Гидротехнические сооружения: виды, классификация, правила эксплуатации, требования безопасности
Содержание:
- Строительство гидротехнических сооружений
- Воздействия фильтрационного потока
- Гидротехника и охрана окружающей среды
- Проектирование гидротехнических объектов
- СНиП 33-01-2003 Гидротехнические сооружения. Основные положения — скачать бесплатно
- Основные задачи гидротехнических сооружений и гидротехники
- Специального назначения (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Надежность работы сооружений и их оснований
- Технический износ
- Воздействия регуляционных сооружений на водный поток
- Задачи владельцев или организаций, занятых эксплуатацией ГТС
- Кавитационные воздействия
- Дюкеры
- «На рыночных условиях»
- Силы гидростатического и гидродинамического давления. Кавитация и аэрация
- Силы гидродинамического давления
- Регуляционные сооружения
- Схема перепадов
- «В Вашингтоне устали от украинских претензий»
Строительство гидротехнических сооружений
В первую очередь определяются средства производства строительных работ. Принципиальным является вопрос о степени механизации процесса, так как в большинстве случаев реализация проектов гидротехнических станций происходит при поддержке спецтехники. На первых же этапах строительства выполняются земляные работы с бульдозерами, самосвалами, погрузчиками и экскаваторами, которые позволяют быстро обустроить траншеи, ямы, скважины и просто расчистить рабочую площадку.
В некоторых случаях производится уплотнение грунта. Например, при создании водоемов с грунтовой чашей. Подобные операции выполняются послойно на расчищенном грунте с помощью специальных катков. На небольших площадках могут использоваться дизельные или бензиновые трамбовщики. Впрочем, специалисты все же рекомендуют отказываться от ручного инструмента в пользу механики. Рекомендация связана даже не столько с ускорением темпов рабочего процесса, сколько с качеством результата. И особенно это касается строительства гидротехнических сооружений на основном этапе возведения конструкции. Бетонные работы требуют выполнения качественного армирования с обвязкой, применением инструктивных материалов и добавлением водостойких пластификаторов.
На заключительном этапе производится инженерное обустройство сооружения. Устанавливаются функциональные агрегаты, технические приспособления и прокладываются коммуникации. Если речь идет об автономной станции, то задействуются энергонезависимые генераторы, для которых также потребуются соответствующие условия содержания в инфраструктуре комплекса.
Воздействия фильтрационного потока
Фильтрация воды в основании сооружения и в берегах, описанная выше, вызывает следующие явления:
а) происходит утечка или потери воды из верхнего бьефа (водохранилища);
б) фильтрующаяся вода оказывает давление на подошву сооружения, направленное снизу вверх нормально подошве и называемое фильтрационным давлением (иногда его называют противодавлением). Это давление как бы облегчает сооружение и уменьшает его сопротивление сдвигающим горизонтальным силам;
в) фильтрующаяся вода может действовать на породы основания химически, растворяя и вынося в нижний бьеф соли, имеющиеся в породах, постепенно ослабляя основание. Это явление называется химической суффозией грунта; в несвязных явление 1Н ок и т. п.)( а также в заполнителях трещин скальных грунтах (песоки т.д.) фильтрующая вода может увлекать за собой мелкие и мельчайшие частицы грунта, вынося их в нижний бьеф, что приводит к ослаблению основания; этот процесс носит название механической суффозии и при своем развитии он может привести к разрушению основания и аварии сооружения; при выходе фильтрационного потока в нижний бьеф струи и воды движутся
Гидротехника и охрана окружающей среды
Еще на этапе проектирования вместе с декларацией безопасности составляется отчет о мероприятиях, которые в процессе эксплуатации должны будут привести к улучшению окружающей экологической обстановки. Изначально оценивается ситуация в условиях естественной природной среды, а в дальнейшем разработчики делают комплексную поправку на поддержание защиты природных объектов уже после реализации проекта. В частности, разрабатываются биотехнические мероприятия, направленные на защиту населения от аварий на гидротехнических сооружениях и создание условий по нейтрализации отрицательных эксплуатационных факторов.
