1、 Hình thức bố trí các nhà máy thủy điện
Các hình thức bố trí điển hình của các nhà máy thủy điện chủ yếu bao gồm các nhà máy thủy điện kiểu đập, nhà máy thủy điện kiểu lòng sông và nhà máy thủy điện kiểu chuyển dòng.
Nhà máy thủy điện kiểu đập: Sử dụng đập ngăn nước để nâng mực nước trong sông, nhằm tập trung mực nước. Thường được xây dựng trong các hẻm núi cao ở giữa và thượng nguồn sông, nhìn chung là nhà máy thủy điện có mực nước trung bình đến cao. Phương pháp bố trí phổ biến nhất là nhà máy thủy điện nằm ở hạ lưu đập chắn gần vị trí đập, đây là nhà máy thủy điện nằm phía sau đập.
Nhà máy thủy điện kiểu lòng sông: Nhà máy thủy điện mà nhà máy điện, cửa giữ nước và đập được bố trí thành một hàng trên lòng sông để cùng giữ nước. Thường được xây dựng ở giữa và hạ lưu sông, thường là nhà máy thủy điện có lưu lượng lớn, cột nước thấp.
Nhà máy thủy điện chuyển hướng: Nhà máy thủy điện sử dụng kênh chuyển hướng để tập trung lượng nước của một đoạn sông để tạo thành đầu phát điện. Thường được xây dựng ở giữa và thượng nguồn các con sông có lưu lượng thấp và độ dốc dọc lớn của sông.
2、 Cấu tạo của các tòa nhà trung tâm thủy điện
Các công trình chính của dự án trung tâm nhà máy thủy điện bao gồm: các công trình chứa nước, các công trình xả, các công trình đầu vào, các công trình dẫn nước và thoát nước, các công trình cấp nước, các công trình phát điện, chuyển đổi và phân phối điện, v.v.
1. Các công trình giữ nước: Các công trình giữ nước được sử dụng để chặn sông, tập trung nước và hình thành các hồ chứa như đập, cửa cống, v.v.
2. Công trình xả nước: Công trình xả nước được sử dụng để xả lũ, hoặc xả nước để sử dụng ở hạ lưu, hoặc xả nước để hạ thấp mực nước trong hồ chứa như tràn xả lũ, đường hầm tràn xả lũ, cửa xả đáy, v.v.
3. Kết cấu lấy nước của nhà máy thủy điện: Kết cấu lấy nước của nhà máy thủy điện được sử dụng để đưa nước vào kênh dẫn nước, như cửa vào sâu, nông có áp hoặc cửa vào hở không có áp.
4. Công trình dẫn nước và kênh xả của nhà máy thủy điện: Công trình dẫn nước của nhà máy thủy điện được sử dụng để vận chuyển nước phát điện từ hồ chứa đến tổ máy phát điện tua bin; Công trình nước thải được sử dụng để xả nước sử dụng để phát điện vào kênh sông hạ lưu. Các công trình chung bao gồm kênh, đường hầm, đường ống áp lực, v.v., cũng như các công trình chéo như cống dẫn nước, cống, xi phông ngược, v.v.
5. Công trình thủy điện mặt nước phẳng: Công trình thủy điện mặt nước phẳng được sử dụng để ổn định những thay đổi về lưu lượng và áp suất (độ sâu của nước) do những thay đổi về tải trọng của nhà máy thủy điện trong các công trình chuyển hướng hoặc nước đuôi, chẳng hạn như buồng tăng áp trong kênh chuyển hướng có áp suất và hồ chứa áp suất ở cuối kênh chuyển hướng không có áp suất.
6. Công trình phát điện, biến đổi và phân phối điện: bao gồm nhà máy điện chính (bao gồm cả nơi lắp đặt) để lắp đặt các tổ máy phát điện tuabin thủy lực và điều khiển, nhà máy điện phụ trợ, sân biến áp để lắp đặt các máy biến áp và thiết bị đóng cắt cao thế để lắp đặt các thiết bị phân phối cao thế.
