Гребля
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Гребля

Гребля , гідротехнічна споруда, що перегороджує річку (або ін. водоток) для підйому рівня води перед ним, зосередження натиску в місці розташування споруди і створення водосховища. Водогосподарське значення П. багатообразне: підйом рівня води і збільшення глибин у верхньому б'єфі сприяють судноплавству, лісосплаву, а також водозабору для потреб зрошування і водопостачання ; зосередження натиску в П. створює можливість енергетичного використання стоку річки; наявність водосховища дозволяє регулювати стік, тобто збільшувати витрату води в річці в межові періоди і зменшувати максимальну витрату в паводок, здатний привести до руйнівних повеней. П. і водосховище істотно впливають на річку і прилеглі території: змінюються режим стоку річки, температура води, тривалість льодоставу; важко міграція риби; береги річки у верхньому б'єфі затопляються; міняється мікроклімат прибережних територій. П. зазвичай є основним спорудженням гідровузла .

загрузка...

  Плотіностроєніє виникло так само давно, як і гідротехніка у зв'язку із значним розвитком штучного зрошування територій у землеробських народів Єгипту, Індії, Китаю і ін. країн. Зведення П. було потрібно для будівництва гідросилових установок, а потім і спорудження гідроелектростанцій. Енергетичне використання водних ресурсів з'явилося основною стимул-реакцією збільшення розмірів і вдосконалення конструкцій П., появи гідровузлів на багатоводних річках.

  На території СРСР водяні млини с П. будувалися ще в часи Київської Русі. У 17—19 вв.(століття) гірничодобувна, металургійна, текстильна, паперова і ін. галузі промисловості на Уралі, Алтаї, в Карелії і центральних областях Росії використовували в основному механічну енергію гідросилових установок; їх П. були незначні по розмірах і споруджувалися з місцевих матеріалів. Потужні гідроелектростанції з бетонними і земляними П. великих розмірів почали будувати лише при Радянській владі, після прийняття плану ГОЕЛРО . В 1926 була побудована перша бетонна водозливна П. Волховськой ГЕС(гідроелектростанція). У 1932 споруджена висока бетонна П. Днепровськой ГЕС(гідроелектростанція) (її найбільша висота близько 55 м-код ) . Водозливна П. Ніжнесвірськой ГЕС(гідроелектростанція) — перша П., побудована на слабких глинистих грунтах. У 50—70-х рр. на багатоводних річках були споруджені: намивні земляні П. на Волзі в Куйбишева і Волгограду, бетонні П. Братськой ГЕС(гідроелектростанція) на Ангарі (висота 128 м-коду ) і Красноярською ГЕС(гідроелектростанція) на Єнісеї (124 м-код ) ( мал. 1 ), висока 300-метрова кам'яно-земляна П. Нурекськой ГЕС(гідроелектростанція) на р. Вахш, арочна П. Саянськой ГЕС(гідроелектростанція) на Єнісеї (висота 242 м-коду, довжина по гребеню 1070 м-коду; знаходиться у стадії споруди, 1975) і багато ін. Проектування і будівництво П. в СРСР відрізняються високим технічним рівнем, що дозволив радянському плотіностроєнію зайняти одне з провідних місць в світі.

  З П., споруджених за кордоном, слід зазначити: багатоарочну П. Бартлетт, висота 87 м-коду (США, 1939), кам'яну П. Парадела, висота 112 м-коду (Португалія, 1958), земляну П. Сер-Понсон, висота 122 м-коду (Франція, 1960), кам'яно-земляну П. Міборо, висота 131 м-коду (Японія, 1961), гравітаційну бетонну П. Гранд-Діксанс, висота 284 м-коду (Швейцарія, 1961).

  Тип і конструкція П. визначаються її розмірами, призначенням, а також природними умовами і виглядом основного будівельного матеріалу. За призначенням розрізняють П. водосховища і П. водопідіймальні (призначені лише для підвищення рівня верхнього б'єфу). По величині натиску П. умовно підрозділяють на низьконапірні (з натиском до 10 м-код ) середньонапірні (від 10 до 40 м-код ) і високонапірні (більше 40 м-код ) .

