1. A vízerőművek elrendezése
A vízerőművek tipikus elrendezési formái főként a gát típusú vízerőművek, a meder típusú vízerőművek és az elterelő típusú vízerőművek.
Gát típusú vízerőmű: Gát segítségével emeli a folyó vízszintjét, hogy a vízszintet koncentrálja. Gyakran magashegyi kanyonokban, a folyók középső és felső szakaszán épül, általában közepes vagy nagy vízszintű vízerőmű. A leggyakoribb telepítési mód egy vízerőmű, amelyet a támgát mögött, a gát telephelye közelében helyeznek el.
Meder típusú vízerőmű: Olyan vízerőmű, ahol az erőmű, a vízvisszatartó zsilip és a gát egy sorban helyezkedik el a mederben, hogy együttesen tartsa vissza a vizet. Gyakran a folyók középső és alsó szakaszán épül, általában kis vízhozamú, nagy hozamú vízerőmű.
Elterelő típusú vízerőmű: Olyan vízerőmű, amely elterelő csatornát használ a folyószakasz esésének koncentrálására, hogy energiatermelő fejet képezzen. Gyakran építik alacsony vízhozamú és nagy hosszirányú lejtésű folyók középső és felső szakaszán.
2. A vízerőmű épületeinek összetétele
A vízerőmű-központ projekt főbb épületei a következők: vízvisszatartó műtárgyak, kibocsátási műtárgyak, beömlő műtárgyak, elterelő és alvízi műtárgyak, síkvízi műtárgyak, energiatermelő, átalakító és elosztó épületek stb.
1. Vízvisszatartó műtárgyak: A vízvisszatartó műtárgyakat folyók felfogására, cseppek koncentrálására és víztározók, például gátak, kapuk stb. kialakítására használják.
2. Vízkieresztő műtárgyak: A vízkieresztő műtárgyakat árvizek kieresztésére, víz kieresztésére a folyásirányban történő felhasználás céljából, vagy víztározók vízszintjének csökkentésére használják, például túlfolyók, túlfolyó alagút, alsó kifolyó stb.
3. Vízerőmű vízbevezető műtárgya: A vízerőmű vízbevezető műtárgya a víz elterelő csatornába történő bevezetésére szolgál, például mély és sekély nyomású beömlőnyíláson vagy nyomás nélküli nyitott beömlőnyíláson.
4. Vízerőművek vízelterelő és alvízcsatornái: A vízerőművek vízelterelő műtárgyai az energiatermelő vizet a tározóból a turbinagenerátor egységbe szállítják; az alvízcsatornán keresztül vezetik el az energiatermeléshez felhasznált vizet a folyó alsó folyásába. Gyakori épületek közé tartoznak a csatornák, alagutak, nyomóvezetékek stb., valamint a keresztező épületek, mint például a vízvezetékek, átereszek, fordított szifonok stb.
5. Vízerőművi síkvízi műtárgyak: A vízerőművi síkvízi műtárgyakat a vízerőmű terhelésének változásai által okozott áramlási és nyomásváltozások (vízmélység) stabilizálására használják az elterelő vagy alvízi műtárgyakban, például a nyomás alatti elterelő csatorna lökőkamrájában és a nem nyomás alatti elterelő csatorna végén található nyomás alatti előöbölben.
6. Energiatermelő, -átalakító és -elosztó épületek: beleértve a fő erőművet (beleértve a telepítési helyet is) a hidraulikus turbinás generátoregységek és azok vezérlésének telepítésére, a segédberendezések segéderőművét, a transzformátortelepet a transzformátorok telepítésére, valamint a nagyfeszültségű elosztóberendezések telepítésére szolgáló nagyfeszültségű kapcsolóberendezéseket.
