1, Bentuk susun atur stesen kuasa hidro
Bentuk susun atur tipikal stesen kuasa hidro terutamanya termasuk stesen kuasa hidro jenis empangan, stesen kuasa hidro jenis dasar sungai dan stesen kuasa hidro jenis lencongan.
Stesen kuasa hidro jenis empangan: Menggunakan empangan untuk meningkatkan paras air di sungai, bagi menumpukan paras air. Selalunya dibina di ngarai gunung tinggi di bahagian tengah dan hulu sungai, ia biasanya merupakan stesen kuasa hidro kepala sederhana hingga tinggi. Kaedah susun atur yang paling biasa ialah loji janakuasa hidroelektrik yang terletak di hilir empangan penahan berhampiran tapak empangan, yang merupakan loji janakuasa hidroelektrik di belakang empangan.
Stesen kuasa hidro jenis dasar sungai: Sebuah stesen kuasa hidro di mana loji janakuasa, pintu penahan air dan empangan disusun berturut-turut di dasar sungai untuk menakung air bersama-sama. Selalunya dibina di bahagian tengah dan hilir sungai, ia biasanya merupakan stesen kuasa hidro aliran tinggi dan berpunca rendah.
Stesen kuasa hidro jenis lencongan: Stesen kuasa hidro yang menggunakan saluran lencongan untuk menumpukan titisan bahagian sungai bagi membentuk kepala penjanaan kuasa. Ia sering dibina di bahagian tengah dan hulu sungai dengan aliran rendah dan cerun membujur sungai yang besar.
2. Komposisi Bangunan Hab Hidroelektrik
Bangunan utama projek hab stesen kuasa hidro termasuk: struktur penahan air, struktur pelepasan, struktur salur masuk, struktur lencongan dan laluan ekor, struktur air paras, bangunan penjanaan kuasa, transformasi dan pengagihan, dsb.
1. Struktur penahan air: Struktur penahan air digunakan untuk memintas sungai, memekatkan titisan air dan membentuk takungan seperti empangan, pintu pagar, dll.
2. Struktur pelepasan air: Struktur pelepasan air digunakan untuk melepaskan banjir, atau melepaskan air untuk kegunaan hilir, atau melepaskan air untuk menurunkan paras air takungan, seperti saluran limpahan, terowong saluran limpahan, saluran keluar bawah, dsb.
3. Struktur pengambilan air stesen kuasa hidro: Struktur pengambilan air stesen kuasa hidro digunakan untuk memasukkan air ke dalam saluran lencongan, seperti salur masuk yang dalam dan cetek dengan tekanan atau salur masuk terbuka tanpa tekanan.
4. Struktur lencongan dan laluan air di stesen kuasa hidro: Struktur lencongan air di stesen kuasa hidro digunakan untuk mengangkut air penjanaan kuasa dari takungan ke unit penjana turbin; Struktur air belakang digunakan untuk melepaskan air yang digunakan untuk penjanaan kuasa ke saluran sungai hilir. Bangunan biasa termasuk saluran, terowong, saluran paip tekanan, dsb., serta bangunan silang seperti akueduk, pembetung, sifon terbalik, dsb.
5. Struktur air rata hidroelektrik: Struktur air rata hidroelektrik digunakan untuk menstabilkan perubahan aliran dan tekanan (kedalaman air) yang disebabkan oleh perubahan beban stesen kuasa hidro dalam struktur lencongan atau air ekor, seperti ruang lonjakan dalam saluran lencongan bertekanan dan ruang tekanan di hujung saluran lencongan tidak bertekanan.
6. Bangunan penjanaan, transformasi dan pengagihan kuasa: termasuk rumah janakuasa utama (termasuk tapak pemasangan) untuk memasang unit penjana turbin hidraulik dan kawalannya, rumah janakuasa tambahan peralatan tambahan, halaman transformer untuk memasang transformer dan peralatan suis voltan tinggi untuk memasang peranti pengagihan voltan tinggi.