  Залежно від ролі, що виконується у складі гідровузла, П. може бути: глухий, якщо служить лише перешкодою для перебігу води; водозливний, коли призначена для скидання надлишкових витрат води і обладнана поверхневими водозливними отворами (відкритими або із затворами) або глибинними водоспусками; станційною, якщо має водозабірні отвори (з відповідним устаткуванням) і водоводи, що живлять турбіни ГЕС(гідроелектростанція). За основним матеріалом, з якого зводять П., розрізняють земляні греблі, кам'яні греблі, бетонні греблі, дерев'яні греблі .

  Земляна П. зводиться повністю або частково з малопроникного грунту. Укладений по верховому укосу П., малопроникний грунт утворює екран; при розташуванні такого грунту усередині тіла П. створюється ядро. Наявність екрану або ядра забезпечує можливість зведення останньої частини П. з проникного грунту або з кам'яних матеріалів (кам'яно-земляна П.). В підошви низового укосу земляний П. для відведення води, що профільтрувалася через тіло і підстава П., владнують дренаж . Верховий укіс П. захищають від дії хвиль бетонними плитами або кам'яним накиданням. При зведенні земляний насипний П. грунт добувають в кар'єрі екскаваторами, транспортують до місця споруди самоскидами, укладають в тіло П., розрівнюють бульдозерами і ущільнюють пошарово катками. Зведення намивний П. включає розробку грунту землесосами або гідромоніторами транспортування пульпи по трубах і розподіл її по поверхні тієї, що зводиться П., після чого вода вирушає, а грунт самоуплотняєтся, що осідає. Для підготовки підстави і зведення земляний П. в руслі річки її котлован захищається перемичками, а річка відводиться по заздалегідь прокладених тимчасових водоводах, що закриваються після зведення П.

  В кам'яній (накидною) П. екран або центральний водонепроникний елемент (діафрагму) виконують із залізобетону, асфальту, дерева, металу, полімерних матеріалів. Вимога малої водопроникності поширюється і на підставу П. Еслі грунт підстави проникний на велику глибину, його покривають перед П. похнюпленому (наприклад, з глини), створюючим з екраном одне ціле. П. з ядром доповнюється пристроєм в підставі сталевої шпунтової стінки або протифільтраційної завіси . Камінь в каменнонабросную і кам'яно-земляну П. відсипляється шарами великої висоти.

  Бетонні П. зазвичай класифікують за конструктивною ознакою залежно від умов роботи на зрушення ; відповідно цьому розрізняють 3 основних типа П. ( мал. 2 ) — гравітаційні греблі, арочні греблі, контрфорсниє греблі . Осн. матеріалом для сучасних бетонних П. (переважно гравітаційних) служить гідротехнічний бетон . Одін з найважливіших питань при зведенні бетонних П. — зниження фільтрації води в підставі. З цією метою в підставі високою бетонною П. поблизу верхової грані влаштовується протифільтраційна завіса. На останній ділянці підстава дренується для зменшення тиску води на підошву П., що підвищує стійкість споруди. Гравітаційна і контрфорсная П., щоб уникнути утворення тріщин унаслідок температурних коливань, розрізають по довжині на короткі секції, шви між якими перекриваються водонепроникними ущільненнями (див. Гідроізоляція ) . Для запобігання появі тріщин в результаті усадки бетону при твердненні і зниження температурної напруги П. бетонують окремими блоками обмежених розмірів, застосовують штучне охолоджування складових бетонної суміші і укладеного в блоки бетону за допомогою циркуляції рідини (від холодильної установки), що охолоджує, за системою труб прокладених в телі П. Бетонная П. в руслі річки зазвичай споруджується в 2 черги під захистом перемичок, що захищають котловани. При зведенні першої черги П. річка тече по вільній частині русла; при другій — через залишені в П. отвори ( прорани ) , які закривають після закінчення всіх будівельних робіт. Якщо русло річки вузьке, бетонна П. будується в один прийом, з тимчасовим відведенням річки в берегові водоводи. Поширена в практиці гідротехнічного будівництва низьконапірна бетонна водозливна гребля, що зводиться на нескельній підставі і призначена для пропуску великих витрат води, має конструкцію, показану на мал. 3 . Основу її складають водозливні прольоти, утворені бетонним флютбетом і биками і що перекриваються гідротехнічними затворами . За водозливами влаштовується масивне кріплення русла — водобій (інколи заглиблене у вигляді водобойного колодязя), далі розташовується легше кріплення — рісберма . Під водобоєм влаштовується дренаж. З берегами або земляними П. водозливна П. сполучається масивними засадами. Низьконапірна бетонна водозливна П. зазвичай будується із застосуванням армування, часто всього спорудження (див. Залізобетонна гребля ) . Флютбет і бики такий П. з метою економії матеріалу інколи роблять полегшеній комірчастій конструкції, із заповненням вічок грунтом.

