Estructuras hidráulicas en el río. Estructuras hidráulicas: tipos, clasificación, normas de funcionamiento, requisitos de seguridad. Ingeniería hidráulica temporal y permanente

El agua es la fuente de la vida. Pero a pesar de que desde tiempos inmemoriales los pobladores se asentaron cerca de ríos y lagos, no dejaron de temer el poder de la corriente. Las inundaciones, las crecidas, los cambios de cauce y otras calamidades naturales pueden cambiar toda la vida habitual a la vez. Para “domesticar” el agua, es necesario construir represas y otras estructuras de presa. En este artículo hablaremos sobre estructuras hidráulicas: qué es y qué se aplica a dichos objetos.

¿Por qué se instalan estructuras hidráulicas?

SP 58.13330.2012 y SNiP 33-01-2003 ayudarán a responder esta pregunta: estos son los documentos principales que regulan todos los trabajos de diseño y construcción. En la sección "Términos" del conjunto de reglas hay una indicación de qué son las estructuras de agua. Pueden pertenecer a diferentes grupos, dependiendo de cuál ayudarán a cumplir uno de los siguientes objetivos:

Protección de los recursos hídricos de impacto negativo personas y sus medios de vida.
Prevenir el impacto de las aguas contaminadas en medioambiente.
Protección de daños costeros.
Almacenamiento de residuos líquidos de producción o agricultura.
Para amarre de barcos y baño de la población.
Comunicación con producción: suministro de agua desde un depósito y descarga de líquido usado.

Hay muchos de esos objetivos. De hecho, se considera una estructura hidráulica cualquier estructura que se ubique parcial o totalmente sobre un recurso hídrico de enterramiento natural o artificial. La mayoría de las veces, cuando, por ejemplo, se utiliza agua de río en la producción, los conjuntos de medidas y tareas no convergen en una de producción. También son obligatorias las funciones protectoras de la ingeniería hidráulica, que compensan los daños causados al embalse.

Debido a la abundancia de estructuras que pueden atribuirse a esta categoría, es difícil dar una clasificación clara de todos los edificios. Destacaremos las características principales y luego daremos ejemplos de proyectos para estructuras hidráulicas.

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Ingeniería hidráulica temporal y permanente

Entre esas estructuras hidráulicas que operan las 24 horas, existen instalaciones primarias y secundarias. Las primeras incluyen todas las estructuras, cuyo fracaso conducirá al fracaso de las grandes empresas. Esto puede ser la unión de un sistema de abastecimiento de agua, un sistema de irrigación, el bloqueo de un río navegable sin dichas represas, etc.

La segunda clase de edificios por lo general no afecta la producción ni ningún otro proceso, sino que solo la regula. Sin embargo, debido a una avería, el trabajo no se detendrá por completo.

Además de las enumeradas, existen instalaciones hidroeléctricas temporales. Esta es una técnica que se instala por un período determinado, por ejemplo, para el período de trabajo de reparación en la estructura hidráulica principal.

Variedades de estructuras hidráulicas según la interacción con el recurso hídrico.

La mayoría de las estructuras son una barrera que hace que el nivel entre dos corrientes de agua sea diferente. La caída proporciona la fuerza de presión, y el área entre las dos presas se puede utilizar como depósito. Considere la clasificación según el tratamiento del río.

retención de agua

Tales barreras se construyen contra el canal. Están diseñados para bloquear el flujo, logrando así una diferencia de nivel artificial. Esta discrepancia entre el volumen de agua y el caudal normal da lugar a la aparición de presión. Este mecanismo es utilizado por centrales que utilizan una estructura hidráulica como instalación energética. La fuerza del agua en presión se convierte en energía.

Otra función de la estructura de retención de agua es crear remansos artificiales, embalses. Los estanques inferior y superior son los dos puntos con la máxima diferencia de niveles. Tales estructuras brindan control sobre el cambio climático, que puede alterar la infraestructura de toda una ciudad si se producen inundaciones. Por lo tanto, tales presas se consideran las más peligrosas en caso de diseño o construcción inadecuados, mantenimiento adicional.

También son los más esenciales. Tal barrera artificial permite construir casas a lo largo del lecho del río sin temor a inundaciones y otras desgracias.

La ingesta de agua

Del nombre ya está claro que la función de tales estructuras es administrar el flujo. No sólo para tomar metros cúbicos de agua, sino también para moverlos por determinados territorios, lanzándolos a esclusas y desviándolos de un determinado cauce. Este sistema se utiliza en el transporte marítimo cuando es necesario varar un barco cargado o, por el contrario, sacarlo del puerto.

Pequeñas tomas de agua regulan y eliminan el exceso de líquido de los embalses y otros sistemas artificiales de agua. Estas son válvulas pequeñas que tienen agujeros en los desagües de abajo.

Además, el objetivo principal de las estructuras hidráulicas de toma de agua es suministrar los volúmenes necesarios de humedad fría del río a fábricas y grandes empresas. Se necesitan metros cúbicos para refrigeración, filtración u otras funciones. Varias industrias realizan una filtración secundaria y eliminan el líquido de regreso a la empresa de agua. Para otros fines, solo se requiere flujo, por ejemplo, para riego. El riego de grandes tierras agrícolas requiere grandes suministros de agua. Al mismo tiempo, se lleva a cabo otra función: limpieza de hielo, escombros y otras impurezas. Se instala una filtración más grande o más fina en dichos puntos de entrada, lo que elimina elementos innecesarios.

La toma de agua se puede realizar:

desde la superficie de un río o lago: esto es fácil en el diseño de una estructura hidráulica, pero a menudo ineficiente debido a la contaminación de la superficie, que requiere una limpieza más profunda;
desde la profundidad: el nivel de la cerca va muy por debajo de la superficie, es más difícil de construir, pero esto elimina la necesidad de construir protección contra el hielo y también asegura que el suministro de humedad se llevará a cabo incluso durante los períodos secos cuando el nivel del agua cae bruscamente;
desde abajo: esta es la opción más estable y monumental que durará mucho tiempo, pero su peculiaridad está en el poder de la estructura (resistencia a la presión de la masa de agua) y la filtración profunda del limo; y también se vuelve más difícil realizar reparaciones y mantenimiento.

Las grandes empresas suelen realizar tomas de agua de varios niveles. Entonces, las tuberías con bombas se instalan a diferentes distancias, lo que da una presión constante.

Según el método de muestreo, también existen varias configuraciones del sistema:

Costero. Están montados en un banco empinado y empinado con la eliminación de la pared frontal al suelo. Grandes medios anillos de hormigón armado macizo hacen que el acantilado sea apto para la explotación. Las tuberías salen de la pared de hormigón a un cierto nivel, que están diseñadas para bombear líquido.
Canal. Estos también son sistemas que se ubican a orillas del río, pero a diferencia de los anteriores, son menos monumentales y costosos, no requieren estructuras tan grandes. Están ubicados en bancos de suave pendiente, y la punta se lleva a cabo en el canal.
Flotante. Tales islas están ubicadas en barcazas. En ellos se montan bombas, bombean agua desde la superficie y la envían a través de una tubería a la orilla.
Cubeta. En este diseño hay un cubo, es decir, un tanque grande para un gran número de litros, que sube y baja. Esto elimina la humedad.

Todos ellos se pueden combinar con equipos de bombeo, llevarles tuberías de agua.

Estructuras reguladoras o de enderezamiento

Están destinados a la intervención artificial en el sentido del río, es decir, modifican el curso. Los edificios se llaman guías de chorro. Se construyen en varias etapas: se regulan las orillas, el ancho del río y luego, si es necesario, la profundidad. Esto se puede lograr forrando el fondo en un área determinada. Restrictores y guías de chorro forman el flujo y su velocidad en el marco ya preparado. Es así como se mantiene el nivel óptimo de la calle, el reservorio no se mueve de su lugar y la producción más cercana puede utilizar el recurso hídrico.

Para la construcción de estructuras de captación de agua o presas que proporcionen un flujo direccional de alta potencia, a veces es necesario colocar correctamente el canal. Para ello, según el esquema anterior, se equipan los bancos y el fondo.

Por poder, existen dos tipos de estructuras reguladoras:

instalaciones permanentes de varios niveles para el enderezado completo del canal, la curvatura y el caudal;
temporal: dispositivos más livianos que ayudan al río a encontrar una curva más óptima en lugar de cambiarla.

Los primeros consisten en grandes presas, presas, presas, murallas. Si es necesario, también pueden conectar una estación de bombeo. Tal enfoque integrado hace posible tomar el control de los elementos en manos humanas casi por completo.