7. Bangunan lain: seperti kapal, pokok, ikan, penyekat pasir, pembilasan pasir, dsb.
Klasifikasi empangan biasa
Empangan merujuk kepada empangan yang memintas sungai dan menyekat air, serta empangan yang menyekat air di takungan, sungai, dan sebagainya. Mengikut kriteria pengelasan yang berbeza, terdapat kaedah pengelasan yang berbeza. Kejuruteraan dibahagikan terutamanya kepada jenis berikut:
1. Empangan Graviti
Empangan graviti ialah empangan yang dibina dengan bahan seperti konkrit atau batu, yang kebanyakannya bergantung pada berat sendiri badan empangan untuk mengekalkan kestabilan.
Prinsip kerja empangan graviti
Di bawah tindakan tekanan air dan beban lain, empangan graviti terutamanya bergantung pada daya anti-gelincir yang dihasilkan oleh berat empangan itu sendiri untuk memenuhi keperluan kestabilan; Pada masa yang sama, tegasan mampatan yang dihasilkan oleh berat sendiri badan empangan digunakan untuk mengimbangi tegasan tegangan yang disebabkan oleh tekanan air, untuk memenuhi keperluan kekuatan. Profil asas empangan graviti adalah segi tiga. Pada satah, paksi empangan biasanya lurus, dan kadangkala untuk menyesuaikan diri dengan rupa bumi, keadaan geologi, atau untuk memenuhi keperluan susun atur hab, ia juga boleh disusun sebagai garis putus-putus atau gerbang dengan kelengkungan kecil ke arah hulu.
Kelebihan empangan graviti
(1) Fungsi strukturnya jelas, kaedah reka bentuknya mudah, dan ia selamat serta boleh dipercayai. Menurut statistik, kadar kegagalan empangan graviti agak rendah di antara pelbagai jenis empangan.
(2) Kebolehsuaian yang kuat terhadap keadaan rupa bumi dan geologi. Empangan graviti boleh dibina dalam apa jua bentuk lembah sungai.
(3) Masalah pelepasan banjir di hab mudah diselesaikan. Empangan graviti boleh dijadikan struktur limpahan, atau lubang saliran boleh dipasang pada ketinggian badan empangan yang berbeza. Secara amnya, tidak perlu memasang laluan limpahan atau terowong saliran yang lain, dan susun atur hab adalah padat.
(4) Mudah untuk lencongan pembinaan. Semasa tempoh pembinaan, badan empangan boleh digunakan untuk lencongan, dan secara amnya tiada terowong lencongan tambahan diperlukan.
(5) Pembinaan yang mudah.
Kelemahan empangan graviti
(1) Saiz keratan rentas badan empangan adalah besar, dan terdapat sejumlah besar bahan yang digunakan.
(2) Tegasan badan empangan adalah rendah, dan kekuatan bahan tidak dapat digunakan sepenuhnya.
(3) Kawasan sentuhan yang besar antara badan empangan dan asas mengakibatkan tekanan angkat yang tinggi di dasar empangan, yang tidak menguntungkan kestabilan.
(4) Isipadu badan empangan adalah besar, dan disebabkan oleh haba penghidratan dan pengecutan pengerasan konkrit semasa tempoh pembinaan, suhu buruk dan tegasan pengecutan akan dijana. Oleh itu, langkah kawalan suhu yang ketat diperlukan semasa menuang konkrit.
2. Empangan Gerbang
Empangan gerbang ialah struktur cangkerang ruang yang dipasang pada batuan dasar, membentuk bentuk gerbang cembung pada satah ke arah hulu, dan profil mahkota gerbangnya menunjukkan bentuk lengkung menegak atau cembung ke arah hulu.
Prinsip kerja empangan gerbang
Struktur empangan gerbang mempunyai kedua-dua kesan gerbang dan rasuk, dan beban yang ditanggungnya sebahagiannya dimampatkan ke arah kedua-dua tebing melalui tindakan gerbang, manakala bahagian yang lain dihantar ke batuan dasar di bahagian bawah empangan melalui tindakan rasuk menegak.