7. Các công trình khác: như tàu thuyền, cây cối, cá, chắn cát, xả cát, v.v.
Phân loại đập thông thường
Đập là đập ngăn sông và chặn nước, cũng như đập ngăn nước trong hồ chứa, sông, v.v. Theo các tiêu chí phân loại khác nhau, có thể có các phương pháp phân loại khác nhau. Kỹ thuật chủ yếu được chia thành các loại sau:
1. Đập trọng lực
Đập trọng lực là đập được xây dựng bằng các vật liệu như bê tông hoặc đá, chủ yếu dựa vào trọng lượng riêng của thân đập để duy trì sự ổn định.
Nguyên lý hoạt động của đập trọng lực
Dưới tác động của áp lực nước và các tải trọng khác, đập trọng lực chủ yếu dựa vào lực chống trượt do trọng lượng riêng của đập tạo ra để đáp ứng các yêu cầu về độ ổn định; Đồng thời, ứng suất nén do trọng lượng riêng của thân đập tạo ra được sử dụng để bù đắp cho ứng suất kéo do áp lực nước gây ra, nhằm đáp ứng các yêu cầu về độ bền. Mặt cắt cơ bản của đập trọng lực là hình tam giác. Trên mặt phẳng, trục đập thường thẳng, và đôi khi để thích ứng với địa hình, điều kiện địa chất hoặc để đáp ứng các yêu cầu về bố trí trục, nó cũng có thể được bố trí thành đường gãy hoặc vòm có độ cong nhỏ về phía thượng lưu.
Ưu điểm của đập trọng lực
(1) Chức năng kết cấu rõ ràng, phương pháp thiết kế đơn giản, an toàn và đáng tin cậy. Theo thống kê, tỷ lệ vỡ đập trọng lực tương đối thấp trong các loại đập.
(2) Thích ứng mạnh với địa hình và điều kiện địa chất. Đập trọng lực có thể được xây dựng ở bất kỳ hình dạng nào của thung lũng sông.
(3) Vấn đề xả lũ ở trục dễ giải quyết, có thể làm đập trọng lực thành kết cấu tràn, hoặc có thể bố trí lỗ thoát nước ở các độ cao khác nhau của thân đập. Nhìn chung không cần lắp thêm cống tràn hay đường hầm thoát nước, bố trí trục nhỏ gọn.
(4) Thuận tiện cho việc chuyển hướng thi công. Trong thời gian thi công, thân đập có thể được sử dụng để chuyển hướng, và nói chung không cần thêm đường hầm chuyển hướng.
(5) Xây dựng thuận tiện.
Nhược điểm của đập trọng lực
(1) Kích thước mặt cắt ngang thân đập lớn, khối lượng vật liệu sử dụng lớn.
(2) Ứng suất của thân đập thấp, không thể tận dụng hết sức mạnh của vật liệu.
(3) Diện tích tiếp xúc lớn giữa thân đập và nền móng dẫn đến áp suất nâng cao ở đáy đập, không có lợi cho sự ổn định.
(4) Thể tích thân đập lớn, trong quá trình thi công do nhiệt thủy hóa và co ngót cứng của bê tông sẽ sinh ra ứng suất nhiệt độ và co ngót bất lợi. Do đó, khi đổ bê tông cần có biện pháp kiểm soát nhiệt độ chặt chẽ.
2. Đập vòm
Đập vòm là cấu trúc vỏ không gian cố định vào nền đá, tạo thành hình vòm lồi trên mặt phẳng hướng về thượng nguồn, và mặt cắt đỉnh vòm có hình dạng cong thẳng đứng hoặc lồi hướng về thượng nguồn.
Nguyên lý hoạt động của đập vòm
Cấu trúc của đập vòm có cả hiệu ứng vòm và dầm, và tải trọng mà nó phải chịu bị nén một phần về phía cả hai bờ thông qua tác động của vòm, trong khi phần còn lại được truyền đến nền đá ở đáy đập thông qua tác động của các dầm thẳng đứng.
