1. Hüdroelektrijaamade paigutusvorm
Hüdroelektrijaamade tüüpiliste paigutusvormide hulka kuuluvad peamiselt tamm-hüdroelektrijaamad, jõesängi tüüpi hüdroelektrijaamad ja ümbersuunamistüüpi hüdroelektrijaamad.
Tammitüüpi hüdroelektrijaam: Kasutab jõe veetaseme tõstmiseks paisu, et veesammast koondada. Sageli ehitatakse see jõgede kesk- ja ülemjooksul asuvatesse mägikanjonitesse ning on üldiselt keskmise kuni suure survega hüdroelektrijaam. Kõige levinum paigaldusmeetod on hüdroelektrijaam, mis asub tammi asukoha lähedal tugitammist allavoolu, mis on tammi taga asuv hüdroelektrijaam.
Jõesängi tüüpi hüdroelektrijaam: hüdroelektrijaam, kus elektrijaam, veetõkkevärav ja tamm on paigutatud jõesängi ritta, et ühiselt vett kinni pidada. Sageli ehitatakse seda jõgede kesk- ja alamjooksule ning see on üldiselt madala surve ja suure vooluhulgaga hüdroelektrijaam.
Ümbersuunamistüüpi hüdroelektrijaam: hüdroelektrijaam, mis kasutab ümbersuunamiskanalit jõelõigu languse kontsentreerimiseks, et moodustada elektritootmispea. See ehitatakse sageli väikese vooluhulga ja suure pikisuunalise kaldega jõgede kesk- ja ülemjooksule.
2. Hüdroelektrijaamade hoonete koostis
Hüdroelektrijaama keskuse projekti peamised ehitised hõlmavad järgmist: veehoidlad, väljalaskekonstruktsioonid, sisselaskekonstruktsioonid, ümbervoolu- ja äravoolutorustikud, tasapinnalised veekonstruktsioonid, elektri tootmise, muundamise ja jaotushooned jne.
1. Veepeetusstruktuurid: Veepeetusstruktuure kasutatakse jõgede kinnipidamiseks, tilkade koondamiseks ja reservuaaride, näiteks tammide, väravate jms moodustamiseks.
2. Vee väljalaskekonstruktsioonid: Vee väljalaskekonstruktsioone kasutatakse üleujutuste väljalaskmiseks, vee väljalaskmiseks allavoolu kasutamiseks või vee väljalaskmiseks reservuaaride veetaseme alandamiseks, näiteks ülevoolukanalid, ülevoolutunnelid, põhja väljalaskeavad jne.
3. Hüdroelektrijaama veehaardekonstruktsioon: Hüdroelektrijaama veehaardekonstruktsiooni kasutatakse vee juhtimiseks ümbervoolukanalisse, näiteks sügavasse ja madalasse rõhu all olevasse sisselaskeavasse või avatud rõhuta sisselaskeavasse.
4. Hüdroelektrijaamade vee ümbersuunamis- ja äravoolukonstruktsioonid: Hüdroelektrijaamade vee ümbersuunamiskonstruktsioone kasutatakse elektritootmisvee transportimiseks reservuaarist turbiingeneraatorisse; äravoolukonstruktsiooni kasutatakse elektritootmiseks kasutatava vee juhtimiseks allavoolu jõesängi. Levinud ehitiste hulka kuuluvad kanalid, tunnelid, survetorustikud jne, samuti ristehitised, näiteks akveduktid, truubid, ümberpööratud sifoonid jne.
5. Hüdroelektrijaamade tasapinnalised veekonstruktsioonid: Hüdroelektrijaamade tasapinnalisi veekonstruktsioone kasutatakse vooluhulga ja rõhu (veesügavuse) muutuste stabiliseerimiseks, mis on põhjustatud hüdroelektrijaama koormuse muutustest ümbervoolu- või tagaveekonstruktsioonides, näiteks rõhulise ümbervoolukanali paisutuskambris ja rõhuvaba ümbervoolukanali lõpus asuvas rõhueelkambris.