Ciri-ciri empangan gerbang
(1) Ciri-ciri yang stabil. Kestabilan empangan gerbang terutamanya bergantung pada daya tindak balas di hujung gerbang di kedua-dua belah pihak, tidak seperti empangan graviti yang bergantung pada berat sendiri untuk mengekalkan kestabilan. Oleh itu, empangan gerbang mempunyai keperluan yang tinggi untuk rupa bumi dan keadaan geologi tapak empangan, serta keperluan yang ketat untuk rawatan asas.
(2) Ciri-ciri struktur. Empangan gerbang tergolong dalam struktur tak tentu statik tertib tinggi, dengan kapasiti beban lampau yang kuat dan keselamatan yang tinggi. Apabila beban luaran meningkat atau sebahagian daripada empangan mengalami retakan setempat, tindakan gerbang dan rasuk badan empangan akan menyesuaikan diri, menyebabkan pengagihan semula tegasan dalam badan empangan. Empangan gerbang merupakan struktur ruang keseluruhan, dengan badan yang ringan dan berdaya tahan. Amalan kejuruteraan telah menunjukkan bahawa rintangan seismiknya juga kuat. Di samping itu, memandangkan gerbang merupakan struktur tujahan yang terutamanya menanggung tekanan paksi, momen lenturan di dalam gerbang agak kecil, dan pengagihan tegasan agak seragam, yang kondusif untuk mengenakan kekuatan bahan. Dari perspektif ekonomi, empangan gerbang merupakan jenis empangan yang sangat unggul.
(3) Ciri-ciri beban. Badan empangan gerbang tidak mempunyai sambungan pengembangan kekal, dan perubahan suhu serta ubah bentuk batuan dasar mempunyai kesan yang ketara terhadap tegasan badan empangan. Semasa mereka bentuk, perlu mempertimbangkan ubah bentuk batuan dasar dan memasukkan suhu sebagai beban utama.
Disebabkan profil empangan gerbang yang nipis dan bentuk geometri yang kompleks, kualiti pembinaan, kekuatan bahan empangan dan keperluan anti-resapan adalah lebih ketat berbanding empangan graviti.
3. Empangan batu-tanah
Empangan batuan tanah merujuk kepada empangan yang diperbuat daripada bahan tempatan seperti tanah dan batu, dan merupakan jenis empangan tertua dalam sejarah. Empangan batuan tanah merupakan jenis pembinaan empangan yang paling banyak digunakan dan berkembang pesat di dunia.
Sebab-sebab penggunaan dan pembangunan empangan batuan tanah yang meluas
(1) Bahan-bahan boleh diperolehi di kawasan sekitar dan berdekatan, menjimatkan sejumlah besar simen, kayu dan keluli, serta mengurangkan jumlah pengangkutan luaran di tapak pembinaan. Hampir semua bahan tanah dan batu boleh digunakan untuk membina empangan.
(2) Mampu menyesuaikan diri dengan pelbagai keadaan rupa bumi, geologi dan iklim. Terutamanya dalam iklim yang keras, keadaan geologi kejuruteraan yang kompleks dan kawasan gempa bumi berintensiti tinggi, empangan batuan tanah sebenarnya merupakan satu-satunya jenis empangan yang boleh dilaksanakan.
(3) Pembangunan jentera pembinaan berkapasiti besar, pelbagai fungsi dan berkecekapan tinggi telah meningkatkan ketumpatan pemadatan empangan batuan tanah, mengurangkan keratan rentas empangan batuan tanah, mempercepatkan kemajuan pembinaan, mengurangkan kos dan menggalakkan pembangunan pembinaan empangan batuan tanah tinggi.
(4) Disebabkan oleh perkembangan teori mekanik geoteknik, kaedah eksperimen dan teknik pengiraan, tahap analisis dan pengiraan telah dipertingkatkan, kemajuan reka bentuk telah dipercepatkan, dan keselamatan serta kebolehpercayaan reka bentuk empangan telah dijamin selanjutnya.