Los segundos son terraplenes ligeros, fortificaciones bancarias. Tales medidas más bien protegen contra el flujo incorrecto, cambian ligeramente la dirección.

Sistemas de riego

Entre las tomas de agua, las estructuras de riego se destacan por separado. El cálculo de la estructura hidráulica para el riego de ciertas áreas se realiza incluso para el período de la decisión sobre la ubicación del embalse, ya que a menudo se excavan estanques artificialmente para estos fines, y también se hacen presas desde el canal de la más cercana. río. Si la estructura hidráulica está ubicada en un recurso hídrico natural, se distinguen dos tipos:

sin presas: cuando se elige una curva óptima para drenar el agua de modo que la corriente no enturbie el líquido;
represa: se está construyendo una presa especial que dirige el canal y lo bloquea, formando una presión.

Sistemas de alcantarillas

Estas son estructuras que liberan los embalses cerrados del exceso de lluvia. Cuando hay demasiados, el líquido fluye sobre la cresta de la estructura lineal. Cuando se logra una gama más amplia de objetivos, se pueden establecer procesos automatizados: abrir y cerrar la válvula de desagüe.

GTS para fines especiales

Entre ellos:

pescar;
energía hidroeléctrica;
Envío;
mejorador;
tanques de sedimentación para residuos líquidos.

Normas generales y disposiciones básicas para el diseño y construcción de estructuras hidráulicas (HTS)

Todos los requisitos se presentan en los documentos:

SP 58.13330.2012;
SNiP 33-01-2003.

Brindan seguridad y regulación técnica de los edificios. Los fundamentos son los proyectos de ley N 117-FZ "Sobre la seguridad de las estructuras hidráulicas", N 184-FZ "Sobre el reglamento técnico" y N 384-FZ "Reglamentos técnicos sobre la seguridad de edificios y estructuras". Además, se hacen referencias a las reglas y GOST para la construcción:

SP 14.13330.2011 "Construcción en regiones sísmicas";
SNiP 2.01.07-85 "Cargas e impactos";
SNiP 2.05.03-84 "Puentes y tuberías";
SNiP 2.06.07-87 "Muros de contención, esclusas de envío, pasaje de peces y estructuras de protección de peces";
SNiP 2.06.15-85 "Protección de ingeniería de territorios contra inundaciones e inundaciones";
GOST 19185-73 “Ingeniería hidráulica. Conceptos básicos. Términos y definiciones";
GOST 26775-97 "Dimensiones debajo del puente de tramos navegables de puentes en vías navegables interiores" y otros.

Disposiciones básicas para el diseño de estructuras hidráulicas.

Al elaborar un proyecto, debe tener en cuenta:

esquema de desarrollo de ingeniería y planificación urbana;
indicadores técnicos de la estructura, según el propósito;
resultados de estudios de diseño: geológicos, ambientales, sísmicos, hidrológicos, meteorológicos y otros;
la posibilidad de llevar a cabo ciertos métodos de trabajo, construcción en ciertas condiciones;
impacto sobre el medio ambiente y la población, el nivel de contaminación del agua, etc.;
intensidad de explotación;
materiales de construcción: hormigón armado, tuberías, etc.;
la necesidad de utilizar equipos de bombeo, lo que significa suministrar electricidad.

Dado que la cantidad de variedades de estructuras hidráulicas es muy grande, es imposible destacar un proyecto típico y dar las condiciones para su desarrollo. Todas las decisiones de diseño se aplicarán en función de las tareas, los objetivos y el propósito.

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1. Disposiciones generales

La rama de la ciencia y la tecnología que, mediante el desarrollo de complejos especiales de estructuras, equipos y dispositivos, se dedica al uso de los recursos hídricos y combate sus efectos nocivos, se denomina ingeniería hidráulica.

En ingeniería hidráulica se determinaron las siguientes ramas principales de su aplicación:

el uso de la energía del agua, en el que la energía del agua en movimiento (que cae) se convierte en mecánica y luego en eléctrica;

recuperación (mejora) de tierras mediante el riego (irrigación) de áreas secas y drenaje de humedales, así como mediante la protección contra los efectos nocivos del agua (inundaciones, inundaciones, erosión, etc.);

transporte acuático - mejora de las condiciones de navegación de ríos y lagos, construcción de puertos, esclusas, canales, etc.;

abastecimiento de agua y alcantarillado de zonas pobladas y empresas industriales.

Todas las ramas enumeradas de la ingeniería hidráulica no están aisladas, sino que están estrechamente interconectadas y entrelazadas en la solución compleja de los problemas de gestión del agua.

Según su finalidad, las estructuras hidráulicas se dividen en generales y especiales. Los primeros, utilizados en todas las ramas de la ingeniería hidráulica, incluyen: estructuras de elevación de agua que crean presión y la mantienen: presas, presas, etc.; alcantarillas que sirven para toma de agua útil o descarga de exceso de agua; transporte de agua: canales, bandejas, tuberías y túneles; regulatorio: para regular los canales, proteger los bancos de la erosión, etc.; conjugando, sirviendo para la conjugación de piscinas y varias estructuras hidráulicas: gotas, corrientes rápidas, pilares, toros separados; descarga de hielo y aguanieve y eliminación de nanopartículas. Las estructuras hidráulicas especiales utilizadas solo bajo ciertas condiciones incluyen: energía hidroeléctrica: edificios de máquinas de centrales hidroeléctricas, estructuras de desvío; transporte acuático - esclusas, canales, instalaciones portuarias; hidrorecuperación - tomas de agua, conductos, instalaciones de tratamiento.

Las estructuras hidráulicas generalmente se erigen como un complejo de estructuras, que incluyen extracción de agua, alcantarillas, drenaje, transporte, energía, etc. Tal complejo de estructuras se denomina complejo hidroeléctrico. Según la finalidad, puede haber instalaciones hidroeléctricas de energía, riego o navegables (transporte). Sin embargo, en la mayoría de los casos, se construyen instalaciones hidroeléctricas complejas que resuelven simultáneamente varios problemas de gestión del agua.

La construcción hidrotécnica crea un impacto de ingeniería intensivo en las condiciones naturales, cambiando la posición de la base de erosión del territorio circundante en el sitio del embalse, provocando un cambio en las condiciones de suministro y movimiento de las aguas subterráneas, activando procesos de pendiente (deslizamientos de tierra), cambiando el microclima de la zona, etc. Además, la creación de embalses con un gran suministro de agua puede causar inundaciones catastróficas del valle del río debajo de la estructura en caso de accidente. Todo ello requiere un estudio especialmente cuidadoso de la zona en la que se ubican las instalaciones hidroeléctricas.

En el proceso de diseño, basado en el propósito de las estructuras y las condiciones naturales específicas, la alineación más racional de la ubicación de las estructuras principales del complejo hidroeléctrico, su diseño, la elección del tipo y los parámetros de las estructuras de agua, la profundidad de inserción y apoyo en las rocas base, la interfase con el macizo rocoso en las uniones con las laderas del valle, así como esquemas para la producción de obras de construcción.

La historia de las presas muestra que aquellas cuya destrucción provocó terribles catástrofes colapsaron en 2/3 de los casos, no por errores de cálculo o en la elección del material, sino por fallas en los cimientos - sobre suelos pobres, a menudo saturados de agua , que fue el resultado de una conciencia insuficiente sobre las condiciones geológicas e hidrogeológicas de los suelos de fundación. Un ejemplo de ello es el accidente del embalse de Vaiont en Italia.

En 1959, en el VI Congreso de Grandes Presas, los ingenieros hidráulicos italianos L. Semenza, N. Biadene, M Panchini informaron sobre la presa de arco más alta del mundo en el río. Vaiont, 265,5 m de altura (70 km al norte de Venecia). El informe cubrió las características de diseño de la presa en gran detalle. Para descargar las aguas de inundación en la coronación de la presa, se dispuso un aliviadero de 10 orificios de 6,6 m de largo cada uno, dos túneles y un aliviadero de fondo. Para reforzar la cimentación de la presa se prevé un grouting areal de la roca, con un volumen de perforación de 37.000 m3. Para evitar filtraciones debajo de la presa y en las orillas, se instaló una pantalla de lechada con un volumen de perforación de 50.000 m3. El cálculo de la presa se realizó mediante 4 métodos analíticos (arcos independientes, cargas de prueba, etc.). Además, el diseño de la presa se estudió en dos modelos en el Instituto de Bérgamo (escala 1:35). Las pruebas de modelo permitieron aligerar la presa debido a una cierta reducción de su espesor. Sobre las condiciones geológicas, solo se dijo que el valle de Vayont está compuesto por calizas y dolomitas, características de los Alpes orientales, que las capas caen aguas arriba del río y esto es favorable para sostener la presa (Fig. 1).