Особое внимание уделяется влиянию строительных конструкций и оборудования на гидрологические ресурсы. Например, в водохранилищах подготавливаются специальные ложа для хранения или отведения жидких отходов
На каждом объекте также содержатся технические средства по ликвидации источников химических опасных или просто грязных веществ. Для постоянного мониторинга экологического фона инфраструктура гидротехнических сооружений дополняется измерительными приборами, которые фиксируют биологические и химические показатели водной и воздушной сред. К основным характеристикам такого рода можно отнести цветность, насыщенность кислородом, концентрацию определенных элементов, санитарные показатели и т. д.
Проектирование гидротехнических объектов
В состав проектной документации входят технические расчеты конструкций, характеристики применяемого оборудования, а также результаты натурных наблюдений за условиями эксплуатации будущего сооружения для своевременного выявления неблагоприятных процессов и появления возможных дефектов. Должна всесторонне и комплексно оцениваться окружающая обстановка, чтобы изначально предусмотреть и, возможно, предотвратить угрозы аварий.
В частности, проект для гидротехнического сооружения включает следующие данные:
- Список диагностических и управляемых показателей объекта и его основы, в том числе критерии безопасности.
- Список управляемых воздействий и нагрузок на конструкции со стороны окружающей среды.
- Состав визуальных и инструментальных наблюдений.
- Результаты и условия работы контрольно-измерительной аппаратуры.
- Технико-конструкционные решения и структурную схему состояния элементов объекта, а также сведения с прогнозированием поведения сооружения при взаимодействии с техногенными и природными факторами.
Отдельное внимание уделяется именно критериям безопасности, исходя из которых также принимаются решения об использовании оборудования с определенными характеристиками. Кроме того, основные виды гидротехнических сооружений для постоянной эксплуатации дополняются проектами аварийных действий
В этой документации, в частности, описываются мероприятиям, направленные на предотвращения чрезвычайных ситуаций.
СНиП 33-01-2003 Гидротехнические сооружения. Основные положения — скачать бесплатно
Система нормативных документов в строительстве
СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ СООРУЖЕНИЯ
Основные положения
СНиП 33-01-2003
ИЗДАНИЕ ОФИЦИАЛЬНОЕ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ И ЖИЛИЩНО-КОММУНАЛЬНОМУ КОМПЛЕКСУ
(ГОССТРОЙ РОССИИ)
Москва 2004
ПРЕДИСЛОВИЕ
1 РАЗРАБОТАНЫ ОАО «ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева» с участием ОАО «Институт Гидропроект», ОАО «Ленгидропроект», ОАО «НИИЭС», НТЦ «Энергонадзора», ООО «Гидроспецпроект», ОАО «Институт Теплоэлектропроект», ОАО «Ленморниипроект», ИНПЦ «Союзводпроект», ОАО «Гипроречтранс», ФГУП СПб. «Атомэнергопроект», ФГУП «Центральный НИИ технологии судостроения», ФГУП «Госэкомелиовод», СПб ГПУ, МГСУ
2 ВНЕСЕНЫ Управлением технического нормирования, стандартизации и сертификации в строительстве и ЖКХ Госстроя России
3 ПРИНЯТЫ И ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ постановлением Госстроя России от 30 июня 2003 г. № 137
4 ВЗАМЕН СНиП 2.06.01-86
1 Область применения |
2 Нормативные ссылки |
3 Термины и определения |
4 Общие указания по проектированию гидротехнических сооружений |
4.1 Общие положения |
4.2 Реконструкция гидротехнических сооружений |
4.3 Обеспечение безопасности гидротехнических сооружений |
4.4 Охрана окружающей среды |
5 Основные расчетные положения |
5.1 Назначение класса гидротехнических сооружений |
5.2 Нагрузки, воздействия и их сочетания |
5.3 Обоснование надежности и безопасности гидротехнических сооружений |
5.4 Расчетные расходы и уровни воды |
Приложение А (обязательное) Постоянные гидротехническое сооружения |
Приложение Б (обязательное) Классы гидротехнических сооружений |
Приложение В (рекомендуемое) Типы конструкций морских нефтегазопромысловых гидротехнических сооружений |
Приложение Г (рекомендуемое) Перечень нагрузок и воздействий на гидротехнические сооружения |
Приложение Д (обязательное) Значения коэффициента надежности по нагрузке γƒ при расчетах по предельным состояниям первой группы |
Приложение Е (обязательное) Расчетные судоходные уровни воды и габариты судопропускных сооружений и водных путей |
Приложение Ж (обязательное) Состав основных технических и программных средств систем мониторинга гидротехнических сооружений |
СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ СООРУЖЕНИЯ
Основные положения
Hydraulic engineering constructions. Basic principles of designing
Дата введения 2004-01-01
1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Настоящие нормы и правила распространяются на вновь строящиеся и реконструируемые речные и морские гидротехнические сооружения всех видов и классов.
