1. Bentuk tata letak pembangkit listrik tenaga air
Bentuk tata letak pembangkit listrik tenaga air yang umum meliputi pembangkit listrik tenaga air tipe bendungan, pembangkit listrik tenaga air tipe dasar sungai, dan pembangkit listrik tenaga air tipe pengalihan.
Pembangkit listrik tenaga air tipe bendungan: Memanfaatkan bendungan untuk menaikkan permukaan air di sungai, guna memusatkan tinggi muka air. Sering dibangun di ngarai pegunungan tinggi di bagian tengah dan hulu sungai, umumnya merupakan pembangkit listrik tenaga air dengan tinggi muka air sedang hingga tinggi. Metode tata letak yang paling umum adalah pembangkit listrik tenaga air yang terletak di hilir bendungan penahan di dekat lokasi bendungan, atau pembangkit listrik tenaga air di belakang bendungan.
Pembangkit listrik tenaga air tipe dasar sungai: Pembangkit listrik tenaga air di mana pembangkit listrik, pintu air penahan air, dan bendungan disusun berderet di dasar sungai untuk bersama-sama menahan air. Sering dibangun di bagian tengah dan hilir sungai, umumnya merupakan pembangkit listrik tenaga air dengan ketinggian jatuh rendah dan debit tinggi.
Pembangkit listrik tenaga air tipe pengalihan: Pembangkit listrik tenaga air yang menggunakan saluran pengalihan untuk memusatkan penurunan ketinggian suatu bagian sungai guna membentuk ketinggian pembangkit listrik. Pembangkit ini sering dibangun di bagian tengah dan hulu sungai dengan aliran rendah dan kemiringan memanjang sungai yang besar.
2. Komposisi Bangunan Pusat Pembangkit Listrik Tenaga Air
Bangunan utama proyek pusat pembangkit listrik tenaga air meliputi: struktur penahan air, struktur pembuangan, struktur saluran masuk, struktur pengalihan dan saluran keluar, struktur pengatur ketinggian air, bangunan pembangkitan, transformasi, dan distribusi listrik, dll.
1. Struktur penahan air: Struktur penahan air digunakan untuk membendung sungai, memusatkan tetesan air, dan membentuk waduk, seperti bendungan, pintu air, dan lain sebagainya.
2. Struktur pelepasan air: Struktur pelepasan air digunakan untuk melepaskan air banjir, atau melepaskan air untuk penggunaan hilir, atau melepaskan air untuk menurunkan permukaan air waduk, seperti pelimpah, terowongan pelimpah, saluran keluar bawah, dll.
3. Struktur pengambilan air pembangkit listrik tenaga air: Struktur pengambilan air pembangkit listrik tenaga air digunakan untuk memasukkan air ke dalam saluran pengalihan, seperti saluran masuk dalam dan dangkal bertekanan atau saluran masuk terbuka tanpa tekanan.
4. Struktur pengalihan air dan saluran pembuangan air pada pembangkit listrik tenaga air: Struktur pengalihan air pada pembangkit listrik tenaga air digunakan untuk mengangkut air pembangkit listrik dari waduk ke unit turbin generator; Struktur saluran pembuangan air digunakan untuk membuang air yang digunakan untuk pembangkit listrik ke saluran sungai hilir. Bangunan umum meliputi saluran, terowongan, pipa bertekanan, dll., serta bangunan melintang seperti saluran air, gorong-gorong, siphon terbalik, dll.
5. Struktur air datar PLTA: Struktur air datar PLTA digunakan untuk menstabilkan perubahan aliran dan tekanan (kedalaman air) yang disebabkan oleh perubahan beban pembangkit listrik tenaga air di struktur pengalihan atau hilir, seperti ruang penampung di saluran pengalihan bertekanan dan waduk penampung tekanan di ujung saluran pengalihan tidak bertekanan.
6. Bangunan pembangkitan, transformasi, dan distribusi daya: termasuk rumah pembangkit utama (termasuk lokasi instalasi) untuk memasang unit generator turbin hidrolik dan kontrolnya, rumah pembangkit listrik bantu, halaman transformator untuk memasang transformator, dan panel distribusi tegangan tinggi untuk memasang perangkat distribusi tegangan tinggi.
