Wielka Encyklopedia Radziecka - tama. Podstawy energetyki wodnej. Chińczycy budowali tamy łukowe na dużą skalę, które miały przetrwać stulecia.

Ze wszystkich zapór największe wrażenie robią z pewnością zapory łukowe. Wydaje się absolutnie niewiarygodne, jak cienka, zakrzywiona betonowa ściana może pomieścić miliardy ton wody, a jednocześnie mieć ogromny margines bezpieczeństwa. Cóż, w końcu tamy łukowe są po prostu bardzo piękne.

Xiaowan to najwyższa tama łukowa na świecie. Zdjęcie stąd

Zasada działania zapór łukowych zasadniczo różni się od wszystkich innych typów zapór. Jeśli tamy grawitacyjne i podporowe wywierają nacisk na podstawę, wówczas tamy łukowe przenoszą obciążenie na brzegi. Zaporę łukową można nawet specjalnie odciąć od podstawy za pomocą specjalnego wyciętego szwu (czasami robi się to w celu złagodzenia naprężeń powstających w niektórych typach zapór).

Tama Lumei ze szwem u podstawy

Jednocześnie beton w zaporze łukowej pracuje pod ściskaniem i w takiej sytuacji jego wytrzymałość jest niezwykle wysoka. W związku z tym tama łukowa może być zaskakująco cienka - na wysokości stu metrów jej grubość może wynosić zaledwie 2-3 m.

Jednocześnie nie zawsze buduje się takie cienkie tamy łukowe. W zależności od konkretnych warunków skuteczniejsze może być zbudowanie tamy grubszej lub nawet łukowo-grawitacyjnej, której stabilność zapewnia zarówno nacisk na brzegi, jak i ciężar własny.

Główną zaletą zapory betonowej są znaczne oszczędności betonu, sięgające 80% ilości betonu w zaporze grawitacyjnej. Jednocześnie tamy łukowe stawiają brzegom szczególne wymagania - co do szerokości doliny, jej kształtu i jakości skał.

Zapora Inguri. Zdjęcie stąd

W szerokich dolinach budowa zapór łukowych jest nieskuteczna. Istnieje specjalny współczynnik, który odzwierciedla stosunek długości łukowej tamy wzdłuż grzbietu do jej wysokości (L/H). Najbardziej efektywna konstrukcja zapór łukowych ma miejsce, gdy współczynnik ten nie przekracza 3,5, chociaż znane są przypadki budowy zapór łukowych na stosunkowo szerokich odcinkach - na przykład dla elektrowni wodnej Sayano-Shushenskaya L/H = 4,56 dla elektrowni wodnej Sayano-Shushenskaya L/H = 4,56 Tama Pieve di Cadore we Włoszech L/H=7,45.

Zapora Pieve di Cadore. Zdjęcie stąd

Nie lubią łukowatych zapór i asymetrycznych dolin – łuk normalnie w nich nie pracuje. W razie potrzeby uciekają się nawet do budowy specjalnych połączeń i ścian oporowych. I wreszcie skały, na których opiera się tama łukowa, muszą być bardzo mocne. W związku z tym idealnym miejscem na tamę łukową jest wąwóz górski, w którym są one głównie budowane.

Schemat tamy wodnej Xiaowan.

Stabilność zapór łukowych jest niezwykle wysoka. W doświadczeniach modelowych uległy one zniszczeniu dopiero pod obciążeniami 3-5 razy większymi od obliczonych. Znany jest przykład katastrofy na tamie Vayont (bardzo wysokiej i bardzo cienkiej), kiedy osuwisko w zbiorniku spowodowało przelanie się wody przez zaporę w warstwie co najmniej 70 m - tama stanęła i, co więcej, prawie nie został uszkodzony.

Zapora Vayont. Zdjęcie stąd

W Rosji jest niewiele zapór łukowych - trzy zapory czysto łukowe (Chirkeyskaya, Miatlinskaya i Gunibskaya) oraz dwie łukowo-grawitacyjne tamy (Sayano-Shushenskaya i Gergebilskaya). Istnieje projekt elektrowni wodnej Agvalinskaya na rzece Andiiskoye Koysu z zaporą łukową o wysokości 210 m.

Elektrownia wodna Chirkey. Zdjęcie stąd

Najwyższą zaporą łukową na świecie jest tama chińskiej elektrowni wodnej Xiaowan na rzece Mekong o wysokości 292 m, oddana do użytku w 2010 roku. Wcześniej przez długi czas liderem była tama elektrowni wodnej Inguri w Gruzji, której wysokość wynosi 271,5 m. W Chinach buduje się wiele wielopiętrowych zapór łukowych - na przykład tama elektrowni wodnej Xiluodu ma 278 m. m (swoją drogą moc elektrowni wodnej też jest imponująca – 13 860 MW!). Tam też budowana jest najwyższa tama łukowa na świecie – Zhinpin-1 o wysokości 305 m. Jednak to nie koniec – jest tam piękny projekt tamy Abu Sheneila w Sudanie o wysokości 335 m!