La construcción de la presa se completó en 1960, y el 9 de octubre de 1963, uno de los más terribles desastres en la historia de la construcción hidrotécnica, como resultado de lo cual murieron más de 2.600 personas. La causa fue un derrumbe que golpeó el embalse. La presa de arco delgado más alta del mundo sobrevivió, todos los cálculos de los diseñadores resultaron ser correctos. Como mostró el análisis de materiales después del desastre: los geólogos no tuvieron en cuenta el hecho de que las capas de piedra caliza forman un pliegue sinclinal, cuyo eje coincide con la dirección del valle. Al mismo tiempo, el flanco norte está diseccionado por una falla. En 1960, se formó un deslizamiento de tierra con un volumen de 1 millón de m3 en la margen izquierda cerca de la presa.

En 1960-1961. un túnel de aliviadero catastrófico de 2 kilómetros se rompió si se reanudan los deslizamientos de tierra. Para monitorear el desarrollo de los procesos de deslizamiento de tierra, se colocó una red de puntos de referencia geodésicos, pero resultó que el punto de referencia no cortó la superficie de deslizamiento principal. De 1961 a 1963 se observó una fluencia gravitatoria continua. A última hora de la tarde del 9 de octubre de 1963, 240 millones de m3 de suelo se trasladaron al embalse en 30 segundos, a una velocidad de 15-30 m/s. Una enorme ola de 270 metros de altura en 10 segundos cruzó el embalse de 2 kilómetros del embalse, desbordó la presa y, arrasando con todo a su paso, se derrumbó en el valle. Se registraron temblores sísmicos en Viena y Bruselas.

Arroz. 1. Sección geológica del valle del río. Vaiont (Italia): 1 - Cretácico Superior; 2 - tiza inferior; 3 - malma; 4 - perrito; 5 - layas. Números en círculos: 1 - superficie de deslizamiento principal; 2 - bloque hundido; 3 - falla; 4 - fondo del valle glaciar; 5 - dirección de grietas antiguas; 6 - dirección de grietas jóvenes; 7 - depósito

2. Abastecimiento de agua

Una central hidroeléctrica en un río plano incluye una central hidroeléctrica. Para que las turbinas de una central hidroeléctrica funcionen, no solo se requiere un flujo continuo de agua, sino también una cabeza, la diferencia de niveles entre las piscinas superior e inferior, es decir. tramos del río aguas arriba y aguas abajo de la central hidroeléctrica. La presión se concentra en un lugar conveniente para su uso como resultado de la construcción de una presa u otra estructura de retención de agua y el llenado del depósito. Estos dos elementos son componentes importantes del complejo hidroeléctrico. El embalse también es necesario para regular el caudal irregular del río, ajustándolo al consumo de agua, es decir, en este caso, con el cronograma de carga eléctrica de la central hidroeléctrica. Las centrales hidroeléctricas en ríos de tierras bajas con aguas altas están ubicadas en su canal y se denominan canal de baja presión o casi presa, si la presión es lo suficientemente grande.

Dado que no es económicamente factible acumular inundaciones raras de agua alta en el embalse, y dado que el consumo de energía eléctrica, es decir, el uso de la reserva de agua puede ser interrumpido por un accidente, el complejo hidroeléctrico debe tener un aliviadero para pasar el agua de aguas arriba a aguas abajo, además de turbinas, para evitar el desbordamiento del embalse y el desbordamiento de agua a través de la presa con las consiguientes consecuencias destructivas. El paso de agua a aguas abajo, además de las turbinas, en caso de parada de las unidades de una central hidroeléctrica, también puede ser necesario cuando el embalse no se llena, si sin el caudal de esta agua, los usuarios de agua se ubican aguas abajo. el río: las centrales hidroeléctricas, el transporte de agua, los sistemas de riego, etc. sufrirán daños. Para solucionar este problema, se construyen alcantarillas con pozos profundos -salidas de agua- como parte del complejo hidroeléctrico.

También puede ser necesario el paso de agua aguas abajo con el fin de vaciar el embalse para la inspección y reparación de las instalaciones hidroeléctricas. Luego, en su composición, se deben prever aliviaderos con agujeros profundos o de fondo. Para suministrar una gran cantidad de agua para su propósito principal: las turbinas de una central hidroeléctrica, después de haberla limpiado de inclusiones peligrosas: hielo, lodo, sedimento, basura, etc., se necesitan estructuras especiales: tomas de agua.

Una central hidroeléctrica puede ubicarse en un río de montaña, no en la represa, sino río abajo en la orilla; se le suministra agua desde la toma de agua por un conducto especial y se desvía hacia el río también por un conducto especial, que en conjunto se denominan derivación, y por separado, derivaciones de entrada y salida. La finalidad del dispositivo de derivación es la misma que la construcción de la presa, la concentración de presión para su conveniente uso. En los ríos de montaña, el agua cae con una gran pendiente de la superficie, disipando su energía potencial. Un canal tendido a lo largo de la costa con una pendiente mínima lleva agua a una central hidroeléctrica con un nivel de superficie que difiere poco del nivel de aguas arriba.

Como resultado, la estación aprovecha una mayor presión, la caída de una mayor sección del río, no solo por el remanso de la presa, sino también por la diferencia en las pendientes del río y el cauce. El papel de desviar la derivación es similar; el nivel del agua difiere poco del nivel del agua en el río al final de la derivación, de modo que al comienzo de la derivación de desvío cerca de la central hidroeléctrica, el nivel es más bajo que cerca en un río paralelo. Así, la estación adquiere aún mayor presión, aprovechando la caída de un tramo adicional del río. Las instalaciones hidroeléctricas derivadas tienen una gran extensión, por tanto, incluyen una unidad de cabecera con presa, aliviadero y toma de agua, una unidad de estación con una balsa de presión que completa la derivación de entrada, tuberías de suministro de agua a las turbinas y un edificio hidroeléctrico. y los elementos de derivación antes mencionados.

Arroz. 2. Complejo hidroeléctrico de pasada de baja presión con central hidroeléctrica y esclusa de navegación

En la fig. 3 muestra una central hidroeléctrica con un canal de desviación corto en un río de montaña. La unidad principal incluye una presa de aliviadero de hormigón, una toma de agua con un sumidero de sedimentación. El cruce de la estación incluye una cuenca de presión y un aliviadero inactivo. En la fig. 9 muestra, parcialmente en sección, una central hidroeléctrica subterránea con desvío en túnel. Son visibles una presa de aliviadero alta, una toma de agua profunda, así como un tanque de compensación al final de la cabeza de presión de la derivación.

Arroz. 3. Central hidroeléctrica con canal de derivación

En presencia de una presa, un complejo hidroeléctrico debe incluir aliviaderos, así como las salidas de agua necesarias para la navegación. Ambas funciones a menudo se combinan en una estructura. Como consecuencia de la construcción de la presa se produce un desnivel (diferencia de nivel) entre las balsas, para salvar qué barcos, tanto aguas arriba como aguas abajo, necesitan instalaciones de navegación (esclusas, elevadores de barcos. A menudo, se construye un puerto junto a el complejo hidroeléctrico con zona de agua protegida del oleaje, atraques, remanso para invernaje de buques.

Los canales de acceso al paso de navegación, superior e inferior, forman una especie de derivación por donde pasan los barcos, pero fluye poca agua, solo para llenar y vaciar la cámara de la esclusa en el proceso de bloqueo de los barcos. A veces, estos canales adquieren una longitud considerable, si es necesario evitar una sección del río que es inconveniente para la navegación: enderezar una curva empinada, evitar los rápidos. Canales de gran longitud con muchas esclusas conectan diferentes ríos entre sí.

El uso de los recursos hídricos para el riego de tierras agrícolas y el riego de territorios áridos requiere la construcción de sus propios complejos de estructuras hidráulicas, impone sus propios requisitos en la regulación del caudal de los ríos. El área de tierra regada suele ser muy grande, y las estructuras hidráulicas ubicadas en ella son tan numerosas que su complejo no puede llamarse complejo hidroeléctrico, se llaman sistema de riego. La parte de las estructuras ubicadas de forma compacta sobre el río aprovechado, como parte de una presa que forma un embalse para regular el caudal del río, un aliviadero para el paso de crecidas, una toma de agua y un sumidero para decantar los sedimentos del agua tomada para riego, se llama el nodo principal del sistema de riego.

