Bud wodne zajmuje się:*zaopatrz w wodę podczas budow konstruk*nawodnie dla rolnict *energetyka wodna *ochro przed powodzią *żegluga, rybołówo,rekreac, turyst. Budowle hydrotech: budow i urządze służące w gospod wodnej w kształto zasobów wodnych i korzystaniu z nich. [elektrownie, młyny, śluzy, kanały, jazy, zapory, groble, porty, nabrzeża] Podział: *tymczasow-okres użytkow <5lat lub służą moderniz/budowie stałych bud hydrotech *stałe: #główne-od ich stanu zależy osiągnięcie efektu ekonomiczn, ich awaria powoduje straty gospod, zagroż dla środow i życia ludzi #drugorzędne - ich awaria, czasowe wyłączenie nie powodu strat i zagroż. Stałe budowle hydrotech zalicza się do jednej z 4 klas ważności, najwyższa to 1. W zależno od klasy bud różnicuje się warunki: *przepływów obliczeniow *współczynn przy obliczen statyczny *bezpiecz wzniesienia korony ponad poziom statyczny lub dynamiczny *wyposażenie w urządze pomiarowo-kontrolne *wyposaże w urządze upustowe Budowle piętrzące: budowla umożliwiają stałe lub okreso utrzymywa wzniesionego ponad przyległy teren lub akwen zwiercia wody bądź substancji płynnej *jazy-do 15m *zapory->15m *wały powodzio *groble Stopień wodny niskiego piętrzenia składa się z jazu i budowli towarzysząc [np. śluza, elektrown wodna, ujęcie wody, port] Stopień wodny wysokiego piętrzenia składa się z zapory, zbiornika i bud towarzysząc. Wpływ bud piętrzących na środow: poniżej bud:*erozja denna *przesuszanie gruntów; powyżej bud=> *podnosze wód grunt (lokal podtopie)Zadania jazów: *podwyższen piętrzenia w celu ujęcia wody do celów komunalnych, przemysło, rolnic *utrzymanie stałego wysokiego piętrzenia wody dla równomiernej pracy elektrowni *zwiększenie głęboko rzeki dla żeglugi Podział jazów: *stałe - bez zamknięć - na mniejszych rzekach gdzie dopuszczalne jest znaczne podniesienie poziomu wody górnej podczas wezbrań [zaleta - prostota konstrukcji; wada - zanoszenie górnego stanowiska i erozja na stanowisku dolnym] #przepuszczalne zrobione z narzutu kamienne, faszyny, gabionów; #nieprzepuszczalne to betonowe lub kamienno-betonowe. *ruchome - z zamknięciami - aby utrzymać stały poziom spiętrzenia Podział zapór pod względem konstrukcyjnym: *betonowe #ciężkie (grawitacyjne) #ciężkie łukowe #półciężkie (filarowe/oszczędnościowe) #wielołukowe lekkie #lekkie łukowe jedno lub dwukrzywiznowe *ziemne #ziemne #ziemnonarzutowe #narzutowe Elementy składowe zapory betonow: *korpus betono lub żelbeto zakończo koroną zapory *urządzenia upustowe (przelewy i spusty denne) *przepławki dla ryb *ujęcia dla celów przemysłowych, komunalnych
Wymiarowanie zapory betonowej: *polega na wyznaczeniu naprężeń w korpusie zapory oraz w podłożu *sprawdzamy spękania -> kierunek do zbiornika ->poziome i wychodzące na ukos *zbrojenie na zmiany tempera *naprężenia styczne -> ważne jest nachylenie
Przemieszczenia zapór *wskutek ciężaru własnego oraz parcia wody *osiadanie stopy fundamento pod wpływem sił pionow *przemieszczenie poziome fundamentu *obrót względem środka ciężkości stopy *obrót w skutek osiadania czaszy zbiornika *odkształcenie korpusu pod wpływem naporu wody oraz zmian temperat. Zapory ziemne: 1) ze względu na rodzaj mater: *ziemne *ziemnonarzutowe *narzutowe *namywane 2) ze względu na rodzaj uszczelnienia: *jednorodne *strefowane *z rdzeniem z gliny / asfalto-betonu *z ekranem z gliny / asfalto-betonu / foli PE Rodzaje uszczelnień pod zaporą: *ścianka szczelna do warstwy nieprzepuszcza *uszczelnienie zawieszone *fartuch poziomy => ich celem jest ogranicz ucieczki wody ze zbiornika, zabezpie korpusu zapory przed nadmierną filtracją i jej skutkami [przebicie hydrauliczne, przemarzanie korpusu, obniżenie wskaźn stateczności]