Człowiek nie jest tylko dzieckiem natury. Stara się zmieniać otoczenie wokół siebie, tak aby było wygodniejsze do życia. To odróżnia go od zwierząt. Od dawna ludzie próbowali okiełznać żywioły, aby nie być uzależnieni od kaprysów natury i pogody. Nauczyli się więc budować tamy, aby zawsze była woda do nawadniania pól i pojenia zwierząt. To inżynieryjne urządzenie pomaga ludziom oszczędzać i racjonalnie wykorzystywać zasoby wodne i gruntowe, a także zapobiega niszczycielskim powodziom.

Co to jest tama?

Tama to bariera, która wstrzymuje lub kontroluje przepływ wody. Dzięki nim powstają sztuczne zbiorniki, w których gromadzona jest życiodajna ciecz, którą następnie konsumuje się w miarę potrzeb.

Oprócz funkcji magazynowania zapora na rzece może przynieść jeszcze większe korzyści, gdy siła przepływu wody zasila elektrownie, które zaopatrują miasta w energię elektryczną. Przez lata ludzie nauczyli się nie tylko kontrolować rzeki, ale także zmuszać je do pracy na rzecz kraju.

Złożona struktura

Zapora jest konstrukcją hydrauliczną spełniającą różne funkcje. Podczas budowy każdego nowego obiektu prowadzone są prace wstępne, w wyniku których sporządzane jest uzasadnienie ekonomiczne i obliczane są możliwości techniczne przyszłej konstrukcji. Budowa tamy jest procesem złożonym i pracochłonnym, wymagającym wysoko wykwalifikowanych pracowników zarówno na etapie projektowania, jak i podczas jej budowy i dalszej eksploatacji.

Rodzaje zapór

Tama to konstrukcja, której nie buduje się według jednego modelu. Każdy konkretny obiekt wymaga własnych parametrów i obliczeń. Istnieje kilka rodzajów zapór.

Solidny żelbet ma prawie nieograniczony margines bezpieczeństwa. Materiał ten jest w stanie powstrzymać potężne przepływy wody. Nazywa się je również grawitacją, ponieważ utrzymują się na powierzchni ziemi pod wpływem siły grawitacji, mocno utrzymując żelbet na miejscu. Tamy te są bardzo drogie, ponieważ składają się wyłącznie z określonego materiału. Dlatego buduje się je tylko na najpotężniejszych rzekach i są używane przez bardzo długi czas.

Tamy wykonane z pustakowego żelbetu są znacznie tańsze niż solidne. Ich wnętrza wzmocniono stalowymi wzmocnieniami o różnych przekrojach, aby zwiększyć współczynnik bezpieczeństwa.

Ziemne zbudowane są z gleby, kamieni i piasku, aby powstrzymać przepływ wody. Często buduje się je na obszarach wylewów rzecznych jako tymczasowe bariery wokół obszarów zaludnionych.

Innym rodzajem zapór są wały przeciwpowodziowe i wały, które mają zapobiegać powodziom w przypadku podniesienia się poziomu rzek. Wysokość tamy zależy od jej właściwości technicznych. Ziemne rzadko wylewa się na wysokość większą niż 15 metrów, ale żelbetowe mogą mieć niemal dowolną wysokość wymaganą przez projekt.

Fakt historyczny

Tamy to konstrukcje budowane od czasów starożytnych. Najstarszy znany ma ponad 4500 lat i został odkryty w Egipcie.

Jednak jedna z największych konstrukcji hydraulicznych na świecie – tama Hoovera na rzece Kolorado – została zbudowana w 1930 roku w USA i nadal jest w użyciu. Jego długość wynosi 379 m, a wysokość 221 m. Pracownicy tamy twierdzą, że warstwa żelbetu jest tu na tyle gruba, że ​​w środkowej części nadal, po prawie 90 latach, nie stwardniała. Dzięki tej konstrukcji powstało największe sztuczne jezioro na świecie - Lake Mead, które dostarcza wodę do kilku suchych stanów.

Tama to spokojna konstrukcja. Ale zdarzały się w historii przypadki, gdy takie obiekty były wykorzystywane do celów wojskowych. Często podczas oblężenia miasta najeźdźcy blokowali koryto rzeki ziemną tamą, zmieniając kierunek przepływu wody. Oblężeni mieszkańcy, wyczerpani pragnieniem, otworzyli bramy. Zdarzały się też sytuacje odwrotne, gdy zbuntowane miasto zostało zalane przy pomocy tamy. Wiele tego typu obiektów zostało wysadzonych w powietrze podczas II wojny światowej, aby naziści nie mogli przedostać się w głąb kraju.

Nawiasem mówiąc, według jednej wersji historyków nieodnaleziony grób Czyngis-chana również spoczywa na dnie rzeki, dlatego jego poszukiwania trwały tak długo. Budowa tam to technika, którą często stosował ten potężny zdobywca.

Nowoczesne tamy często spełniają trzy funkcje jednocześnie - chronią przed powodzią, pozwalają na gromadzenie zapasów wody i pomagają w produkcji energii elektrycznej.