6. Elektrienergia tootmise, ümberkujundamise ja jaotushooned: sh peaelektrijaam (sh paigalduskoht) hüdrauliliste turbiingeneraatorite ja nende juhtimissüsteemi paigaldamiseks, abiseadmete abielektrijaam, trafode jaam trafode paigaldamiseks ja kõrgepingejaotusseadmed kõrgepingejaotusseadmete paigaldamiseks.
7. Muud ehitised: näiteks laevad, puud, kalad, liivatõkked, liiva loputamine jne.
Tammide ühine klassifikatsioon
Tamm viitab tammile, mis peatab jõgesid ja blokeerib vett, samuti tammile, mis blokeerib vett veehoidlates, jõgedes jne. Erinevate klassifitseerimiskriteeriumide kohaselt võib olla erinevaid klassifitseerimismeetodeid. Inseneritöö jaguneb peamiselt järgmisteks tüüpideks:
1. Gravitatsioonitamm
Gravitatsioonitamm on betoonist või kivist ehitatud tamm, mis stabiilsuse säilitamiseks tugineb peamiselt tammi kere omakaalule.
Gravitatsioonitammide tööpõhimõte
Veesurve ja muude koormuste mõjul tuginevad gravitatsioonitammid stabiilsusnõuete täitmiseks peamiselt tammi enda raskuse tekitatud libisemisvastasele jõule; samal ajal kasutatakse tammi kere omaraskuse tekitatud survepinget veesurve tekitatud tõmbepinge kompenseerimiseks, et täita tugevusnõudeid. Gravitatsioonitammi põhiprofiil on kolmnurkne. Tasapinnal on tammi telg tavaliselt sirge ja mõnikord, et kohaneda maastiku, geoloogiliste tingimustega või rummu paigutuse nõuetega, võib see olla paigutatud ka katkendliku joone või kaarena, millel on väike kumerus ülesvoolu suunas.
Gravitatsioonitammide eelised
(1) Konstruktsiooni funktsioon on selge, projekteerimismeetod on lihtne ning see on ohutu ja usaldusväärne. Statistika kohaselt on gravitatsioonitammide purunemismäär erinevat tüüpi tammide seas suhteliselt madal.
(2) Hea kohanemisvõime maastiku ja geoloogiliste tingimustega. Gravitatsioonitamme saab ehitada mis tahes kujuga jõeorgu.
(3) Üleujutusvee äravoolu probleem jaotuskeskuses on lihtne lahendada. Gravitatsiooniga tammidest saab teha ülevoolukonstruktsioone või tammi kere erinevatele kõrgustele saab rajada drenaažiavad. Üldiselt pole vaja paigaldada teist ülevoolukanalit ega drenaažitunnelit ning jaotuskeskuse paigutus on kompaktne.
(4) Mugav ehitustööde ümbersuunamiseks. Ehitusperioodil saab tammi korpust ümbersuunamiseks kasutada ja üldiselt pole täiendavat ümbersuunamistunnelit vaja.
(5) Mugav konstruktsioon.
Gravitatsioonitammide puudused
(1) Tammi kere ristlõige on suur ja materjali on kasutatud palju.
(2) Tammi kere pinge on madal ja materjali tugevust ei saa täielikult ära kasutada.
(3) Tammi kere ja vundamendi suur kokkupuutepind põhjustab tammi põhjas suurt tõstesurvet, mis on stabiilsuse seisukohalt ebasoodne.
(4) Tammi kere maht on suur ning betooni hüdratsioonisoojuse ja kõvenemise kokkutõmbumise tõttu ehitusperioodil tekivad ebasoodsad temperatuuri- ja kokkutõmbumispinged. Seetõttu on betooni valamisel vaja rangeid temperatuurikontrolli meetmeid.