Lokalizacja zapory ziemnej [kryteria wyboru]: *topografia i morfologia *geologia [nie dla: torf, obszary szkód górniczych, aktywnie sejsmicz, uskoki tektonicz, grunty nasypo] *zagospodarowanie doliny *połączenia komunikac z placem budowy, lokalizacja urządzeń zrzutowych, doprowadzenie energii Elektry. Materiały do budowy zapór ziemnych: każdy grunt za wyjątkiem: *mat wchodzących w reakcje z wodą i rozpuszczal w wodzie *o zawartości części ilastych >30% *o zawartości cz. organicznych >3% *zanieczyszczo chemicznie Geometria zapory Zapora składa się z: *korpus *skarpa odpowietrzna i odwodna *korona zapory *uszczelnienia *drenaż *urządzenia upustowe *ewentualne ujęcia do celów przemysło, komunaln, energetycz |Nachylenie skarp [m1 odwodna, m2 odpowietrzna] *w zależności od rodzaju gruntu: piaszczyste [m1=3,4-4,5 m2=2,5-3]; piaszczysto-gliniasty [m1=3-3,5 m2=2-2,5]; gliniasto-piaszczysty [m1=2,5-3 m2=1,5-2] *w zależności od wysokości zapory: >5m [m1=2 m2=1,5]; 5-10m [m1=2,5 m2=2]; 10-15m [m1=2,75 m2=2,5]; 15-30m [m1=3 m2=2,5] Korona zapory: *szerok min2,5m dla małych, 3,5m dla średnich i dużych *korona musi być odwadniana [woda doprowadzana jest do rowów opaskowych na skarpie odpowietrznej i do rzeki] *powinna być na odpowiedniej wysok ponad zwierciadłem wody statecznym i dynamicznym *zawsze wykonuje się na niej drogę technologiczną lub publiczną Skarpa odwodna: *powinna być zabezpie przed falowaniem i przed niszczącym działaniem lodu *płyty żelbeto powinny mieć pow. 20m2, mniejszy bok 2,5m, grubość 15-20cm, min stopień zbrojenia 0,2%, styki między płytami uszczelnione *może być ubezpieczona narzutem kamiennym Skarpa odpowietrzna - jeśli jest wykonana z mat piaszczystego stosuje się obsiew trawą, jeżeli żwiry lub nasyp kamienny obsiew nie wymagany, ale często stosowany z uwagi na estetykę; co 10m wysokości ławeczka.
Drenaże: wykonuje się w podłożu w pobliżu skarpy odpowietrznej, ich zadaniem jest sprowadzanie zw. wody wewnątrz zapory tak aby nie występowało wypływanie wody na skarpę odpowietrzną; rodzaje: #pryzmowy #rurowy #powierzchniowy #materacowy.
Wymiarowanie zapór polega na sprawdzeniu: *stateczności skarp wraz z podłożem *nośności podłoża z uwzględnieniem wyparcia gruntu spod pow. zapory *gradientów ciśnienia filtracyjnego *możliwości sufozji i przebicia hydraulicznego *chłonności drenaży *osiadania korpusu zapory i podłoża. Urządzenia upustowe - przelewy i spusty denne: *czołowy + bystrotok/kaskada *wieżowy *szybowy - jak wieżowy tylko że idzie przez górotwór
Zamknięcia hydrotechniczne - zamknięcia przelewów i spustów dennych: Podział: ze względu na przeznaczenie: *główne *remontowe *awaryjne *budowla; ze względu na konstrukcję: *podnoszone - przepływ wody nad zamknięciem [zasuwy, segmentowe] *opuszczane - przepływ pod [klapy, sektorowe] Zadania zamknięć: *regulowa poziomu wody górnej, dolnej i natężenia przepływu *przepuszczanie kry i ciał pływających, rumowiska. Zamknięcia podnoszone zalety: prosta kontruj, łatwość przepuszcz rumowiska, wady: przepuszcz kry i ciał pływaj wymagają podniesienia całkowitego zamknięcia, wysokie filary, duza siła boczna w przypadku remontu realnego przęsła, szerokie filary ze wzgl na wnęki zamknięcia. Zamknięcia opuszczane zalety:łatwość przepusz rumowiska, kry i ciał pływaj, niskie i wąskie filary, małę problemy ze statecznością; wady:podatność na drgania, wiotkość. RODZAJE UJĘĆ WODY: ujęcia wód powierzchniowych : wód opadowych, płynących, stojących: murowe, progowe, zatokowe, drenażowe, istnieją też ujęcia wód podziemnych, FILTRACJA WODY POD BUDOWLĄ Wszelkie budowle piętrzące posadowione są na podłożu mniej lub więcej przepuszczalnym, w którym na skutek ciśnienia
hydrostatycznego )H wywołanego różnicą poziomów wody powstaje ruch (filtracja) wody pod budowlą. Zjawisko występuje wszędzie tam, gdzie fundamentem budowli piętrzącej nie możemy sięgnąć do podłoża skalnego. Jesteśmy wtedy zmuszeni do posadawiania budowli na
gruntach pochodzenia czwarto- lub trzeciorzędowego, jakimi są utwory aluwialne. Nadmierna filtracja przez podłoże nieskaliste może mieć następstwa jak: Sufozję - wypłukiwanie drobnych cząstek gruntu podłoża i transportowanie ich między grubszymi ziarnami szkieletu
gruntowego przez strumień filtracyjny Wypieranie gruntu, Niekorzystny wzrost ciśnienia filtracyjnego pod budowlą piętrzącą, a tym samym wzrost wyporu hydrodynamicznego, Ucieczka wod ze zbiornika do stanowiska dolnego. LICZENIE STATECZNOSĆ PŁYTY JAZU G=(P*Hb)γb+P*Hw*γw, P- powierzchnia płyt. Bet. Hb- wys. Płyty bet. γb- gęstość obję. Bet. Hw- wysokość wody nad płytą Γw-g obj. Wody W=P*Hc*γw
Hc- wysokość filtracji G>W.