  У лісових районах часто споруджують низьконапірні дерев'яні П. свайної і ряжевой конструкції (зазвичай їх владнують водозливними).

  Особливий тип водопідпірної споруди — розбірна судноплавна П. Для її зведення в літню межень на плоскому флютбете встановлюють контрфорси із сталевих ферм, по ним прокладають мости, на які спирають затвори простої конструкції. П. підпирає рівень верхнього б'єфу, а судна і плоти йдуть через шлюз. У багатоводний період затвори і мости прибирають, ферми контрфорсів укладають на флютбет, відкриваючи судам і плотам дорогу через П.

  Загальна тенденція сучасного плотіностроєнія — збільшення висоти П. Технічеськи досягнуті висоти можуть бути перевершені, проте в економічних відносинах споруда два послідовно розташованих П. меншої висоти часто виявляється раціональнішим, ніж однією високою. Вдосконалення типів П. з грунтових матеріалів здійснюється при одночасному здешевленні і прискоренні їх будівництва за рахунок підвищення потужності будівельних механізмів і транспортних засобів. Підвищення економічності бетонних П. досягається зменшенням їх об'єму, заміною гравітаційних П. контрфорснимі і ширшим вживанням арочних П. Етой тенденції супроводять поліпшення і спеціалізація властивостей цементу і бетону. Вельми ефективне поєднання в одній споруді водозливної греблі і будівлі ГЕС(гідроелектростанція), що забезпечує скорочення бетонної (найбільш дорогою) частини напірного фронту гідровузла. Це завдання вирішується як шляхом розміщення гідроагрегатів в порожнині високої П., так і за допомогою використання підводного масиву низьконапірною ГЕС(гідроелектростанція) для пристрою в нім водоскидних отворів.

  Літ.: Грішин М. М., Гідротехнічні споруди, М., 1968; Нічипоровіч А. А., Греблі з місцевих матеріалів, М., 1973; Мойсеєвий С. Н., Кам'яно-земляні і кам'яно-накидні греблі, М., 1970; Грішин М. М., Розанців Н. П., Бетонні греблі, М., 1975; Виробництво гідротехнічних робіт, М., 1970.

  А. Л. Можевітінов.

Мал. 1. Загальний вигляд греблі Красноярською ГЕС(гідроелектростанція) імені 50-ліття СРСР.

Мал. 2. Схеми бетонних гребель: а — гравітаційною; б — арочною; у — контрфорсной; 1 — верхова грань; 2 — бик; 3 — затвор; 4 — гребінь водозливу; 5 — шкарпетка; 6 — водоспуск; 7 — низова грань; 8 — плоске напірне перекриття; 9 — контрфорс; 10 — балки жорсткості; 11 — протифільтраційна завіса; 12 — дренаж.

Мал. 3. Низьконапірна водозливна гребля: 1 — флютбет; 2 — бик; 3 — затвор; 4 — водобій; 5 — рісберма; 6 — похнюплений; 7 — шпунт; 8 — дренаж.