2. Kaare tamm
Võlvtamm on aluspõhja külge kinnitatud ruumiline koorikstruktuur, mis moodustab ülesvoolu suunas kumera kaarekuju ja mille võlviprofiil on ülesvoolu suunas vertikaalse või kumera kõvera kujuga.
Kaarpaisude tööpõhimõte
Kaartammi konstruktsioonil on nii kaare- kui ka talaefekt ning sellele langev koormus surutakse osaliselt kokku mõlema kalda suunas kaare toimel, samal ajal kui teine osa kandub vertikaalsete talade toimel tammi põhjas olevale aluspõhjale.
Kaarpaisude omadused
(1) Stabiilsed omadused. Kaartammide stabiilsus sõltub peamiselt mõlema poole kaareotstes olevast reaktsioonijõust, erinevalt gravitatsioonitammidest, mis toetuvad stabiilsuse säilitamiseks omaraskusele. Seetõttu on kaartammidele seatud kõrged nõuded tammi asukoha maastikule ja geoloogilistele tingimustele, samuti ranged nõuded vundamendi käsitlusele.
(2) Konstruktsioonilised omadused. Kaartammid kuuluvad kõrge astme staatiliselt määramatute konstruktsioonide hulka, millel on suur ülekoormustaluvus ja kõrge ohutus. Kui väliskoormus suureneb või tammi osa praguneb, kohanduvad tammi kere kaare- ja talatoimed, põhjustades pingete ümberjaotumist tammi keres. Kaartamm on üldiselt ruumiline konstruktsioon, millel on kerge ja vastupidav kere. Inseneripraktika on näidanud, et ka selle seismiline vastupidavus on tugev. Lisaks, kuna kaar on tõukejõudu omav konstruktsioon, mis kannab peamiselt aksiaalset survet, on kaare sees olev paindemoment suhteliselt väike ja pingete jaotus suhteliselt ühtlane, mis soodustab materjali tugevuse rakendamist. Majanduslikust vaatenurgast on kaartammid väga hea tammitüüp.
(3) Koormuse karakteristikud. Võlvtammi kerel puuduvad püsivad paisumisvuugid ning temperatuurimuutused ja aluspõhja deformatsioon mõjutavad oluliselt tammi kere pinget. Projekteerimisel on vaja arvestada aluspõhja deformatsiooniga ja lisada temperatuur peamise koormusena.
Kaartammi õhukese profiili ja keeruka geomeetrilise kuju tõttu on ehituskvaliteedile, tammi materjali tugevusele ja lekkekindlusele esitatavad nõuded rangemad kui gravitatsioonitammidel.
3. Maa-kivist tamm
Muld-kalju tammid on kohalikest materjalidest, näiteks pinnasest ja kivist, ehitatud tammid ning on ajaloo vanim tammitüüp. Muld-kalju tammid on maailmas kõige laialdasemalt kasutatav ja kiiremini arenev tammiehituse tüüp.
Maakivist tammide laialdase kasutamise ja arendamise põhjused
(1) Materjale on võimalik hankida kohapealt ja lähedalt, säästes suures koguses tsementi, puitu ja terast ning vähendades ehitusplatsi välistranspordi mahtu. Tammide ehitamiseks saab kasutada peaaegu igasugust mulda ja kivimaterjali.
(2) Suudab kohaneda erinevate maastiku-, geoloogiliste ja kliimatingimustega. Eriti karmides kliimatingimustes, keerulistes insenergeoloogilistes tingimustes ja suure intensiivsusega maavärinate piirkondades on muld-kivim tammid tegelikult ainus teostatav tammitüüp.
(3) Suure mahutavusega, multifunktsionaalsete ja suure efektiivsusega ehitusmasinate väljatöötamine on suurendanud muld-kivist tammide tihendustihedust, vähendanud muld-kivist tammide ristlõiget, kiirendanud ehituse edenemist, vähendanud kulusid ja soodustanud kõrgmuld-kivist tammide ehituse arengut.