7. Bangunan lainnya: seperti kapal, pohon, ikan, penahan pasir, penyiram pasir, dll.
Klasifikasi umum bendungan
Bendungan mengacu pada bendungan yang membendung sungai dan menahan air, serta bendungan yang menahan air di waduk, sungai, dan lain sebagainya. Menurut kriteria klasifikasi yang berbeda, dapat ada berbagai metode klasifikasi. Teknik bendungan terutama dibagi menjadi beberapa jenis berikut:
1. Bendungan Gravitasi
Bendungan gravitasi adalah bendungan yang dibangun dengan material seperti beton atau batu, yang terutama bergantung pada berat sendiri badan bendungan untuk menjaga stabilitasnya.
Prinsip kerja bendungan gravitasi
Di bawah pengaruh tekanan air dan beban lainnya, bendungan gravitasi terutama mengandalkan gaya anti selip yang dihasilkan oleh berat bendungan itu sendiri untuk memenuhi persyaratan stabilitas; pada saat yang sama, tegangan tekan yang dihasilkan oleh berat sendiri badan bendungan digunakan untuk mengimbangi tegangan tarik yang disebabkan oleh tekanan air, untuk memenuhi persyaratan kekuatan. Profil dasar bendungan gravitasi adalah segitiga. Pada bidang datar, sumbu bendungan biasanya lurus, dan terkadang untuk menyesuaikan dengan medan, kondisi geologis, atau untuk memenuhi persyaratan tata letak pusat, dapat juga disusun sebagai garis patah atau lengkungan dengan sedikit kelengkungan ke arah hulu.
Keunggulan bendungan gravitasi
(1) Fungsi strukturalnya jelas, metode desainnya sederhana, dan aman serta dapat diandalkan. Menurut statistik, tingkat kegagalan bendungan gravitasi relatif rendah dibandingkan berbagai jenis bendungan.
(2) Kemampuan adaptasi yang kuat terhadap medan dan kondisi geologis. Bendungan gravitasi dapat dibangun di lembah sungai dengan bentuk apa pun.
(3) Masalah pelepasan banjir di pusat bendungan mudah diatasi. Bendungan gravitasi dapat dibuat menjadi struktur pelimpah, atau lubang drainase dapat dibuat pada ketinggian yang berbeda di badan bendungan. Umumnya, tidak perlu memasang pelimpah atau terowongan drainase lain, dan tata letak pusat bendungan kompak.
(4) Memudahkan pengalihan selama konstruksi. Selama periode konstruksi, badan bendungan dapat digunakan untuk pengalihan, dan umumnya tidak diperlukan terowongan pengalihan tambahan.
(5) Konstruksi yang mudah.
Kelemahan bendungan gravitasi
(1) Ukuran penampang badan bendungan besar, dan jumlah material yang digunakan juga besar.
(2) Tegangan badan bendungan rendah, dan kekuatan material tidak dapat dimanfaatkan sepenuhnya.
(3) Luasnya area kontak antara badan bendungan dan pondasi mengakibatkan tekanan angkat yang tinggi di dasar bendungan, yang tidak menguntungkan bagi stabilitas.
(4) Volume badan bendungan besar, dan karena panas hidrasi dan penyusutan pengerasan beton selama periode konstruksi, akan timbul tegangan suhu dan penyusutan yang merugikan. Oleh karena itu, diperlukan tindakan pengendalian suhu yang ketat saat pengecoran beton.
2. Bendungan Lengkung
Bendungan lengkung adalah struktur cangkang spasial yang dipasang pada batuan dasar, membentuk bentuk lengkung cembung pada bidang yang mengarah ke hulu, dan profil puncak lengkungnya menampilkan bentuk lengkung vertikal atau cembung ke arah hulu.
