Pyt. 1) Wykorzystanie energetyczne zasobów wodnych.

Zbiorniki retencyjne pozwalają na wykorzystywanie wody do produkcji energii w szczycie zapotrzebowania i w czasie awarii sieci energetycznych. Kaskady zbiorników umożliwiają funkcjonowanie elektrowni szczytowo-pompowych, jeszcze ważniejszych dla systemów energetycznych. Budowle wykorzystujące wodę dzielą się na: Siłownie wodne — wszystkie budowle wodne wykorzystujące różnicę poziomów wody (spad) oraz przepływ do poruszania określonych mechanizmów: elektrownie wodne, młyny wodne, kuźnice wodne, koła wodne itp. Elektrownie wodne — siłownie wodne służące do przetwarzania energii kinetycznej i potencjalnej wody w energię elektryczną. Śluzy żeglugowe — służące do pokonywania różnic poziomów wody przez jednostki pływające. Ujęcia wody — różnego rodzaju konstrukcje pozwalające na pobieranie wody na potrzeby ludności, pojedynczych zakładów przemysłowych, dla aglomeracji miejsko-przemysłowych, energetyki cieplnej, nawodnień rolniczych itp. Ujęcia często są instalowane jako samodzielne konstrukcje w pewnej odległości od stopni wodnych. Zalety energii wodnej: ekologiczna nie zanieczyszcza atmosfery, jest cicha, tania, możliwość szybkiego uruchomienia

i synchronizacji z siecią, możliwość zaopatrzenia szybkiego w energię elektryczną, poprawa jakości prądu w sieci - w momencie nadmiaru energii, można często włączać i wyłączać. Elementy elektrowni wodnej: turbina wodna-dzięki przepływającej wodzie obraca się, generator prądu-produkuje prąd, ale możemy wykorzystywać go jako silnik, turbinę możemy wykorzystywać jako pompę. Rodzaje elektrowni wodnych:1 Przepływowe- budowane na dużych rzekach przy nieznacznym piętrzeniu H=6-10m; praca tej e. polega na tym, że ilość wody która dopływa jest wykorzystywana 2. Zbiornikowe- głównie budowle w terenach górskich i podgórskich, jest wysokie piętrzenie i głęboki zbiornik, zasięg rowki (rejon zbiornika gdzie obserwujemy wodę stojącą) krótki (zależy od warunków naturalnych) 3. Szczytowo pompowe- w pewnych okresach wodę pompujemy do górnego zbiornika żeby w okresach zwiększonego zapotrzebowania na energię spuszczać z powrotem w dół- są to „akumulatory”(np.Żarnowiec 716MW, Porębka-Żar500MW). 4. Pływowe- wykorzystuje się pływy morskie.

Pyt. 3) Cele, sposoby regulacji rzek.

Cele integracji: a) zmiana w kształcie koryta rzecznego zarówno w przekroju poziomym i poprzecznym, w procesie koryto-twórczym powstają przekroje poprzeczne-jest to proces naturalny, nie zawsze korzystny dla gospodarki. b) regulacja w celu poprawy żeglugi c) aby szerokość koryta była odpowiednia dla szerokości jednostek pływających d) poprawa warunków pobierania wody dla celów użytkowych e) ustabilizowanie położenia brzegów f) wprowadzenie ruchu rumowiska, aby ujęcia nie były zapiaszczone, aby rumowisko miało wlot do ujęcia g) zmniejszenie zagrożeń w czasie powodzi h) usprawnienie przepływu w strefie wód wysokich i) przy hydroenergetycznym wykorzystaniu wód regulujemy tylko pewne odcinki.

Regulacja: zwężanie koryt rzek-większe głębokości, ukształtowanie biegu rzeki w planie, przekopy-skracanie biegu rzek, zrzucono tę ingerencję, bo przekop definitywnie skraca jej bieg i prowadzi do głębokiej erozji koryta i osuszania pobliskich obszarów. Za pomocą: Budowli regulacyjnych: tam poprzecznych, ostróg (na łuku wypukłym rzeki), umocnienie podłużne (z roślinności z rodziny wierzbowych, wikliny-układa się je na materace brzegowe tak aby wypełniało piaski i zakrzewiło miejsca siedlisk ptaków). Budowle regulacyjne dają możliwość zwężania koryta, zmiany jego przekroju poziomego. Zbudowane są z materiałów naturalnych: faszyna, kamień, grunt, ale też geosyntetyki. W rejonach górskich budowane są tamy podłużne; Regulację rzek przeprowadzamy odcinkami i etapami. Dzielimy rzekę na kilkumetrowe odcinki, wznosimy budowle, regulujemy rzekę od dołu, a regulację od góry przeprowadzamy w odcinkach, po wykonaniu prac następuje czas obserwacji reakcji rzek, jeśli na danym odcinku jest wszystko wg planu-przechodzimy do kolejnego odcinka (jeśli nie korygujemy). Korekcja stopniowa - zmniejszanie spadku rzeki przez budowanie progów. Regulacja wodna to także odwodnienie placu budowy (technika wielkiej studni-robimy wykop głębszy od fundamentu, wkładamy rurę z filtrem i pompą. W ten sposób wodę wypompowujemy).