Tama to konstrukcja, która pomaga blokować wzrost wody lub jej przepływ w tym czy innym celu. Pierwsze tego typu budowle odkryto w Egipcie, gdzie wykorzystywano je do budowy zbiorników na wodę. Archeolodzy z Niemiec znaleźli taki obiekt dwieście kilometrów od Kairu. Była to tama nosząca własną nazwę „Sad el-Qaraf”, która pojawia się w księgach Herodota. Eksperci nie są zgodni co do jej wieku. Niektórzy uważają, że został zbudowany w 3200 roku p.n.e., inni uważają, że powstał w latach 2950-2750.

Z czego zbudowana była najstarsza tama?

Jakiej wielkości była najstarsza tama? Tą imponującą budowlą był podwójny kamienny mur, z dodatkowymi fragmentami kamienia wrzuconymi pomiędzy boki. Długość tamy wzdłuż grzbietu wynosiła ponad 100 metrów, a wysokość sięgała 12 metrów. Podobny projekt umożliwił zgromadzenie aż dwóch milionów metrów sześciennych wody w Wadi al-Gharawi.

Chińczycy budowali na dużą skalę i przetrwali wieki.

Niektórzy historycy uważają, że tamy budowano wszędzie w punktach rozwoju tej czy innej lokalnej cywilizacji. Na przykład w Mezopotamii odnaleziono kamienną konstrukcję datowaną na VII wiek p.n.e. W starożytnej Syrii podobne budowle wzniesiono półtora tysiąca lat przed narodzinami Chrystusa. (Nahr el-Assi). Budowę tam na dużą skalę obserwowano także w starożytnych Chinach. Zasłynął tu mistrz, a później cesarz Yu, któremu w 2283 roku p.n.e. obecny władca powierzył zarządzanie wszystkimi budynkami wodnymi w imperium. Pod przywództwem Wielkiego Yu (jak go nadal nazywają) zbudowano więcej niż jedną tamę. Była to konstrukcja na dużą skalę, która trwała przez wieki i tysiąclecia, co umożliwiło do 250 roku p.n.e. nawodnienie np. 50 000 kilometrów kwadratowych na pustyniach Syczuanu za pomocą wód rzeki Minjiang. I to w Chinach narodziła się praktyka budowania konstrukcji hydraulicznych za pomocą elementu takiego jak łuk.

Zostały zaprojektowane przez samego da Vinci

W Europie, gdzie problem nawadniania nie był tak dotkliwy jak w Azji i Afryce, tamy pojawiły się znacznie później – w XVI wieku. Zwłaszcza wersje łukowe wspominane są w kronikach hiszpańskich w 1586 roku, ale inżynierowie uważają, że same urządzenia mogły zostać zbudowane wieki wcześniej. Wynika to z faktu, że w ich projektowaniu uczestniczyli geniusze tamtych czasów - Leonado da Vinci, Malatesta, Mechini, a także biorąc pod uwagę zgromadzone doświadczenia, które przybyły do ​​Europy po kontaktach ze światem arabskim. Wiadomo na przykład, że nawet tak pozornie niezbyt mocna konstrukcja, jak tama ziemna, służyła przez stulecie, zanim się zawaliła (wzniesiono ją we Francji w 1196 r.).

Wykorzystanie tam na Rusi

Na Rusi, ze swoimi bogatymi zasobami wodnymi, także na pierwszy rzut oka nie było szczególnej potrzeby budowania tam. Jednak istniały one tutaj od XIV wieku naszej ery i były stosowane w systemach. Pierwsza wzmianka o tamach znajduje się w testamencie Dmitrija Donskoja z 1389 roku. Piotr Wielki wykazywał szczególne zainteresowanie takimi konstrukcjami, dlatego w XVIII wieku w Imperium Rosyjskim było już ponad 200 obiektów, wśród których wyróżniała się wysoka ziemna tama Zmeinogorskaya. Zasoby wodne były przekazywane za pomocą takich urządzeń do wykorzystania w ówczesnych przedsiębiorstwach tekstylnych, górniczych i innych.

Tama to coś, co może odnosić się do tego lub innego rodzaju obiektu w zależności od klasyfikacji. Obecnie istnieją urządzenia do magazynowania wody, opuszczania i podnoszenia wody. Tamy zbiornikowe są zwykle bardzo wysokie i mają zdolność regulowania uwalniania wody. Niskie konstrukcje (na przykład do budowy stawów) zwykle nie mają drenażu. Kolejną ważną klasyfikacją jest podział obiektów w zależności od głębokości wody przed zaporą. Znajdują się tu tamy niskiego, średniego i wysokiego ciśnienia (odpowiednio do 15, 50 i ponad 50 metrów).

Tamy na rzekach i wąwozach

Tamy na rzekach można budować zarówno w poprzek (w celu podniesienia poziomu wody, aby stworzyć wodospad, którego moc można w jakiś sposób wykorzystać, aby umożliwić statkom przejezdność płytkiej wody), jak i wzdłuż (w celu ochrony przed powodziami). W niektórych przypadkach tamy blokują strumienie, wąwozy i zagłębienia, aby zatrzymać wodę ze stopionego śniegu, która jest następnie wykorzystywana do nawadniania lub zasilania kanałów żeglugowych.