Desde el nodo principal hasta las tierras de regadío, el agua es suministrada por un conducto de agua principal, generalmente un canal. Su longitud se mide en decenas y cientos de kilómetros, los distribuidores se ramifican a lo largo del camino y los rociadores de ellos. El agua residual no utilizada de los campos es recolectada por colectores y descargada al curso de agua. Si parte de las tierras de regadío se encuentra por encima del nivel del agua en el canal principal, el agua para estas tierras se abastece mediante estaciones de bombeo. En la propia red de riego se ubican reguladores, bajantes, desagües, etc.

Los sistemas de drenaje en áreas de exceso de humedad de la tierra, la expansión de pantanos, por supuesto, no requieren la construcción de presas. El complejo de estructuras de estos sistemas incluye drenaje, canales pequeños y grandes, varias estructuras en la red de drenaje; se realizan obras de enderezamiento de cursos de agua (enderezamiento, desbroce, profundización, embalses costeros). El sistema de drenaje puede ser por gravedad, sin embargo, si el terreno es demasiado plano, se pueden requerir estaciones de bombeo en la red y para bombear agua al curso de agua.

Los complejos sistemas de suministro de agua - eliminación de agua (alcantarillado) son muy complejos y diversos. La diversidad depende principalmente del tipo de consumidor de agua: suministro de agua doméstico o industrial. Muchas industrias requieren un suministro continuo de grandes masas de agua, por ejemplo, pulpa y papel, plantas de energía metalúrgica, química, térmica (y nuclear) (para condensadores de enfriamiento). Antes de que el resto de esta agua, modificada en su calidad (aguas residuales), sea vertida al curso de agua o devuelta a la producción (suministro de agua circulante), debe ser limpiada, desinfectada, enfriada, etc. Como parte de un sistema integrado de abastecimiento y saneamiento de agua sistema, además del nodo principal de las instalaciones en el río y la red de conducción de agua en el consumidor, existen estaciones de bombeo y un sistema de tratamiento de agua tomada del cauce, así como un sistema más complejo para el tratamiento de agua tomada de el consumidor.

3. Embalses

Reservorio: un reservorio artificial de capacidad considerable, generalmente formado en el valle del río por estructuras de retención de agua para regular su flujo y su uso posterior en la economía nacional. En mesa. 1 muestra los embalses más grandes del mundo.

Tabla 1. Los embalses más grandes del mundo

En el embalse se distinguen los siguientes elementos y zonas principales (Fig. 4).

Arroz. 4. Principales elementos y zonas del embalse. Los principales elementos del régimen: 1 - nivel bajo del agua hasta el remanso; 2 - nivel de inundación a remanso; 3 - nivel de retención normal; 4 - nivel de inundación en condiciones de remanso

La capacidad de producción de un complejo hidroeléctrico (sus turbinas, aliviaderos, aberturas de fondo, esclusas) está limitada por razones económicas y, con menos frecuencia, técnicas. Por lo tanto, cuando hay un flujo de frecuencia muy rara en el embalse (una vez cada cien, mil o incluso diez mil años), el complejo hidroeléctrico no puede pasar toda la masa de agua que fluye a lo largo del río. En estos casos, los niveles de agua en todo el embalse y en la presa suben, aumentando su volumen, a veces en una cantidad significativa; al mismo tiempo, aumenta la capacidad del complejo hidroeléctrico. Tal aumento en el nivel por encima del FSL durante el paso de altas inundaciones de rara frecuencia se denomina forzar el nivel del embalse, y el nivel en sí se denomina retención forzada (FPU). depósitos utilizados para transporte de agua o madera rafting, el descenso del nivel durante el período de navegación se limita al nivel en el que la flota fluvial puede continuar operando normalmente debido al estado de las profundidades. Este nivel, ubicado entre la NPU y la ULV, se denomina nivel de reducción de navegación (ONS). Los niveles de agua, especialmente en FSL y FPU, en la presa, en la zona media y alta del embalse no son los mismos. Si el nivel en la presa corresponde a la marca FSL, entonces, a medida que se aleja de ella, sube primero en centímetros y luego en decenas de centímetros. Este fenómeno se denomina curva de remanso.

Además de los grandes e indudables beneficios que aportan los embalses, después de su llenado, existen consecuencias, a menudo negativas, que los acompañan. Estos incluyen lo siguiente. El mayor daño a la economía nacional lo provoca la constante inundación de territorios con asentamientos ubicados en ellos, empresas industriales, tierras agrícolas, bosques, subsuelo, hierro y carreteras, líneas de comunicación y energía, monumentos arqueológicos e históricos y otros objetos. Las áreas permanentemente inundadas son áreas ubicadas por debajo del nivel normal de retención. La inundación temporal de territorios ubicados en las orillas de los embalses que van desde niveles de retención normales a forzados también causa daños, pero ocurre raramente (1 vez en 100 - 10,000 años).

Un aumento en el nivel de las aguas subterráneas en el territorio adyacente al embalse conduce a su inundación: inundaciones, inundaciones de estructuras subterráneas y comunicaciones, que tampoco son rentables.

La reforma (procesamiento) de las orillas de los embalses por las olas y las corrientes puede conducir a la destrucción de grandes áreas de territorio útil y desarrollado. Los procesos de deslizamientos ocurren o se vuelven más activos a lo largo de las orillas de los embalses. Las condiciones de navegación y rafting en el río están cambiando radicalmente, el río se convierte en un lago, las profundidades aumentan, las velocidades disminuyen. Se reducen las dimensiones debajo del puente requeridas para el transporte de agua.

El régimen invernal del río cambia mucho, la capa de hielo sobre el embalse se alarga, el lodo desaparece, si lo fue. La turbidez disminuye a medida que el sedimento se deposita en el depósito.

Entre las medidas para reparar los daños causados por inundaciones y desbordamientos de terrenos, contemplan el traslado y restauración de ciudades, asentamientos obreros, haciendas colectivas y empresas industriales en nuevos lugares no inundados. Llevan secciones separadas de caminos, construyen su lienzo, fortalecen las pendientes de los terraplenes, etc. Transferir o proteger los monumentos de la historia y la cultura, y si esto no es posible, estudiarlos y describirlos. Se elevan los tramos de los puentes y se reconstruyen los cruces de puentes. Los barcos fluviales están siendo reemplazados por una flota lacustre, el rafting está siendo reemplazado por el remolque de balsas. Producir tala y desmonte del territorio del embalse. Completar el desarrollo de minerales (por ejemplo, carbón, menas, materiales de construcción etc.) o brindar la posibilidad de su posterior desarrollo en presencia de un embalse. A veces resulta económicamente factible en lugar de retirar instalaciones económicas y asentamientos de la zona de inundación del embalse, para implementar medidas para su protección de ingeniería.

El complejo de medidas hidrotécnicas y de recuperación, unido por el nombre de protección de ingeniería, incluye terraplenes o cercas de objetos y tierras valiosas, drenaje de áreas inundadas o terraplenadas con la ayuda de drenaje y bombeo de agua, fortaleciendo los bancos en ciertas secciones del embalse. , etc.

4. Presas

Una represa es una estructura que obstruye un curso de agua, que sostiene el agua a un nivel superior al de una vivienda y, por lo tanto, concentra en un lugar una presión conveniente para su uso, es decir, la diferencia en los niveles de agua delante y detrás de la represa. La presa ocupa un lugar importante en la composición de cualquier complejo hidroeléctrico a presión.

Las represas se construyen en diversas condiciones climáticas y naturales, en las latitudes del norte y en áreas de permafrost, así como en el sur, en zonas tropicales y subtropicales, con altas temperaturas positivas. Su ubicación son ríos planos de aguas altas que fluyen en canales compuestos de suelos no rocosos: arenas, margas arenosas, margas y arcillas, así como ríos de montaña que fluyen en profundos desfiladeros rocosos, donde a menudo se repiten fuertes terremotos. La variedad de condiciones naturales, el propósito de crear presas, la escala y el equipo técnico de construcción ha llevado a una variedad de tipos y diseños. Al igual que otras estructuras, las presas se pueden clasificar de acuerdo con muchos criterios, por ejemplo, por la altura, el material del que están construidas, la capacidad de pasar agua, la naturaleza de su trabajo como estructuras de contención, etc.

Las estructuras hidráulicas de retención de agua, que incluyen las presas, perciben fuerzas de diferente origen, naturaleza y duración, cuyo efecto total es mucho mayor y más complejo que el efecto de fuerzas sobre edificaciones y estructuras de tipo industrial-civil.

