In cosa consiste una struttura idraulica. Strutture idrauliche: tipologie, classificazione, regole di esercizio, requisiti di sicurezza

Le strutture idrauliche sono oggetti destinati all'uso delle risorse idriche (fiumi, laghi, mari, falde acquifere) o alla prevenzione degli effetti dannosi dell'acqua sull'ambiente (lotta alle inondazioni, erosione degli argini, ecc.). Con l'aiuto di strutture idrauliche, vengono eseguiti vari tipi di attività di gestione dell'acqua: vengono creati serbatoi, vengono regolati i costi e i livelli dell'acqua, viene effettuato il trasporto dell'acqua, ecc.

Le strutture idrauliche hanno vari scopi e sono costruite in una varietà di condizioni naturali.

Per la natura del corso d'acqua o del serbatoio su cui sono costruite, le strutture idrauliche si dividono in fiume, mare, lago o stagno, intrasistema o rete (su sistemi idraulici) e sotterranee.

Gli impianti di bonifica della rete sono suddivisi in normativi (regolatori o gateway-regolatori, prese d'acqua, blocchi e divisori delle acque reflue),
conduttrici d'acqua (sifoni, tubazioni, acquedotti, pluviali, ecc.) e di raccordo (gocce, correnti impetuose, ecc.).

In base alle condizioni di interazione con un corso d'acqua o bacino e per la natura delle funzioni svolte, le strutture idrauliche si distinguono:

Ritenzioni idriche (dighe, dighe, ecc.), che bloccano un corso d'acqua o racchiudono un serbatoio e percepiscono la pressione dell'acqua. La sezione del corso d'acqua (serbatoio) sopra la struttura di contenimento dell'acqua è chiamata sorgente, sotto - la coda. La differenza dei livelli dell'acqua a monte ea valle direttamente vicino alla struttura è chiamata pressione sulla struttura;

Approvvigionamento idrico (canali, condutture, gallerie idrauliche, vaschette, ecc.), che servono per fornire acqua ai luoghi di consumo, ad esempio, da un fiume a un terreno irrigato;

Presa d'acqua, che serve per l'assunzione di acqua da corsi d'acqua e serbatoi;

Sfioratori (sfioratori, sfioratori profondi, ecc.) - per scaricare le acque in eccesso (alluvioni) e utili "rilasci" a valle, per mantenere le condizioni igienico-sanitarie necessarie a valle, fondali per la navigazione, ecc.;

Normativa (dighe di orientamento del torrente, opere di protezione degli argini, ecc.) atte a regolare l'interazione del torrente con il canale (lotta all'erosione e ai depositi di sedimenti), proteggere gli argini dagli effetti delle onde e delle correnti.

In base allo scopo previsto, le strutture idrauliche sono suddivise in strutture generali e speciali. Le strutture per scopi generali includono strutture di ritenzione idrica, approvvigionamento idrico, sfioratore e regolazione utilizzate per vari settori dell'industria idrica e progettate per fornire il ristagno richiesto e la capacità del serbatoio, consentire lo scarico previsto delle inondazioni, ecc. Le strutture speciali includono strutture progettate per le esigenze di un ramo dell'industria dell'acqua. Strutture speciali sono: bonifiche (canali, stazioni di pompaggio, ecc.); energia idrica (edifici idroelettrici, canali e gallerie di derivazione, autoclavi e altre strutture progettate per utilizzare l'energia idrica); trasporto acqueo (canali, chiuse marittime, moli, dighe foranee, ecc.); galleggiamento del legname (pendenze di tronchi, strutture di ritenzione del legname, ecc.); pesca (passaggi per pesci, elevatori per pesci, laghetti per pesci, ecc.); per l'approvvigionamento idrico e lo smaltimento delle acque reflue (prese idriche, stazioni di pompaggio, canali, collettori, impianti di trattamento, ecc.); per combattere alluvioni, colate di fango, erosione del suolo (dighe protettive, caditoie, ecc.); per l'utilizzo delle acque sotterranee (prese idriche sotterranee, ecc.); per la creazione di sterili, stoccaggio fanghi (dighe, condotte, ecc.).

In alcuni casi, vengono utilizzate strutture combinate che svolgono contemporaneamente più funzioni, ad esempio edifici combinati di centrali idroelettriche (con sfioratori), chiuse di spedizione - sfioratori combinati con prese d'acqua, ecc.

Secondo le condizioni d'uso, le strutture idrauliche fluviali sono divise in permanenti, utilizzate in funzionamento permanente e temporanee. Allo stesso tempo, le strutture temporanee includono strutture utilizzate solo durante la costruzione o la riparazione di strutture permanenti.

Le strutture idrauliche permanenti sono divise in primarie e secondarie. Le principali comprendono le strutture idrauliche (dighe, dighe, sfioratori, canali, gallerie, condotte, opere di presa d'acqua, edifici di centrali idroelettriche e stazioni di pompaggio, chiuse di navigazione e ascensori per navi, strutture per pass e protezione dei pesci, ecc.), la cui distruzione comporta l'interruzione del normale funzionamento delle centrali elettriche, la cessazione o la riduzione dell'approvvigionamento idrico ai sistemi di irrigazione, l'allagamento del prosciugato e l'allagamento dell'area delimitata, l'interruzione o la riduzione della navigazione, il rafting. Quelli secondari comprendono le strutture idrauliche (porte di riparazione, muri e dighe di guida e di separazione, baie di chiuse di navigazione, strutture di protezione della costa e di protezione dal ghiaccio, ecc.), la cui distruzione non comporta le conseguenze di cui sopra.