Główne elementy elektrowni wodnej

Do obiektów hydraulicznych zalicza się zazwyczaj zaporę, zbiornik przed lub za nią, instalację do podnoszenia wody, zespół elektrowni wodnych, zejścia do przejścia ryb, drenaż wody (jeśli system jest przepustowy) oraz konstrukcje do oczyszczania układu z osadu. Duże obiekty wykonuje się ze zbrojonego betonu, natomiast mniejsze można budować z ziemi, metalu, betonu, drewna, a nawet tkaniny. Wiadomo, że podczas powodzi w Komsomolsku nad Amurem tama ochronna składała się z żołnierzy EMERCOM trzymających na sobie arkusze folii, która zapobiegała przelewaniu się wody ponad szczytami istniejących konstrukcji ochronnych.

W jaki sposób tamy mogą wytrzymać obciążenie?

Inna klasyfikacja zapór odzwierciedla odporność tych obiektów na obciążenia. Budynki grawitacyjne pochłaniają uderzenia całą swoją masą i wytrzymują dzięki przyczepności podstawy zapory do fundamentu, na którym stoi. Takie opcje są zwykle bardzo masywne. Przykładowo tama wodna na rzece Indus (Tarbela Dam) ma wysokość około 143 metrów i długość ponad 2,7 km, co daje łączną objętość 130 milionów metrów sześciennych. metrów. Obiekty łukowe przenoszą nacisk na brzegi. Jeśli łuk jest szeroki, a ciśnienie wysokie, stosuje się modele łuków grawitacyjnych lub łuki z przyporami u podstawy. Opcje przyporowe mają cieńszą ścianę zapory, ale wzmocnioną podstawę dzięki elementom wsporczym. Obecnie tamy buduje się metodą wypełnienia lub aluwii, a także metodą ukierunkowanej eksplozji.

Konsekwencje wypadków

Wypadki na tamach pociągają za sobą znaczne straty materialne, gdyż niszczone są nie tylko unikalne urządzenia, ale także przedsiębiorstwa korzystające z dostaw energii elektrycznej i wody z tamy. Czasami całe osady są zmywane przez strumienie wody, obszary upraw są zalewane, a plony giną. Ale najgorsze jest to, że dziesiątki, setki, a nawet tysiące ludzi może umrzeć niemal natychmiast.

I tak w marcu 1928 roku w kanionie San Francisquito doszło do zniszczenia tamy św. Franciszka, po czym zginęło około sześciuset osób, a w odległości około kilometra od miejsca budowy odnaleziono wielometrowe fragmenty samej tamy. przełom. W ZSRR podczas Wielkiej Wojny Ojczyźnianej (1941) podjęto decyzję o celowym wysadzeniu zapory wodnej na Dnieprze w związku z zajęciem Zaporoża przez wojska faszystowskie. Masywna betonowa konstrukcja została częściowo uszkodzona przez 20 ton amonialu. Ile osób wówczas zginęło, nadal nie jest dokładnie ustalone. Podają liczby od dwudziestu do stu tysięcy osób, w tym żołnierzy, uchodźców i ludności, która mogła znajdować się na lewym brzegu Dniepru, która poniosła największy ciężar katastrofy wodnej.

Łączna liczba ofiar wynosi około 230 tysięcy osób

Powojenne wypadki na tamach dużych elektrowni pociągały za sobą jeszcze większe ofiary. W sierpniu 1975 r., kiedy pękła tama w Banqiao, w samotności utonęło 26 000 osób, a biorąc pod uwagę rozprzestrzenianie się epidemii i głód, liczba ofiar śmiertelnych sięgnęła 170–230 tys. osób. W tym samym czasie zniszczono około jedną trzecią miliona sztuk bydła oraz około 6 milionów budynków i budowli. Autostrada z Kantonu do Pekinu była zamknięta przez osiemnaście dni. A wszystko to wydarzyło się, ponieważ tamy zaprojektowane z myślą o maksymalnych opadach deszczu nie były w stanie wytrzymać naporu mas wody przyniesionych przez tajfun Nina. 8 sierpnia 1975 roku zawaliła się najmniejsza z tam, co doprowadziło do przedostania się wody do Bancao, gdzie w krótkim czasie zniszczone zostały 62 tamy. Powstała fala miała do 10 km szerokości i od trzech do siedmiu metrów wysokości. Niektóre chińskie wioski zostały całkowicie zmyte wraz z ich mieszkańcami.

Aby zapobiec pęknięciu tamy, podejmuje się obecnie szereg działań, m.in. dotrzymywanie parametrów projektowych zapory, sprawdzanie zgodności w trakcie prac, obserwacje w trakcie eksploatacji, zbieranie informacji wizualno-geodezyjnych itp. W przypadku zapór odnotowano dwie niezgodności z wyróżnia się wymagania projektów i norm: „K1” – obiekt znajduje się w stanie potencjalnie niebezpiecznym i konieczne jest podjęcie pilnych działań w celu usunięcia jego przyczyn, oraz „K2” – stan przedawaryjny, istnieje możliwość zniszczenia, wymagane są prace ratownicze i ewakuacyjne potrzebne.