Prinsip kerja bendungan lengkung
Struktur bendungan lengkung memiliki efek lengkung dan balok, dan beban yang ditanggungnya sebagian dikompresi ke kedua tepi sungai melalui aksi lengkung, sementara bagian lainnya ditransmisikan ke batuan dasar di bagian bawah bendungan melalui aksi balok vertikal.
Karakteristik bendungan lengkung
(1) Karakteristik stabil. Stabilitas bendungan lengkung terutama bergantung pada gaya reaksi di ujung lengkung di kedua sisi, tidak seperti bendungan gravitasi yang bergantung pada berat sendiri untuk menjaga stabilitas. Oleh karena itu, bendungan lengkung memiliki persyaratan tinggi terhadap kondisi medan dan geologi lokasi bendungan, serta persyaratan ketat untuk penanganan pondasi.
(2) Karakteristik struktural. Bendungan lengkung termasuk dalam struktur statis tak tentu tingkat tinggi, dengan kapasitas beban berlebih yang kuat dan keamanan yang tinggi. Ketika beban eksternal meningkat atau sebagian bendungan mengalami retakan lokal, aksi lengkung dan balok badan bendungan akan menyesuaikan diri, menyebabkan redistribusi tegangan di dalam badan bendungan. Bendungan lengkung merupakan struktur spasial keseluruhan, dengan badan yang ringan dan elastis. Praktik rekayasa telah menunjukkan bahwa ketahanan seismiknya juga kuat. Selain itu, karena lengkung merupakan struktur dorong yang terutama menahan tekanan aksial, momen lentur di dalam lengkung relatif kecil, dan distribusi tegangan relatif seragam, yang kondusif untuk mengerahkan kekuatan material. Dari perspektif ekonomi, bendungan lengkung merupakan jenis bendungan yang sangat unggul.
(3) Karakteristik beban. Tubuh bendungan lengkung tidak memiliki sambungan ekspansi permanen, dan perubahan suhu serta deformasi batuan dasar memiliki dampak signifikan terhadap tegangan tubuh bendungan. Saat mendesain, perlu mempertimbangkan deformasi batuan dasar dan memasukkan suhu sebagai beban utama.
Karena profilnya yang tipis dan bentuk geometrisnya yang kompleks, kualitas konstruksi, kekuatan material bendungan, dan persyaratan anti rembesan lebih ketat daripada bendungan gravitasi.
3. Bendungan tanah-batu
Bendungan tanah-batu mengacu pada bendungan yang terbuat dari material lokal seperti tanah dan batu, dan merupakan jenis bendungan tertua dalam sejarah. Bendungan tanah-batu adalah jenis konstruksi bendungan yang paling banyak digunakan dan berkembang pesat di dunia.
Alasan-alasan di balik penerapan dan pengembangan bendungan tanah dan batuan yang meluas
(1) Bahan-bahan dapat diperoleh secara lokal dan dekat, sehingga menghemat banyak semen, kayu, dan baja, serta mengurangi volume transportasi eksternal di lokasi konstruksi. Hampir semua material tanah dan batu dapat digunakan untuk membangun bendungan.
(2) Mampu beradaptasi dengan berbagai kondisi medan, geologi, dan iklim. Terutama di iklim yang keras, kondisi geologi teknik yang kompleks, dan daerah gempa bumi intensitas tinggi, bendungan tanah-batu sebenarnya merupakan satu-satunya jenis bendungan yang layak.
(3) Perkembangan mesin konstruksi berkapasitas besar, multifungsi, dan berefisiensi tinggi telah meningkatkan kepadatan pemadatan bendungan tanah-batuan, mengurangi penampang bendungan tanah-batuan, mempercepat kemajuan konstruksi, mengurangi biaya, dan mendorong perkembangan konstruksi bendungan tanah-batuan yang tinggi.
(4) Karena perkembangan teori mekanika geoteknik, metode eksperimental, dan teknik komputasi, tingkat analisis dan perhitungan telah meningkat, kemajuan desain telah dipercepat, dan keamanan serta keandalan desain bendungan semakin terjamin.
