ГИДРОУЗЕЛ

— группа гидротехнических сооружений, объединенных по расположению и условиям совместной работы. В зависимости от места расположения гидроузлы бывают морские, речные, на каналах, озерные и прудовые. По назначению гидроузлы делятся на энергетические (Нивский, Туломский и др.), транспортные (Вытегрский, на р. Сев. Донец и др.), водозаборные (Ферганский и др.), регулирующие сток и водохранилищные, если они служат для перераспределения стока реки с целью различного его использования. Гидроузлы, разрешающие несколько водохозяйственных задач одновременно, наз. комплексными (Волгоградский, Каховский и др.). Большинство крупных гидроузлов являются комплексными.

Различают гидроузлы: низконапорные — когда разность уровней воды верхнего и нижнего бьефов (напор) не превосходит 8—10 м, обычно устраиваемые на равнинных реках в пределах их русла в целях водозабора или для судоходства и реже для энергетич. целей (исключение — узлы малых ГЭС), на горных потоках для организации водозабора; средненапорные, с напором 10—40 м — на равнинных, предгорных или горных участках рек, служащие гл. обр. для транспортно-энергетич., а иногда ирригационных и энергетич. целей; высоконапорные, с напором более 40 м. Градация напоров является условной и с развитием гидротехнич. стр-ва изменяется. Помимо напорных, существуют также и безнапорные гидроузлы, работающие при отсутствии напора, напр. морские и речные гавани с их набережными, причалами и др. сооружениями, водозаборные узлы и др.

Сооружения, входящие в состав гидроузла, разделяются на основные и вспомогательные. Основные сооружения обеспечивают нормальную работу гидроузла и подразделяются (см. Гидротехнические сооружения) на общие (плотины, водосбросы, сооружения для удаления льда, шуги, наносов, регуляционные и др.) и специальные (ГЭС, судоходные шлюзы, рыбоходы, бревноспуски и др.). Вспомогательные сооружения необходимы для нормальной эксплуатации основных. К ним относятся жилые, административно- хозяйственные и культурно-бытовые здания, водопровод, канализация, дороги, мастерские и т. п. Кроме постоянных, на стройплощадке Г. возводят также временные сооружения (перемычки, склады материалов и оборудования, бетонные и арматурные заводы, мастерские, временные электростанции и пр.). Эти сооружения при окончании стр-ва обычно ликвидируются, нек-рые же из них остаются на период эксплуатации, напр. часть зданий рабочего поселка, часть перемычек, включаемых в объем плотины, дороги и др.

Место размещения гидроузла, тех его сооружений, к-рые образуют напорный фронт, называется створом. Створ может быть прямолинейным, криволинейным, косым, состоящим из ломаных линий. Створ гидроузла выбирается обычно в два этапа. На первом этапе на основании анализа имеющихся топографических, инженерно-геологических, гидрологич., строит., экономических и пр. данных устанавливается район створа, т. е. участок реки, на к-ром возможно с наибольшим эффектом возведение Г. После эскизных проектировок гидроузла на ряде створов (на выбранном участке) определяют относительно лучший створ по совокупности его технико-экономич. показателей. На втором этапе на основе результатов специально проведенных изысканий и исследований (для уточненной отметки НПУ) повторяют, но более детально проектирование Г. на выбранном створе и на 2—3 ближайших к нему и тем же порядком устанавливают окончательный оптимальный створ.

Основные принципы компоновки гидроузла: наилучшее выполнение задач, для к-рых строится гидроузел; оптимальные технико-экономич. показатели Г. (стоимость, сроки строительства и др.); взаимосвязь компоновки Г. и конструкций сооружений с условиями возведения, в частности пропуском строит, расходов, компактностью расположения бетонных сооружений, возможностью временной эксплуатации неоконченного Г. при неполном напоре и др. На компоновку Г. существенно влияет величина создаваемого им напора.

Низконапорные гидроузлы работают при небольших суточных колебаниях уровня воды в верхнем бьефе. Водосливные плотины таких Г. с низким порогом и большими пролетами практически не нарушают условий пропуска паводков, льда и наносов.

Судоходные сооружения при компоновке низконапорных гидроузлов размещаются так, чтобы были обеспечены безопасность и удобство подхода судов к камере и выхода из нее. Для этого трасса судового хода по возможности удаляется в сторону от1 водосбросных отверстий плотины и ГЭС. Лесопропускные сооружения тяготеют к прибрежным участкам низконапорных Г. и ограждаются запанями в целях защиты водозаборов, водосбросов плотин и ГЭС от попадания в них плотов и отдельных бревен.