Le strutture idrauliche permanenti sono suddivise in quattro classi (1-4). Quando si stabilisce la classe delle strutture idrauliche, vengono prese in considerazione le conseguenze di un possibile incidente, la loro altezza, il materiale e il tipo di terreno di fondazione.

A seconda delle conseguenze dell'interruzione del funzionamento del GTS, in conformità con SNiP (11-50-74. Strutture idrauliche fluviali. Disposizioni di progettazione di base), la classe viene assegnata secondo la tabella. 1.1.

Tabella 1.1

Determinazione della classe delle strutture idrauliche in funzione di
dalle conseguenze della violazione del loro funzionamento

Appunti:

1. Le vie navigabili interne dovrebbero essere classificate come autostrade, strade principali di importanza locale o piccoli fiumi in conformità con gli attuali standard di progettazione per le dimensioni dei sottopassi sulle vie navigabili interne.

2. Le classi di opere idrauliche progettate sui corsi d'acqua super-principali e principali, nonché sui canali principali di irrigazione che partecipano alla creazione di un fronte di pressione, devono essere aumentate di uno rispetto a quelle indicate nella tabella. 1.1.

3. La classe della struttura fish-pass che partecipa alla creazione del fronte di pressione è posta uguale alla classe delle strutture di ritenzione idrica.

4. La classe delle strutture di un'unità di stazione di pompaggio per il trasferimento del flusso è stabilita in base al valore economico di questo sistema, tenendo conto della classe specificata delle strutture idrauliche degli idrosistemi complessi indicata in relazione allo scopo.

5. Le categorie di affidabilità dell'approvvigionamento idrico da parte dei sistemi di approvvigionamento idrico domestico e industriale, comprese le stazioni di pompaggio, sono stabilite in conformità con il capitolo di SNiP sulla progettazione di reti esterne e impianti di approvvigionamento idrico.

Segnaliamo le riviste pubblicate dalla "Accademia di Scienze Naturali"

Strutture idrauliche(GTS) - un tipo di strutture ingegneristiche progettate per garantire diversi tipi di utilizzo dell'acqua (uso dell'acqua) e / o per combattere gli effetti dannosi dell'acqua influenzando il regime e le proprietà dei corpi idrici naturali e dell'acqua che contengono.

Le prime strutture idrauliche

La costruzione delle prime strutture idrauliche risale alle epoche del IV e III millennio a.C. e., all'epoca della civiltà sumera. Stabilitisi in Mesopotamia, padroneggiarono gradualmente l'irrigazione, la navigazione e la navigazione lungo fiumi e canali. Furono costruiti i canali Iturungal e I-nina-gena, Arakhtu, Apkallatu e Me-Enlila e il canale Zubi. La comparsa dei primi sistemi di irrigazione relativamente presto ha costituito la base economica per l'emergere di un ampio sistema di relazioni economiche in Mesopotamia. La costruzione dei canali portò anche alla costruzione di nuove città sulle loro sponde, che divennero i centri economici, politici e culturali dei Sumeri. C'è una leggenda che la distruzione di Babilonia nel 7 ° secolo. AVANTI CRISTO NS. Dal re assiro Sinaherib, è stato prodotto con l'aiuto di un serbatoio appositamente creato e poi sgonfiato (dalla distruzione della diga) sull'Eufrate.

In Europa, i primi serbatoi, per quanto si può giudicare dai dati disponibili, sono apparsi prima della nostra era. Così, in Spagna, presumibilmente nel II sec. AVANTI CRISTO NS. sul fiume Albarregas, la Diga di Carnalbo è stata realizzata con un invaso di 10 milioni di m 3 (esiste ancora). Probabilmente, in questa epoca, sono stati creati serbatoi in Grecia, Italia, Francia meridionale e altri paesi del Mediterraneo, ma non abbiamo informazioni specifiche su di essi. Indirettamente, ciò può essere giudicato, ad esempio, dai resti superstiti di strutture idrauliche nell'area di Roma. Anche le strutture di sostegno furono erette nel I millennio d.C. NS. in connessione con la costruzione di mulini e per l'irrigazione. In Gallia, i primi mulini comparvero nel III-IV secolo; così, nei pressi della città di Arles, sono stati conservati i resti di un complesso di 16 mulini. La costruzione di dighe a mulino si diffuse nell'VIII – IX e soprattutto nei secoli XII – XIII. Gli invasi formati dalle dighe dei mulini avevano, ovviamente, un volume ridotto e, secondo la moderna classificazione degli invasi artificiali, sono per lo più attribuibili a stagni. Serbatoi più grandi in Europa sono apparsi in seguito, con lo sviluppo dell'estrazione del minerale, della lavorazione dei metalli, della segheria, ecc.

Strutture idrauliche significative furono costruite dagli Aztechi, dai Maya e dagli Incas nell'America precolombiana. Ai piedi delle Ande esistevano diversi serbatoi per la raccolta dell'acqua di fusione, come il serbatoio nella valle di Nepena lungo 1,2 km e largo 0,8 km. Molte dighe per la presa d'acqua furono costruite dai Maya; un noto serbatoio vicino all'antica città di Tikal. Per rifornire d'acqua le città Maya furono costruiti numerosi serbatoi aperti con fondo anti-infiltrazioni; alcuni di loro sono sopravvissuti fino al XIX secolo. Gli Aztechi, per esempio, la diga di Nezoualcoyotl lunga 16 km, che divideva il lago. Texcoco e formò il bacino idrico di Città del Messico. I conquistatori spagnoli distrussero la maggior parte delle antiche strutture idrauliche degli Aztechi, degli Inca, dei Maya. Tali strutture create dagli spagnoli erano spesso inferiori per complessità e dimensioni alle precedenti. Tuttavia, durante questo periodo, furono costruiti alcuni grandi serbatoi: Zhururia con un volume di 220 milioni di m 3 e un'area speculare di 96 km 2 (ancora utilizzata) e Chalviri con un volume di 3 milioni di m 3 per l'approvvigionamento idrico al miniere d'argento a Potosí.