Pyt. 4) Sposoby ochrony przed powodzią.

Przyczyny powodzi: Intensywne opady, deszcze nawalne (bardziej groźne im krócej trwają na mniejszym obszarze-zjawisko miejscowe), powodzie roztopowe, powodzie zatorowe-gdy rzeki pokryte są lodem, powodzie sztormowe-przy wejściach rzek do morza.

1. Czynna - Do czynnej ochrony zalicza się działania, które mogą przyczynić się do zmniejszania negatywnych skutków powodzi. Aby skutecznie realizować ją należy: A) Mieć do dyspozycji : zbiorniki retencyjne, zbiorniki suche z zamknięciami (zwłaszcza w górach), poldery zamknięciami, zbiorniki wyrównawcze, kanały ulgi z zamknięciami lub B) dysponować odpowiednim sprzętem: lodołamacze, materiały wybuchowe, worki z piaskiem, organizować działalność ludzi, przyczyniającą do zmniejszania skutków powodzi.

2. Bierną ochronę dają obiekty gosp. wodnej, które chronią określone tereny przez sam fakt swego istnienia. Do takich obiektów zaliczamy: wały przeciwpowodziowe, poldery nie sterowane (bez zamknięć), zbiorniki suche bez zamknięć, rzeki uregulowane, zalesianie zlewni (np. Szklarska Poręba). Do zmniejszania negatywnych skutków powodzi przyczyniają się także jeziora, bagna, rozlewiska, zwiększające tzw. retencję terenową, która w sposób istotny wpływa na zmniejszanie wysokości fal powodziowych.

Pyt. 5) Jazy z zamknięciami.

Jazy dzielimy na: stałe, ruchome; Elementy: płyta fundamentowa, filary, zamknięcie, ew. stały próg; elementy doszczelniające podłoże: ścianki stalowe, przesłony przeciw filtracyjne, ponur, poziomy element uszczelniający na poziomie WG, przed filtrem, niecka, umocnione dno materiałami frozynowo- kamiennymi. Jazy z zamknięciami-jazy ruchome, betonowe lub żelbeto­we budowle piętrzące wysokości do 15,0 m. Ze względu na ruchome zam­knięcia są jednocześnie budowlami upustowymi. W zależności od rodzaju zamknięcia rozróżnia się jazy zasuwowe, segmentowe, klapowe, sektorowe, kozłowo-iglicowe, walcowe i dachowe. Spotyka się też jazy mostowe i dwu­poziomowe. Małe jazy, o niewielkich piętrzeniach i rozpiętościach, mają na­zwy: zastawki, jazy zastawkowe i stawidła. Dzięki jazom ruchomym powstają zbiorniki przepływowe o stałych rzędnych piętrzenia. Zbiorniki przepływowe nie mają możliwości magazynowania wody. Jazy segmentowe: płaszczyzną piętrzenia jest polaocznicy walca (z blachy stalowej), ściana piętrząca krzywoliniowa, przeniesienie sił w postaci sił punktowych z punktem na filarze, nogi segmentu pracują na ściskanie (lub na zginanie), segmenty dzięki przestrzennej konstrukcji mogą mieć duże wymiary, segmenty jak zasuwy przenoszą obciążenia na filary. Jazy klapowe: klapy przenoszą obciążenia na próg. Klapa soczewkowa: najbardziej popularna, ukształtowana w kształt pryzmatyczny, co jakiś czas w środku są przegrody, może być wypychana ku górze lub podciągana na końcach. Jazy sektorowe: sektor- wycinek walca, sektor przenosi obciążenia na próg. Jazy kozłowo- iglicowe: próg ma postać płyty betonowej wykonanej w dnie rzeki, iglice opieramy o konstrukcje kozłów (elementy metalowe), gdy zbliża się zima zdejmujemy drewniane iglice i kładziemy kozły na dno, gdy trzeba przywrócić piętrzenie-stawiamy kozły. Jazy walcowe: zamknięcie ma postać pełnego walca, możemy zamykać jaz o dużej rozpiętości, to walec pracuje jak belka zginana, aby zwiększyć wysokość piętrzenia, do walca można przyłączyć tarcze. Jazy mostowe: wykorzystujemy istniejące przęsło mostowe, ramy zamocowane do przęsła, wewnątrz tych ram płaskie zamknięcia. Jazy dachowe: kształt dachu dwuspadowego niesymetrycznego, każda część kręci się wokół własnej osi. Jazy powłokowe: można go napełnić wodą lub powietrzem. Jazy stałe-jazy bez zamknięć najniższe budowle piętrzą­ce o wysokości najczęściej do 2,0 m, wykonywane z różnych materia­łów (ostatnio z betonu i narzutu kamiennego) w celu uzyskania niedużego spiętrzenia wody. Obecnie są budowane w zasadzie tylko dla polepszenia pracy ujęć wody. Często obok progów zainstalowane są upusty płuczące.