7. Egyéb épületek: például hajók, fák, halak, homokblokkolás, homoköblítés stb.
A gátak általános osztályozása
A gát olyan gát, amely felfogja a folyókat és elzárja a vizet, valamint olyan gát, amely elzárja a vizet a víztározókban, folyókban stb. Különböző osztályozási kritériumok szerint különböző osztályozási módszerek létezhetnek. A mérnöki tudományok főként a következő típusokra oszlanak:
1. Gravitációs gát
A gravitációs gát egy olyan anyagból épített gát, mint a beton vagy a kő, amely főként a gáttest önsúlyára támaszkodik a stabilitás fenntartása érdekében.
A gravitációs gátak működési elve
A víznyomás és egyéb terhelések hatására a gravitációs gátak főként a gát saját súlya által létrehozott csúszásgátló erőre támaszkodnak a stabilitási követelmények teljesítése érdekében; Ugyanakkor a gáttest saját súlya által létrehozott nyomófeszültséget a víznyomás okozta húzófeszültség ellensúlyozására használják fel a szilárdsági követelmények teljesítése érdekében. A gravitációs gát alapprofilja háromszög alakú. Síkban a gát tengelye általában egyenes, és néha a terephez, a geológiai viszonyokhoz való alkalmazkodás vagy a kerékagy elrendezésének követelményeinek való megfelelés érdekében törött vonalként vagy ívként is elrendezhető, kis görbülettel a felfelé irányuló irányban.
A gravitációs gátak előnyei
(1) A szerkezeti funkció egyértelmű, a tervezési módszer egyszerű, biztonságos és megbízható. A statisztikák szerint a gravitációs gátak meghibásodási aránya viszonylag alacsony a különböző típusú gátakhoz képest.
(2) Kiváló alkalmazkodóképesség a terephez és a geológiai viszonyokhoz. A gravitációs gátak bármilyen alakú folyóvölgyben építhetők.
(3) Az árvízi lefolyás problémája a csomópontnál könnyen megoldható. A gravitációs gátak túlfolyó szerkezetekké alakíthatók, vagy a gáttest különböző magasságaiban vízelvezető lyukak alakíthatók ki. Általában nincs szükség további túlfolyó vagy vízelvezető alagút telepítésére, és a csomópont elrendezése kompakt.
(4) Kényelmes az építési elterelés szempontjából. Az építési időszak alatt a gáttest elterelésre használható, és általában nincs szükség további elterelő alagútra.
(5) Kényelmes felépítés.
A gravitációs gátak hátrányai
(1) A gáttest keresztmetszeti mérete nagy, és nagy mennyiségű anyagot használnak fel.
(2) A gáttest feszültsége alacsony, és az anyag szilárdsága nem használható ki teljes mértékben.
(3) A gáttest és az alapozás közötti nagy érintkezési felület nagy felhajtóerőt eredményez a gát alján, ami kedvezőtlen a stabilitás szempontjából.
(4) A gáttest térfogata nagy, és a beton hidratációs hője és keményedési zsugorodása miatt az építési időszak alatt kedvezőtlen hőmérsékleti és zsugorodási feszültségek keletkeznek. Ezért a beton öntésekor szigorú hőmérséklet-szabályozási intézkedésekre van szükség.
2. Arch-gát
A boltívgát egy térbeli héjszerkezet, amely az alapkőzethez rögzített, és a síkban domború ív alakot alkot a folyásiránnyal szemben, ívkorona profilja pedig függőleges vagy domború görbe alakot mutat a folyásiránnyal szemben.
Az ívgátak működési elve
Egy ívgát szerkezete ív- és gerendahatásokkal is rendelkezik, és a teher, amit visel, részben mindkét part felé nyomódik az ív hatására, míg a másik rész a gát alján lévő alapkőzetre a függőleges gerendák hatására adódik át.