(4) Geotehnilise mehaanika teooria, katsemeetodite ja arvutustehnikate arengu tõttu on analüüsi ja arvutuste tase paranenud, projekteerimise edenemine on kiirenenud ning tammide projekteerimise ohutus ja töökindlus on veelgi tagatud.
(5) Muldkivist tammide ehitamise ja edendamise kiirendamisel on olulist rolli mänginud ka selliste inseneriprojektide nagu kõrged nõlvad, maa-alused insenerkonstruktsioonid ning kiire veevoolu energia hajumine ja erosiooni vältimine toetavate projekteerimis- ja ehitustehnoloogia põhjalik arendamine.
4. Kivitäite tamm
Kivitäite tamm viitab üldiselt tammitüübile, mis on ehitatud kivimaterjalide viskamise, täitmise ja rullimise abil. Kuna kivitäide on läbilaskev, on vaja kasutada mitteläbilaskvate materjalidena selliseid materjale nagu muld, betoon või asfaltbetoon.
Rockfill'i tammide omadused
(1) Konstruktsioonilised omadused. Tihendatud kivitäidise tihedus on suur, nihketugevus on suur ja tammi kallet saab teha suhteliselt järsuks. See mitte ainult ei säästa tammi täitekogust, vaid vähendab ka tammi põhja laiust. Veetranspordi ja äravoolukonstruktsioonide pikkust saab vastavalt vähendada ning rummu paigutus on kompaktne, mis vähendab veelgi insenerimahtu.
(2) Ehituslikud omadused. Vastavalt tammi kere iga osa pingeolukorrale saab kivitäite kere jagada erinevateks tsoonideks ning iga tsooni kivimaterjalide ja kompaktsuse osas saab täita erinevaid nõudeid. Drenaažistruktuuride ehitamisel rummusse kaevatud kivimaterjale saab täielikult ja mõistlikult kasutada, vähendades kulusid. Betoonkattega kivitäite tammide ehitamist mõjutavad vähem kliimatingimused, nagu vihmaperiood ja tugev külm, ning seda saab teostada suhteliselt tasakaalustatud ja tavapärasel viisil.
(3) Käitamise ja hooldamise omadused. Tihendatud kivitäite vajumisdeformatsioon on väga väike.
pumbajaam
1. Pumbajaama inseneri põhikomponendid
Pumbajaama projekt koosneb peamiselt pumplatest, torustikest, vee sisse- ja väljalaskehoonetest ning alajaamadest, nagu joonisel näidatud. Pumbaruumi on paigaldatud agregaat, mis koosneb veepumbast, ülekandeseadmest ja jõuallikast, samuti abiseadmetest ja elektriseadmetest. Peamised vee sisse- ja väljalaskekonstruktsioonid hõlmavad veevõtu- ja ümbersuunamisseadmeid, samuti sisse- ja väljalaskebasseine (või veetorne).
Pumbajaama torustikud sisaldavad sisse- ja väljalasketorusid. Sisselasketoru ühendab veeallika veepumba sisselaskeavaga, väljalasketoru aga on torujuhe, mis ühendab veepumba väljalaskeava ja väljalaskeava serva.
Pärast pumbajaama töölepanekut saab veevool siseneda veepumpa sisselaskeava ja sisselasketoru kaudu. Pärast veepumba poolt survestamist suunatakse veevool väljalaskeavasse (või veetorni) või torustikku, saavutades seeläbi vee tõstmise või transportimise eesmärgi.
2. Pumbajaama rummu paigutus
Pumpla projekteerimisel arvestatakse põhjalikult erinevate tingimuste ja nõuetega, määratakse kindlaks hoonete tüübid, korraldatakse mõistlikult nende suhteline asend ja käsitletakse nende omavahelisi seoseid. Pumpla paigutust arvestatakse peamiselt pumpla ülesannete põhjal. Erinevatel pumplatel peaksid olema erinevad paigutused oma põhitööde jaoks, näiteks pumplaruumid, sisse- ja väljalasketorustikud ning sisse- ja väljalaskehooned.
