1. Skipulag vatnsaflsvirkjana
Dæmigert skipulag vatnsaflsvirkjana eru aðallega stífluvirkjanir, vatnsaflsvirkjanir í árfarvegi og vatnsaflsvirkjanir í fráveitu.
Stífluvirkjun: Notar stíflu til að hækka vatnsborð árinnar til að einbeita vatnsfallinu. Hún er oft byggð í háum fjallgljúfrum í miðjum og efri ám og er yfirleitt meðal- til mikill vatnsfallsvirkjun. Algengasta skipulagsaðferðin er vatnsaflsvirkjun staðsett niðurstreymis fyrir aftari stíflu nálægt stíflusvæðinu, sem er vatnsaflsvirkjun fyrir aftan stífluna.
Vatnsaflsvirkjun í árfarvegi: Vatnsaflsvirkjun þar sem virkjun, vatnshaldshlið og stífla eru raðað í röð á árfarveginum til að halda vatni saman. Hún er oft byggð í mið- og neðri hluta áa og er almennt lágfalls- og hárennslisvirkjun.
Fráveituvirkjun: Vatnsaflsvirkjun sem notar fráveiturás til að einbeita falli árfarvegs til að mynda orkuframleiðsluhál. Hún er oft byggð í miðjum og efri hlutum áa með lágt rennsli og mikinn langsum halla.
2. Samsetning bygginga vatnsaflsvirkjunarmiðstöðva
Helstu byggingar verkefnisins um miðstöð vatnsaflsvirkjunar eru meðal annars: vatnsheldingarmannvirki, frárennslismannvirki, inntaksmannvirki, fráveitu- og frárennslismannvirki, jafnvatnsmannvirki, byggingar fyrir orkuframleiðslu, umbreytingu og dreifingu o.s.frv.
1. Vatnsheldandi mannvirki: Vatnsheldandi mannvirki eru notuð til að stöðva ár, safna dropum og mynda lón, svo sem stíflur, hlið o.s.frv.
2. Vatnslosunarmannvirki: Vatnslosunarmannvirki eru notuð til að losa flóð, eða losa vatn til notkunar niðurstreymis, eða losa vatn til að lækka vatnsborð lóna, svo sem yfirfallsleiða, yfirfallsganga, botnrása o.s.frv.
3. Vatnsinntaksmannvirki vatnsaflsvirkjunar: Vatnsinntaksmannvirki vatnsaflsvirkjunar er notað til að leiða vatn inn í fráveiturásir, svo sem djúpar og grunnar inntaksrásir með þrýstingi eða opnar inntaksrásir án þrýstings.
4. Vatnsveitu- og frárennslismannvirki vatnsaflsvirkjana: Vatnsveitumannvirki vatnsaflsvirkjana eru notuð til að flytja vatn til orkuframleiðslu frá lóninu að túrbínuaflsvirkjunum; frárennslismannvirkið er notað til að losa vatnið sem notað er til orkuframleiðslu niður í farveg árinnar. Algengar byggingar eru meðal annars rásir, göng, þrýstileiðslur o.s.frv., sem og þverbyggingar eins og vatnsleiðslur, ræsi, öfug sog o.s.frv.
5. Vatnsaflsvirkjanir á sléttu vatni: Vatnsaflsvirkjanir á sléttu vatni eru notaðar til að stöðuga breytingar á rennsli og þrýstingi (vatnsdýpi) sem orsakast af breytingum á álagi vatnsaflsvirkjunar í fráveitu- eða fráveituvirkjunum, svo sem framhlaupsklefanum í þrýstiveiturásinni og þrýstihólfinu í enda þrýstilausrar fráveiturásar.
6. Byggingar fyrir orkuframleiðslu, umbreytingu og dreifingu: þar með talið aðalstöðvarhús (þ.m.t. uppsetningarsvæði) fyrir uppsetningu vökvatúrbínuaflsrafstöðva og stýringu þeirra, aukabúnaður fyrir varastöðvarhús, spennistöð fyrir uppsetningu spennubreyta og háspennurofbúnaður fyrir uppsetningu háspennudreifibúnaðar.