Az ívgátak jellemzői
(1) Stabil jellemzők. Az ívgátak stabilitása főként a két oldalon lévő ívvégeknél ható reakcióerőn múlik, ellentétben a gravitációs gátakkal, amelyek az önsúlyra támaszkodnak a stabilitás fenntartása érdekében. Ezért az ívgátaknak magas követelményeket támasztanak a gát helyszínének terep- és geológiai viszonyaival, valamint szigorú alapozási követelményekkel szemben.
(2) Szerkezeti jellemzők. Az ívgátak a magas rendű statikailag határozatlan szerkezetek közé tartoznak, erős túlterhelhetőséggel és nagy biztonsággal. Amikor a külső terhelések megnőnek, vagy a gát egy részén lokális repedések keletkeznek, a gáttest ív- és gerendahatásai alkalmazkodnak, ami feszültség-újraelosztást okoz a gáttestben. Az ívgát egy átfogó térbeli szerkezet, könnyű és rugalmas testtel. A mérnöki gyakorlat azt mutatja, hogy szeizmikus ellenállása is erős. Ezenkívül, mivel az ív egy tolóerő-szerkezet, amely főként axiális nyomást viseli, az ív belsejében a hajlítónyomaték viszonylag kicsi, és a feszültségeloszlás viszonylag egyenletes, ami elősegíti az anyag szilárdságának kifejtését. Gazdasági szempontból az ívgátak nagyon kiváló típusú gátak.
(3) Terhelési jellemzők. Az ívgát testének nincsenek állandó dilatációs hézagai, és a hőmérsékletváltozások, valamint az alapkőzet deformációja jelentős hatással van a gáttest feszültségére. Tervezéskor figyelembe kell venni az alapkőzet deformációját, és a hőmérsékletet fő terhelésként kell figyelembe venni.
A boltíves gát vékony profilja és összetett geometriai alakja miatt az építési minőség, a gát anyagának szilárdsága és a szivárgásgátló követelmények szigorúbbak, mint a gravitációs gátak esetében.
3. Föld-kőzet gát
A föld-kőzet gátak helyi anyagokból, például földből és kőből épült gátak, és a történelem legrégebbi gáttípusai. A föld-kőzet gátak a világon a legszélesebb körben használt és leggyorsabban fejlődő gátépítési típus.
A földkőzet-gátak széles körű alkalmazásának és fejlesztésének okai
(1) A helyben és a közelben beszerezhetők anyagok, amivel jelentős mennyiségű cement, fa és acél takarítható meg, valamint csökkenthető az építési területen a külső szállítási mennyiség. Gátak építéséhez szinte bármilyen föld- és kőanyag felhasználható.
(2) Képes alkalmazkodni a különböző terepviszonyokhoz, geológiai és éghajlati viszonyokhoz. Különösen a zord éghajlaton, összetett mérnöki geológiai körülmények között és nagy intenzitású földrengésveszélyes területeken a föld-kőzet gátak valójában az egyetlen járható gáttípus.
(3) A nagy kapacitású, multifunkcionális és nagy hatékonyságú építőgépek fejlődése növelte a föld-kőzet gátak tömörödési sűrűségét, csökkentette a föld-kőzet gátak keresztmetszetét, felgyorsította az építési folyamatot, csökkentette a költségeket, és elősegítette a magas föld-kőzet gátak építésének fejlődését.
(4) A geotechnikai mechanika elméletének, a kísérleti módszereknek és a számítási technikáknak köszönhetően javult az elemzés és a számítás szintje, felgyorsult a tervezési folyamat, és tovább garantálták a gáttervezés biztonságát és megbízhatóságát.
(5) A földkőzeti gátak építésének és népszerűsítésének felgyorsításában fontos szerepet játszott a mérnöki projektek, például a nagy lejtésűek, a földalatti mérnöki szerkezetek, valamint a nagysebességű vízáramlási energiaelvezetés és az eróziógátlás tervezési és kivitelezési technológiájának átfogó fejlesztése is.