La Russia è ricca di acque, quindi nell'antichità non c'era bisogno di strutture idrauliche. Tuttavia, dal X-XI secolo. sistemi di approvvigionamento idrico e fognario sono stati costruiti nelle città. E poiché i fiumi erano usati come vie di comunicazione, c'erano spesso dispositivi di canali che raddrizzavano le curve - chiamati perdono. Tali canali, che nel corso dei secoli hanno acquisito un aspetto completamente naturale, esistono ancora oggi in luoghi diversi. Il più antico progetto di ingegneria idraulica sul Volga è stato l'allargamento e l'approfondimento del canale nell'area del lago Sterzh (qui il Volga è un piccolo ruscello) per garantire il pilotaggio delle navi nel fiume. Metà e oltre a Novgorod.

Fin dall'antichità si sono diffuse le centrali idrauliche, i mulini ad acqua. Spesso mettevano in moto non solo meccanismi di macinazione della farina, ma anche segherie, industrie metallurgiche e di altro tipo, conservando ancora il nome dei mulini ("segherie", ecc.). Il dispositivo dei mulini implicava la costruzione di una diga che bloccava il fiume, che era vietata sui fiumi navigabili (secondo il Codice della Cattedrale del 1649 - "affinché il canale navigabile non fosse preso su quei fiumi"), tuttavia, l'abbondanza di piccoli fiumi che non erano adatti all'uso come vie di comunicazione hanno aperto ampie opportunità per utilizzare la loro energia idrica. C'erano mulini ad acqua nei secoli XVIII-XIX. molto, erano un attributo così familiare della vita e dei paesaggi che gli statistici e i geografi semplicemente non li notavano nelle loro descrizioni. Nella seconda metà del XIX sec. l'abbassamento del Volga iniziò a minacciare la Russia con la perdita della sua principale via di comunicazione, l'"arteria della terra russa". E il motivo dell'abbassamento fu sicuramente chiamato non solo il disboscamento delle foreste e l'aratura della terra nel suo bacino, ma anche la distruzione, dopo le riforme del 1861, di decine di migliaia di stagni del mulino. Nonostante questo, all'inizio del XX secolo. nel bacino del Volga c'erano 13326 centrali idrauliche e, in base alla loro capacità totale, secondo GOELRO, la Russia era al terzo posto nel mondo dopo gli Stati Uniti e il Canada.

La costruzione di ingegneria idraulica su larga scala iniziò sotto Pietro I: il sistema di navigazione di Vyshnevolotsk fu costruito per fornire a San Pietroburgo il pane del Volga. Consisteva di canali, dighe, chiuse di navigazione. Dall'inizio del XIX secolo. fino al "boom" ferroviario degli anni 1860-1880. la costruzione di sistemi idraulici navigabili era estremamente attiva. Quindi il Volga, oltre al sistema di navigazione di Vyshnevolotsk, ricevette altri due collegamenti con San Pietroburgo: i sistemi Tikhvin (1811) e Mariinsky (1810) (quest'ultimo acquisì un'importanza dominante dalla metà del XIX secolo). Fu costruito un canale intitolato al duca Alessandro di Württemberg (ora canale Severo-Dvinsky), che collegava il Volga con la Dvina settentrionale (1825-1829); è stato completato il sistema North Ekaterininskaya (il collegamento del Kama con la Dvina settentrionale attraverso il fiume Vychegda); la costruzione del Canale Ivanovsky, iniziata e abbandonata da Pietro I nel 1711, fu ripresa a causa della perdita del Canale Azov Ivanovsky (il collegamento tra l'Oka e il Don); fu costruito un collegamento tra il Volga e Mosca lungo i fiumi Sestra e Istra e il canale tra di loro; furono costruiti i collegamenti del Dnepr con la Dvina occidentale (sistema Berezinskaya), Neman (sistema Oginskaya) e Vistola (sistema Dnieper-Bugskaya). Sono stati progettati i collegamenti del Kama con l'Irtysh, del Volga con il Don nell'area di Tsaritsyn, ecc.

Dal momento che sia nel trasporto merci che nelle preoccupazioni del governo, il sistema Mariinsky (l'attuale canale Volga-Baltico) dalla metà del XIX secolo. dominato, oltre un secolo delle sue riparazioni e ricostruzioni, diverse generazioni di ingegneri hanno sviluppato i tipi ottimali di strutture idrauliche in legno: dighe e chiuse del tipo "russo" o "Mariinsky".

Nei secoli XVIII-XIX. in Russia si sono sviluppati porti commerciali e militari nel Mar Baltico, nel Mar Nero e nel Mar Bianco. In relazione a ciò, furono costruite grandi strutture protettive e di ormeggio.

Classificazione GTS

Secondo la moderna classificazione, le strutture idrauliche possono essere suddivise nei seguenti tipi e tipi:

IN a seconda del corpo idrico su cui si trovano le strutture idrauliche, possono essere fiume, lago, mare.

Di posizione rispetto alla superficie terrestre distinguere tra strutture idrauliche a terra e sotterranee.