(5) Pembangunan teknologi reka bentuk dan pembinaan yang komprehensif untuk menyokong projek kejuruteraan seperti cerun tinggi, struktur kejuruteraan bawah tanah, dan pelesapan tenaga aliran air berkelajuan tinggi dan pencegahan hakisan empangan batuan bumi juga telah memainkan peranan penting dalam mempercepatkan pembinaan dan promosi empangan batuan bumi.
4. Empangan timbunan batu
Empangan timbus batu secara amnya merujuk kepada sejenis empangan yang dibina menggunakan kaedah seperti melontar, mengisi dan menggelek bahan batu. Oleh kerana timbus batu adalah telap, adalah perlu untuk menggunakan bahan seperti tanah, konkrit atau konkrit asfalt sebagai bahan yang tidak telap.
Ciri-ciri Empangan Tambak Batu
(1) Ciri-ciri struktur. Ketumpatan timbunan batu yang dipadatkan adalah tinggi, kekuatan ricihnya tinggi, dan cerun empangan boleh dibuat agak curam. Ini bukan sahaja menjimatkan jumlah pengisian empangan, tetapi juga mengurangkan lebar dasar empangan. Panjang struktur pengangkut air dan pelepasan boleh dikurangkan dengan sewajarnya, dan susun atur hab adalah padat, seterusnya mengurangkan kuantiti kejuruteraan.
(2) Ciri-ciri pembinaan. Mengikut situasi tegasan setiap bahagian badan empangan, badan timbusan batu boleh dibahagikan kepada zon yang berbeza, dan keperluan yang berbeza untuk bahan batu dan kekompakan setiap zon boleh dipenuhi. Bahan batu yang digali semasa pembinaan struktur saliran di hab boleh digunakan sepenuhnya dan secara munasabah, sekali gus mengurangkan kos. Pembinaan empangan timbusan batu bermuka konkrit kurang terjejas oleh keadaan iklim seperti musim hujan dan kesejukan yang teruk, dan boleh dijalankan dengan cara yang agak seimbang dan normal.
(3) Ciri-ciri operasi dan penyelenggaraan. Ubah bentuk mendapan bagi timbunan batu yang dipadatkan adalah sangat kecil.
stesen pam
1, Komponen asas kejuruteraan stesen pam
Projek stesen pam ini terutamanya terdiri daripada bilik pam, saluran paip, bangunan salur masuk dan keluar air, serta pencawang, seperti yang ditunjukkan dalam rajah. Satu unit yang terdiri daripada pam air, peranti penghantaran, dan unit kuasa dipasang di dalam bilik pam, serta peralatan tambahan dan peralatan elektrik. Struktur salur masuk dan keluar air utama termasuk kemudahan pengambilan dan lencongan air, serta kolam salur masuk dan keluar (atau menara air).
Saluran paip stesen pam merangkumi paip masuk dan keluar. Paip masuk menghubungkan sumber air ke saluran masuk pam air, manakala paip keluar ialah saluran paip yang menghubungkan saluran keluar pam air dan tepi saluran keluar.
Selepas stesen pam beroperasi, aliran air boleh memasuki pam air melalui bangunan salur masuk dan paip salur masuk. Selepas ditekan oleh pam air, aliran air akan dihantar ke kolam salur keluar (atau menara air) atau rangkaian saluran paip, sekali gus mencapai tujuan mengangkat atau mengangkut air.
2, susun atur hab stesen pam
Susun atur hab kejuruteraan stesen pam adalah untuk mempertimbangkan secara komprehensif pelbagai keadaan dan keperluan, menentukan jenis bangunan, menyusun kedudukan relatifnya secara munasabah, dan mengendalikan saling hubungannya. Susun atur hab terutamanya dipertimbangkan berdasarkan tugas yang dilakukan oleh stesen pam. Stesen pam yang berbeza harus mempunyai susunan yang berbeza untuk kerja utamanya, seperti bilik pam, saluran paip masuk dan keluar, serta bangunan masuk dan keluar.