Para comprender las condiciones de trabajo de las estructuras de retención de agua, considere el esquema de una presa de hormigón con las cargas principales actuando sobre ella. Como todas las estructuras extendidas de hormigón, la presa está cortada en secciones con costuras que permiten que las secciones se deformen libremente por efecto de la temperatura, la retracción y la precipitación, lo que evita la formación de grietas. Las siguientes fuerzas actúan sobre cada sección de la presa con una longitud L, una altura H y un ancho a lo largo de la base B.

El peso de la sección G de la presa está determinado por sus dimensiones geométricas y la gravedad específica del concreto g=rґg (como saben, la gravedad específica de una sustancia es igual al producto de su densidad por la aceleración de caída libre).

Arroz. Fig. 5. Perfiles transversales de presas modernas en comparación con las siluetas de otras estructuras (dimensiones en metros): 1 - Dnieper; 2 - Bukhtarma; 3 - Krasnoyarsk; 4 - Fraternal; 5 - Charvak; 6 - pirámide de Keops; 7 - Toktogul; 8 - Chirkeyskaya; 9 - Sayano-Shushenskaya; 10 - Bloqueo de Usoi; 11 - Núrek; 12 - Universidad Estatal de Moscú; 13- Ingur

La presión del agua de filtrado en el pie de la presa surge debido al flujo subterráneo de agua que fluye a presión a través de los poros y grietas en el suelo de la base de la presa desde aguas arriba hacia aguas abajo. El valor aproximado de esta fuerza, llamada contrapresión, es:

U = ґgBL,

donde H1, H2 son las profundidades del agua en las piscinas; g es la gravedad específica del agua; a es un factor de reducción que tiene en cuenta el efecto de los dispositivos impermeables y el drenaje en la base de la presa.

La presión hidrostática del agua de los lados aguas arriba y aguas abajo está determinada por las fórmulas:

W1=gH12L/2; W2=gH22L/2.

Las fuerzas enumeradas anteriormente pertenecen a la categoría de las más importantes y que operan constantemente. Además de ellos, en casos necesarios, de acuerdo con fórmulas especiales, se tienen en cuenta la presión dinámica de las olas, la presión del hielo, los sedimentos depositados en el reservorio, así como las fuerzas sísmicas. Las fluctuaciones desiguales de temperatura ejercen un efecto adicional sobre la resistencia de una presa de hormigón. El enfriamiento de las superficies de las presas provoca tensiones de tracción en las mismas y pueden formarse grietas en el hormigón que las resiste débilmente. Bajo las condiciones de las fuerzas enumeradas y la presión del agua, la presa debe ser fuerte, resistente al corte y estanca (este requisito también se aplica a su base). Además, la presa debe ser económica, es decir, de todas las opciones que cumplan con los requisitos anteriores, se debe seleccionar la opción caracterizada por el costo mínimo.

Un lugar especial en la ingeniería hidráulica lo ocupan los temas relacionados con la filtración de agua desde aguas arriba hasta aguas abajo. Este fenómeno es inevitable, y la tarea de la ingeniería hidráulica es predecirlo y organizarlo, y prevenir consecuencias peligrosas o no rentables con la ayuda de medidas de ingeniería. Los caminos de las corrientes de filtración pueden ser: el cuerpo de la estructura, aunque sea de hormigón; la cimentación de la estructura, especialmente cuando es roca no rocosa o fracturada; costas en los lugares donde las estructuras de presión se unen a ellas. Las consecuencias nocivas de la filtración son las pérdidas improductivas de agua de los embalses, que por lo tanto no se utilizan para los fines económicos nacionales, la contrapresión, que reduce el grado de estabilidad de la tubería forzada, y las perturbaciones o deformaciones de la filtración del cuerpo de una presa de tierra o no. -base de roca, en particular, en forma de sufusión o levantamiento.

Por lo general, se denomina sufusión a la eliminación de partículas pequeñas por el flujo de filtración a través de los poros entre partículas más grandes; ocurre en suelos no cohesivos (sueltos) - arenosos no equigranulares, arenosos-gravosos. Durante la sufusión química, las sales depositadas en las rocas se disuelven. Aguas arriba es la eliminación por una corriente subterránea que se filtra desde debajo de una estructura de presión hacia aguas abajo de volúmenes significativos de suelo base, que consiste en rocas cohesivas, como margas, arcillas, etc.

Para garantizar el funcionamiento normal de la estructura y la eliminación de fenómenos peligrosos, el diseño de la estructura prevé un circuito subterráneo racional (Fig. 6). Esto se logra aumentando el camino de filtración debajo de la estructura, creando un revestimiento impermeable en la parte superior (ponura) y un poderoso rompeaguas en la parte inferior, colocando tablestacas u otras cortinas, dientes u otras medidas.

Arroz. 6. Esquema de una presa sobre una base de filtro (según S.N. Maksimov, 1974): 1 - cuerpo de la presa, 2 - rompeolas, 3 - plataforma, 4 - ponur, 5 - líneas de corriente, 6 - tablestacas

Presas de materiales del suelo.

Un tipo antiguo de estructuras hidráulicas a presión son las presas hechas de materiales del suelo. Según los suelos utilizados, las presas son homogéneas o heterogéneas; en el perfil transversal, el cuerpo de estas últimas está formado por varios tipos de suelos. Para la construcción de una presa de tierra homogénea, se utilizan varios suelos de baja permeabilidad: arena, morrena, loess, franco arenoso, franco, etc. En términos del diseño de la presa y su interfaz con la base, este es el tipo más simple. de la estructura de presión.

Las presas de tierra heterogénea, a su vez, se dividen en presas con una pantalla hecha de suelo de baja permeabilidad colocada desde el lado de la pendiente superior de la presa, y presas con un núcleo, en el que el suelo de baja permeabilidad se encuentra en el medio de el perfil de la presa. En lugar de un núcleo de suelo, se pueden usar diafragmas que no sean de suelo hechos de hormigón asfáltico, hormigón armado, acero, polímeros, etc.. Las pantallas también se pueden hacer con estos materiales que no son de suelo.

Según el método de trabajo, las presas de tierra son masivas, con compactación mecánica del suelo vertido, y aluviales, erigidas con la ayuda de hidromecanización; el último método de erigir presas de tierra, en condiciones apropiadas (suministro de agua, energía y equipos, disponibilidad de una composición adecuada del suelo, etc.), es diferente alto rendimiento, alcanzando hasta 200 mil m3/día.

Las presas de roca y tierra se levantan en la parte principal del volumen a partir de un escollera de piedra; su resistencia al agua se logra mediante la construcción de una pantalla o núcleo colocado a partir de suelos poco permeables (margas, etc.). Los filtros inversos se colocan entre la piedra y el suelo de grano fino, capas de transición de arena y grava cuya finura aumenta hacia la piedra, para evitar la infiltración del suelo por dispositivos impermeables.

Tales represas son ampliamente utilizadas en obras hidráulicas de alta presión en ríos de montaña. Entonces, la altura de la presa de la central hidroeléctrica de Nurek en el río. Vakhsh está a 300 m.

Su ventaja, en comparación con otros tipos de presas, es el uso de piedra y tierra disponible en el sitio de construcción, la posibilidad de mecanización extensiva de los principales tipos de trabajo (lanzamiento de rocas y relleno de tierra), así como suficiente resistencia sísmica. En comparación con otros tipos de presas de tierra, las presas de roca y tierra se caracterizan por una pendiente más pronunciada, es decir, menos materia

El pequeño ancho del contacto de baja permeabilidad de la presa de roca y tierra con la cimentación complica el diseño de su interfaz impermeable. En suelos no rocosos, se requiere hincar tablestacas o colocar un espolón de hormigón, y en suelos rocosos, se instala una cortina de lechada inyectando mortero de cemento a través de pozos perforados en las grietas de la roca. Tales interfases evitan peligrosos fenómenos de filtración en la base de las estructuras de presión.

Las presas de escollera se construyen arrojando o rellenando piedras, y su impermeabilidad está asegurada por una pantalla en el talud superior o un diafragma en el medio del perfil, construidas con materiales distintos del suelo (hormigón armado, madera, hormigón asfáltico, acero, plásticos, etc.). Las presas de piedra se construyen con mampostería seca, que también requiere deflectores, o con mampostería con mortero. Estas presas ahora rara vez se construyen.

Presas hechas de materiales artificiales.

Las presas de madera son uno de los tipos más antiguos de estructuras de presión y datan de muchos cientos de años. En estas presas, las cargas principales son percibidas por elementos de madera, y su estabilidad frente a cortante y flotación se asegura mediante la fijación de estructuras de madera en la base (por ejemplo, mediante hinca de pilotes) o la carga con piedra o tierra de lastre (en estructuras tejidas). Se construyen presas de madera para cabezas pequeñas, de 2 a 20 m.