ZADANIA ZB WODNYCH: ochrona terenów leżących w dolinie rzeki poniżej zapór przed powodzią, poprzez obniżenie maksymalnych przepływów (poprzez akumulację fali powodziowej w zbiorniku i sterowanie urządzeniami spustowymi, możemy rozłożyć ją w czasie, nie dopuszczając tym samym do niebezpiecznych wezbrań poniżej),
ochrona biologicznego życia rzek, poprzez zwiększenie minimalnych przepływów w okresie suszy (zgromadzona woda w zbiorniku retencyjnym pozwala na uzupełnienie deficytu wody w korycie poniżej zapory), zaopatrzenie w wodę obszarów cierpiących na jej niedobór (poprzez pobór wody zmagazynowanej w zbiorniku i wykonanie systemów przesyłowych, możemy dostarczyć wodę nawet do odległych obszarów), regulacja stosunków wodnych w terenie (stwarza możliwość dla melioracji gruntów i likwidację rozproszonych źródeł poboru wody), produkcja energii elektrycznej, miejsca wypoczynku i rekreacji. ELEMENTY JAZU:-przepławka dla ryb, Śluza, elektrownia, a)ponur -zabezpieczenie górne (płyta betonowa) b)wypad(jaz bezpośrednio)-zamknięcie remontowe górne-kładka-niecka wypadowa -zasuwa -dylatacja -próg -płyta jazu -zamknięcie remontowe dolne c) poszur
-materac faszynowy -ubezpieczenie dolne -narzut kamienny KLASY WAŻNOŚCI BUDOWLI :Budowle te dzielimy na cztery klasy ważności w zależności od wysokości piętrzenia, znaczenie gospodarczego o skutków awarii, a w odniesieniu do elementów budowli także zależne od ich znaczenia dla pewności eksploatacji całego ich zespołu. Znaczenie obiektu mierzone jest w tych przepisach wielkością uzyskaną przez budowlę korzyści tj. powierzchnią nawodnioną lub odwodnioną, mocą elektrowni wodnej albo wielkością drogi wodnej. Przyjęto zasadę że budowle gospodarczo najważniejsze zalicza się do klasy I a następne w porządku zmniejszającej się ważności od klasy II do IV. Parametry: wysokość piętrzenia wody, moc elektrowni, obszar nawodniony lub odwodniony, obszar chroniony, klasa drogi wodnej, skutki przerw w pracy budowli
Zapora płytowa a oszczędnościowa różnice: OSZCZEDNOŚCIOWA Wyeliminowanie pewnej części masy betonowej ze środka zapory. Dobre powiązanie konstrukcji zapory z podłożem. Poziom posadowienia projektuje się w poziomie występowania tzw. „zdrowej” skały. Często wymaga to głębokiego posadowienia zapory, szczególnie, gdy górne warstwy pokładów skalnych są mocno zwietrzałe lub mają charakter rumoszu skalnego zbudowanego ze żwiru, otoczaków i głazów. Często stosuje się dodatkowe zakotwienie filara w skale w postaci ostrogi, co zwiększa opór na przesunięcie zapory. PŁYTOWA Zbudowana jest z filarów, ustawionych w pewnych odstępach, przykrytych od strony górnej wody płaską, najczęściej pochyloną, płytą żelbetową, która stanowi ścianę piętrzącą. Parcie wody przekazywane jest bezpośrednio na płytę, a przez nią na filary, które z kolei przekazują je na podłoże. Przednia część filara (głowica), ma poszerzenie na oparcie płyt. Filary są ze sobą łączone poziomymi belkami żelbetowymi w celu zwiększenia sztywności całej
konstrukcji. W zależności od rodzaju podłoża filary mogą: • bezpośrednio opierać się na skale, • mieć poszerzoną część fundamentową (podłoże o średniej wytrzymałości),
• przekazywać obciążenie na ciągłą płytę fundamentową (słabe podłoże skalne i gruntowe). Zapory płytowe ze względu na lekkość i ażurowość konstrukcji należą do najniższych zapór i zbliżone są pod względem wysokości piętrzenia do konstrukcji jazowych. Wypór pod zaporą płytową jest bardzo mały i nie odgrywa roli w bilansie sił. Jeżeli natomiast filar jest zakotwiony w skale uwzględnia się przyczepność betonu do skały wzdłuż jego bocznych powierzchni. Stateczność, zapora płytowa zawdzięcza wyraźnemu nachyleniu ściany odwodnej i włączeniu przez to siły ciężaru wody Pw dociskającej płytę do podłoża.