IN a seconda dei tipi di utilizzo dell'acqua previsti le strutture idrotecniche sono suddivise in irrigazione e drenaggio (drenaggio, irrigazione, irrigazione), trasporto idrico, energia idroelettrica, pesca, per approvvigionamento idrico e drenaggio, per l'uso delle risorse idriche, scopi sportivi, ecc.

Di la natura dell'interazione con un corpo idrico Distinguere tra strutture idrauliche di ritenzione, approvvigionamento idrico, regolazione, presa d'acqua e sfioratore.

Le strutture di contenimento dell'acqua, a sostegno del corso d'acqua, creano una pressione o un dislivello dell'acqua nel corso d'acqua davanti e dietro la struttura e percepiscono la pressione dell'acqua derivante dal verificarsi della pressione. Si tratta, prima di tutto, di dighe - strutture che bloccano i canali fluviali (e spesso le parti superiori delle valli fluviali), al fine di innalzare il livello dell'acqua (ad esempio, per esigenze di navigazione) o creare una riserva di volume d'acqua per un serbatoio (stagno, serbatoio). Le dighe di contenimento possono essere dighe protettive, che delimitano l'area costiera e ne prevengono l'allagamento durante inondazioni, maree, mareggiate e tempeste su mari e laghi. Anche gli edifici in alveo delle centrali idroelettriche, le chiuse di navigazione e alcune strutture di presa dell'acqua sono strutture di contenimento.

Le strutture di approvvigionamento idrico (condotte d'acqua) vengono utilizzate per trasferire l'acqua (la sua fornitura o drenaggio) da un punto all'altro. Si tratta di canali, gallerie (idrauliche), canali d'acqua, condotte.

sono destinati a un impatto mirato sulle condizioni del flusso dei corsi d'acqua, alla protezione dei loro canali e argini dall'erosione, dalla deposizione di sedimenti, dall'impatto del ghiaccio, ecc. Durante la regolazione dei fiumi, le strutture di guida del flusso (dighe, semi-dighe, ecc.), strutture di protezione del fondo e dell'argine ("vestiti"), strutture che regolano il movimento del ghiaccio e dei corpi galleggianti (zapani, pareti di protezione del ghiaccio, tagliaghiaccio, ecc.).

Le strutture di presa d'acqua (presa d'acqua) sono predisposte per prendere l'acqua da una fonte d'acqua e convogliarla in un condotto d'acqua. Di solito sono dotati di dispositivi che proteggono le strutture di approvvigionamento idrico dall'ingresso di ghiaccio, fanghi, sedimenti, corpi galleggianti, ecc.

Le strutture a sfioro (sfioro) servono a rilasciare (“scarico”) l'acqua in eccesso da serbatoi, canali, bacini in pressione, ecc. Possono essere di canale e costiere, di superficie e profonde, consentendo lo svuotamento parziale o totale dei serbatoi. Per regolare la quantità di acqua scaricata (scaricata), gli sfioratori sono spesso dotati di valvole idrauliche.

Su appuntamento distinguere tra strutture idrauliche generali, che forniscono tutti i tipi (o più tipi) di utilizzo dell'acqua, e speciali, erette per qualsiasi tipo di utilizzo dell'acqua.

Le strutture idrauliche di uso generale comprendono tutte le strutture di ritenzione idrica e sfioratori e, in parte, le strutture di approvvigionamento idrico, regolazione e presa d'acqua - se non fanno parte di strutture per scopi speciali.

Le strutture idrauliche speciali (ramo) includono quanto segue:

In alcuni casi, le strutture idrauliche generali e speciali possono essere combinate: ad esempio, uno sfioratore viene collocato in un edificio di una centrale idroelettrica, una centrale idroelettrica viene collocata nel corpo di una diga sfioratore ("HPP combinato"), una chiusa di navigazione può fungere da canale di scolo, ecc.

Nell'attuazione di complesse misure di gestione delle acque, le strutture idrauliche, funzionalmente combinate e situate in un unico luogo, costituiscono complessi chiamati unità di strutture idrauliche o idrosistemi.

Attualmente (dal 1 gennaio 2014) esiste una classificazione delle strutture idrauliche in base al grado della loro pericolosità. In accordo con esso, tutte le strutture idrauliche sono divise in quattro classi: pericolo basso, medio, alto ed estremamente alto.

A seconda della classe, viene assegnato il grado di affidabilità delle strutture idrauliche, ad es. riserve della loro forza e stabilità, il consumo massimo di acqua stimato, la qualità dei materiali delle strutture, ecc.

Le strutture idrauliche differiscono da tutti gli edifici civili e industriali in presenza degli effetti del flusso d'acqua, del ghiaccio, dei sedimenti e di altri fattori su di esse. Tali influenze possono essere meccaniche (carichi statici e idrodinamici, rimozione di particelle di terreno mediante flusso di filtrazione (sofffusione), ecc.), fisico-chimiche (abrasione di superfici, corrosione di metalli, calcestruzzo), biologiche (decomposizione delle strutture in legno, erosione del legno per organismi viventi, ecc.).

Inoltre, a differenza degli edifici civili e industriali, le condizioni per la realizzazione delle opere idrauliche sono complicate dalla necessità di attraversare l'alveo del fiume e le strutture incompiute durante la loro costruzione (di solito diversi anni) dei cosiddetti costi di costruzione del fiume, così come ghiaccio, legname, navi, ecc...