Las presas de tela comenzaron a construirse hace relativamente poco tiempo debido al advenimiento de materiales sintéticos impermeables y duraderos. Los principales elementos estructurales de las presas de tela son la propia coraza, llena de agua o aire y que cumple la función de compuerta (vertedero), dispositivos de anclaje para unir la coraza a la flauta de hormigón, un sistema de tuberías y equipos de bombeo o ventiladores para el llenado y vaciando la cáscara. El área de aplicación de las presas de tela rara vez supera el límite de presión de 5 m.

Las presas de hormigón son ampliamente utilizadas en la construcción de ingeniería hidráulica. Se construyen en diversas condiciones naturales y permiten el desbordamiento del agua a través de vanos especiales en su coronación (presas de aliviadero), lo que es imposible o irracional en presas construidas con materiales de suelo. Sus formas estructurales son muy diferentes, lo que depende de muchos factores. La altura más alta de la presa de hormigón de tipo gravedad de Grand Dixans (Suiza) es de 284 m. En Rusia, la presa Sayano-Shushenskaya del tipo de gravedad de arco en el Yenisei tiene una altura de 240 m. La presa tiene una base rocosa. Las presas de aliviadero de las cascadas Svir y Volga se construyeron sobre una base no rocosa en condiciones geológicas difíciles. Las presas de hormigón ligero aparecieron más tarde que las masivas y son relativamente poco comunes en Rusia. Por diseño, las presas de hormigón se dividen en tres tipos: gravedad, arco y contrafuerte. El tipo más famoso de estas presas son las presas de contrafuerte. Su ventaja sobre los masivos es una menor cantidad de trabajo concreto. Al mismo tiempo, requieren un hormigón más duradero, reforzándolo con refuerzo.

Las presas de gravedad, cuando están expuestas a las fuerzas principales de presión hidrostática, proporcionan suficiente resistencia al corte, principalmente debido a su gran peso muerto. Para combatir la filtración de agua en la base de la presa, se colocan cortinas de inyección (en cimientos rocosos), se martillan tablestacas (en cimientos no rocosos). Para aumentar la estabilidad de la presa, se organiza el drenaje, se organizan cavidades para reducir la contrapresión y se toman otras medidas.

Las presas de arco son de planta curvilínea con una convexidad hacia aguas arriba, resisten la acción de la presión hidrostática y otras cargas de corte horizontal, principalmente debido a su estribo contra las orillas del desfiladero (o estribos). Cuando se construyen presas de arco, un requisito obligatorio es la presencia de rocas lo suficientemente fuertes y ligeramente flexibles en las represas. Estas presas no requieren, como las presas de gravedad, un peso significativo de mampostería de hormigón, son más económicas que las presas de gravedad. Los radios de curvatura de sus elementos arqueados aumentan de abajo hacia arriba.

Las presas de contrafuertes consisten en una serie de contrafuertes, cuya forma en la fachada lateral es cercana a un trapezoide, ubicados a cierta distancia entre sí; los contrafuertes están sostenidos por pisos de cabeza de presión, que perciben las cargas que actúan desde el lado de aguas arriba. Los vanos del cruce del puente descansan sobre los contrafuertes desde arriba. A su vez, los contrafuertes transfieren la carga a la base. Las siguientes variedades de presas de contrafuerte son las más conocidas: contrafuerte macizo, con techos planos, arco múltiple. Las presas de contrafuerte son a la vez sordas y de aliviadero. Se construyen sobre suelos rocosos y no rocosos; en este último caso, tienen un elemento estructural adicional en la forma bloque Fundacion, cuyo propósito es reducir las tensiones en el suelo de cimentación. Para dar mayor resistencia sísmica a los contrafuertes en condiciones sísmicas transversales (a través del río), a veces se conectan entre sí mediante vigas macizas.

Una característica de las presas de contrafuertes es el aumento de la anchura a lo largo de la base y la pendiente de la cara superior, lo que lleva a que una componente vertical importante de la presión del agua se transfiera a esta última, presionando la presa contra la base y proporcionándole cortante. estabilidad, a pesar del peso reducido. La contrapresión en tales represas es menor que en las represas masivas de gravedad.

Las presas de contrafuerte requieren menos volúmenes de concreto que las presas de gravedad, pero el costo de mejorar la calidad del concreto, reforzar y complicar el trabajo las hace bastante similares entre sí en términos de indicadores económicos. La presa de contrafuerte más alta (de varios arcos) Daniel-Johnson de 215 m de altura se construyó en Canadá.

5. Aliviaderos

Como parte del complejo hidroeléctrico, además de la presa ciega, gran importancia tener vertederos, es decir dispositivos para descargar el exceso de agua de la inundación o gastos de paso para otros fines. Hay varios varias soluciones ubicación de aliviaderos en el complejo hidroeléctrico.

Los tramos de aliviadero se pueden disponer en la cresta de una presa de hormigón en el canal o en la llanura aluvial del río; entonces la estructura tomará la forma de una presa aliviadero. El aliviadero se puede disponer independientemente de la presa en forma de una estructura especial ubicada en la vertiente costera y, por lo tanto, se denomina aliviadero costero.

Tanto en el cuerpo de la presa como en el talud del banco, los aliviaderos se pueden colocar cerca de la cresta de la presa o muy por debajo del nivel de la cabecera. Los primeros se denominan superficiales, los segundos, aliviaderos profundos o de fondo.

Los tramos superficiales de las presas de aliviadero pueden estar abiertos (sin compuertas), pero generalmente tienen compuertas para controlar el nivel del agua aguas arriba. Para evitar el desbordamiento del depósito, las compuertas se abren parcial o totalmente, evitando que el nivel del agua suba por encima de la marca del nivel normal de retención (NSL). Para mejorar las condiciones para el paso del agua a través de la presa, se le da a su cresta un contorno suave y redondeado, que luego se convierte en una superficie de buzamiento pronunciado, que termina cerca del nivel del agua de descarga con otro redondeo inverso, dirigiendo el flujo hacia el lecho del río. . Toda la longitud del aliviadero está dividida por toros en una serie de vanos. Los toros, además, perciben la presión del agua de las compuertas, y también sirven como soportes para puentes destinados a dar servicio a mecanismos de elevación y compuertas y enlaces de transporte entre las orillas.

El agua descargada a través de la presa tiene una gran cantidad de energía potencial, que se convierte en energía cinética. La lucha contra la energía destructiva del caudal descargado a través de la presa se lleva a cabo de varias formas. Detrás de la presa del aliviadero en el agua masiva forjado organizan absorbedores de energía en forma de masas de hormigón separadas: damas, pilares o vigas de hormigón armado. A veces, aguas abajo de una presa de aliviadero, se organiza un régimen de superficie disponiendo un reborde y un pie en la parte inferior del aliviadero, desprendiéndose de él a mayor velocidad, el caudal se concentra en la superficie, y debajo de él un el rollo se forma con velocidades inversas moderadas cerca del fondo.

Detrás de las presas de aliviadero, que tienen rocas no rocosas en la base, detrás de los rompeolas, se hace una plataforma: una sección permeable fortificada del lecho del río.

Habitualmente, los aliviaderos se ubican en la orilla en instalaciones hidroeléctricas con presas de materiales del suelo que no permiten el paso del agua por su cresta, así como en instalaciones hidroeléctricas con presas de hormigón en desfiladeros estrechos, donde el cauce está ocupado por una central hidroeléctrica. cerca de la presa. Sus tipos son muy diversos. Los más utilizados son los aliviaderos superficiales, en los que el caudal descargado fluye a lo largo de la superficie de la costa en un receso abierto. Están situados en uno o dos márgenes, a menudo cerca de una presa, y tienen los siguientes componentes: un canal de entrada, un aliviadero propiamente dicho con aliviaderos, pilas y compuertas (o de acción automática sin compuertas), un canal de descarga en forma de canal rápido corriente o una caída escalonada (se usa raramente). Los aliviaderos costeros se completan con dispositivos rompedores de agua, similares a los que están dispuestos aguas abajo de las presas de aliviadero: un pozo de agua.

Si las condiciones locales impiden trazar un canal de desvío, entonces se puede reemplazar por un túnel de desvío; se obtendrá un aliviadero costero tipo túnel. Los aliviaderos costeros del túnel tienen los siguientes componentes: un canal de entrada ubicado en cotas altas del talud costero aguas arriba, la propia estructura de salida con compuertas y un túnel de descarga que termina con un tramo del canal y un dispositivo rompeaguas.