2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
В настоящих нормах и правилах приведены ссылки на следующие нормативные документы:
СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия
https://youtube.com/watch?v=yv6hbVqYyi8
СП 33-101-2003 Определение основных расчетных гидрологических характеристик
Основные задачи гидротехнических сооружений и гидротехники
Для того чтобы использовать водные ресурсы, необходимо строить инженерные сооружения с соответствующим механическим оборудованием. Такие инженерные сооружения называют гидротехническими, а прикладную науку, занимающуюся общей их теорией, вопросами проектирования, строительства и эксплуатации, — гидротехникой. Гидротехникой же называется и соответствующая область техники.
Основная задача гидротехники и гидротехнических сооружений заключается в том, чтобы существующий естественный режим водного объекта — реки, озера, моря, подземных вод — приспособить, изменить, преобразовать для целесообразного и экономичного водохозяйственного использования и для защиты окружающей среды от вредного воздействия вод.
Вторая задача гидротехники — создание искусственных водных потоков и водоемов, когда естественных вод недостаточно или они отсутствуют.
Третья задача, специальная — создание установок или сооружений для специальных нужд отдельных видов водного хозяйства, например судоходных шлюзов, зданий гидроэлектростанций, насосных станций, рыбоводных систем и т. п.
Специального назначения (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
В числе гидросооружений специального назначения можно выделить: гидроэнергетические, конструкции орошения, осушения, системы мелиорации и сооружения водного транспорта. Рассмотрим эти конструкции подробнее:
- Гидроэнергетические сооружения бывают встроенными, русловыми, приплотинными или деривационными. Такие системы состоят из водоприемных сооружений, напорных трубопроводов, турбин с генераторами, отводящих трубопроводов и разного типа затворов. ГЭС нужны для преобразования энергии потока воды в электрическую.
- Водного транспорта: данные системы состоят из шлюзов, судоподъемников, портовых сооружений, которые монтируются на реках, каналах с различным уровнем воды в них.
- Мелиоративные: данные системы позволяют продумать мероприятия, направленные на коренное улучшение земель. В рамках мелиорации производится осушение и орошение территорий. С помощью осушительной системы отводятся излишки влаги, а оросительная система обеспечивает своевременное обводнение территории. Осушительные системы могут быть горизонтальными или вертикальными.
- Рыбопропускные: данные гидротехнические сооружения обеспечивают пропуск рыбы из нижнего уровня воды в верхний главным образом при ее нерестовой миграции. Такие системы бывают двух типов: первые предполагают самостоятельный проход рыбы через специальные рыбоходы, вторые – посредством специальных рыбоходных шлюзов и рыбоподъемников.
- Отстойники: они представляют собой специальные накопители, куда собираются отходы производства и промышленные стоки.
В некоторых случаях общие и специальные сооружения комбинируются, например система водосброса помещается в здание ГЭС. Подобные комплексные системы называются узлами гидротехнических сооружений.
Надежность работы сооружений и их оснований
На гидросооружение (плотину) действуют многочисленные силы: давления водного потока, фильтрационное противодавление, давление отложившихся наносов, сила веса самого сооружения и другие возможные нагрузки. Все эти силы, будучи суммированы, могут быть представлены двумя составляющими — горизонтальной Q и вертикальной V.
Эти силы передаются в конечном счете основанию сооружения и изменяют естественное напряженное состояние основания, бывшее до постройки сооружения, причем в худшую сторону. Так, растут сжимающие и касательные напряжения, могут появиться растягивающие напряжения, а в результате всего развиваются деформации основания и возможные перемещения (сдвиги, наклоны и т. п., в скальных основаниях — трещины).
Это может оказаться недопустимым по условиям эксплуатации сооружения, поэтому для надежного существования и работы сооружения необходимо, чтобы его основание, помимо должной сопротивляемости гидродинамическим и фильтрационным воздействиям потока и другим нагрузкам, обладало достаточной прочностью или несущей способностью. Для арочных плотин такими свойствами должны обладать и берега, в которые упираются арки.