Una caratteristica della manutenzione e del funzionamento delle strutture idrauliche nella Federazione Russa è la loro frammentazione in base all'affiliazione dipartimentale e di filiale e alle forme di proprietà. Pertanto, secondo il valore di bilancio totale, l'agricoltura possiede il 29% di tutte le strutture idrauliche, l'industria - il 27%, l'edilizia abitativa e i servizi comunali - il 20%, l'energia idroelettrica - circa il 15%, il trasporto su acqua - circa il 6%, la pesca - il 2%, sul bilancio delle strutture dell'Agenzia federale per le risorse idriche risorse - meno del 2%. Inoltre, su 29,4 mila opere idrauliche a pressione, 1931 oggetti (7%) appartengono al demanio federale, 7675 oggetti (26%) - al demanio regionale, 16087 oggetti (54%) - al demanio comunale, circa 4 mila oggetti.( 13%) sono senza proprietario.

Yu.V. Bogatyreva, A.A. Belyakov

L'acqua è la fonte della vita. Ma nonostante il fatto che da tempo immemorabile i coloni si stabilirono vicino a fiumi e laghi, non smisero di temere la forza del torrente. Inondazioni, inondazioni, cambiamenti di canale fluviale e altri disastri naturali possono cambiare l'intera vita abituale in una volta. Per "addomesticare" l'acqua, è necessario costruire dighe e altre strutture di sbarramento. In questo articolo ti parleremo delle strutture idrauliche: cosa sono e cosa si riferisce a tali oggetti.

Perché vengono installate le strutture idrauliche?

SP 58.13330.2012 e SNiP 33-01-2003 aiuteranno a rispondere a questa domanda: questi sono i documenti principali che regolano tutti i lavori di progettazione e costruzione. Nella sezione "Termini" del set di regole, c'è un'indicazione di cosa sono le strutture idriche. Possono appartenere a diversi gruppi, a seconda dei quali aiuteranno a raggiungere uno dei seguenti obiettivi:

• Protezione delle risorse idriche dall'impatto negativo delle persone e della loro vita.
• Prevenzione dell'impatto dell'acqua inquinata sull'ambiente.
• Protezione dalla distruzione costiera.
• Stoccaggio di rifiuti liquidi dopo la produzione o l'agricoltura.
• Per l'ormeggio delle navi e il bagno della popolazione.
• Comunicazione con la produzione: approvvigionamento idrico dal serbatoio e scarico del liquido usato.

Ci sono molti di questi obiettivi. Si considera opera idraulica, infatti, qualsiasi struttura che sia parzialmente o completamente ubicata su una risorsa idrica di approfondimento naturale o artificiale. Molto spesso, quando, ad esempio, l'acqua del fiume viene utilizzata nella produzione, i complessi di misure e compiti non convergono su uno, la produzione. Inoltre, sono obbligatorie le funzioni protettive dell'ingegneria idraulica, che compensano i danni causati al serbatoio.

A causa dell'abbondanza di strutture che possono essere attribuite a questa categoria, è difficile dare una classificazione chiara di tutti gli edifici. Evidenzieremo le caratteristiche principali e quindi forniremo esempi di progetti di strutture idrauliche.

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Ingegneria idraulica temporanea e permanente

Tra quelle strutture idrauliche che operano 24 ore su 24, si distinguono gli impianti principali e secondari. Il primo comprende tutte le strutture, la cui rottura comporterà il fallimento delle grandi imprese. Questo può essere un collegamento di un sistema di approvvigionamento idrico, un sistema di irrigazione, il blocco di un fiume navigabile senza tali dighe e così via.

Il secondo tipo di edifici di solito non influisce sulla produzione o su altri processi, ma lo regola solo. Tuttavia, a causa di un guasto, non ci sarà un'interruzione completa dei lavori.

Oltre a quelli elencati, sono presenti acquedotti temporanei. Questa è una tecnica che viene installata per un certo periodo, ad esempio, al momento dei lavori di riparazione nella struttura idraulica principale.

Varietà di strutture idrauliche, a seconda dell'interazione con la risorsa idrica

La maggior parte delle strutture rappresenta una barriera che rende diverso il livello tra due corsi d'acqua. La caduta fornisce la forza di testa e la sezione tra le due dighe può essere utilizzata come serbatoio. Considera una classificazione basata sulla gestione del fiume.

Ritenzione d'acqua

Tali barriere sono costruite contrariamente al canale. Sono progettati per bloccare il flusso, ottenendo così una differenza di livello artificiale. Questa discrepanza tra il volume dell'acqua e il flusso normale porta alla comparsa di una testa. Questo meccanismo è utilizzato dalle stazioni che utilizzano una struttura idraulica come impianto energetico. La forza della pressione dell'acqua viene convertita in energia.

Un'altra funzione della struttura di ritenzione idrica è quella di creare ristagni artificiali, serbatoi. A valle ea monte sono due punti con un dislivello massimo. Questi edifici forniscono il controllo sui cambiamenti climatici che potrebbero disturbare l'infrastruttura di un'intera città in caso di inondazioni. Pertanto, tali dighe sono considerate le più pericolose in caso di progettazione o costruzione impropria e ulteriore manutenzione.

Sono anche i più necessari. Una tale barriera artificiale consente di costruire case lungo il letto del fiume senza timore di inondazioni e altre disgrazie.

Assunzione di acqua

Già dal nome è chiaro che la funzione di tali costruzioni è quella di dirigere il flusso. Non solo per prelevare metri cubi d'acqua, ma anche per spostarli attraverso determinati territori, lanciandoli in chiuse e deviandoli da un determinato canale. Tale sistema viene utilizzato nella navigazione quando una nave carica deve essere arenata o, al contrario, portata fuori dal porto.

Piccole prese regolano e rimuovono il fluido in eccesso dai serbatoi e da altri sistemi idrici artificiali. Queste sono piccole valvole che hanno fori negli scarichi sottostanti.