Los aliviaderos profundos y de fondo están ubicados en elevaciones cercanas al fondo del curso de agua sobre el cual se está construyendo la central hidroeléctrica. Se disponen para los siguientes fines: para pasar el caudal del río durante la construcción de la presa en el cauce del río (vertederos de construcción), y en algunos casos para pasar todo o parte de la descarga. Sus principales variedades son los aliviaderos de túnel y tubulares. Los túneles de aliviadero están ubicados en macizos costeros rocosos, sin pasar por la presa, su longitud es de varios cientos de metros, las dimensiones de la sección transversal están determinadas por el caudal. La forma de la sección transversal de los aliviaderos de construcción suele tener forma de herradura. Los túneles restantes, que operan a alta presión, tienen una sección transversal circular.

Los aliviaderos tubulares se ubican en el complejo hidroeléctrico dependiendo del tipo de presa. Si la presa es de hormigón (de gravedad, de contrafuerte o de arco), los aliviaderos son conductos que atraviesan su cuerpo desde aguas arriba hasta aguas abajo y están provistos de compuertas. Si la presa es de tierra, se disponen aliviaderos tubulares debajo de la presa, profundizándolos en la base. Son una torre de la que parten tubos de acero o de hormigón armado de sección redonda o rectangular, según la presión. Pueden ser individuales o ensamblados en una especie de "baterías" según el flujo. Se colocan compuertas y mecanismos de control en las partes de entrada y salida de las tuberías.

Puertas y ascensores. Las compuertas principales se utilizan para regular los caudales de descarga y los niveles de agua en la piscina superior, así como para pasar en algunos casos bosques, hielo, hojarasca, sedimentos. Pueden cerrar total o parcialmente las alcantarillas. El diseño de las puertas depende de su ubicación; las persianas de las aberturas superficiales, a menudo grandes, perciben una presión hidrostática relativamente pequeña; las válvulas de pozo profundo, que son mucho más pequeñas, experimentan una alta presión hidrostática. Las compuertas suelen estar hechas de acero, con pequeñas presiones y tramos de orificios bloqueados, de madera, en estructuras no críticas de baja presión con grandes tramos, de materiales textiles (presas de tela). Las más extendidas en estructuras hidráulicas son las compuertas planas, que son una estructura metálica en forma de escudo que se desplaza en ranuras verticales de toros y estribos. Los componentes de una compuerta plana son: una carcasa impermeable que percibe la presión del agua aguas arriba, luego un sistema de vigas, cerchas y estructuras de soporte que ruedan o se deslizan a lo largo de rieles especiales incrustados en las ranuras. La masa de la parte móvil de las contraventanas es bastante significativa, a grandes alturas y luces supera las 100 toneladas, lo que requiere potentes mecanismos de elevación. Para reducir la fuerza de elevación de los mecanismos, se utilizan compuertas segmentadas que, cuando suben y bajan, giran alrededor de bisagras encastradas en toros y estribos. Tales válvulas también se usan ampliamente, pero su costo supera el costo de las válvulas planas.

6. Entradas de agua

represa hidroeléctrica embalse llano

Propósito de la toma de agua. Las tomas de agua se denominan partes de las estructuras de toma de agua, cuyo objetivo principal es la toma de agua de un curso de agua (río, canal) o embalse (lago, embalse); la acción para la que están destinados puede denominarse toma de agua.

El consumidor suele regular el caudal de agua. La entrada de agua debe garantizarse en cualquier nivel de retención, desde normal (NCL) hasta el nivel de volumen muerto (DSL) más bajo.

Las funciones de la instalación de toma de agua incluyen la purificación del agua de impurezas y cuerpos extraños.

Estructuras de toma de agua. El diseño y el equipamiento de la toma de agua dependen en gran medida del tipo de obras hidráulicas y del tipo de conducción de agua, con o sin presión. Por lo tanto, una descripción de las estructuras y equipos de las tomas de agua y su funcionamiento solo es posible por separado para cada tipo. Las dimensiones de la toma de agua se caracterizan por las dimensiones de su sección de entrada, donde se ubican las rejillas de retención de basura (a menudo se les llama de retención de basura). Para facilitar la limpieza de las rejillas y reducir las pérdidas de presión en las rejillas, se supone que la velocidad del flujo en la entrada no es superior a 1,0 m/s. El área de entrada de las tomas de agua de las grandes turbinas se mide en cientos de metros cuadrados.

La toma de agua de este tipo, individual para cada turbina, es un hueco rectangular en la masa de la presa, estrechándose progresivamente y convirtiéndose en un tramo circular del conducto de la turbina.

La parte superior de la entrada está cerrada con un muro de hormigón armado, una visera bajada por debajo del ULV. El visor percibe la presión del hielo, detiene objetos flotantes. Frente a la entrada de la toma de agua, se instala una rejilla 1 de varillas de acero para retener los escombros suspendidos en el agua, que podrían dañar la turbina. Durante el funcionamiento, los residuos acumulados en la toma de agua y en la parrilla se eliminan con un rastrillo mecánico, ya que cuando la parrilla se obstruye, su resistencia al flujo de agua aumentará significativamente.

Detrás de la rejilla en los toros, se disponen ranuras para instalar la compuerta 3 y detener el suministro de agua al conducto de la turbina. Para poder mantener y reparar el obturador de acción rápida, delante de él están dispuestas ranuras 2 para el obturador de reparación. Puede llegar al obturador para su inspección y reparación a través de la escotilla de inspección 6. El obturador de reparación es más simple, no requiere velocidad, no cae en la corriente, sino en aguas tranquilas. Detrás de la compuerta, se dispone un conducto de aire 7, una tubería para suministrar aire al conducto de la turbina, reemplazando el agua que sale a través de la turbina en caso de que la toma de agua esté cerrada por una compuerta de reparación de emergencia. Para facilitar la operación, se está erigiendo un edificio equipado con una grúa aérea de montaje sobre la toma de agua. En condiciones climáticas favorables, el edificio no se construye y se utiliza una grúa pórtico.

La compuerta principal regula el flujo de agua de acuerdo con el programa de consumo de agua. El movimiento de la persiana se realiza mediante un accionamiento hidráulico.

Con pequeñas fluctuaciones en el nivel de la poza superior, la estructura de toma de agua se ubica en elevaciones altas de la costa, esta es la llamada toma de agua costera superficial. Con una amplia gama de niveles operativos del embalse, es necesario disponer una toma de agua costera profunda, ubicada ligeramente por debajo del ULV.

7. Conductos de agua

Finalidad de los conductos. El agua que ingresa a la toma de agua y se purifica de impurezas debe dejarse al consumidor de acuerdo con el programa de consumo. Uno de los principales requisitos de los conductos (a presión y sin presión) es la estanqueidad de sus paredes. No se debe perder agua en el camino, y estas pérdidas no deben inundar el área circundante. Para una central hidroeléctrica, también es necesario que la energía potencial del flujo se pierda lo menos posible en el camino, la pendiente de su superficie libre o piezométrica debe ser pequeña. Para ello, las paredes del conducto deben ser lisas, caracterizadas por una baja resistencia al flujo. Se necesitan paredes lisas para conductos de agua y sistemas de riego y sistemas de suministro de agua: cuanto más alto se lleva el agua, más fácil es garantizar su flujo por gravedad a los consumidores, menores son los costos de energía para el funcionamiento de las estaciones de bombeo. Solo para canales de envío, la rugosidad de las paredes no importa, ya que las velocidades en ellas son pequeñas o iguales a cero.

Las paredes de los conductos no deben ser arrastradas por las velocidades de las corrientes y las olas (las olas se producen, por ejemplo, cuando los barcos se desplazan por los canales).

Las dimensiones de la sección transversal del conducto se determinan sobre la base de cálculos técnicos y económicos. El tipo y diseño del conducto también se determina sobre la base de comparaciones técnicas y económicas. Dependiendo del propósito del conducto, su tamaño, las condiciones naturales y las condiciones de construcción y operación, se pueden usar como conducto canales, bandejas, tuberías, túneles. Los primeros dos tipos son sin presión, el tercero es de presión; el túnel puede ser tanto de presión como de no presión (si no está lleno de agua hasta el tope). A menudo, la solución óptima se logra mediante una combinación consistente de diferentes tipos de secciones de conductos.

El tipo de conducto más simple y económico suele ser un canal. Los canales son comunes en todas las áreas de la ingeniería hidráulica. Es recomendable colocar la ruta del canal en el plano para que el agua quede en el hueco, la altura de las presas sea pequeña. La forma de la sección transversal es trapezoidal (a veces de forma más compleja), la inclinación de las pendientes está determinada por su estabilidad; el suelo no debe resbalar.