Pyt. 6) Zabezpieczenie podłoża budowli piętrzących przed filtracją.

Aby zmniejszyć siły parcia hydrodynamicznego działają­cego na nieckę staramy się wydłużyć drogę filtracji od strony WG (wydłużenie fartucha, szczelnego ponuru, górnej ścianki szczelnej) i skrócić drogę filtracji od strony WD (np. skrócenie dolnej ścianki szczelnej, wykonanie otworów drenażowych w płycie niecki lub wykonanie drenażu pod płytą niecki z wyprowadzeniem wód filtracyjnych do dolnego stanowiska). Zbyt duży wypór pod budowlą piętrzącą może doprowadzić do utraty stateczności na poślizg pod wpływem sił parcia poziomego od strony WG. Oprócz podanych sposobów zapobiegawczych, polegających na zmniejsza­niu skierowanych do góry sił pionowych, można zwiększyć siły poziome przeciwdziałające pośligowi. Zamiast zwykłych płyt betonowych ponuru, stanowiących umocnienie dna przed progiem i jednocześnie poziomą przesłonę filtracyjną, układamy na mokro płyty betonowe zbrojone na całej długości prętami rozcią­ganymi, połączonymi przegubowo ze zbrojeniem progu. Połączenie przegubowe (z dylatacją uszczelniona elastycznym szczeliwem) przeniesie siły poziome z progu na ponur. Dylatacja-szerokość 3-5cm umożliwia oddzielonym częściom budowli swobodne odkształcenie np. przy zmianie temp. D. w z. są uszczelniane ziemia narzutowa- skarpa od wodna jest zwykle łagodnie nachylona filtracyjna-woda przesącza się przez materiał z. tworząc w przekroju poprzecznym krzywą filtracji. Sufozja- w gruncie poddanym filtracji wody może wystąpić zjawisko porywania drobnych cząstek- ośrodek robi się coraz bardziej porowaty, rośnie na podatność na zapadanie się, maleje nośność. Uszczelnianie: 1. wewnętrzne: rdzeń o b. małej filtracji (ił), osypki z gruntów o starannie dobranym wiązaniu rdzeń może być pochyły; 2. powierzchniowe nie może być gruntowe, bo by przemarzał, ulegał rozmywaniu, od ekranów wymagana jest wodoszczelność, od ubezpieczeń nie koniecznie; 3. rdzeń betonowy: nie jest szczelny, ulega pęknięciom, może się łamać. Uszczelnianie może być z: betonu, żelbetu, folii, tworzywa sztuczne. Kształtowniki: ścianki szczelne- początkowo był drewniane ale szybko zastąpiono je metalowymi. Metoda iniekcji-stosuje się kiedy nie można wbić np. skały, robi się otwory na głębokości 60-100m, otwory które uszczelniamy-wtłaczamy środek uszczelniający, najczęściej zatłaczamy beton-cement, ale też popioły lotne, żużle wielkopiecowe.

Pyt. 7) Problemy, którymi zajmuje się Inżynieria Wodna.