Vastavad abihooned, näiteks truubid ja kontrollväravad, peaksid olema põhiprojektiga kooskõlas. Lisaks, arvestades tervikliku kasutamise nõudeid, tuleks kui jaama piirkonnas on teede, laevanduse ja kalade läbipääsude nõuded, kaaluda teesildade, laevalüüside, kalateede jne paigutuse ja põhiprojekti vahelist seost.
Pumbajaamade erinevate ülesannete kohaselt hõlmab pumplate sõlmpunktide paigutus üldiselt mitut tüüpilist vormi, näiteks niisutuspumplad, drenaažipumplad ja drenaaži-niisutuskombinatsioonid.
Veevärav on madala rõhuga hüdrauliline konstruktsioon, mis kasutab väravaid vee kinnipidamiseks ja äravoolu kontrollimiseks. See ehitatakse sageli jõgede, kanalite, veehoidlate ja järvede kallastele.
1. Tavaliselt kasutatavate veeväravate klassifikatsioon
Veeväravate täidetavate ülesannete järgi liigitamine
1. Kontrollvärav: ehitatakse jõele või kanalile üleujutuste tõkestamiseks, veetaseme reguleerimiseks või vooluhulga kontrollimiseks. Jõekanalil asuvat kontrollväravat nimetatakse ka jõe sulgemisväravaks.
2. Sisselaskevärav: Ehitatakse jõe, veehoidla või järve kaldale veevoolu reguleerimiseks. Sisselaskeväravat tuntakse ka kui sisselaskeväravat või kanali suueväravat.
3. Üleujutuse ümbersuunamisvärav: See ehitatakse sageli jõe ühele kaldale ja seda kasutatakse allavoolu jõe ohutut läbilaskevõimet ületava üleujutusvee juhtimiseks üleujutuse ümbersuunamisalasse (üleujutuse kogumis- või kinnipidamisalasse) või ülevoolukanalisse. Üleujutuse ümbersuunamisvärav läbib vett mõlemas suunas ning pärast üleujutust hoitakse vesi sealt ja juhitakse jõesängi.
4. Drenaaživärav: ehitatakse sageli jõgede kallastele, et eemaldada sisemaal või madalikel põllukultuuridele kahjulikke veepeetuseid. Drenaaživärav on samuti kahesuunaline. Kui jõe veetase on kõrgem kui sisejärve või -süvendis, blokeerib drenaaživärav peamiselt vee, et jõgi ei ujutaks üle põllumaad või elamuid; kui jõe veetase on madalam kui sisejärve või -süvendis, kasutatakse drenaaživäravat peamiselt veepeetuse ja drenaaži korral.
5. Loodevärav: ehitatud mere suudmeala lähedale, suletakse mõõna ajal, et vältida merevee tagasivoolu; värava avamine mõõna ajal vee väljalaskmiseks tagab kahesuunalise vee blokeerimise. Loodeväravad sarnanevad drenaaživäravatega, kuid neid avatakse sagedamini. Kui loode on välismeres kõrgem kui sisejões, tuleb värav sulgeda, et vältida merevee tagasivoolu sisejõkke; kui loode on avamerel madalam kui sisejõe veetase, tuleb värav avada, et vesi välja lasta.
6. Liiva loputusvärav (liiva väljalaskevärav): see ehitatakse mudasele jõevoolule ja seda kasutatakse sisselaskevärava, kontrollvärava või kanalisüsteemi ette ladestunud sette ärajuhtimiseks.
7. Lisaks on jääblokkide, ujuvate esemete jms eemaldamiseks paigaldatud jää väljalaskeväravad ja reoveeväravad.
Väravakambri konstruktsioonilise vormi järgi saab selle jagada avatud tüüpi, rinnaseina tüüpi ja truubitüüpi jne.
1. Avatud tüüp: värava kaudu voolava vee pind ei ole takistatud ja tühjendusvõimsus on suur.
2. Rinnaseina tüüp: Värava kohal on rinnasein, mis võib vähendada väravale veetõkke ajal mõjuvat jõudu ja suurendada veetõkke amplituudi.