Bangunan tambahan yang sepadan seperti pembetung dan pintu kawalan harus serasi dengan projek utama. Di samping itu, dengan mengambil kira keperluan penggunaan menyeluruh, jika terdapat keperluan untuk jalan raya, perkapalan dan laluan ikan di dalam kawasan stesen, hubungan antara susun atur jambatan jalan, kunci kapal, laluan ikan dan sebagainya dan projek utama harus dipertimbangkan.
Mengikut tugas berbeza yang dijalankan oleh stesen pam, susun atur hab stesen pam secara amnya merangkumi beberapa bentuk tipikal, seperti stesen pam pengairan, stesen pam saliran dan stesen gabungan pengairan saliran.
Pintu air ialah struktur hidraulik kepala rendah yang menggunakan pintu untuk menakung air dan mengawal pelepasan. Ia sering dibina di tebing sungai, terusan, takungan dan tasik.
1, Pengelasan pintu air yang biasa digunakan
Pengelasan mengikut tugas yang dijalankan oleh pintu air
1. Pintu kawalan: dibina di atas sungai atau saluran untuk menyekat banjir, mengawal paras air atau mengawal aliran pelepasan. Pintu kawalan yang terletak di saluran sungai juga dikenali sebagai pintu sekatan sungai.
2. Pintu masuk: Dibina di tebing sungai, takungan atau tasik untuk mengawal aliran air. Pintu masuk juga dikenali sebagai pintu masuk atau pintu kepala terusan.
3. Pintu lencongan banjir: Selalunya dibina di satu sisi sungai, ia digunakan untuk melepaskan banjir yang melebihi kapasiti pelepasan selamat sungai hilir ke kawasan lencongan banjir (kawasan simpanan atau tahanan banjir) atau saluran limpah. Pintu lencongan banjir melalui air di kedua-dua arah, dan selepas banjir, air disimpan dan dilepaskan ke saluran sungai dari sini.
4. Pintu saliran: sering dibina di sepanjang tebing sungai untuk menghilangkan genangan air yang berbahaya kepada tanaman di kawasan pedalaman atau rendah. Pintu saliran juga dwiarah. Apabila paras air sungai lebih tinggi daripada tasik dalam atau lekukan, pintu saliran terutamanya menyekat air untuk mengelakkan sungai daripada membanjiri tanah ladang atau bangunan kediaman; Apabila paras air sungai lebih rendah daripada tasik dalam atau lekukan, pintu saliran terutamanya digunakan untuk genangan air dan saliran.
5. Pintu pasang surut: dibina berhampiran muara laut, ditutup semasa air pasang untuk mengelakkan air laut daripada mengalir balik; Membuka pintu untuk melepaskan air pada air surut mempunyai ciri-ciri penyekatan air dwiarah. Pintu pasang surut adalah serupa dengan pintu saliran, tetapi ia dikendalikan dengan lebih kerap. Apabila air pasang di laut luar lebih tinggi daripada air di sungai dalam, tutup pintu untuk mengelakkan air laut daripada mengalir balik ke sungai dalam; Apabila air pasang di laut terbuka lebih rendah daripada air sungai di laut dalam, buka pintu untuk melepaskan air.
6. Pintu siram pasir (pintu pelepasan pasir): Dibina di atas aliran sungai yang berlumpur, ia digunakan untuk melepaskan sedimen yang termendap di hadapan pintu masuk, pintu kawalan atau sistem saluran.
7. Di samping itu, terdapat pintu pelepasan ais dan pintu kumbahan yang dipasang untuk menyingkirkan bongkah ais, objek terapung, dsb.
Mengikut bentuk struktur ruang pintu pagar, ia boleh dibahagikan kepada jenis terbuka, jenis dinding dada, dan jenis pembetung, dan sebagainya.
1. Jenis terbuka: Permukaan aliran air melalui pintu pagar tidak terhalang, dan kapasiti pelepasannya besar.
2. Jenis dinding payudara: Terdapat dinding payudara di atas pintu pagar, yang boleh mengurangkan daya pada pintu pagar semasa penyekatan air dan meningkatkan amplitud penyekatan air.