7. Aðrar byggingar: svo sem skip, tré, fiskar, sandblokkun, sandskolun o.s.frv.
Algeng flokkun stíflna
Með stíflu er átt við stíflu sem grípur ár og lokar fyrir vatn, sem og stíflu sem lokar fyrir vatn í lónum, ám o.s.frv. Samkvæmt mismunandi flokkunarviðmiðum geta verið mismunandi flokkunaraðferðir. Verkfræði er aðallega skipt í eftirfarandi gerðir:
1. Þyngdarstífla
Þyngdarstífla er stífla sem er smíðuð úr efnum eins og steinsteypu eða steini, sem reiðir sig aðallega á eiginþyngd stíflubolsins til að viðhalda stöðugleika.
Virknisreglan um þyngdarstíflur
Undir áhrifum vatnsþrýstings og annarra álags treysta þyngdarstíflur aðallega á hálkuvörn sem myndast af eigin þyngd stíflunnar til að uppfylla kröfur um stöðugleika; Á sama tíma er þjöppunarspennan sem myndast af eigin þyngd stíflunnar notuð til að vega upp á móti togspennunni sem stafar af vatnsþrýstingi til að uppfylla kröfur um styrk. Grunnsnið þyngdarstíflunnar er þríhyrningslaga. Á fleti er ás stíflunnar venjulega beinn og stundum, til að laga sig að landslagi, jarðfræðilegum aðstæðum eða til að uppfylla kröfur um miðstöðvarskipulag, getur hún einnig verið raðað sem brotna línu eða boga með litlum sveigju upp í átt að uppstreymi.
Kostir þyngdarstíflna
(1) Burðarvirkni er skýr, hönnunaraðferðin einföld og hún er örugg og áreiðanleg. Samkvæmt tölfræði er bilunartíðni þyngdarstíflna tiltölulega lág meðal hinna ýmsu gerða stíflna.
(2) Sterk aðlögunarhæfni að landslagi og jarðfræðilegum aðstæðum. Þyngdarstíflur geta verið byggðar í hvaða lögun sem er af árfarvegi.
(3) Vandamálið með flóðrennsli við miðstöðina er auðvelt að leysa. Þyngdarstíflur geta verið notaðar sem yfirfallsmannvirki eða frárennslisgöt í mismunandi hæðum stíflunnar. Almennt er engin þörf á að setja upp annað yfirfall eða frárennslisgöng og miðstöðin er þétt uppbyggð.
(4) Þægilegt fyrir fráveitu vegna framkvæmda. Á byggingartímanum er hægt að nota stífluna til fráveitu og almennt er ekki þörf á viðbótar fráveitugöngum.
(5) Þægileg smíði.
Ókostir þyngdarstíflna
(1) Þversnið stíflunnar er stórt og mikið magn af efni er notað.
(2) Spennan í stífluhlutanum er lítil og ekki er hægt að nýta efnisstyrkinn til fulls.
(3) Stórt snertiflatarmál milli stíflubolsins og grunnsins veldur miklum lyftingarþrýstingi við botn stíflunnar, sem er óhagstætt fyrir stöðugleika.
(4) Rúmmál stíflunnar er stórt og vegna hitunar og hörðnunar rýrnunar steypunnar á byggingartímanum myndast óhagstæð hitastigs- og rýrnunarspenna. Þess vegna þarf að gæta strangra hitastýringarráðstafana við steypusteypu.
2. Bogastíflan
Bogastífla er rúmfræðileg skeljarbygging sem er fest við berggrunninn og myndar kúptan bogaform á fleti uppstreymis, og bogakrúnan hennar sýnir lóðrétta eða kúpta sveigjuform uppstreymis.
Virknisregla bogastíflna
Uppbygging bogastíflu hefur bæði boga- og bjálkaáhrif og álagið sem hún ber þjappast að hluta til að báðum bökkum vegna áhrifa bogans, en hinn hlutinn flyst til berggrunnsins neðst í stíflunni vegna áhrifa lóðréttra bjálka.