3. Truubi tüüp: Värava ees on survestatud või survestamata tunneli korpus ja tunneli ülaosa on kaetud täitepinnasega. Kasutatakse peamiselt väikeste veeväravate jaoks.
Väravavoolu suuruse järgi saab selle jagada kolmeks vormiks: suur, keskmine ja väike.
Suured veeväravad voolukiirusega üle 1000 m3/s;
Keskmise suurusega veevärav läbilaskevõimega 100–1000 m3/s;
Väikesed lüüsid läbilaskevõimega alla 100 m3/s.
2. Veeväravate koostis
Veevärav koosneb peamiselt kolmest osast: ülesvoolu ühendusosast, väravakambrist ja allavoolu ühendusosast.
Ülesvoolu ühendusosa: Ülesvoolu ühendusosa juhib veevoolu sujuvalt väravakambrisse, kaitseb nii kaldaid kui ka jõesängi erosiooni eest ning moodustab koos kambriga imbumisvastase maa-aluse kontuuri, et tagada nii kalda kui ka värava vundamendi imbumisvastane stabiilsus imbumisvee all. Üldiselt hõlmab see ülesvoolu tiibseinu, aluspinda, ülesvoolu erosioonivastaseid sooni ja mõlemal küljel asuvat nõlvakaitset.
Väravakamber: See on veevärava peamine osa ning selle ülesanne on kontrollida veetaset ja voolu ning vältida imbumist ja erosiooni.
Väravakambri sektsiooni konstruktsiooni kuuluvad: värav, väravasammas, külgsammas (kaldamüür), põhjaplaat, rinnasein, töösild, liiklussild, tõstuk jne.
Väravat kasutatakse voolu juhtimiseks läbi värava; värav asetatakse värava põhjaplaadile, ulatudes üle ava ja toetudes väravapostile. Värav jaguneb hooldusväravaks ja teenindusväravaks.
Tööväravat kasutatakse vee blokeerimiseks normaalse töö ajal ja väljalaskevoolu juhtimiseks;
Hooldusväravat kasutatakse ajutiseks veepeetuseks hoolduse ajal.
Väravaposti kasutatakse lahe augu eraldamiseks ning värava, rinnaseina, töötava silla ja liiklussilla toestamiseks.
Väravapost edastab värava, rinnaseina ja väravaposti enda veepeetusvõime poolt tekitatud veesurve põhjaplaadile;
Töövärava kohale paigaldatakse rinnasein, et aidata vett kinni hoida ja värava suurust oluliselt vähendada.
Rindkere seina saab muuta ka liikuvaks ning katastroofiliste üleujutuste korral saab rinnaseina avada, et suurendada vooluhulka.
Põhjaplaat on kambri alus, mida kasutatakse kambri ülemise konstruktsiooni kaalu ja koormuse edastamiseks vundamendile. Pehmele vundamendile ehitatud kambrit stabiliseerib peamiselt põhjaplaadi ja vundamendi vaheline hõõrdumine ning põhjaplaadil on ka lekke- ja hõõrdumisvastane funktsioon.
Töösildu ja liiklussildu kasutatakse tõsteseadmete paigaldamiseks, väravate käitamiseks ja väinaülese liikluse ühendamiseks.
Allavoolu ühendusosa: kasutatakse väravast läbiva veevoolu järelejäänud energia kõrvaldamiseks, veevoolu ühtlase difusiooni juhtimiseks väravast välja, voolukiiruse jaotuse reguleerimiseks ja voolukiiruse aeglustamiseks ning allavoolu erosiooni vältimiseks pärast vee väljavoolu väravast.
Üldiselt hõlmab see peatumisbasseini, perrooni, perrooni, allavoolu uhtmisvastast kanalit, allavoolu tiibseinu ja mõlemal küljel nõlvakaitset.
Postituse aeg: 21. november 2023