W publikacjach na temat hydrotechniki i energetyki wodnej często pojawia się wiele terminów, które są w pełni zrozumiałe dla specjalistów, ale nie tak jasne dla wszystkich innych. W związku z tym rozpoczynamy cykl publikacji poświęconych podstawom hydrotechniki i energetyki wodnej. Porozmawiamy w nich o tym, jakie istnieją rodzaje zapór i turbin, dlaczego potrzebne są bramki elektrowni wodnych i przełączniki gazu SF6 - i wiele więcej. Dzisiaj porozmawiam o tym, jakie są rodzaje tam; W przyszłości omówimy każdy typ bardziej szczegółowo.

Zapora Łukowa Roosevelta

Wszystkie tamy można z grubsza podzielić na dwie grupy: gruntowe i betonowe (różne egzotyki, takie jak zapory metalowe, tkaninowe czy drewniane, gdyż we współczesnej hydroenergetyce praktycznie nie są stosowane, możemy pominąć).

Tamy ziemne

Jak sama nazwa wskazuje, tamy ziemne budowane są z materiałów gruntowych - piasku, gliny, kamienia. Wszystkie są grawitacyjne, tj. ich stabilność zapewnia ich ciężar. Zaletami zapór ziemnych są prostota i wykonalność ich wykonania, zastosowanie łatwo dostępnych, lokalnych materiałów oraz wysoka odporność sejsmiczna. Wadami są konieczność stosowania specjalnych środków w celu zwalczania filtracji, bardziej złożone i kosztowne konstrukcje przelewów oraz niestabilność podczas przepływu wody przez grzbiet.
Zapory gruntowe dzielimy w zależności od materiału użytego do ich powstania - na ziemne, kamienne i kamienno-ziemne. Zapory ziemne są najczęściej stosowane, zwłaszcza w hydroelektrowniach nizinnych, gdzie w 99% przypadków stanowią część frontu ciśnieniowego.

Schemat zapory elektrowni wodnej Nurek

Tamy betonowe

Tamy betonowe dzielą się na trzy duże grupy - grawitacyjne, podporowe i łukowe.

Tamy grawitacyjne utrzymują stabilność dzięki swojej wadze. Są proste, niezawodne, zaawansowane technologicznie i można je łatwo łączyć z konstrukcjami odprowadzającymi wodę i budynkami elektrowni wodnych, dlatego stały się bardzo powszechne. Od niskich zapór przelewowych w projektach hydroelektrowni przepływowych po wysokie tamy w górach – tego typu tamy można spotkać wszędzie. Główną wadą jest to, że taka tama wymaga dużej ilości betonu.

Zapora betonowa grawitacyjna elektrowni wodnej w Krasnojarsku

Zapory oporowe działają głównie nie dzięki ciężarowi, ale poprzez przenoszenie sił na fundament za pomocą specjalnych ścian oporowych - przypór. Ten projekt tamy wymaga znacznie mniej betonu, ale jest znacznie trudniejszy w budowie.

Rodzaje zapór przyporowych.

Tamy łukowe przenoszą ciśnienie wody na brzegi. Beton w nich pracuje pod wpływem ściskania i w tym przypadku jego wytrzymałość jest bardzo wysoka. Dlatego tamy łukowe mogą być bardzo cienkie i ekonomiczne. Wadami zapór łukowych jest niemożność ich budowy na szerokich odcinkach, a także obecność specjalnych wymagań dotyczących jakości i konfiguracji zboczy.

Tama łukowa elektrowni wodnej Inguri

Zapora

konstrukcja hydrauliczna, która blokuje rzekę (lub inny ciek wodny) w celu podniesienia poziomu wody przed nią, skupienia ciśnienia w miejscu konstrukcji i utworzenia zbiornika. Znaczenie wodno-gospodarcze P. jest zróżnicowane: wzrost poziomu wody i wzrost głębokości w górnym basenie sprzyjają żegludze, spływowi drewna, a także poborowi wody na potrzeby nawadniania (patrz Nawadnianie) i zaopatrzenia w wodę (patrz Zaopatrzenie w wodę). ; koncentracja ciśnienia w pobliżu rzeki stwarza możliwość energetycznego wykorzystania przepływu rzeki; obecność zbiornika umożliwia regulację przepływu, czyli zwiększenie przepływu wody w rzece w okresach niżówek i zmniejszenie maksymalnego przepływu w czasie powodzi, co może doprowadzić do niszczycielskich powodzi. Rzeka i zbiornik znacząco wpływają na rzekę i tereny przyległe: reżim przepływu rzeki, temperaturę wody i czas trwania zmian zamarzania; migracja ryb staje się trudna; brzegi rzeki w górnym basenie są zalane; Mikroklimat obszarów przybrzeżnych ulega zmianom. P. jest zwykle główną konstrukcją kompleksu wodociągowego (patrz Wodociągi).