Einkenni bogastíflna
(1) Stöðugleiki. Stöðugleiki bogastíflna byggist aðallega á viðbragðskrafti við bogaendana báðum megin, ólíkt þyngdarstíflum sem treysta á eigin þyngd til að viðhalda stöðugleika. Þess vegna eru miklar kröfur gerðar til bogastíflna varðandi landslag og jarðfræðilegar aðstæður á stíflusvæðinu, sem og strangar kröfur um undirstöðumeðhöndlun.
(2) Burðarvirkni. Bogastíflur tilheyra háþróaðri stöðuóákveðinni mannvirki, með mikla ofhleðslugetu og mikið öryggi. Þegar ytri álag eykst eða hluti stíflunnar verður fyrir staðbundnum sprungum, aðlagast boga- og bjálkavirkni stíflubolsins, sem veldur endurdreifingu á spennu í stíflubolnum. Bogastíflan er heildarmannvirki með léttum og seigum búk. Verkfræðiframkvæmd hefur sýnt að jarðskjálftaþol hennar er einnig sterkt. Þar að auki, þar sem bogi er þrýstimannvirki sem ber aðallega ásþrýsting, er beygjumomentið inni í boganum tiltölulega lítið og spennudreifingin tiltölulega jöfn, sem stuðlar að því að styrkja efnið. Frá efnahagslegu sjónarmiði eru bogastíflur mjög betri gerð stíflu.
(3) Álagseiginleikar. Stíflubolurinn hefur ekki varanlegar þenslusamskeyti og hitabreytingar og aflögun berggrunns hafa veruleg áhrif á spennu stíflubolsins. Við hönnun er nauðsynlegt að taka tillit til aflögunar berggrunns og taka hitastig með sem aðalálag.
Vegna þunnrar sniðs og flókinnar rúmfræðilegrar lögunar bogastíflunnar eru kröfur um byggingargæði, styrk stífluefnis og vörn gegn leka strangari en þær sem eru fyrir þyngdarkraftsstíflur.
3. Jarð-berg stífla
Jarðbergsstíflur vísa til stíflna sem gerðar eru úr staðbundnum efnum eins og jarðvegi og steini, og eru elsta gerð stíflu í sögunni. Jarðbergsstíflur eru mest notaða og ört vaxandi gerð stíflubygginga í heiminum.
Ástæður útbreiddrar notkunar og þróunar jarðgrjótsstíflna
(1) Hægt er að nálgast efni á staðnum og í nágrenninu, sem sparar mikið magn af sementi, timbri og stáli og dregur úr flutningum á byggingarsvæðinu. Næstum hvaða jarð- og steinefni sem er má nota til að byggja stíflur.
(2) Geta aðlagað sig að ýmsum landslagi, jarðfræðilegum og loftslagsaðstæðum. Sérstaklega í hörðu loftslagi, flóknum verkfræðilegum jarðfræðilegum aðstæðum og á svæðum með miklum jarðskjálfta, eru jarðgrjótsstíflur í raun eina mögulega stíflugerðin.
(3) Þróun stórra, fjölnota og afkastamikilla byggingarvéla hefur aukið þjöppunarþéttleika jarðbergsstíflna, minnkað þversnið jarðbergsstíflna, hraðað framkvæmdum, lækkað kostnað og stuðlað að þróun byggingar jarðbergsstíflna með miklu magni.
(4) Vegna þróunar á kenningum um jarðtæknilega aflfræði, tilraunaaðferðum og reiknitækni hefur greiningar- og útreikningsstig batnað, hönnunarframvindu hraðað og öryggi og áreiðanleiki stífluhönnunar tryggt enn frekar.