1.Gromadzenie i przesyłanie wody 2. Hydroenergetyka i energetyka 3. transport w. i hydrotransport 4. Nawadnianie i osuszanie- melioracje w. (regulacja stosunków w) 5. Ochrona przeciwpowodziowa jako pewny zespół działań 6. Ochrona wody (przed zanieczyszczeniem, ochrona przed stężeniem) dorzecze-zestaw cieków-cieku głównego i jego dopływów zlewnia-obszar pod względem hydraulicznym dąży do danego cieku. Procesy koryto twórcze: cała dyscyplina inż. wodnej zajmująca się badaniem koryt wszystkie budowy piętrzące, regulacyjne powinny być budowane zgodnie z istniejącymi warunkami koryto twórczymi i przyrodniczymi, przy budowie budowli na ujęciach należy brać pod uwagę charakter tych ujęć, aby uniknąć konieczności „przenoszenia” tych budowli za korytem ujęcia należy je za stabilizować na danym odcinku. Budowle piętrzące: budowle na 100-120 lat, zespół budowli zlokalizowanych na rzekach nizinnych. Stopień wody składa się z różnych budowli: jaz, śluza do pokonania różnych poziomów, wznoszone są przy nich elektrownie wodne (raczej przepływowe), zapora ziemna-element dopełniający, aby zamknąć piętrzenie. Każda budowla musi mieć: śluza-nie zawsze, elektrownia-nie zawsze, ale najczęściej dążymy do tego, urządzenia upustowe: przelewy powierzchniowe, spusty przelewy konstruujemy tak, aby miały duży wydatek. Zapory: gabarytowe dużo większe niż jazy, powyżej 15m, najczęściej w celu wytworzenia zbiornika retencyjnego; kamienne-mury piętrzące, betonowe, skały i grunty-zapory ziemne (z gruntów rozdrobnionych żwirów, piasków) i narzutowe (z dużych głazów nieregularnych-z nich usypuje się statyczny korpus przegrody). Każda z tych zapór musi mieć element uszczelniający: zapora ciężka-opiera się parciu tylko swoim ciężarem, zapora ciężka łukowa-ciężar+kształt, zapora łupinowa krzywizny w przekroju poziomym i pionowym, wykorzystuje przestrzenny stan naprężeń, ciężar własny jest stosunkowo bardzo niski, obciążenia przenosi na dno doliny, zapora półciężka-wykonywane w puste komory: z. Filarowa, z. lekka z. Ziemna możemy usypać na słabym podłożu- słabonośnym, muszą mieć korpus zabezpieczający przed przelewem gdy dojdzie do przelania- następuje zniszczenie.

Pyt. 8) Co wiesz o budowlach piętrzących.

Budowla piętrząca-to każda budowla umożliwiająca stałe lub okresowe utrzymanie wzniesionego ponad przyległy teren lub akwen zwierciadła wody lub substancji płynnej lub półpłynnej. Roz­różnia się 4 podstawowe typy budowli piętrzących wodę:

1). Zapory betonowe - betonowe (czasem kamienne) budowle wysokości ponad 15 m. Najwyższą zaporą betonową na świecie jest Grandę Dixence wysokości 284 m. W Polsce najwyższa jest Solina na Sanie, wysokości 82 m. Podstawowym zadaniem zapór jest tworzenie zbiorników retencyjnych o zmiennych rzędnych piętrzenia, zależnych od ilości zmagazynowanej w danym okresie wody. Zbiorniki retencyjne są podstawowymi obiektami gospodarki wodnej oraz czynnej ochrony przeciwpowodziowej. Zapory ziemne - to wszystkie budowle ziemne - niezależnie od wysokości, przystosowane do długookresowego (stałego) piętrzenia wody.

2.) Zapory ziemne mogą być elementami stopni wodnych o niskim piętrzeniu(np. do połączenia jazu z brzegami rzeki) lub podstawowymi obiektami piętrzącymi zbiorników retencyjnych. Najwyższą zaporą ziemną na świecie jestzapora Nurek w Tadżykistanie wysokości 300 m. W Polsce zapora ziemna zbiornika Czorsztyn-Niedzica na Dunajcu ma wysokość 56 m. Zapory czołowe to zapory przegradzające rzeki. Zapory boczne są budowlami chroniącymi tereny przyległe do zbiorników wodnych.

3.) Jazy z zamknięciami-(jazy ruchome) betonowe lub żelbeto­we budowle piętrzące wysokości do 15,0 m. Ze względu na ruchome zam­knięcia są jednocześnie budowlami upustowymi. W zależności od rodzaju zamknięcia rozróżnia się jazy zasuwowe, segmentowe, klapowe, sektorowe, kozłowo-iglicowe, walcowe i dachowe. Spotyka się też jazy mostowe i dwu­poziomowe. Małe jazy, o niewielkich piętrzeniach i rozpiętościach, mają na­zwy: zastawki, jazy zastawkowe i stawidła. Dzięki jazom ruchomym powstają zbiorniki przepływowe o stałych rzędnych piętrzenia. Zbiorniki przepływowe nie mają możliwości magazynowania wody.

4.) Jazy stałe-(jazy bez zamknięć) najniższe budowle piętrzą­ce o wysokości najczęściej do 2,0 m, wykonywane z różnych materia­łów (ostatnio z betonu i narzutu kamiennego) w celu uzyskania niedużego spiętrzenia wody. Obecnie są budowane w zasadzie tylko dla polepszenia pracy ujęć wody. Często obok progów zainstalowane są upusty płuczące.

---