Inoltre, lo scopo principale delle strutture idrauliche di presa dell'acqua è fornire i volumi necessari di umidità fresca del fiume alle fabbriche e alle grandi imprese. I metri cubi sono necessari per il raffreddamento, la filtrazione o altre funzioni. Numerose industrie eseguono la filtrazione secondaria e rimuovono il liquido nella rete idrica. Per altri scopi, è richiesto solo il consumo, ad esempio per l'irrigazione. L'irrigazione di grandi terreni agricoli richiede una grande quantità di acqua. Allo stesso tempo, viene eseguita un'altra funzione: pulizia da ghiaccio, detriti e altre impurità. In tali punti di campionamento, viene installata una filtrazione più grande o più fine, che rimuove gli elementi non necessari.

L'assunzione di acqua può essere effettuata:

• dalla superficie di un fiume o di un lago: questo è facile nella progettazione di una struttura idraulica, ma è spesso inefficace a causa della contaminazione superficiale, che richiede una pulizia più accurata;
• dalla profondità - il livello della recinzione va molto più in basso della superficie, questo è più difficile nella costruzione, ma questo elimina la necessità di costruire una protezione contro il ghiaccio e garantisce anche che l'apporto di umidità venga effettuato anche durante i periodi di siccità quando il livello dell'acqua scende drasticamente;
• dal basso - questa è l'opzione più stabile e monumentale che durerà a lungo, ma la sua particolarità è nel potere della struttura (resistenza alla pressione della massa d'acqua) e nella filtrazione profonda dal limo; e diventa anche più difficile effettuare riparazioni e manutenzioni.

Le grandi imprese spesso effettuano una presa d'acqua multilivello. Quindi i tubi con le pompe sono installati a distanze diverse, il che dà una prevalenza costante.

Esistono inoltre varie configurazioni di sistema in base al metodo di campionamento:

• Costiero. Sono montati su una sponda ripida e ripida con la parete anteriore che si estende fino al suolo. Grandi e massicci semianelli in cemento armato rendono la falesia adatta all'uso. I tubi emergono dal muro di cemento a un certo livello, progettati per pompare il liquido.
• Canale. Anche questi sono impianti che si trovano sulle rive del fiume, ma a differenza dei precedenti, sono meno monumentali e costosi, non richiedono strutture così grandi. Si trovano su sponde dolci e la testa viene eseguita nel canale.
• Galleggiante. Tali isolotti si trovano sulle chiatte. Sono dotati di pompe, pompano acqua dalla superficie e la inviano attraverso una conduttura a riva.
• Secchio. In questo design, c'è un secchio, cioè un grande serbatoio per un gran numero di litri, che viene abbassato e sollevato. Allo stesso tempo, l'umidità fuoriesce.

Tutti possono essere combinati con attrezzature di pompaggio, approvvigionamento idrico a loro.

Costruzioni regolamentari o raddrizzatrici

Sono destinati all'interferenza artificiale nella direzione del flusso del fiume, cioè cambiano il corso. Le strutture sono chiamate strutture di guida del flusso. Sono eretti in più fasi: le rive, la larghezza del fiume sono regolate, quindi, se necessario, la profondità. Ciò può essere ottenuto rivestendo il fondo in un'area specifica. Limitatori e guide di flusso modellano il flusso e la sua velocità all'interno del quadro già predisposto. Ciò mantiene il livello ottimale del fairway, il serbatoio non lascia il suo posto e la produzione più vicina può utilizzare la risorsa idrica.

La costruzione di opere di presa d'acqua o dighe che forniscono un flusso diretto di elevata potenza richiede talvolta un'adeguata canalizzazione. Per fare ciò, secondo lo schema precedente, le banche e il fondo sono attrezzati.

Le strutture normative di due tipi si distinguono per potere:

• installazioni permanenti - multi-livello per raddrizzamento, curvatura e portata del canale completo;
• temporanei - dispositivi più leggeri che aiutano il fiume a trovare un'ansa migliore piuttosto che cambiarla.

I primi sono costituiti da grandi dighe, dighe, dighe, argini. Se necessario, possono anche collegare una stazione di pompaggio. Un simile approccio integrato consente quasi completamente di prendere il controllo degli elementi nelle mani dell'uomo.

Questi ultimi sono argini leggeri, fortificazioni costiere. Tali misure proteggono piuttosto da un flusso errato, cambiano leggermente direzione.

Sistema di irrigazione

Tra le prese d'acqua, ci sono le strutture di irrigazione separatamente. Il calcolo di una struttura idraulica per l'irrigazione di determinate aree viene effettuato anche per il periodo della decisione sull'ubicazione del serbatoio, poiché per questi scopi gli stagni vengono spesso scavati artificialmente e vengono anche realizzate dighe dal letto del fiume più vicino. Se una struttura idraulica si trova su una risorsa idrica naturale, si distinguono due tipi:

• damless - quando viene selezionata la curva ottimale per il drenaggio dell'acqua in modo che il flusso non intorbidi il liquido;
• diga - è in costruzione una diga speciale, che dirige il canale e lo chiude, formando una testa.

Sistemi di canali sotterranei

Si tratta di strutture che liberano i bacini idrici chiusi dalle precipitazioni in eccesso. Quando ce ne sono troppi, il liquido scorre sulla cresta della struttura lineare. Quando viene raggiunta una gamma più ampia di obiettivi, è possibile stabilire processi automatizzati: apertura e chiusura della valvola di scarico.

GTS per scopi speciali

Tra loro:

• pesca;
• energia idroelettrica;
• spedizione;
• bonifica;
• vasche di decantazione per rifiuti liquidi.