Đặc điểm của đập vòm
(1) Đặc điểm ổn định. Độ ổn định của đập vòm chủ yếu dựa vào phản lực ở hai đầu vòm, không giống như đập trọng lực dựa vào trọng lượng bản thân để duy trì độ ổn định. Do đó, đập vòm có yêu cầu cao đối với địa hình và điều kiện địa chất của vị trí đập, cũng như yêu cầu nghiêm ngặt về xử lý nền móng.
(2) Đặc điểm kết cấu. Đập vòm thuộc loại kết cấu tĩnh không xác định bậc cao, có khả năng chịu quá tải lớn và độ an toàn cao. Khi tải trọng bên ngoài tăng lên hoặc một phần đập bị nứt cục bộ, các tác động của vòm và dầm của thân đập sẽ tự điều chỉnh, gây ra sự phân bổ lại ứng suất trong thân đập. Đập vòm là một kết cấu không gian tổng thể, có thân nhẹ và đàn hồi. Thực tiễn kỹ thuật đã chỉ ra rằng khả năng chống động đất của nó cũng rất mạnh. Ngoài ra, vì vòm là kết cấu đẩy chủ yếu chịu áp lực dọc trục nên mômen uốn bên trong vòm tương đối nhỏ và phân bố ứng suất tương đối đồng đều, có lợi cho việc phát huy sức mạnh của vật liệu. Về mặt kinh tế, đập vòm là loại đập rất ưu việt.
(3) Đặc điểm tải trọng. Thân đập vòm không có mối nối giãn nở cố định, nhiệt độ thay đổi và biến dạng nền đá có tác động đáng kể đến ứng suất của thân đập. Khi thiết kế, cần xem xét biến dạng nền đá và đưa nhiệt độ vào làm tải trọng chính.
Do đập vòm mỏng và hình dạng hình học phức tạp nên chất lượng xây dựng, độ bền vật liệu đập và các yêu cầu chống thấm nghiêm ngặt hơn so với đập trọng lực.
3. Đập đất đá
Đập đất đá là loại đập được làm từ vật liệu địa phương như đất và đá, và là loại đập lâu đời nhất trong lịch sử. Đập đất đá là loại đập được sử dụng rộng rãi nhất và phát triển nhanh nhất trên thế giới.
Lý do cho việc ứng dụng và phát triển rộng rãi đập đất đá
(1) Có thể lấy vật liệu tại chỗ và gần đó, tiết kiệm được lượng lớn xi măng, gỗ, thép, giảm khối lượng vận chuyển bên ngoài công trường. Hầu như bất kỳ vật liệu đất đá nào cũng có thể dùng để xây đập.
(2) Có khả năng thích ứng với nhiều địa hình, địa chất, khí hậu khác nhau. Đặc biệt là ở những vùng khí hậu khắc nghiệt, điều kiện địa chất công trình phức tạp, vùng động đất cường độ cao, đập đất đá thực chất là loại đập khả thi duy nhất.
(3) Sự phát triển của máy móc xây dựng công suất lớn, đa chức năng và hiệu suất cao đã làm tăng mật độ đầm chặt của đập đất đá, giảm tiết diện đập đất đá, đẩy nhanh tiến độ xây dựng, giảm chi phí và thúc đẩy sự phát triển của xây dựng đập đất đá cao.
(4) Do sự phát triển của lý thuyết cơ học địa kỹ thuật, phương pháp thực nghiệm và kỹ thuật tính toán nên trình độ phân tích và tính toán đã được cải thiện, tiến độ thiết kế được đẩy nhanh và độ an toàn, độ tin cậy của thiết kế đập được đảm bảo hơn nữa.
(5) Sự phát triển toàn diện về công nghệ thiết kế và xây dựng để hỗ trợ các dự án kỹ thuật như mái dốc cao, kết cấu công trình ngầm, tiêu tán năng lượng dòng nước tốc độ cao và chống xói mòn của đập đất đá cũng đóng vai trò thúc đẩy quan trọng trong việc đẩy nhanh tiến độ xây dựng và phát triển đập đất đá.