4. Kőzetkitöltő gát
A kőtöltésű gát általában olyan gáttípusra utal, amelyet olyan módszerekkel építettek, mint a kőanyagok dobása, feltöltése és hengerlése. Mivel a kőtöltés áteresztő, áthatolhatatlan anyagként olyan anyagokat kell használni, mint a talaj, a beton vagy az aszfaltbeton.
A sziklatöltésű gátak jellemzői
(1) Szerkezeti jellemzők. A tömörített kőzetfeltöltés sűrűsége nagy, a nyírószilárdság nagy, és a gát lejtése viszonylag meredek lehet. Ez nemcsak a gát feltöltési mennyiségét takarítja meg, hanem a gát aljának szélességét is csökkenti. A vízszállító és -elvezető szerkezetek hossza ennek megfelelően csökkenthető, és a csomópont elrendezése kompakt, ami tovább csökkenti a mérnöki mennyiséget.
(2) Építési jellemzők. A gáttest egyes részeinek feszültségi helyzetétől függően a kőzetkitöltő test különböző zónákra osztható, és az egyes zónák kőanyagaira és tömörségére vonatkozó eltérő követelmények teljesíthetők. A csomópontban lévő vízelvezető szerkezetek építése során kitermelt kőanyagok teljes mértékben és ésszerűen felhasználhatók, csökkentve a költségeket. A betonnal borított kőzetkitöltő gátak építését kevésbé befolyásolják az olyan éghajlati viszonyok, mint az esős évszak és a súlyos hideg, és viszonylag kiegyensúlyozott és normális módon végezhető el.
(3) Üzemeltetési és karbantartási jellemzők. A tömörített kőzetfeltöltés süllyedési alakváltozása nagyon kicsi.
szivattyútelep
1. A szivattyútelep-tervezés alapvető elemei
A szivattyútelep projekt főként szivattyúházakból, csővezetékekből, vízbevezető és -kivezető épületekből, valamint alállomásokból áll, ahogy az ábrán is látható. A szivattyúházban egy vízszivattyúból, átviteli berendezésből és tápegységből álló egység, valamint segédberendezések és elektromos berendezések találhatók. A fő vízbevezető és -kivezető szerkezetek közé tartoznak a vízbevezető és -elvezető létesítmények, valamint a bevezető és kivezető medencék (vagy víztornyok).
A szivattyúállomás csővezetékei be- és kimeneti csövekből állnak. A beömlőcső a vízforrást a vízszivattyú bemenetéhez köti, míg a kimeneti cső a vízszivattyú kimenetét és a kimeneti szélét összekötő csővezeték.
Miután a szivattyúállomás üzembe helyezték, a vízáram a beömlőépületen és a beömlőcsövön keresztül juthat be a vízszivattyúba. Miután a vízszivattyú nyomás alá helyezte, a vízáram a kifolyómedencébe (vagy víztoronyba) vagy a csővezeték-hálózatba kerül, ezáltal megvalósítva a víz emelésének vagy szállításának célját.
2. A szivattyúállomás csomópontjának elrendezése
A szivattyútelep-tervezés csomópont-elrendezésének átfogóan figyelembe kell vennie a különböző feltételeket és követelményeket, meg kell határoznia az épületek típusait, ésszerűen kell elrendezni azok relatív helyzetét, és kezelni kell azok egymáshoz való viszonyát. A csomópont elrendezését elsősorban a szivattyútelep által ellátott feladatok alapján kell figyelembe venni. A különböző szivattyútelepeknek eltérő elrendezéssel kell rendelkezniük a főbb munkáikhoz, például szivattyúházakhoz, be- és kimeneti csővezetékekhez, valamint be- és kimeneti épületekhez.
A megfelelő melléképületeknek, mint például az átereszek és a vezérlőkapuk, kompatibilisnek kell lenniük a fő projekttel. Ezenkívül, figyelembe véve a teljes körű hasznosítás követelményeit, ha vannak követelmények az utakra, a hajózásra és a halak áthaladására az állomás területén belül, figyelembe kell venni a közúti hidak, hajózsilipek, halutak stb. elrendezése és a fő projekt közötti kapcsolatot.