Norme generali e disposizioni di base per la progettazione e la costruzione di opere idrauliche (GTS)

Tutti i requisiti sono presentati nei documenti:

• SP 58.13330.2012;
• SNip 33-01-2003.

Forniscono la sicurezza e la regolamentazione tecnica degli edifici. I motivi sono i progetti di legge N 117-FZ "Sulla sicurezza delle strutture idrauliche", N 184-FZ "Sulla regolamentazione tecnica" e N 384-FZ "Norme tecniche sulla sicurezza degli edifici e delle strutture". Inoltre, vengono creati collegamenti alle regole e ai GOST per la costruzione:

• SP 14.13330.2011 "Costruzione in regioni sismiche";
• SNiP 2.01.07-85 "Carichi e impatti";
• SNiP 2.05.03-84 "Ponti e tubi";
• SNiP 2.06.07-87 "Muri di contenimento, chiuse di navigazione, passaggi per pesci e strutture di protezione dei pesci";
• SNiP 2.06.15-85 "Protezione ingegneristica dei territori da inondazioni e inondazioni";
• GOST 19185-73 "Ingegneria idraulica. Concetti basilari. Termini e definizioni";
• GOST 26775-97 "Dimensioni delle campate dei ponti navigabili sulle vie navigabili interne" e altri.

Le principali disposizioni della progettazione delle strutture idrauliche

Quando si redige un progetto, è necessario considerare:

• schema di sviluppo urbanistico e ingegneristico;
• indicatori tecnici della struttura, a seconda dello scopo;
• risultati delle indagini progettuali: geologiche, ambientali, sismiche, idrologiche, meteorologiche e altre;
• la possibilità di eseguire determinati metodi di lavoro, costruzione in determinate condizioni;
• impatto sull'ambiente e sulla popolazione, il livello di inquinamento delle acque, ecc.
• intensità di sfruttamento;
• materiali per la costruzione - cemento armato, tubi, ecc.;
• la necessità di utilizzare attrezzature di pompaggio, il che significa la fornitura di energia elettrica.

Poiché il numero di tipi di GTS è molto ampio, è impossibile individuare un progetto tipico e fornire le condizioni per il suo sviluppo. Tutte le soluzioni progettuali verranno applicate a seconda dei compiti, degli obiettivi e degli scopi.

- aiuta nella posa della condotta, consente di prendere in considerazione tutte le intersezioni, i pozzi e le sezioni di tubo nel disegno.

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Strutture idrauliche

strutture destinate allo sfruttamento delle risorse idriche (fiumi, laghi, mari, falde acquifere) oa contrastare l'effetto distruttivo dell'elemento acqua. A seconda della posizione di G. con. può essere mare, fiume, lago, stagno. Si distinguono anche terreno e sotterraneo G. di pag. In accordo con i rami dell'economia dell'acqua serviti da G. s. ci sono: energia idrica, bonifica, trasporto idrico, galleggiamento del legname, pesca, per l'approvvigionamento idrico e fognario, per l'uso delle risorse idriche, per il miglioramento delle città, scopi sportivi, ecc.

Distinguere G. con. generale, utilizzato per quasi tutti i tipi di utilizzo dell'acqua, e speciale, costruito per qualsiasi ramo dell'industria dell'acqua. Al generale G. di pag. comprendono: supporto idrico, approvvigionamento idrico, regolazione, presa e scarico dell'acqua. Le strutture di ritenzione dell'acqua creano una pressione o una differenza nei livelli dell'acqua davanti e dietro la struttura. Questi includono: dighe (See Dam) (il tipo più importante e più diffuso di energia idroelettrica) che bloccano i canali fluviali e valli fluviali che innalzano il livello dell'acqua accumulata nella sorgente, dighe (See Dam) (o pozzi), recinzioni al largo del territorio costiero e prevenendo le sue inondazioni durante alluvioni e alluvioni sui fiumi, durante le maree e le tempeste nei mari e nei laghi.

Le strutture di approvvigionamento idrico (condotte d'acqua) vengono utilizzate per trasferire l'acqua in punti specifici: canali, gallerie idrauliche (vedi tunnel idraulico), vaschette (vedi vassoio), condotte. Alcuni di essi, ad esempio i canali, a causa delle condizioni naturali della loro posizione, della necessità di attraversare le linee di comunicazione e per garantire la sicurezza del funzionamento, richiedono la costruzione di altri sistemi idroelettrici, combinati in un gruppo speciale di strutture sui canali (Acquedotto e Dyukers, ponti, traversate in traghetto, barriere, cancelli, Sfioratori, Shugoscross, ecc.).

Normativa (raddrizzamento) G. di pagina hanno lo scopo di modificare e migliorare le condizioni naturali del flusso dei corsi d'acqua e di proteggere i canali e gli argini dei fiumi dall'erosione, dalla deposizione di sedimenti, dagli effetti del ghiaccio, ecc. Nella regolazione dei fiumi vengono utilizzati dispositivi di guida a getto (mezze dighe , scudi, dighe, ecc.), strutture di protezione degli argini, strutture di guida e ritenzione del ghiaccio.

Le strutture di presa d'acqua (presa d'acqua) sono predisposte per prendere l'acqua da una fonte d'acqua e convogliarla in un condotto d'acqua. Oltre a garantire una fornitura ininterrotta di acqua ai consumatori nella giusta quantità e al momento giusto, proteggono le strutture di approvvigionamento idrico dall'ingresso di ghiaccio, fanghi, sedimenti, ecc.