Технический износ
По мнению аналитиков, Украина теряет транзит газа не только из-за ухудшения отношений с Москвой, но также из-за высокого износа украинской ГТС.
В 2017 году на эту проблему публично обращал внимание Игорь Насалик, возглавлявший в то время украинское Минэнерго. Министр критиковал руководство «Нафтогаза» за урезание инвестиций в обновление ГТС страны
«Я считаю бестолковой политику НАК «Нафтогаз» относительно транспортной системы, они уже её для себя, скажем так, зачеркнули и не рассматривают в 2019 году. Мало того, с такой позицией НАК «Нафтогаз Украины» мы можем дойти до того, что «Укртрансгаз» может быть технически не готов к прокачке газа», — заявил тогда Насалик в эфире украинского телеканала «Первый национальный».
В 2020 году ГТС была выведена из подчинения НАК «Нафтогаз» в рамках анбандлинга — газопроводы были переданы в управление АО «Магистральные газопроводы Украины» (МГУ).
- «Северный поток — 2»
Однако эксперты сомневаются, что этот манёвр улучшит ситуацию, поскольку ГТС Украины нуждается в модернизации. По словам Валерия Токаря, за все годы украинской независимости Киев получил за транзит российского газа около $100 млрд.
«При этом в саму ГТС вложено — условно — порядка $25 млрд. Все остальные деньги делись непонятно куда. При этом у каждого агрегата и оборудования есть срок эксплуатации. У нас сейчас есть 70 компрессорных станций, и их нужно реконструировать, модернизировать. Нельзя сказать, что они все в очень плачевном состоянии. Допустим, магистральные газопроводы сохраняют более-менее нормальное состояние. А вот те газопроводы, которые используются для внутреннего распределения, находятся в ведении облгазов, там ситуация намного хуже», — пояснил Токарь.
Как рассказал порталу «Правовой контроль» заместитель пресс-секретаря НАК «Нафтогаз Украины» Роман Иванченко, у компании «Оператор ГТС Украины» есть программа модернизации компрессорных станций.
Также по теме
«Проблем не создало»: почему Варшава и Москва не стали перезаключать контракт на транзит газа
Действовавший с начала 1990-х годов контракт на транзит российского газа через Польшу по газопроводу «Ямал — Европа» завершился….
«Они («Оператор ГТС Украины») рассчитали, согласно плану, десять ключевых точек, которые точно нужно модернизировать», — отметил он.
При этом в «Нафтогазе» пояснили порталу «Правовой контроль», что, хотя украинская ГТС может продолжить работу после сокращения российского транзита, её мощности станут избыточными.
«Это как на фуре возить килограмм картофеля. Разумеется, если такое произойдёт, то придётся оптимизировать компрессорные станции, возможно, консервировать и выводить из эксплуатации какие-то трубопроводы», — добавил он.
Несколько иного мнения придерживается источник RT в Министерстве топлива и энергетики Украины.
В то же время источник RT в «Нафтогазе» пояснил, что снижение транзита газа со стороны России становится большой проблемой для Украины.
«ГТС конструировалась с расчётом на мощность более 100 млрд куб. м в год, но до 2025 года «Газпром» будет прокачивать через нее только 40 млрд куб. м в год. Обслуживать же приходится все мощности, которые устаревают, а это очень дорого», — отметил собеседник RT.
- Украинский рабочий проверяет газовую арматуру магистрального газопровода на газокомпрессорной станции в селе Боярка под Киевом.
С этой оценкой согласен и Алексей Гривач. Эксперт отметил, что украинские власти вкладывали какие-то средства в поддержание ГТС в нормальном техническом состоянии, однако эти усилия были несопоставимы с реальными потребностями.
«Фактически сейчас относительно бесперебойное функционирование системы поддерживается только за счёт сокращения объёмов транспортировки газа. Чтобы дать ГТС новую жизнь, в том числе она могла бы качать водород, необходимо провести глубокую реконструкцию системы, полностью заменить основные мощности», — считает эксперт.
Схожего мнения придерживается и Вячеслав Кулагин. По его словам, в свете сокращения газового транзита властям Украины следует подумать об оптимизации мощностей ГТС.