Средненапорные гидроузлы, связанные обычно с затоплением поймы, существенно изменяют гидрологич. режим реки. Благодаря возможности сезонного (иногда многолетнего) регулирования стока реки колебания уровней верхнего бьефа обычно составляют 5—15 м, что позволяет иногда снижать («срезать») пропускаемые в нижний бьеф наводочные расходы за счет их аккумуляции в водохранилище. Геологич. обстановка в створе Г. имеет первостепенное значение и влияет также на выбор типов сооружений и на их расположение. Тяжелые и жесткие сооружения — водосбросные плотины, здания ГЭС, судоходные шлюзы, как правило, размещают на коренных грунтах, обладающих значительной несущей способностью.

Различают две основные схемы компоновки средненапорных гидроузлов — с размещением водосбросных сооружений в русле и на пойме. При русловой компоновке эти сооружения возводят в две-три очереди за перемычками при одновременном пропуске речных вод через свободную часть русла. На первом этапе в защищенном перемычками котловане строится лишь часть водопропускных сооружений, при этом у них остаются незавершенными по высоте водосливные пролеты или же в бетонной кладке устраивают донные отверстия. На следующем этапе перемычки первой очереди разбираются, ограждается следующая часть русла, а строит, расходы пропускаются через отверстия, оставленные в бетонной кладке первой очереди, к-рые в дальнейшем заделываются.

При пойменном способе, предложенном и неоднократно примененном в СССР, с размещением водопропускных сооружений на берегу (пойме) отпадает надобность в высоких перемычках и менее стесняется течение реки в паводок, но зато необходимо устройство низового и верхового подходных каналов для соединения водопропускных сооружений с руслом реки. По мере готовности бетонных сооружений русло реки перекрывается земляной плотиной, а речные воды направляются по новому руслу к сооружениям, в к-рых, как и при русловой схеме, остаются незаделан- ыыми водопропускные отверстия.

Существенно влияет на компоновку Г. применение совмещенных сооружений, напр. совмещенных зданий ГЭС, водосбросной плотины с ГЭС (Пермский гидроузел) и др. При возведении средненапорных Г. на горных реках в ряде случаев (особенно при небольших расходах) целесообразно береговое расположение водосбросов (при глухих плотинах, устраиваемых обычно из земли и камня).

Высоконапорные Г. возводятся в горных ущельях с крутыми береговыми склонами. Передача больших нагрузок от высоких сооружений требует прочных скальных или полускальных оснований, за исключением земляных и набросных плотин, для которых такие условия не обязательны.

При размещении гидроузла в глубоких каньонах плотины занимают основную часть водонапорного фронта, а стоимость их возведения составляет 70—90% от стоимости Г. в целом. Водосбросы устраиваются или в теле плотины, или на берегу.

В высоконапорных гидроузлах для защиты от обвалов, оползней, камнепадов и пр. и для укорочения отводящего тракта иногда строят подземные гидроэлектростанции (Храмгэс, Арзнигэс и др.).

Намеченные компоновки Г., как правило, проверяются и корректируются в отношении их гидравлич. режима экспериментально на моделях в гидравлич. лабораториях.

На Усть-Каменогорском гидроузле небольшой длины водосливная плотина и здание ГЭС расположены в русле реки; для сопряжения их с берегами возведены короткие глухие плотины. Судоходный шлюз шахтного типа врезан в правый берег р. Иртыш, что позволило сократить длину верхнего подходного канала.

Помимо разрешения водохозяйственных задач, ради к-рых строятся гидроузлы, от них требуется также создание определенного архитектурного ансамбля, органически связанного с окружающей природой.

Лит.: Гришин М. М., Гидротехнические сооружения, 3 изд., М., 1962; Замарин Е.А. и ФандеевВ. В., Гидротехнические сооружения, 4 изд., М., 1960; Губин Ф. Ф., Гидроэлектрические станции, М.—Л., 1949; Берг В. А., Компоновка приплотинных гидроэлектрических установок низкого и среднего напоров, М.—Л., 1953.

  ВОДОХРАНИЛИЩЕ искусственный большой водоем в долине реки ...

  РЫБОПРОПУСКНЫЕ СООРУЖЕНИЯ. Типы рыбопропускных сооружений

  ВОДНЫЕ ПУТИ. Внешние и внутренние водные пути - обоснование ...

  Гидроизоляция железобетонных сооружений. Противофильтрационные ...

  ВАКУУМИРОВАНИЕ БЕТОНА. Характеристика метода вакуумирования бетона ...

  ВОЛГОЛАГ, Волжский Исправительно трудовой лагерь

  Влияние хозяйственной деятельности людей на источники водоснабжения

  БЫСТРОТОК. Быстротоки бывают бетонные, железобетонные, каменные и ...

  ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ ТОННЕЛЕЙ Обделка безнапорных ...

  КАК ЗАМОРОЗИТЬ ЕНИСЕЙ?