A szivattyútelepek által ellátott különböző feladatoktól függően a szivattyútelep-központok elrendezése általában több tipikus formát foglal magában, mint például az öntözőszivattyútelepek, a vízelvezető szivattyútelepek és a vízelvezető öntöző kombinált állomások.
A vízzár egy alacsony nyomású hidraulikus szerkezet, amely zsilipeket használ a víz visszatartására és a lefolyás szabályozására. Gyakran folyók, csatornák, víztározók és tavak partján építik.
1. A gyakran használt vízkapuk osztályozása
A vízkapuk által végzett feladatok szerinti osztályozás
1. Szabályozókapu: folyóra vagy csatornára építve árvizek eltorlaszolására, vízszint szabályozására vagy a lefolyás szabályozására. A folyómedrében található szabályozókapu folyóelzáró kapunak is nevezik.
2. Beömlőkapu: Folyó, víztározó vagy tó partjára építik a víz áramlásának szabályozására. A beömlőkapu beömlőkapunak vagy csatornafőkapunak is nevezik.
3. Árvízelvezető zsilip: Gyakran a folyó egyik oldalán építik, és arra használják, hogy az alsóbb folyású folyó biztonságos lefolyási kapacitását meghaladó árvizet az árvízelvezető területre (árvíztározó vagy -visszatartó terület) vagy bukótérbe vezessék. Az árvízelvezető zsilip mindkét irányban áthalad a vízen, és az árvíz után a vizet tárolják és innen vezetik a folyómederbe.
4. Vízelvezető zsilip: gyakran építik folyók partján, hogy eltávolítsák a pangó vizet, amely káros a szárazföldi vagy alacsonyan fekvő területeken élő növényekre. A vízelvezető zsilip kétirányú is. Amikor a folyó vízszintje magasabb, mint a belső tó vagy mélyedés vízszintje, a vízelvezető zsilip elsősorban a víz elzárására szolgál, hogy megakadályozza a folyó elárasztását a mezőgazdasági területeken vagy lakóépületekben; Amikor a folyó vízszintje alacsonyabb, mint a belső tó vagy mélyedés vízszintje, a vízelvezető zsilipet elsősorban a pangó víz és a vízelvezetés megakadályozására használják.
5. Árapály-kapu: a tenger torkolatának közelében épül, dagálykor zárva, hogy megakadályozza a tengervíz visszaáramlását; apálykor a kapu kinyitása a víz kiengedéséhez kétirányú vízzárást eredményez. Az árapály-kapuk hasonlóak a vízelvezető kapukhoz, de gyakrabban működtetik őket. Amikor a külső tengerben az árapály magasabb, mint a belső folyóban, zárja be a kaput, hogy megakadályozza a tengervíz visszaáramlását a belső folyóba; Amikor a nyílt tengerben az árapály alacsonyabb, mint a belső tengerben lévő folyóvíz, nyissa ki a kaput a víz kiengedéséhez.
6. Homoköblítő zsilip (homokürítő zsilip): Sáros folyófolyásra építve a beömlő zsilip, a szabályozó zsilip vagy a csatornarendszer elé lerakódott üledék elvezetésére szolgál.
7. Ezenkívül jégleeresztő kapuk és szennyvízelvezető kapuk is vannak, amelyek a jégtömbök, úszó tárgyak stb. eltávolítására szolgálnak.
A kapukamra szerkezeti formája szerint felosztható nyitott típusra, mellkasi falú típusra és áteresz típusra stb.
1. Nyitott típus: A kapun átáramló víz felszíne nincs elzárva, és a kisülési kapacitás nagy.
2. Mellfal típusa: A kapu felett egy mellfal található, amely csökkentheti a kapura ható erőt a víz elzárása során, és növelheti a víz elzárásának amplitúdóját.
