значительным резервом может быть организация карьеров по добыче нерудных материалов (песка, гравия) в региональных масштабах. Возможен также вариант образования специального наносохранилища выше гидроузла.

Гидротехнические сооружения/Н.П. Розанов, Я.В. Бочкарев, В.С. Лапшенков и др.; Под ред. Н.П. Розанова. — М.: Агропромиздат, 1985. — 432 с.

Литература

Голышев А.Б., Бачинский В.Я., Полищук В.П., Железобетонные конструкции

Зайцев Ю.В., Строительные конструкции заводского изготовления

Е.Ф. Лысенко, Армоцементные конструкции

С.В. Поляков, Каменная кладка из пильных известняков

В. Ермолов, Пневматические строительные конструкции

Журавлев А.А., Вержбовский Г.Б., Еременко Н.Н., Пространственные деревянные конструкции

А.В. Калугин, Деревянные конструкции

Е.К. Карапузов, Г. Лутц, X. Герольд, Сухие строительные смеси

А.А. Пащенко, Теория цемента

Волков В.А., Сантехника: как все устроено и как все починить

А. Грассник, Бездефектное строительство многоэтажных зданий

Д.С. Щавелев, Гидроэнергетические установки

Д.С. Щавелев, Экономика гидротехнического и водохозяйственного строительства

Гидротехнические сооружения. Ч. I. Глухие плотины

Гидротехнические сооружения. Ч. II. Водосливные плотины

Производство гидротехнических работ

Н.П. Розанов, Гидротехнические сооружения

А. П. Юфин, Гидромеханизация

Термоэлектрические преобразователи энергии

Использование возобновляемой энергии

Бетон и железобетон, избранные статьи

Современное состояние и перспективы развития энергетики