(5) Víðtæk þróun hönnunar- og byggingartækni til að styðja við verkfræðiverkefni eins og háar hallar, neðanjarðarmannvirki og orkudreifingu og rofvarna með miklum vatnsrennsli í jarðbergsstíflum hefur einnig gegnt mikilvægu hlutverki í að flýta fyrir byggingu og kynningu á jarðbergsstíflum.
4. Grjótfyllingarstífla
Grjótfyllingarstífla vísar almennt til tegundar stíflu sem er smíðuð með aðferðum eins og að kasta, fylla og velta steinefnum. Þar sem grjótfyllingin er gegndræp er nauðsynlegt að nota efni eins og jarðveg, steypu eða asfalt sem ógegndræpt efni.
Einkenni grjótfylltra stífla
(1) Burðarvirkni. Þéttleiki þjappaðs grjóts er mikill, skerstyrkurinn mikill og stífluhalla er hægt að gera tiltölulega brattan. Þetta sparar ekki aðeins fyllingarmagn stíflunnar heldur dregur einnig úr breidd botns stíflunnar. Lengd vatnsflutnings- og frárennslismannvirkja er hægt að minnka samsvarandi og skipulag miðstöðvarinnar er þéttara, sem dregur enn frekar úr verkfræðilegri umfangi.
(2) Byggingareiginleikar. Samkvæmt spennuástandi hvers hluta stíflunnar er hægt að skipta grjótfyllingunni í mismunandi svæði og uppfylla mismunandi kröfur um steinefni og þéttleika hvers svæðis. Hægt er að beita uppgröftum steinefnum við byggingu frárennslismannvirkja í miðstöðinni að fullu og á sanngjarnan hátt, sem dregur úr kostnaði. Bygging steinsteyptra grjótfyllinga er minna fyrir áhrifum af veðurskilyrðum eins og regntíma og miklum kulda og er hægt að framkvæma hana á tiltölulega jafnvægisríkan og eðlilegan hátt.
(3) Rekstrar- og viðhaldseiginleikar. Sigmyndunaraflögun þjappaðs grjóts er mjög lítil.
dælustöð
1. Grunnþættir dælustöðvarverkfræðinnar
Dælustöðvarverkefnið samanstendur aðallega af dæluhúsum, leiðslum, vatnsinntaks- og frárennslisbyggingum og spennistöðvum, eins og sýnt er á myndinni. Í dæluhúsinu er sett upp eining sem samanstendur af vatnsdælu, flutningsbúnaði og aflgjafa, auk hjálparbúnaðar og rafbúnaðar. Helstu vatnsinntaks- og frárennslismannvirki eru meðal annars vatnsinntök og frárennslismannvirki, svo og inntaks- og frárennslislaugar (eða vatnsturna).
Leiðslur dælustöðvarinnar eru með inntaks- og úttaksrörum. Inntaksrörið tengir vatnslindina við inntak vatnsdælunnar, en úttaksrörið er rör sem tengir úttak vatnsdælunnar við úttaksbrúnina.
Eftir að dælustöðin er tekin í notkun getur vatnsrennslið farið inn í vatnsdæluna í gegnum inntaksbygginguna og inntaksrörið. Eftir að vatnsdælan hefur þrýst á hana verður vatnsrennslið sent í úttakslaug (eða vatnsturn) eða leiðslukerfi, og þannig náð tilgangi þess að lyfta eða flytja vatn.
2. Skipulag dælustöðvarmiðstöðvar
Skipulag miðstöðvarinnar í verkfræði dælustöðva felst í því að taka heildrænt tillit til ýmissa aðstæðna og krafna, ákvarða gerðir bygginga, raða hlutfallslegum staðsetningum þeirra á sanngjarnan hátt og meðhöndla innbyrðis tengsl þeirra. Skipulag miðstöðvarinnar er aðallega metið út frá þeim verkefnum sem dælustöðin sinnir. Mismunandi dælustöðvar ættu að hafa mismunandi fyrirkomulag fyrir aðalverk sín, svo sem dælurými, inntaks- og úttakslagnir og inntaks- og úttaksbyggingar.