Inżynieria zaporowa powstała tak dawno temu, jak inżynieria wodna , w związku ze znacznym rozwojem sztucznego nawadniania terytoriów wśród ludów rolniczych Egiptu, Indii, Chin i innych krajów. Budowa P. była konieczna do budowy elektrowni wodnych, a następnie budowy elektrowni wodnych. Energetyczne wykorzystanie zasobów wodnych było główną zachętą do zwiększania rozmiaru i ulepszania projektowania dróg wodnych oraz wyglądu konstrukcji hydraulicznych na rzekach o wysokim stanie wody.

Na terenie ZSRR młyny wodne z wodą budowano już w czasach Rusi Kijowskiej. W XVII-XIX w. górnictwo, hutnictwo, tekstylia, papier i inne gałęzie przemysłu na Uralu, Ałtaju, Karelii i centralnych regionach Rosji wykorzystywały głównie energię mechaniczną elektrowni hydraulicznych; ich budynki były niewielkich rozmiarów i zostały zbudowane z lokalnych materiałów. Potężne elektrownie wodne z dużymi pompami betonowymi i ziemnymi zaczęto budować dopiero pod władzą radziecką, po przyjęciu planu GOELRO. W 1926 roku zbudowano pierwszy betonowy przelew elektrowni wodnej Wołchow. W 1932 roku wybudowano wysoką betonową elektrownię wodną P. Dniepr (jej maksymalna wysokość wynosi około 55 M). Zbiornik przelewowy elektrowni wodnej Nizhnesvirskaya jest pierwszym zbiornikiem zbudowanym na słabych glebach gliniastych. W latach 50-70. na rzekach wezbranych zbudowano: glinę aluwialną P. na Wołdze koło Kujbyszewa i Wołgogradu, betonową elektrownię wodną P. Bratsk na Angarze (wysokość 128 M) i elektrownia wodna Krasnojarsk na Jeniseju (124 M) (Ryż. 1 ), wysoka na 300 m kamienno-ziemna elektrownia wodna P. Nurek na rzece. Vakhsh, łukowata elektrownia wodna P. Sayan na Jeniseju (wysokość 242 M, długość kalenicy 1070 M; jest w budowie, 1975) i wiele innych. Projektowanie i budowa zapór w ZSRR wyróżnia się wysokim poziomem technicznym, co pozwoliło sowieckiej budowie tam zająć jedno z wiodących miejsc na świecie.

Z P. zbudowanego za granicą należy zwrócić uwagę: wielołukowy P. Bartlett, wysokość 87 M(USA, 1939), kamień P. Paradella, wys. 112 M(Portugalia, 1958), ziemny P. Ser-Ponson, wzrost 122 M(Francja, 1960), kamień-ziemia P. Miboro, wzrost 131 M(Japonia 1961), beton grawitacyjny P. Grand Dixence, wys. 284 M(Szwajcaria, 1961).

O rodzaju i projekcie budynku decyduje jego wielkość, przeznaczenie, a także warunki naturalne i rodzaj głównego materiału budowlanego. Ze względu na przeznaczenie rozróżnia się zbiorniki zbiornikowe i zbiorniki podnoszące wodę (przeznaczone wyłącznie do podniesienia poziomu basenu górnego). Ze względu na ciśnienie pompy są tradycyjnie dzielone na niskociśnieniowe (o ciśnieniu do 10,00). M), średnie ciśnienie (od 10 do 40 M) i wysokiego ciśnienia (ponad 40 M).

W zależności od roli pełnionej przez wodociąg, wodociąg może być: głuchy, jeżeli stanowi jedynie barierę dla przepływu wody; drenaż, gdy ma za zadanie odprowadzać nadmiar wody i jest wyposażony w otwory odwadniające powierzchniowe (otwarte lub z zastawkami) lub drenaże głębokie; stacji, jeżeli posiada ona otwory poboru wody (z odpowiednim wyposażeniem) oraz przewody wodne zasilające turbiny elektrowni wodnej. W oparciu o główny materiał, z którego budowane są tamy, rozróżnia się tamy ziemne (patrz tama ziemna), tamy kamienne (patrz tama kamienna), tamy betonowe (patrz tama betonowa) i tamy drewniane (patrz tama drewniana).