3. Jenis pembetung: Di hadapan pintu pagar, terdapat badan terowong bertekanan atau tidak bertekanan, dan bahagian atas terowong ditutup dengan tanah pengisian. Terutamanya digunakan untuk pintu air kecil.
Mengikut saiz aliran pintu gerbang, ia boleh dibahagikan kepada tiga bentuk: besar, sederhana, dan kecil.
Pintu air besar dengan kadar aliran lebih 1000m3/s;
Pintu air bersaiz sederhana dengan kapasiti 100-1000m3/s;
Pintu air kecil dengan kapasiti kurang daripada 100m3/s.
2. Komposisi pintu air
Pintu air terutamanya merangkumi tiga bahagian: bahagian sambungan hulu, ruang pintu, dan bahagian sambungan hilir,
Bahagian sambungan hulu: Bahagian sambungan hulu digunakan untuk membimbing aliran air dengan lancar ke dalam ruang pintu pagar, melindungi kedua-dua tebing dan dasar sungai daripada hakisan, dan bersama-sama dengan ruang, membentuk kontur bawah tanah anti-rembesan untuk memastikan kestabilan anti-rembesan kedua-dua tebing dan asas pintu pagar di bawah rembesan. Secara amnya, ia merangkumi dinding sayap hulu, lapisan, alur anti-hakisan hulu, dan perlindungan cerun di kedua-dua belah pihak.
Ruang pintu: Ia merupakan bahagian utama pintu air, dan fungsinya adalah untuk mengawal paras dan aliran air, serta mencegah rembesan dan hakisan.
Struktur bahagian ruang pintu pagar termasuk: pintu pagar, jeti pintu pagar, jeti sisi (dinding pantai), plat bawah, dinding dada, jambatan kerja, jambatan trafik, pengangkat, dll.
Pintu pagar digunakan untuk mengawal aliran melalui pintu pagar; Pintu pagar diletakkan di plat bawah pintu pagar, merentangi orifis dan disokong oleh tiang pintu pagar. Pintu pagar dibahagikan kepada pintu pagar penyelenggaraan dan pintu pagar perkhidmatan.
Pintu kerja digunakan untuk menyekat air semasa operasi biasa dan mengawal aliran pelepasan;
Pintu penyelenggaraan digunakan untuk pengekalan air sementara semasa penyelenggaraan.
Jeti pintu pagar digunakan untuk memisahkan lubang teluk dan menyokong pintu pagar, dinding dada, jambatan kerja dan jambatan lalu lintas.
Tiang pintu pagar menghantar tekanan air yang ditanggung oleh pintu pagar, dinding dada dan kapasiti penahan air tiang pintu pagar itu sendiri ke plat bawah;
Dinding dada dipasang di atas pintu pagar kerja untuk membantu menakung air dan mengurangkan saiz pintu pagar dengan ketara.
Dinding dada juga boleh dibuat menjadi jenis boleh alih, dan apabila menghadapi banjir besar, dinding dada boleh dibuka untuk meningkatkan aliran pelepasan.
Plat bawah ialah asas ruang, yang digunakan untuk menghantar berat dan beban struktur atas ruang ke asas. Ruang yang dibina di atas asas lembut terutamanya distabilkan oleh geseran antara plat bawah dan asas, dan plat bawah juga mempunyai fungsi anti-resapan dan anti-pengusiran.
Jambatan kerja dan jambatan lalu lintas digunakan untuk memasang peralatan mengangkat, mengendalikan pintu pagar dan menghubungkan lalu lintas rentas selat.
Bahagian sambungan hiliran: digunakan untuk menghapuskan tenaga aliran air yang tinggal melalui pintu pagar, membimbing penyebaran seragam aliran air keluar dari pintu pagar, melaraskan taburan halaju aliran dan memperlahankan halaju aliran, dan mencegah hakisan hiliran selepas aliran air keluar dari pintu pagar.
Secara amnya, ia merangkumi kolam penenang, apron, apron, saluran anti-penggosokan hilir, dinding sayap hilir, dan perlindungan cerun di kedua-dua belah pihak.
Masa siaran: 21 Nov-2023