Samsvarandi aukabyggingar eins og rör og stjórnhlið ættu að vera í samræmi við aðalverkefnið. Að auki, með hliðsjón af kröfum um alhliða nýtingu, ef kröfur eru gerðar um vegi, skipaflutninga og fiskleiðir innan stöðvarsvæðisins, ætti að taka tillit til tengsla milli skipulags brúa, skipaslása, fiskleiða o.s.frv. og aðalverkefnisins.
Samkvæmt þeim mismunandi verkefnum sem dælustöðvar sinna, inniheldur skipulag dælustöðvarmiðstöðva almennt nokkrar dæmigerðar gerðir, svo sem áveitudælustöðvar, frárennslisdælustöðvar og samsetningar áveitustöðva.
Vatnshlið er lágþrýstings vatnsvirki sem notar hlið til að halda vatni og stjórna frárennsli. Það er oft byggt á bökkum áa, skurða, lóna og vatna.
1. Flokkun algengra vatnshliða
Flokkun eftir verkefnum sem vatnshlið sjá um
1. Stjórnhlið: byggt á á eða farvegi til að loka fyrir flóð, stjórna vatnsborði eða stjórna frárennslisflæði. Stjórnhliðið sem staðsett er á farvegi árinnar er einnig þekkt sem lokunarhlið.
2. Inntakshlið: Byggt á bakka árinnar, lónsins eða stöðuvatnsins til að stjórna vatnsrennsli. Inntakshliðið er einnig þekkt sem inntakshlið eða skurðaropshlið.
3. Flóðveituhlið: Oft smíðuð öðru megin við á og notuð til að leiða flóð sem fer yfir örugga rennslisgetu straumárinnar inn á flóðveitusvæðið (flóðgeymslu- eða geymslusvæði) eða yfirfallsrás. Flóðveituhliðið liggur í gegnum vatnið í báðar áttir og eftir flóðið er vatnið geymt og veitt þaðan út í farveg árinnar.
4. Frárennslishlið: oft byggð meðfram bökkum árfarvega til að fjarlægja vatnsþrengsli sem eru skaðleg fyrir uppskeru í innlöndum eða láglendissvæðum. Frárennslishliðið er einnig tvíátta. Þegar vatnsborð árinnar er hærra en í innri stöðuvatni eða lægð, lokar frárennslishliðið aðallega fyrir vatn til að koma í veg fyrir að áin flæði yfir ræktarland eða íbúðarhúsnæði; Þegar vatnsborð árinnar er lægra en í innri stöðuvatni eða lægð, er frárennslishliðið aðallega notað til vatnsþrengsla og frárennslis.
5. Sjávarfallshlið: Byggt nálægt árósum sjávar, lokað á flóði til að koma í veg fyrir að sjór flæði til baka; Opnun hliðsins til að losa vatn við fjöru hefur þann eiginleika að það lokar vatninu í báðar áttir. Sjávarfallshlið eru svipuð frárennslishliðum en þau eru opnuð oftar. Þegar sjávarföll eru hærri í ytra hafi en í innra ánni skal loka hliðinu til að koma í veg fyrir að sjór flæði til baka í innra ána; Þegar sjávarföll eru lægri í opnu hafi en árfarvegurinn í innra hafinu skal opna hliðið til að losa vatn.
6. Sandskolhlið (sandrennslishlið): Það er byggt á drullugri á og er notað til að losa set sem sest hefur fyrir framan inntakshlið, stjórnhlið eða rásarkerfi.
7. Að auki eru íslosunarhlið og frárennslishlið sett upp til að fjarlægja ísblokkir, fljótandi hluti o.s.frv.
Samkvæmt byggingarformi hliðarklefans má skipta honum í opið lag, brjóstveggslag og rennuslag, o.s.frv.
1. Opin gerð: Yfirborð vatnsrennslis í gegnum hliðið er ekki hindrað og útblástursgetan er mikil.
2. Tegund brjóstveggs: Fyrir ofan hliðið er brjóstveggur sem getur dregið úr krafti á hliðið við vatnsstíflu og aukið umfang vatnsstíflunnar.