(5) Perkembangan komprehensif teknologi desain dan konstruksi untuk mendukung proyek-proyek rekayasa seperti lereng tinggi, struktur rekayasa bawah tanah, dan peredaman energi aliran air berkecepatan tinggi serta pencegahan erosi bendungan tanah dan batuan juga telah memainkan peran penting dalam mempercepat pembangunan dan promosi bendungan tanah dan batuan.
4. Bendungan urugan batu
Bendungan urugan batu umumnya merujuk pada jenis bendungan yang dibangun menggunakan metode seperti pelemparan, pengisian, dan pemiringan material batu. Karena urugan batu bersifat permeabel, maka perlu menggunakan material seperti tanah, beton, atau beton aspal sebagai material kedap air.
Karakteristik Bendungan Urugan Batu
(1) Karakteristik struktural. Kepadatan timbunan batuan yang dipadatkan tinggi, kekuatan gesernya tinggi, dan kemiringan bendungan dapat dibuat relatif curam. Hal ini tidak hanya menghemat jumlah timbunan bendungan, tetapi juga mengurangi lebar dasar bendungan. Panjang struktur pengangkutan dan pembuangan air dapat dikurangi secara proporsional, dan tata letak pusatnya kompak, sehingga semakin mengurangi kuantitas rekayasa.
(2) Karakteristik konstruksi. Sesuai dengan situasi tegangan pada setiap bagian badan bendungan, badan timbunan batu dapat dibagi menjadi beberapa zona, dan persyaratan yang berbeda untuk material batu dan kekompakan setiap zona dapat dipenuhi. Material batu hasil penggalian selama pembangunan struktur drainase di pusat bendungan dapat dimanfaatkan sepenuhnya dan secara rasional, sehingga mengurangi biaya. Konstruksi bendungan timbunan batu berlapis beton kurang terpengaruh oleh kondisi iklim seperti musim hujan dan cuaca dingin yang ekstrem, dan dapat dilakukan secara relatif seimbang dan normal.
(3) Karakteristik pengoperasian dan pemeliharaan. Deformasi penurunan timbunan batuan yang dipadatkan sangat kecil.
stasiun pompa
1. Komponen dasar rekayasa stasiun pompa
Proyek stasiun pompa terutama terdiri dari ruang pompa, pipa, bangunan saluran masuk dan keluar air, dan gardu induk, seperti yang ditunjukkan pada gambar. Sebuah unit yang terdiri dari pompa air, perangkat transmisi, dan unit daya dipasang di ruang pompa, serta peralatan bantu dan peralatan listrik. Struktur saluran masuk dan keluar air utama meliputi fasilitas pengambilan dan pengalihan air, serta kolam masuk dan keluar (atau menara air).
Jaringan pipa stasiun pompa meliputi pipa masuk dan pipa keluar. Pipa masuk menghubungkan sumber air ke saluran masuk pompa air, sedangkan pipa keluar adalah jaringan pipa yang menghubungkan saluran keluar pompa air dengan tepi saluran keluar.
Setelah stasiun pompa dioperasikan, aliran air dapat masuk ke pompa air melalui bangunan saluran masuk dan pipa saluran masuk. Setelah diberi tekanan oleh pompa air, aliran air akan dikirim ke kolam saluran keluar (atau menara air) atau jaringan pipa, sehingga mencapai tujuan pengangkatan atau pengangkutan air.
2. Tata letak pusat stasiun pompa
Tata letak pusat rekayasa stasiun pompa adalah dengan mempertimbangkan secara komprehensif berbagai kondisi dan persyaratan, menentukan jenis bangunan, mengatur posisi relatifnya secara wajar, dan menangani hubungan antar bangunan tersebut. Tata letak pusat terutama dipertimbangkan berdasarkan tugas yang dilakukan oleh stasiun pompa. Stasiun pompa yang berbeda harus memiliki pengaturan yang berbeda untuk pekerjaan utamanya, seperti ruang pompa, pipa masuk dan keluar, serta bangunan masuk dan keluar.