«Доходы от транзита газа направлялись годами не на развитие ГТС, а на залатывание «дыр» в бюджете. Возникла большая недоинвестированность — потребность в ремонте измеряется более чем $10 млрд по самым скромным оценкам. Нужны огромные деньги, а получить их сложно на фоне снижения общих объёмов транзита. Сейчас Украине необходимо понять, какие мощности ей действительно нужны, а от каких лучше отказаться, и начать вкладываться в оставшиеся мощности, чтобы хоть как-то сохранить их в достойном состоянии», — подытожил эксперт.
Воздействия регуляционных сооружений на водный поток
Руслорегулирующие сооружения должны регулировать эрозионную деятельность потоков в их руслах, а также изменять режим потока в пределах его русла в направлении, требуемом потребителем, и защищать русла от вредных воздействий потока.
Регуляционные сооружения представляют собой дамбы, т. е. стенки из различных материалов, возводимые в руслах, и специальные покрытия, защищающие берега от размыва. Дамбы эти, как правило, не перегораживают всей ширины реки, а возводятся от берегов в поперечном, а иногда продольном направлении по отношению к руслу. Иногда они представляют собой «пороги» на дне русла или же искусственные выемки руслового грунта.
Регуляционные сооружения не создают, как правило, подпора но воздействуют на направление и величину скоростей потока, воды, перераспределяя их тем самым воздействуя на формирование русла его глубину, размеры и форму в плане.
Задачи владельцев или организаций, занятых эксплуатацией ГТС
- Обеспечение соблюдения требований и норм на всех этапах работы с гидротехническим сооружением или комплексом гидротехнических сооружений от проектирования до строительства.
- Мониторинг качественного состояния объекта, оценка потенциальных причин снижения качественных характеристик или параметров безопасного функционирования гидротехнического объекта.
- Разработка параметров, норм и критериев, касающихся так или иначе эксплуатации, а безопасных условий работы на сооружениях гидротехнического характера.
- Совершенствование систем и подходов, методов контроля за процессами, протекающими на гидротехническом сооружении, в целях обеспечения благоприятных, безопасных условий.
- Реализация мер, направленных на поддержание исправности гидротехнического сооружения или комплекса гидротехнических сооружений, разработка мер (и так же – последующая реализация), направленных на поддержание безопасности ГТС и минимизацию рисков ЧС.
- Формирование резервных фондов на случай необходимости ликвидации последствий ЧС.
- Эксплуатация при условии строгого учета правил и законов, норм, обеспечение соответствия квалификации персонала законодательным нормам, касающимся соблюдению условий безопасной эксплуатации гидротехнических сооружений.
- Поддержание исправности и бесперебойного функционирования оборудования для оповещения, в том числе систем, включающих в структуру подобное оборудование (справедливо для I-II кл. опасности).
- Содействие надзорным инстанциям (при осуществлении ими возложенных задач в части контроля параметров и характеристик процессов, состояния промышленного сооружения гидротехнического назначения на соответствие законодательным требованиям).
- Информирование населения в части вопросов, касающихся всех нюансов безопасности и состояния сооружения промышленного гидротехнического характера.
- Ведение ремонтных и прочих работ при условии, что гидротехнический объект или комплекс такого рода сооружений не отвечает или отвечает неполно законодательным требованиям безопасности, если этот факт был установлен.
- Регулярная и полная аттестация всех без исключения работников в области безопасности ГТС.
Кавитационные воздействия
Кавитация в водопропускных сооружениях обусловлена местным падением давления в потоке до критической величины, при которой происходит холодное кипение жидкости. Перемещение образующихся при кипении мельчайших пузырьков, наполненных паром, в область большего давления приводит к конденсации пара, захлопыванию пузырьков и ударам жидкости о твердые границы при захлопывании. В результате этого происходит разрушение материала, т. е. кавитационная эрозия.
При пропуске воды через водопропускные сооружения с достаточно большими скоростями наблюдается кавитационная эрозия сливных граней водослива, гасителей энергии в нижнем бьефе и плит водобоя, граней быков водосливных плотин (рис. 2.4,а), оголовков входных и выходных отверстий и быков напорных водоводов (рис. 2.4, б), участков водоводов за глубинными затворами (рис. 2.4, в) и др.