Le strutture a sfioratore servono per il passaggio dell'acqua in eccesso da serbatoi, canali, bacini in pressione, ecc. Possono essere di canale e costiere, di superficie e profonde, consentendo lo svuotamento parziale o completo dei serbatoi. Per regolare la quantità di acqua scaricata (scaricata), le strutture di sfioratore sono dotate di valvole idrauliche (Vedi Valvole idrauliche). Per piccoli scarichi d'acqua vengono utilizzati anche sfioratori automatici, che si accendono automaticamente quando il livello del Bief superiore sale al di sopra di uno determinato. Questi includono sfioratori aperti (senza cancelli), sfioratori con cancelli automatici, sfioratori a sifone.

Speciale G. con. - strutture per l'utilizzo dell'energia idrica - edifici di centrali idroelettriche (v. Centrale idroelettrica), bacini in pressione, ecc.; strutture di trasporto dell'acqua - Chiuse navigabili, Ship-lift e, Mayak e, ecc. impianti portuali - Moli, Frangiflutti, Moli, Ormeggi, Moli, Rimesse per barche, Scivoli, ecc.; bonifica - canali principali e di distribuzione, gateway-regolatori su sistemi di irrigazione e drenaggio; pesca - passaggi per pesci, elevatori per pesci, stagni per pesci, ecc.

In alcuni casi, le strutture generali e speciali sono combinate in un unico complesso, ad esempio uno sfioratore e un edificio di una centrale idroelettrica (la cosiddetta centrale idroelettrica combinata) o altre strutture per svolgere più funzioni contemporaneamente. Quando si eseguono misure di gestione delle acque, i sistemi idroelettrici, uniti da un obiettivo comune e situati in un unico luogo, costituiscono complessi chiamati nodi idroelettrici. o acquedotto (Vedi. Acquedotto). Diversi complessi idroelettrici formano sistemi di gestione dell'acqua, ad esempio energia, trasporti, irrigazione, ecc.

In accordo con la loro importanza per l'economia nazionale della Georgia, il villaggio di s. (oggetti di costruzione idrotecnica) nell'URSS sono divisi per capitale in 5 classi. La costante principale G. di pagina appartiene alla 1a classe. centrali idroelettriche con capacità superiore a 1 mln. chilowatt; al secondo - la costruzione di centrali idroelettriche con una capacità di 301 mila - 1 milione. kW, strutture sulle vie d'acqua interne superstrade (ad esempio, sul fiume Volga, sul canale V.I. Lenin Volga-Don, ecc.) e la costruzione di porti fluviali con un fatturato di merci di navigazione di oltre 3 milioni di T; alla 3a e 4a classe - la costruzione di centrali idroelettriche con una capacità di 300 mila. kW e meno, strutture sulle principali vie d'acqua interne e sulle rotte locali, strutture di porti fluviali con un fatturato di 3 milioni di merci convenzionali T e meno. G. provvisorio di pagina appartiene alla classe 5a. Anche gli oggetti da costruzione di bonifica sono divisi per capitale in 5 classi. A seconda della classe nei progetti, viene assegnato il grado di affidabilità dei sistemi idroelettrici, ovvero le riserve della loro forza e stabilità e il consumo massimo di acqua stimato, la qualità dei materiali da costruzione, ecc. Inoltre, secondo la classe capitale di G. s. viene determinata la portata e la composizione del lavoro di indagine, progettazione e ricerca.

Segni caratteristici di G. di pag. sono collegati con influenza su G. di pagina. flusso d'acqua, ghiaccio, sedimenti e altri fattori. Questo effetto può essere meccanico (carichi statici e idrodinamici, soffusione del suolo, ecc.), fisico-chimico (abrasione delle superfici, corrosione dei metalli, lisciviazione del calcestruzzo), biologico (decomposizione delle strutture in legno, erosione del legno da parte di organismi viventi, ecc.) . Condizioni per la costruzione di G. con. complicato dalla necessità di attraversare le strutture durante il periodo della loro costruzione (di solito entro diversi anni), il cosiddetto. costi di costruzione del fiume, ghiaccio, legname, navi, ecc. Per la costruzione di G. con. è necessaria un'ampia meccanizzazione dei lavori di costruzione. Vengono utilizzate principalmente strutture monolitiche e prefabbricate-monolitiche, meno spesso prefabbricate e tipiche, a causa di varie combinazioni non ricorrenti di condizioni naturali: topografiche, geologiche, idrologiche e idrogeologiche. L'influenza dei sistemi idroelettrici, in particolare di quelli a ritenzione idrica, si estende su un vasto territorio, all'interno del quale alcune aree di terra sono allagate, il livello delle falde si alza, gli argini crollano, e così via. Pertanto, la costruzione di tali strutture richiede un lavoro di alta qualità e garantisce un'elevata affidabilità delle strutture, poiché L'incidente di G. con. causare gravi conseguenze: vittime umane e perdita di valori materiali (ad esempio, il fallimento della diga di Malpassé in Francia e del bacino del Vajont in Italia ha provocato vittime umane, distruzione di città, ponti e strutture industriali).

Il miglioramento di G. con. è associato all'ulteriore sviluppo dell'ingegneria idraulica (vedi Ingegneria idraulica), in particolare studi teorici e sperimentali dell'effetto dell'acqua sulle strutture e sulle loro fondazioni (idraulica dei flussi e delle strutture, filtrazione), con lo studio del comportamento di rocce e non -terreni rocciosi come fondazione e come materiale per strutture (meccanica del suolo, geologia ingegneristica) con lo sviluppo di nuove tipologie e strutture di G. con. (dighe leggere ad alta pressione, centrali idroelettriche di marea, ecc.), richiedendo meno tempo e denaro per la loro costruzione.

V.N. Pospelov.