Bangunan pendukung terkait seperti gorong-gorong dan pintu pengatur harus sesuai dengan proyek utama. Selain itu, dengan mempertimbangkan persyaratan pemanfaatan komprehensif, jika ada persyaratan untuk jalan, pelayaran, dan jalur migrasi ikan di dalam area stasiun, hubungan antara tata letak jembatan jalan, pintu air, jalur migrasi ikan, dll. dengan proyek utama harus dipertimbangkan.
Sesuai dengan berbagai tugas yang dilakukan oleh stasiun pompa, tata letak pusat stasiun pompa umumnya mencakup beberapa bentuk tipikal, seperti stasiun pompa irigasi, stasiun pompa drainase, dan stasiun gabungan drainase irigasi.
Pintu air adalah struktur hidrolik bertekanan rendah yang menggunakan pintu untuk menahan air dan mengontrol debitnya. Struktur ini sering dibangun di tepi sungai, kanal, waduk, dan danau.
1. Klasifikasi pintu air yang umum digunakan
Klasifikasi berdasarkan tugas yang dilakukan oleh pintu air
1. Pintu pengatur: dibangun di sungai atau saluran untuk membendung banjir, mengatur ketinggian air, atau mengendalikan aliran debit. Pintu pengatur yang terletak di saluran sungai juga dikenal sebagai pintu penghalang sungai.
2. Pintu masuk air: Dibangun di tepi sungai, waduk, atau danau untuk mengendalikan aliran air. Pintu masuk air juga dikenal sebagai pintu masuk atau pintu hulu kanal.
3. Pintu pengalihan banjir: Sering dibangun di salah satu sisi sungai, pintu ini digunakan untuk mengalirkan banjir yang melebihi kapasitas aman aliran sungai di hilir ke area pengalihan banjir (area penyimpanan atau penampungan banjir) atau pelimpah. Pintu pengalihan banjir dilewati air dari kedua arah, dan setelah banjir, air disimpan dan dialirkan kembali ke saluran sungai dari sini.
4. Pintu air: sering dibangun di sepanjang tepi sungai untuk menghilangkan genangan air yang merusak tanaman di daerah pedalaman atau dataran rendah. Pintu air ini juga bersifat dua arah. Ketika permukaan air sungai lebih tinggi daripada permukaan danau atau cekungan di sekitarnya, pintu air terutama berfungsi untuk membendung air agar sungai tidak membanjiri lahan pertanian atau bangunan tempat tinggal; ketika permukaan air sungai lebih rendah daripada permukaan danau atau cekungan di sekitarnya, pintu air terutama digunakan untuk mengatasi genangan air dan pengeringan.
5. Pintu air pasang: dibangun di dekat muara laut, ditutup saat air pasang untuk mencegah air laut mengalir kembali; Membuka pintu air untuk melepaskan air saat air surut memiliki karakteristik penghalangan air dua arah. Pintu air pasang mirip dengan pintu air drainase, tetapi dioperasikan lebih sering. Ketika pasang di laut lepas lebih tinggi daripada di sungai bagian dalam, tutup pintu air untuk mencegah air laut mengalir kembali ke sungai bagian dalam; Ketika pasang di laut lepas lebih rendah daripada air sungai di laut bagian dalam, buka pintu air untuk melepaskan air.
6. Pintu air penguras pasir (pintu pembuangan pasir): Dibangun di aliran sungai berlumpur, digunakan untuk membuang sedimen yang mengendap di depan pintu masuk, pintu pengontrol, atau sistem saluran.
7. Selain itu, terdapat pintu pembuangan es dan pintu air limbah yang dipasang untuk membuang bongkahan es, benda terapung, dan lain sebagainya.
Berdasarkan bentuk struktur ruang pintu air, dapat dibagi menjadi tipe terbuka, tipe dinding penahan, dan tipe gorong-gorong, dan lain sebagainya.
1. Tipe terbuka: Permukaan aliran air melalui pintu air tidak terhalang, dan kapasitas pengeluarannya besar.
2. Tipe dinding dada: Terdapat dinding dada di atas pintu gerbang, yang dapat mengurangi gaya pada pintu gerbang saat terjadi penyumbatan air dan meningkatkan amplitudo penyumbatan air.