Earthen P. jest zbudowany w całości lub częściowo z gleby o niskiej przepuszczalności. Gleba słabo przepuszczalna ułożona wzdłuż górnego zbocza P. tworzy ekran; Kiedy taka gleba znajduje się wewnątrz korpusu gleby, powstaje rdzeń. Obecność ekranu lub rdzenia umożliwia wykonanie pozostałej części nawierzchni z gruntu przepuszczalnego lub z materiałów kamiennych (nawierzchnia kamienno-ziemna). Na dnie dolnego zbocza ziemnego P. zainstalowano drenaż w celu odprowadzenia wody przefiltrowanej przez korpus i podstawę P. Górne zbocze P. zabezpieczone jest przed działaniem fal za pomocą płyt betonowych lub narzutu skalnego. Podczas budowy nasypu ziemnego ziemię wydobywa się z kamieniołomu za pomocą koparek, transportuje na plac budowy wywrotkami, umieszcza w korpusie konstrukcji, wyrównuje spychaczami i zagęszcza warstwa po warstwie walcami. Budowa gruntów aluwialnych polega na zagospodarowaniu gleby za pomocą pogłębiarek lub monitorów hydraulicznych, transporcie miazgi rurami i jej rozprowadzeniu po powierzchni budowanego gruntu, po czym woda odpływa, a osiadający grunt ulega zagęszczeniu. Aby przygotować fundament i wznieść ziemny P. w korycie rzeki, jego dół fundamentowy jest ogrodzony skoczkiem. , a rzeka jest kierowana za pomocą wcześniej ułożonych tymczasowych kanałów, które są zamykane po wybudowaniu mostu P.

W nawierzchni kamiennej (fill-fill) ekran lub centralny element wodoodporny (membrana) wykonany jest z betonu zbrojonego, asfaltu, drewna, metalu i materiałów polimerowych. Wymóg niskiej wodoprzepuszczalności dotyczy również podłoża P. Jeżeli grunt podstawowy jest przepuszczalny na dużej głębokości, należy go przykryć przed P. Ponurem (na przykład wykonanym z gliny), tworząc z nim jedną całość ekran. P. z rdzeniem uzupełnia urządzenie u podstawy ściany z blachy stalowej lub kurtyna przeciwfiltracyjna (patrz Kurtyna przeciwfiltracyjna) . Kamień w nasypie skalnym i nawierzchni skalno-ziemnej wylewa się warstwami o dużej wysokości.

Posadzki betonowe są zwykle klasyfikowane według ich konstrukcji, w zależności od warunków działania ścinania. ; W związku z tym istnieją 3 główne typy P. ( Ryż. 2 ) - tamy grawitacyjne (patrz tama grawitacyjna), tamy łukowe (patrz tama łukowa), tamy przyporowe (patrz tama przyporowa). Podstawowy Materiałem na nowoczesne posadzki betonowe (głównie grawitacyjne) jest beton hydrauliczny. Jedną z najważniejszych kwestii przy wykonywaniu podkonstrukcji betonowych jest ograniczenie filtracji wody u podstawy. W tym celu u podstawy wysokiej betonowej podłogi w pobliżu jej górnej krawędzi montuje się kurtynę przeciwfiltracyjną. W pozostałej części cokół jest odwodniony w celu zmniejszenia naporu wody na podstawę podłogi, co zwiększa stabilność konstrukcji. Aby uniknąć powstawania pęknięć na skutek wahań temperatury, panele grawitacyjne i podporowe są cięte wzdłużnie na krótkie odcinki, a szwy pomiędzy nimi są pokryte wodoodpornymi uszczelkami (patrz Hydroizolacja). Aby zapobiec pojawianiu się pęknięć w wyniku skurczu betonu podczas utwardzania i zmniejszyć naprężenia termiczne, blok betonowy betonuje się w oddzielnych blokach o ograniczonych rozmiarach; sztuczne chłodzenie składników mieszanki betonowej i betonu ułożonego w blokach wykorzystywany przez cyrkulację chłodziwa (z agregatu chłodniczego) poprzez system rur ułożonych w korpusie z bloczka betonowego. Nawierzchnię betonową w korycie rzeki buduje się zwykle w dwóch etapach pod zabezpieczeniem nadproży otaczających wykopy. W trakcie budowy pierwszego etapu rzeka płynie po wolnej części koryta; drugim - przez otwory pozostawione w P. (Proran y) , które są zamykane po zakończeniu wszystkich prac budowlanych. Jeżeli koryto rzeki jest wąskie, betonowa droga wodna jest budowana w jednym etapie, a rzeka jest tymczasowo kierowana na przybrzeżne drogi wodne. Niskociśnieniowa zapora przelewowa betonowa, powszechna w praktyce hydrotechnicznej , wzniesiony na nieskalistym fundamencie i zaprojektowany do przepuszczania dużych przepływów wody, ma konstrukcję pokazaną na Ryż. 3 . Opiera się na przęsłach odwadniających utworzonych z betonu Flytbet i Bulls i blokowanych zasuwami hydraulicznymi (patrz Brama hydrauliczna) . Za przelewami instalowane jest masywne mocowanie kanału - Vodoboy (czasami zakopywane w formie studni), następnie lżejsze mocowanie - Fartuch. Pod zbiornikiem zamontowany jest drenaż. Przelew jest połączony z brzegami lub ziemnym P. masywnymi przyczółkami. Przelew betonowy niskociśnieniowy jest zwykle budowany przy użyciu zbrojenia, często całej konstrukcji (patrz Zapora żelbetowa ). Aby zaoszczędzić materiał, flutbety i byki tego rodzaju są czasami wykonane z lekkiej struktury komórkowej, z komórkami wypełnionymi ziemią.