4. Đập đá
Đập đá đổ thường đề cập đến một loại đập được xây dựng bằng các phương pháp như ném, lấp và lăn vật liệu đá. Vì đá đổ có khả năng thấm nước nên cần phải sử dụng các vật liệu như đất, bê tông hoặc bê tông nhựa làm vật liệu không thấm nước.
Đặc điểm của đập đá đổ
(1) Đặc điểm kết cấu. Mật độ đá lấp chặt cao, cường độ cắt cao, có thể làm cho mái đập tương đối dốc. Điều này không chỉ tiết kiệm lượng đất lấp của đập mà còn giảm chiều rộng đáy đập. Chiều dài của kết cấu dẫn nước và xả nước có thể giảm tương ứng, bố trí trục đập nhỏ gọn, giảm thêm khối lượng công trình.
(2) Đặc điểm thi công. Theo tình hình ứng suất của từng bộ phận thân đập, thân đập đá đổ có thể chia thành các vùng khác nhau, có thể đáp ứng các yêu cầu khác nhau về vật liệu đá và độ chặt của từng vùng. Vật liệu đá đào trong quá trình thi công kết cấu thoát nước tại trung tâm có thể được sử dụng đầy đủ và hợp lý, giảm chi phí. Việc thi công đập đá đổ bê tông ít bị ảnh hưởng bởi các điều kiện khí hậu như mùa mưa và giá lạnh khắc nghiệt, có thể tiến hành tương đối cân bằng và bình thường.
(3) Đặc điểm vận hành và bảo dưỡng. Biến dạng lún của đá lấp được nén chặt rất nhỏ.
trạm bơm
1、 Các thành phần cơ bản của kỹ thuật trạm bơm
Dự án trạm bơm chủ yếu bao gồm các phòng bơm, đường ống, tòa nhà đầu vào và đầu ra nước, và các trạm biến áp, như thể hiện trong hình. Một đơn vị bao gồm một máy bơm nước, thiết bị truyền tải và bộ nguồn được lắp đặt trong phòng bơm, cũng như các thiết bị phụ trợ và thiết bị điện. Các cấu trúc đầu vào và đầu ra nước chính bao gồm các cơ sở lấy nước và chuyển hướng, cũng như các hồ đầu vào và đầu ra (hoặc tháp nước).
Đường ống của trạm bơm bao gồm đường ống vào và đường ống ra. Đường ống vào kết nối nguồn nước với đường ống vào của máy bơm nước, trong khi đường ống ra là đường ống kết nối đường ống ra của máy bơm nước và cạnh đường ống ra.
Sau khi trạm bơm được đưa vào hoạt động, dòng nước có thể đi vào máy bơm nước thông qua tòa nhà đầu vào và đường ống đầu vào. Sau khi được máy bơm nước tăng áp, dòng nước sẽ được đưa đến bể nước đầu ra (hoặc tháp nước) hoặc mạng lưới đường ống, do đó đạt được mục đích nâng hoặc vận chuyển nước.
2、 Bố trí trung tâm trạm bơm
Bố trí hub của kỹ thuật trạm bơm là xem xét toàn diện các điều kiện và yêu cầu khác nhau, xác định loại tòa nhà, sắp xếp hợp lý vị trí tương đối của chúng và xử lý mối quan hệ giữa chúng. Bố trí hub chủ yếu được xem xét dựa trên các nhiệm vụ mà trạm bơm đảm nhiệm. Các trạm bơm khác nhau nên có sự sắp xếp khác nhau cho các công trình chính của chúng, chẳng hạn như phòng bơm, đường ống vào và ra, và các tòa nhà vào và ra.