3. Tipe gorong-gorong: Di depan pintu air, terdapat badan terowongan bertekanan atau tidak bertekanan, dan bagian atas terowongan ditutupi dengan tanah urugan. Terutama digunakan untuk pintu air berukuran kecil.
Berdasarkan ukuran aliran gerbang, dapat dibagi menjadi tiga bentuk: besar, sedang, dan kecil.
Pintu air besar dengan laju aliran lebih dari 1000 m3/detik;
Pintu air berukuran sedang dengan kapasitas 100-1000 m3/detik;
Pintu air kecil dengan kapasitas kurang dari 100m3/s.
2. Komposisi pintu air
Pintu air pada dasarnya terdiri dari tiga bagian: bagian penghubung hulu, ruang pintu air, dan bagian penghubung hilir.
Bagian penghubung hulu: Bagian penghubung hulu digunakan untuk mengarahkan aliran air dengan lancar ke ruang pintu air, melindungi tepian dan dasar sungai dari erosi, dan bersama dengan ruang pintu air, membentuk kontur bawah tanah anti rembesan untuk memastikan stabilitas anti rembesan tepian dan fondasi pintu air di bawah rembesan. Umumnya, bagian ini meliputi dinding sayap hulu, alas, alur anti erosi hulu, dan perlindungan lereng di kedua sisi.
Ruang pintu air: Ini adalah bagian utama dari pintu air, dan fungsinya adalah untuk mengontrol ketinggian dan aliran air, serta untuk mencegah rembesan dan erosi.
Struktur bagian ruang gerbang meliputi: gerbang, pilar gerbang, pilar samping (dinding pantai), pelat dasar, dinding dada, jembatan kerja, jembatan lalu lintas, alat pengangkat, dll.
Pintu air digunakan untuk mengontrol aliran melalui pintu air; pintu air ditempatkan pada pelat dasar pintu air, membentang di atas lubang dan ditopang oleh pilar pintu air. Pintu air dibagi menjadi pintu air perawatan dan pintu air servis.
Pintu air kerja digunakan untuk membendung air selama operasi normal dan mengontrol aliran pembuangan;
Pintu pemeliharaan digunakan untuk menampung air sementara selama pemeliharaan.
Pilar gerbang digunakan untuk memisahkan lubang teluk dan menopang gerbang, dinding penahan, jembatan kerja, dan jembatan lalu lintas.
Pilar pintu air mentransmisikan tekanan air yang ditanggung oleh pintu air, dinding penahan, dan kapasitas penahan air dari pilar pintu air itu sendiri ke pelat dasar;
Dinding penahan dipasang di atas pintu air untuk membantu menahan air dan mengurangi ukuran pintu air secara signifikan.
Dinding penahan air juga dapat dibuat menjadi tipe yang dapat dipindahkan, dan ketika menghadapi banjir besar, dinding penahan air dapat dibuka untuk meningkatkan aliran pembuangan.
Pelat dasar merupakan fondasi ruang, digunakan untuk mentransfer berat dan beban struktur atas ruang ke fondasi. Ruang yang dibangun di atas fondasi lunak terutama distabilkan oleh gesekan antara pelat dasar dan fondasi, dan pelat dasar juga memiliki fungsi anti rembesan dan anti erosi.
Jembatan kerja dan jembatan lalu lintas digunakan untuk memasang peralatan pengangkat, mengoperasikan pintu air, dan menghubungkan lalu lintas lintas selat.
Bagian penghubung hilir: digunakan untuk menghilangkan sisa energi aliran air yang melewati pintu air, mengarahkan penyebaran aliran air secara seragam keluar dari pintu air, menyesuaikan distribusi kecepatan aliran dan memperlambat kecepatan aliran, serta mencegah erosi di hilir setelah aliran air keluar dari pintu air.
Secara umum, struktur ini mencakup kolam peredam getaran, pelataran penahan arus, saluran anti-gerusan hilir, dinding sayap hilir, dan perlindungan lereng di kedua sisinya.
Waktu posting: 21 November 2023