Na terenach leśnych często budowane są niskociśnieniowe pompy drewniane o konstrukcji palowo-kordowej (zwykle wyposażone są w przelewy).

Specjalnym rodzajem konstrukcji wodoszczelnej jest składany zbiornik żeglowny. Aby go wznieść w lecie przy niskiej wodzie, na płaskiej powierzchni instaluje się przypory wykonane ze stalowych kratownic, na nich układane są mosty, na których opierają się bramy o najprostszej konstrukcji. Port obsługuje poziom górnego basenu, a przez śluzę przepływają statki i tratwy. W okresach wezbrania usuwa się bramy i mosty, na płaskowyżu kładzie się kratownice podporowe, otwierając drogę statkom i tratwom przez rzekę P.

Ogólnym trendem w budowie nowoczesnych zapór jest zwiększanie wysokości zapór. Osiągnięte technicznie wysokości mogą zostać przekroczone, jednakże z ekonomicznego punktu widzenia budowa dwóch kolejnych zapór o mniejszej wysokości często okazuje się bardziej racjonalna niż jednej. wysoki. Udoskonalanie rodzajów konstrukcji wykonanych z materiałów gruntowych odbywa się przy jednoczesnym obniżaniu kosztów i przyspieszaniu ich budowy poprzez zwiększanie mocy mechanizmów konstrukcyjnych i pojazdów. Zwiększenie efektywności posadzek betonowych osiąga się poprzez zmniejszenie ich objętości, zastąpienie posadzek grawitacyjnych przyporami oraz szersze zastosowanie posadzek łukowych. Trendowi temu towarzyszy poprawa i specjalizacja właściwości cementu i betonu. Bardzo efektywne jest połączenie tamy przelewowej i budynku elektrowni wodnej w jedną konstrukcję, co zapewnia redukcję betonowej (najdroższej) części frontu ciśnieniowego kompleksu hydroelektrycznego. Problem ten rozwiązuje się zarówno poprzez umieszczenie agregatów hydraulicznych we wnęce wysokociśnieniowej, jak i zastosowanie podwodnego układu niskociśnieniowej elektrowni wodnej do zainstalowania w niej otworów przelewowych.

Oświetlony.: Grishin M. M., Konstrukcje hydrauliczne, M., 1968; Nichiporovich A. A., Tamy z materiałów lokalnych, M., 1973; Moiseev S.N., Tamy skalno-ziemne i wypełnione skałami, M., 1970; Grishin M. M., Rozanov N. P., Tamy betonowe, M., 1975; Produkcja robót hydrotechnicznych, M., 1970.

A. L. Mozhevitinov.

Wielka encyklopedia radziecka. - M .: Encyklopedia radziecka. 1969-1978 .

Synonimy:

Zobacz, co „Dam” znajduje się w innych słownikach:

Na jeziorze Gordon Termin ten ma inne znaczenia, patrz Dam (znaczenia). Tama to konstrukcja hydrauliczna, która blokuje… Wikipedia

DAM, bariera zbudowana w poprzek strumienia, rzeki, ujścia rzeki lub części morza. Zapora magazynuje wodę, a także reguluje dopływ wody do celów nawadniających. Tamy służą również do zapobiegania powodziom i stanowią podstawę pracy elektrowni wodnych.… … Naukowy i techniczny słownik encyklopedyczny

Tama, tama, molo, nasyp, bariera, droga. ... .. Słownik rosyjskich synonimów i podobnych wyrażeń. pod. wyd. N. Abramova, M.: Russian Dictionaries, 1999. tama tama, tama, molo, nasyp, bariera, tama; sweter; tama hydrauliczna, tama... Słownik synonimów

Zapora- Elektrownia wodna Brack. DAM, konstrukcja hydrauliczna, która blokuje rzekę (lub inny ciek wodny) w celu podniesienia w niej poziomu wody, skupienia ciśnienia w miejscu konstrukcji i utworzenia zbiornika. Tamy mogą być ślepe lub przelewowe; ... Ilustrowany słownik encyklopedyczny

DAM, tamy, kobiety. 1. Tama, konstrukcja wykonana z ziemi, kamienia, żelaza, betonu itp., zbudowana w poprzek rzeki w celu podniesienia poziomu wody lub w poprzek wąwozu w celu utworzenia sztucznego stawu. „Woda młynarza została wyssana przez tamę”. Kryłow... ... Słownik wyjaśniający Uszakowa

zapora- Konstrukcja zatrzymująca wodę, która blokuje ciek wodny i jego dolinę w celu podniesienia poziomu wody [GOST 19185 73] tama Konstrukcja zatrzymująca wodę, która blokuje ciek wodny i (czasami) dolinę cieku wodnego w celu podniesienia poziomu wody. [SO 34.21.308 2005] tama... ... Przewodnik tłumacza technicznego

zapora- Konstrukcja hydrauliczna z gruntów aluwialnych (zapora ziemna), kamienia, betonu (zapora betonowa), zabezpieczająca brzegi rzek i mórz przed erozją i powodzią oraz tworząca cofkę na zbiornikach wodnych. → rys. 80 syn.: tama… Słownik geografii