3. Átvezető típus: A kapu előtt nyomás alatti vagy nyomás nélküli alagúttest található, az alagút tetejét pedig feltöltőföld borítja. Főleg kis vízkapukhoz használják.
A kapuáramlás mérete szerint három formára osztható: nagy, közepes és kicsi.
Nagy vízkapuk, 1000 m3/s feletti áramlási sebességgel;
Közepes méretű vízkapu, 100-1000 m3/s kapacitással;
100 m3/s-nál kisebb kapacitású kis zsilipek.
2. A vízkapuk összetétele
A vízzár főként három részből áll: a felső áramlási csatlakozó szakaszból, a kapukamrából és a alsó áramlási csatlakozó szakaszból.
Felvízi csatlakozó szakasz: A felvízi csatlakozó szakasz a víz áramlását a kapukamrába vezeti, védi a partokat és a folyómedret az eróziótól, és a kamrával együtt egy szivárgásgátló földalatti kontúrt alkot, hogy biztosítsa mind a partok, mind a kapualap szivárgásgátló stabilitását a szivárgás alatt. Általában felvízi szárnyfalakat, ágyazatot, felvízi eróziógátló hornyokat és mindkét oldali rézsűvédelmet foglal magában.
Zárókamra: A vízzár fő része, feladata a vízszint és az áramlás szabályozása, valamint a szivárgás és az erózió megakadályozása.
A kapukamra szakasz szerkezete magában foglalja: kaput, kapupillért, oldalpillért (partfalat), fenéklemezt, mellfalat, munkahidat, közlekedési hidat, emelőt stb.
A kapu a kapun áthaladó áramlás szabályozására szolgál; A kaput a kapu alsó lapjára helyezik, áthidalja a nyílást, és a kapuoszlop támasztja alá. A kapu karbantartó kapura és szervizkapura van osztva.
A munkakapu a víz normál működés közbeni blokkolására és a kiömlő áramlás szabályozására szolgál;
A karbantartó kaput ideiglenes vízvisszatartásra használják karbantartás közben.
A kapupillér elválasztja az öböl nyílását, és megtámasztja a kaput, a mellfalat, a munkahidat és a közlekedési hidat.
A kapupillér a kapu, a mellfal és a kapupillér vízmegtartó képessége által viselt víznyomást továbbítja az alsó lemeznek;
A mellfalat a munkakapu fölé szerelik fel, hogy segítsen megtartani a vizet és jelentősen csökkentse a kapu méretét.
A mellfal mozgathatóvá is alakítható, és katasztrofális árvizek esetén a mellfal kinyitható a vízhozam növelése érdekében.
Az alsó lemez a kamra alapja, amely a kamra felső szerkezetének súlyát és terhelését viszi át az alapra. A puha alapra épített kamrát elsősorban az alsó lemez és az alap közötti súrlódás stabilizálja, az alsó lemez pedig szivárgásgátló és súrlódásgátló funkciókat is ellát.
A munkahidakat és a közlekedési hidakat emelőberendezések telepítésére, kapuk működtetésére és a tengerszoroson átívelő forgalom összekapcsolására használják.
Lefelé irányuló csatlakozó szakasz: a kapun áthaladó víz áramlásának fennmaradó energiájának kiküszöbölésére, a víz áramlásának egyenletes diffúziójának irányítására a kapun kívül, az áramlási sebesség eloszlásának beállítására és az áramlási sebesség lassítására, valamint a kapun kifolyó víz utáni erózió megakadályozására szolgál.
Általában tartalmaz egy csillapító medencét, előteret, szellőzősávot, folyásirányban víz elleni csapadékgátló csatornát, folyásirányban víz feletti szárnyfalakat és mindkét oldalon lejtővédelmet.
Közzététel ideje: 2023. november 21.