Дюкеры
При строительстве водоемов и прудов различают два типа дюкеров: засыпанные, размещаемые под каналами, водотоками и дорогами, и открытые, прокладываемые по склонам и дну пониженных участков трассы канала.
Первый тип дюкеров изображен на рисунке «Типы дюкеров», обозначенный буквами «а» и «г», а второй тип обозначает буква «д». Дюкер состоит из входного участка, напорных труб и выходного участка. Для уменьшения потерь напора сопряжения труб с входным и выходным участками выполняют плавными.
В открытых дюкерах для обеспечения фильтрационной устойчивости склонов долин на входном и выходном участках следует предусматривать противофильтрационные элементы. Перед входом в дюкер устанавливают решетку для задержания плавающего мусора.
В дюкерах шахтного типа необходимо в колодцах предусматривать отстойники для осаждения и задержания наносов с целью последующего их удаления. Скорость в трубе дюкера выбирают исходя из условий незаиляемости (обычно 1,5-3 м/с). Материал труб — бетон, железобетон, асбестоцемент, металл, пластик и др.
«На рыночных условиях»
Между тем, в России уже неоднократно выражали готовность сохранить транзит газа через Украину при условии, что это будет экономически целесообразно. В частности, об этом говорил президент РФ Владимир Путин на пресс-конференции по итогам переговоров в Москве с канцлером ФРГ Ангелой Меркель.
«Мы готовы, и я хочу это сказать ещё раз, публично уже говорил и хочу подчеркнуть, мы готовы и после 2024 года транзитировать газ через территорию Украины. Но мы должны понять, на какой срок, в каком объёме. А для этого мы должны получить ответ, в том числе от наших европейских партнёров, сколько же они у нас готовы закупать. Это же очевидная вещь. Мы не можем подписать транзитный контракт, если у нас нет контрактов на поставку нашим потребителям в Европе», — отмечал российский лидер 20 августа.
На эту же тему в июле высказывался и председатель правления «Газпрома» Алексей Миллер.
Также по теме
«Исходя из состояния системы»: в «Газпроме» заявили о готовности сохранить транзит газа через Украину после 2024 года
«Газпром» готов продолжить транспортировку газа через Украину после 2024 года, исходя из целесообразности и техсостояния украинской…
«Вопросы новых объёмов закупок газа из России для транзита через территорию Украины должны решаться на рыночных условиях и по рыночным ценам. Для объёмов новых закупок российского газа по украинскому маршруту суммарно выше текущих транзитных обязательств «Газпром» готов даже увеличить объёмы транзита через Украину», — подчёркивал Миллер.
Напомним, что строительство «Северного потока — 2», в котором Украина видит угрозу приостановки транзита газа через её территорию, было окончательно завершено 10 сентября.
Силы гидростатического и гидродинамического давления. Кавитация и аэрация
Силы гидростатического давления целесообразно определять, раскладывая их на горизонтальную и вертикальную составляющие. Горизонтальную составляющую W1, W2 силы гидростатического давления обычно вычисляют по эпюре горизонтальной составляющей давления, представленного в метрах водяного столба (рис. 2.1). Вертикальная составляющая W3, W4 равна весу воды в объеме «тела давления», заключенного между напорной поверхностью сооружения и вертикальной плоскостью, проведенной через нижнюю образующую этой поверхности до пересечения со свободной поверхностью воды.
Часть тела давления, заполненная водой, дает силу, направленную вниз, как это показано на рис. 2.1 (тело давления аbс и а’b’с’), незаполненная водой — вверх. Точка приложения сил определяется положением центра тяжести эпюры давления.
Силы гидродинамического давления
На обтекаемые потоком элементы сооружения действуют силы, слагающиеся из касательных и нормальных напряжений. Касательные напряжения направлены в сторону течения и практически ощутимы только при весьма больших скоростях. Нормальные напряжения (давление) обусловлены весом жидкости и изменением направления течения (скорости) при набегании потока на элементы конструкций, при изменении направления течения твердыми границами русла, при встрече с сооружением волн, свободных струй и др. При срыве вихрей с тела, обтекаемого жидкостью, появляется сила, возбуждающая колебания. При изменении во времени скорости движения жидкости в напорном водоводе (например, в процессе открытия или закрытия водовода) возникает гидравлический удар.