Các công trình phụ trợ tương ứng như cống và cổng kiểm soát phải tương thích với dự án chính. Ngoài ra, xét đến yêu cầu sử dụng toàn diện, nếu có yêu cầu về đường bộ, vận chuyển và đường cá đi qua trong khu vực nhà ga, cần xem xét mối quan hệ giữa bố trí cầu đường bộ, âu tàu, đường cá đi qua, v.v. và dự án chính.
Theo các nhiệm vụ khác nhau mà các trạm bơm đảm nhiệm, bố trí các trung tâm trạm bơm thường bao gồm một số hình thức điển hình như trạm bơm tưới, trạm bơm thoát nước và trạm kết hợp tưới tiêu.
Cổng nước là một cấu trúc thủy lực có đầu thấp sử dụng cổng để giữ nước và kiểm soát xả. Nó thường được xây dựng trên bờ sông, kênh rạch, hồ chứa và hồ.
1、 Phân loại các loại cửa nước thông dụng
Phân loại theo nhiệm vụ mà cửa cống đảm nhiệm
1. Cổng kiểm soát: được xây dựng trên sông hoặc kênh để chặn lũ, điều tiết mực nước hoặc kiểm soát lưu lượng xả. Cổng kiểm soát nằm trên kênh sông còn được gọi là cổng chặn sông.
2. Cửa lấy nước: Được xây dựng trên bờ sông, hồ chứa hoặc hồ để kiểm soát dòng chảy của nước. Cửa lấy nước còn được gọi là cửa lấy nước hoặc cửa đầu kênh.
3. Cửa cống phân lũ: Thường được xây dựng ở một bên bờ sông, dùng để xả lũ vượt quá khả năng xả lũ an toàn của hạ lưu vào vùng phân lũ (vùng chứa lũ hoặc vùng giữ lũ) hoặc tràn xả lũ. Cửa cống phân lũ đi qua nước theo cả hai hướng, sau lũ, nước được chứa và xả vào lòng sông từ đây.
4. Cửa thoát nước: thường được xây dựng dọc theo bờ sông để loại bỏ tình trạng ngập úng gây hại cho cây trồng ở vùng đất liền hoặc vùng trũng. Cửa thoát nước cũng là hai chiều. Khi mực nước của sông cao hơn mực nước của hồ hoặc vùng trũng bên trong, cửa thoát nước chủ yếu chặn nước để ngăn sông tràn vào đất nông nghiệp hoặc các tòa nhà dân cư; Khi mực nước của sông thấp hơn mực nước của hồ hoặc vùng trũng bên trong, cửa thoát nước chủ yếu được sử dụng để úng nước và thoát nước.
5. Cửa cống thủy triều: được xây dựng gần cửa biển, đóng khi thủy triều lên cao để ngăn nước biển chảy ngược trở lại; mở cửa cống để xả nước khi thủy triều xuống thấp có đặc điểm là chặn nước hai chiều. Cửa cống thủy triều tương tự như cửa cống thoát nước, nhưng chúng được vận hành thường xuyên hơn. Khi thủy triều ở biển ngoài cao hơn ở sông trong, đóng cửa cống để ngăn nước biển chảy ngược trở lại sông trong; Khi thủy triều ở biển ngoài thấp hơn nước sông ở biển trong, mở cửa cống để xả nước.
6. Cửa xả cát (cửa xả cát): Được xây dựng trên dòng chảy của sông có bùn, dùng để xả bùn lắng đọng trước cửa xả, cửa điều tiết hoặc hệ thống kênh.
7. Ngoài ra, còn có các cửa xả băng và cửa thoát nước thải được thiết lập để loại bỏ các khối băng, vật thể nổi, v.v.
Theo hình thức cấu trúc của buồng cửa, nó có thể được chia thành loại mở, loại tường ngực và loại cống, v.v.
1. Loại mở: Bề mặt dòng nước chảy qua cổng không bị cản trở, khả năng xả nước lớn.
2. Kiểu thành ngực: Có thành ngực phía trên cổng, có thể giảm lực tác dụng lên cổng trong quá trình chặn nước và tăng biên độ chặn nước.