3. Gerð ræsis: Fyrir framan hliðið er þrýstiþolinn eða óþrýstiþolinn göng, og efst á göngunum er þakið fyllingarmold. Aðallega notað fyrir litlar vatnshlið.
Samkvæmt stærð hliðflæðisins má skipta því í þrjár gerðir: stórt, meðalstórt og lítið.
Stórar vatnsgáttir með rennslishraða yfir 1000m3/s;
Meðalstór vatnshlið með afkastagetu upp á 100-1000m3/s;
Lítil slúsur með afkastagetu minni en 100 m3/s.
2. Samsetning vatnshliða
Vatnshliðið samanstendur aðallega af þremur hlutum: tengihluta uppstreymis, hliðarklefa og tengihluta niðurstreymis,
Tengihluti uppstreymis: Tengihlutinn uppstreymis er notaður til að beina vatnsrennslinu greiðlega inn í hliðarhólfið, vernda bæði bakka og árfarveg gegn rofi og mynda ásamt hólfinu lekavörn neðanjarðar til að tryggja stöðugleika bæði bakka og hliðargrunns gegn leka. Almennt inniheldur hann vængveggi uppstreymis, undirlag, rofvörn og hallavörn á báðum hliðum.
Hliðarklefi: Þetta er aðalhluti vatnshliðsins og hlutverk þess er að stjórna vatnsborði og rennsli, sem og að koma í veg fyrir leka og rof.
Uppbygging hliðarklefahlutans inniheldur: hlið, hliðarstólpa, hliðarstólpa (strandarvegg), botnplötu, brjóstvegg, vinnubrú, umferðarbrú, lyftu o.s.frv.
Hliðið er notað til að stjórna flæðinu í gegnum hliðið; Hliðið er sett á botnplötu hliðsins, spannar opið og er stutt af hliðarstólpanum. Hliðið skiptist í viðhaldshlið og þjónustuhlið.
Vinnuhliðið er notað til að loka fyrir vatn við venjulega notkun og stjórna útrennslisflæði;
Viðhaldshliðið er notað til tímabundinnar vatnsgeymslu meðan á viðhaldi stendur.
Hliðstólpinn er notaður til að aðskilja flóaopið og styðja hliðið, brjóstvegginn, vinnubrúna og umferðarbrúna.
Hliðarstólpinn flytur vatnsþrýstinginn sem hliðið, brjóstveggurinn og vatnsheldni hliðarstólpans sjálfs ber á botnplötuna;
Brjóstveggurinn er settur upp fyrir ofan vinnuhliðið til að halda vatni og minnka stærð hliðsins til muna.
Einnig er hægt að gera brjóstvegginn hreyfanlegan og þegar lendir í hamförum er hægt að opna brjóstvegginn til að auka útrennslisflæðið.
Botnplatan er grunnur hólfsins og er notuð til að flytja þyngd og álag frá efri burðarvirki hólfsins yfir á grunninn. Hólfið sem er byggt á mjúkum grunni er aðallega stöðugt með núningi milli botnplötunnar og grunnsins, og botnplatan hefur einnig virkni til að koma í veg fyrir leka og rispu.
Vinnubrýr og umferðarbrýr eru notaðar til að setja upp lyftibúnað, stjórna hliðum og tengja umferð yfir sundið.
Tengihluti niðurstreymis: notaður til að útrýma eftirstandandi orku vatnsflæðisins sem fer í gegnum hliðið, stýra jafnri dreifingu vatnsflæðisins út um hliðið, stilla dreifingu flæðishraða og hægja á flæðishraðanum og koma í veg fyrir rof niðurstreymis eftir að vatnið hefur runnið út um hliðið.
Almennt felur það í sér kyrrsetningarlaug, flugbraut, flugbraut, niðurstreymisrennu gegn útskotum, niðurstreymis vængveggi og hallavörn beggja vegna.
Birtingartími: 21. nóvember 2023