Силу гидродинамического давления на конструкцию в потоке, например на опору (гаситель, стойка), определяют по формуле
Регуляционные сооружения
Представляют собой преграды — дамбы из местных материалов (галька, гравий, песок, дерево), иногда из бетонных и железобетонных элементов, с поперечным сечением в форме трапеции. Материал этих сооружений не должен размываться потоком; если же материал может размываться потоком (песок,супесь, гравий), то он должен быть прикрыт неразмываемым защитным слоем камня, плитами, свайными стенками и т.п.
Регуляциояные сооружения должны быть гибкими в том смысле, что если основание их будет подмыто потоком, они деформируются но не разрушаются, заполняя собой образовавшийся размыв, и продолжают выполнять свои функции.
Для защиты берегов от размыва применяют сплошное гибкое покрытие, плавно очерченное в плане и выполняемое из камня, бетонных плит, из прорастающих материалов и др.
Схема перепадов
По типу водосливной части различают перепады по типу водослива с широким порогом, по типу водослива практического профиля и по типу водослива практического профиля с приподнятым порогом.
По числу ступеней перепады бывают одно-, двух-, трех- и многоступенчатыми. Теоретически число ступеней может быть достаточно большим. Все зависит от рельефа местности и общей высоты перепада. При этом на одном и том же участке может быть сочетание различных гидротехнических сооружений. Принципы расчета многоступенчатых перепадов не отличаются от одноступенчатых .
Если ступени многоступенчатого перепада одинаковы по размеру, то сам расчет упрощается. Перепады устраивают на тех участках местности, где уклон водотока оказывается больше критического. В состав гидравлического расчета одноступенчатого перепада входят расчеты его входной и водобойной частей. Входная часть перепада в зависимости от соотношения величин l и Н работает как водослив с широким порогом или как водослив практического профиля.
- Гидравлический расчет входной части производится на основе формулы расхода водослива и сводится к определению её ширины b при заданных р’ и Н(где Н— напор над входным порогом).
Гидравлический расчет многоступенчатого перепада состоит из расчета входной части, ступеней, водобойной части, расположенной ниже последней ступени, и выходной части.
Из прочих типов перепадов при различных параметрах водоема следует отметить напорный трубчатый, шахтный и трубчатый консольный, отличающийся относительно далеким выбросом струи и образованием воронки размыва в месте её падения.
«В Вашингтоне устали от украинских претензий»
По мнению экспертов, призывы США к Украине перестать постоянно жаловаться на «Северный поток — 2» говорят об усталости Вашингтона от претензий Киева.
- Процесс укладки труб «Северного потока — 2»
- globallookpress.com
Однако, с его точки зрения, у Киева вряд ли хватит средств, чтобы самостоятельно модернизировать свою ГТС, а его западные партнёры не горят желанием вкладываться в газопровод, который может оказаться невостребованным.
«Украинская сторона ранее пыталась предложить Германии, чтобы та вложила свои средства в её ГТС. Немецкие компании, однако, от этого предложения уклонились, ведь у них есть своя газораспределительная система, а Украина всего лишь транзитёр. Даже если и модернизировать её трубопровод, то не очень понятно, с какой именно целью. Ведь нет никаких гарантий продолжения транзита через страну», — пояснил эксперт.
В свою очередь, заместитель гендиректора по газовым проблемам в Фонде национальной энергетической безопасности Алексей Гривач усомнился, что призыв американцев развивать украинские месторождения услышат в Киеве, поскольку в это тоже надо вкладывать значительные средства.
«В целом деловой климат на Украине не позволяет серьёзным игрокам принимать подобного рода сложные инвестиционные решения. Пример тому — выход многих европейских и американских компаний из проектов по добыче газа», — рассказал Гривач в интервью RT.
В связи с этим, подчеркнул Оленченко, Киеву следовало бы задуматься об альтернативных вариантах организации своего газоснабжения, а не ждать помощи от западных партнёров.
«Рано или поздно украинская ГТС либо частично, либо полностью выйдет из строя. Поэтому необходимо уже сейчас беспокоиться о том, как решить эту проблему, в том числе найти источники финансирования, организаторов и исполнителей, потому что на самой Украине никого из этой категории нет», — резюмировал эксперт.