Bud wodne zajmuje się: *konstrukcje hydrotechniczne dla zaopatrzenia w wodę *nawodnienia dla rolnictwa *energetyka wodna *ochrona przed powodzią *żegluga, rybołówstwo *rekreacja, turystyka
Budowle hydrotechniczne - budowle i urządzenia służące w gospod wodnej w kształtowaniu zasobów wodnych i korzystaniu z nich. [elektrownie, młyny, śluzy, kanały, jazy, zapory, groble, grodze, porty, nabrzeża, przepławki dla ryb] Podział: *tymczasowe - okres użytkowania <5lat lub służą modernizacji/budowie stałych bud hydrotech *stałe: #główne - od ich stanu zależy osiągnięcie efektu ekonomicznego, ich awaria powoduje straty gospod, zagrożenie dla środowiska i życia ludzi #drugorzędne - ich awaria, czasowe wyłączenie nie powoduje strat i zagrożenia.
Stałe budowle hydrotech zalicza się do jednej z 4 klas ważności, najwyższa to 1.
W zależności od klasy bud różnicuje się warunki: *przepływów obliczeniowych *współczynników przy obliczeniach statycznych *bezpiecznego wzniesienia koronu ponad poziom statyczny lub dynamiczny *wyposażenie w urządzenia pomiarowo-kontrolne *wyposażenie w urządzenia upustowe
Budowle piętrzące: *jazy - do 15m *zapory - pow15m *wały powodziowe *groble
Stopień wodny niskiego piętrzenia składa się z jazu i budowli towarzyszących [np. śluza, elektrownia wodna, ujęcie wody, port]. Stopień wodny wysokiego piętrzenia składa się z zapory, zbiornika i bud towarzyszących.
Wpływ bud piętrzących na środowisko: *erozja denna *przesuszanie gruntów }poniżej bud => karmienie dna, nawadnianie *podnoszenie wód gruntowych (lokalne podtopienia) } pow bud => melioracje
Zadania jazów: *podwyższenie piętrzenia w celu ujęcia wody do celów komunalnych, przemysłowych, rolniczych *utrzymanie stałego wysokiego piętrzenia wody dla równomiernej pracy elektrowni *zwiększenie głębokości 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 kamiennego, 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 betonowej: *korpus betonowy lub żelbetowy zakończony 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 temperatury *naprężenia styczne -> ważne jest nachylenie
Przemieszczenia zapór *wskutek ciężaru własnego oraz parcia wody *osiadanie stopy fundamentowej pod wpływem sił pionowych *przemieszczenie poziome fundamentu *obrót względem środka ciężkości stopy *obrót w skutek osiadania czaszy zbiornika *odkształcenie korpusu pod wpływem naporu wody oraz zmian temperatury.
Zapory ziemne: 1) ze względu na rodzaj materiału: *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 nieprzepuszczalnej *uszczelnienie zawieszone *fartuch poziomy => ich celem jest ograniczenie ucieczki wody ze zbiornika, zabezpieczenie korpusu zapory przed nadmierną filtracją i jej skutkami [przebicie hydrauliczne, przemarzanie korpusu, obniżenie wskaźnika stateczności]
Lokalizacja zapory ziemnej [kryteria wyboru]: *topografia i morfologia *geologia [nie dla: torf, obszary szkód górniczych, aktywnie sejsmicznie, uskoki tektoniczne, grunty nasypowe] *zagospodarowanie doliny *połączenia komunikacyjne z placem budowy, lokalizacja urządzeń zrzutowych, doprowadzenie energii elektrycznej
Materiały do budowy zapór ziemnych: każdy grunt za wyjątkiem: *mat wchodzących w reakcje z wodą i rozpuszczalnych w wodzie *o zawartości części ilastych >30% *o zawartości cz. organicznych >3% *zanieczyszczonych chemicznie
Geometria zapory Zapora składa się z: *korpus *skarpa odpowietrzna i odwodna *korona zapory *uszczelnienia *drenaż *urządzenia upustowe *ewentualne ujęcia do celów przemysłowych, komunalnych, energetycznych
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]
Koron zapory: *szerokość 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 wysokości ponad zwierciadłem wody statecznym i dynamicznym *zawsze wykonuje się na niej drogę technologiczną lub publiczną
Skarpa odwodna: *powinna być zabezpieczona przed falowaniem i przed niszczącym działaniem lodu *płyty żelbetowe 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 *budowlane; ze względu na konstrukcję: *podnoszone - przepływ wody nad zamknięciem [zasuwy, segmentowe] *opuszczane - przepływ pod [klapy, sektorowe]
Zadania zamknięć: *regulowanie poziomu wody górnej, dolnej i natężenia przepływu *przepuszczanie kry i ciał pływających, rumowiska