3. Kiểu cống: Phía trước cửa cống có thân hầm chịu áp hoặc không chịu áp, đỉnh hầm được phủ đất lấp, chủ yếu dùng cho cửa cống nước nhỏ.
Theo kích thước của dòng chảy cổng có thể được chia thành ba dạng: lớn, vừa và nhỏ.
Cửa thoát nước lớn với lưu lượng trên 1000m3/giây;
Cửa cống cỡ trung có công suất 100-1000m3/s;
Cống nhỏ có lưu lượng dưới 100m3/giây.
2、 Cấu tạo của cửa nước
Cửa nước chủ yếu bao gồm ba phần: phần kết nối thượng lưu, khoang cửa và phần kết nối hạ lưu,
Đoạn kết nối thượng lưu: Đoạn kết nối thượng lưu dùng để dẫn nước chảy thông suốt vào buồng cửa, bảo vệ cả bờ và lòng sông khỏi bị xói mòn, cùng với buồng, tạo thành đường viền ngầm chống thấm để đảm bảo sự ổn định chống thấm của cả bờ và móng cửa dưới sự rò rỉ. Nói chung, nó bao gồm các bức tường cánh thượng lưu, lớp lót, rãnh chống xói mòn thượng lưu và bảo vệ mái dốc ở cả hai bên.
Buồng cửa: Là bộ phận chính của cửa nước, có chức năng kiểm soát mực nước và lưu lượng nước, cũng như ngăn ngừa rò rỉ và xói mòn.
Cấu trúc phần buồng cửa bao gồm: cửa, trụ cửa, trụ bên (tường bờ), tấm đáy, tường ngực, cầu làm việc, cầu giao thông, tời, v.v.
Cổng được sử dụng để kiểm soát dòng chảy qua cổng; Cổng được đặt trên tấm đáy của cổng, kéo dài qua lỗ và được hỗ trợ bởi trụ cổng. Cổng được chia thành cổng bảo trì và cổng dịch vụ.
Cửa van hoạt động được sử dụng để chặn nước trong quá trình hoạt động bình thường và kiểm soát lưu lượng xả;
Cổng bảo trì được sử dụng để giữ nước tạm thời trong quá trình bảo trì.
Trụ cổng được sử dụng để ngăn cách lỗ cửa và hỗ trợ cổng, tường ngực, cầu làm việc và cầu giao thông.
Trụ cổng truyền áp lực nước do cổng, tường ngực và khả năng giữ nước của trụ cổng chịu tới tấm đáy;
Tường ngực được lắp phía trên cổng làm việc để giúp giữ nước và giảm đáng kể kích thước của cổng.
Tường ngực cũng có thể được chế tạo thành loại di động và khi gặp lũ lụt thảm khốc, tường ngực có thể được mở ra để tăng lưu lượng xả.
Tấm đáy là nền tảng của buồng, dùng để truyền tải trọng lượng và tải trọng của kết cấu trên của buồng xuống nền tảng. Buồng được xây dựng trên nền tảng mềm chủ yếu được ổn định bằng ma sát giữa tấm đáy và nền tảng, và tấm đáy cũng có chức năng chống thấm và chống xói mòn.
Cầu làm việc và cầu giao thông được sử dụng để lắp đặt thiết bị nâng, vận hành cổng và kết nối giao thông qua eo biển.
Phần kết nối hạ lưu: dùng để loại bỏ năng lượng còn lại của dòng nước chảy qua cửa, hướng dòng nước khuếch tán đều ra khỏi cửa, điều chỉnh phân bố vận tốc dòng chảy và làm chậm vận tốc dòng chảy, ngăn ngừa xói mòn hạ lưu sau khi nước chảy ra khỏi cửa.
Nhìn chung, nó bao gồm một hồ điều hòa, bờ kè, bờ kè, kênh chống xói mòn hạ lưu, tường cánh hạ lưu và hệ thống bảo vệ mái dốc ở cả hai bên.
Thời gian đăng: 21-11-2023