En suelo rocoso, la sección transversal del canal se aproxima a una rectangular. El ancho de la sección del canal es mayor que su profundidad para reducir las pérdidas de agua debido a la filtración del canal, aumentar el caudal y reducir la resistencia al flujo, es decir la pendiente de la superficie, el fondo y las pendientes del canal están cubiertas con un revestimiento, la mayoría de las veces de hormigón o de hormigón armado. Se coloca una capa de suelo de grano grueso (grava) debajo del revestimiento como drenaje.

El túnel es el tipo de conducto más caro por unidad de longitud. Si el túnel se coloca en suelos débiles, no rocosos, su costo aumenta especialmente. En este sentido, se puede preferir a los tipos de derivación de superficie solo si es significativamente más corto, le permite enderezar la ruta, o si la pendiente costera a lo largo de la cual se puede colocar la ruta es de poca utilidad para la derivación de superficie - terreno muy accidentado , alta pendiente, deslizamientos de tierra, avalanchas.

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Arroz. 5.1. Colocación de estructuras hidráulicas de retención de agua en todo el territorio Federación Rusa

La composición del complejo de gestión del agua de Rusia.

El complejo de gestión del agua de la Federación Rusa incluye más de 65 mil estructuras hidráulicas (HTS), una parte importante de las cuales son estructuras de agua de embalses pequeños y medianos y 37 grandes sistemas de gestión del agua utilizados para la redistribución entre cuencas del flujo del río desde zonas con exceso de caudal fluvial a zonas con déficit de los mismos. La longitud total de los canales de transferencia es de más de 3 mil km, el volumen del flujo transferido es de aproximadamente 17 mil millones de metros cúbicos. metro.

Se han construido unos 30.000 embalses y estanques con una capacidad total de más de 800.000 millones de metros cúbicos para regular el caudal de los ríos. m, incluidos 2290 embalses con un volumen de más de 1 millón de metros cúbicos. m cada uno, de los cuales 110 son los más grandes con un volumen de más de 100 millones de metros cúbicos. m cada uno Para proteger los asentamientos, las instalaciones económicas y las tierras agrícolas, se han construido más de 10 000 km de diques y murallas protectoras contra el agua.

La distribución de los GTS (complejos) más significativos por distritos federales y sujetos de la federación se presenta en pestaña. 5.1.

Tabla 5.1

Lista de estructuras hidráulicas, incl. sin dueño, por súbditos
Federación Rusa

El tema de la Federación Rusa	Número de GTS	incluido HTS sin propietario
En general en Rusia
Distrito Federal Centro
región de Moscú
Región de Bélgorod
Región de Briansk
Región de Vladímir
Región de Vorónezh
región de ivanovo
Región de Kaluga
Región de Kostromá
región de kursk
Región de Lípetsk
Región de Oriol
Región de Riazán
Región de Smolensk
Región de Tambov
Región de Tver
Región de Tula
Región de Yaroslavl
Distrito Federal Noroeste
Región de Vólogda
República de Carelia
Región de Murmansk
Región de Arhangelsk
Okrug autónomo de Nenets
República de Komi
región de pskov
región de novgorod

Región de Kaliningrado
Región de Leningrado y San Petersburgo
Distrito Federal Sur
Región de Rostov
Región de Volgogrado
República de Kalmukia
Región de Astracán
Región de Krasnodar
República de Adiguesia
Región de Stavropol
República Kabardino-Balkaria
República de Karacháyevo-Cherkess
República de Osetia del Norte-Alania
La República de Daguestán
La República de Ingushetia
República de Chechenia
Distrito Federal de Privolzhsky
Región de Kírov
Región de Nizhni Nóvgorod
Región de Penza
Región de Ulyanovsk
Mari El República
La República de Mordovia
República de Tartaristán
República de Udmurtia
República de Chuvash
Región de Saratov
Región de Samara
Región de Oremburgo
región de permanente
República de Bashkortostán
Distrito Federal de los Urales
región de Sverdlovsk.
Región de Kurgán
Región de Tiumén
KhMAO-Yugra
Región de Cheliábinsk

Distrito Federal de Siberia
Región de Novosibirsk
región de Kemerovo.
Región de Omsk
región de Tomsk
Región de Krasnoyarsk

República de Tyva
La República de Jakasia
región de irkutsk
Krai de Zabaykalsky
La República de Buriatia
Región de Altai
Norilsk
República de Altai
Distrito Federal del Lejano Oriente
Región de Sajalín
Región Autónoma Judía
Krai de Kamchatka
La República de Sakha (Yakutia)
Krai de Primorsky
Chukotka
región de jabárovsk
Óblast de Amurskaya
Región de Magadán

Todas las estructuras y sistemas hidráulicos difieren en finalidad, afiliación departamental, formas de propiedad y condición técnica.

Un poco más del 3% de los embalses con una capacidad inferior a 1 millón de metros cúbicos son de propiedad estatal. m, alrededor del 8% de los embalses con un volumen de más de 1 millón de metros cúbicos. m y más del 25% de los tanques de almacenamiento de residuos líquidos.

El mayor peligro potencial lo presentan las represas hidroeléctricas con alturas de 20 a 250 m, la mayoría de las cuales fueron puestas en operación hace más de 35 años. La gran mayoría de las estructuras hidráulicas que soportan agua están representadas por presas de embalses pequeños y medianos, muchas de las cuales se explotan sin reconstrucción ni reparación y son objeto de mayor peligro.

La ubicación de estructuras hidráulicas de retención de agua en el territorio de la Federación Rusa se muestra en la fig. 5.1.

Distribución diferente tipo estructuras hidráulicas se muestra en la fig. 5.2.

Bajo la jurisdicción del Ministerio de Agricultura de Rusia, el complejo de mejora y gestión del agua de propiedad federal incluye más de 60 mil estructuras hidráulicas diversas, incluidos 232 embalses, 2,2 mil instalaciones hidroeléctricas reguladoras, 1,8 mil estaciones de bombeo estacionarias que suministran y bombean agua, más de 50 mil km de abastecimiento de agua y canales de desagüe, 5,3 mil km de tuberías, 3,3 mil km de murallas protectoras y presas, instalaciones de bases de producción con un valor contable total de 87,0 mil millones de rublos.

Se debe prestar la mayor atención a la implementación de medidas para prevenir accidentes en los embalses, de los cuales 44 son grandes (con una capacidad de más de 10 millones de m3) y 155 son medianos (de 1 a 10 millones de m3).

Una parte importante de estas estructuras se construyó en los años 60-70 del siglo pasado. Entonces, antes de 1970, se construyeron 24 estructuras hidráulicas, formando grandes embalses (54% de la disponibilidad), de 1970 a 1980 - 7, y después de 1980 - 13 estructuras hidráulicas.

De las 155 estructuras hidráulicas que forman reservorios medianos, 14 estructuras fueron puestas en operación antes de 1970, 45 de 1970 a 1980, 93 de 1981 a 1990 y 3 estructuras posteriores a 1990.

Arroz. 5.2. Distribución de estructuras hidráulicas por tipos en la Federación Rusa, en % del total

El Ministerio de Agricultura de Rusia está a cargo de muchas estructuras hidráulicas que no están relacionadas con el complejo de recuperación.

Desde. 232 obras hidráulicas sujetas a declaración, 1 pertenece a la primera clase de capital, 18 a la segunda, 44 a la tercera, 169 HTS a la cuarta.

Los sistemas de gestión del agua bajo la jurisdicción del Ministerio de Agricultura de Rusia sirven para resolver las siguientes tareas principales:

1) regulación de los regímenes agua-aire y térmicos en la capa de raíces de los suelos para obtener rendimientos de cultivos altos y de alta calidad;

2) implementación de riego de territorios;

3) suministro de agua para el abastecimiento de agua de la población rural y las necesidades industriales;

4) protección de la población, las instalaciones económicas y las tierras agrícolas de los efectos nocivos del agua;

5) distribución interregional de los recursos hídricos en las regiones del sur del país. De particular importancia son aquellos bajo la jurisdicción del Ministerio de Agricultura de Rusia.

estructuras hidráulicas de propósito complejo diseñadas para proteger asentamientos, instalaciones económicas, piscicultura y generación de energía de inundaciones e inundaciones. Entre ellos se encuentran la zona de protección de ingeniería de las tierras bajas de Kostroma en el distrito de Nekrasovsky de la región de Yaroslavl, la protección de ingeniería de las tierras bajas agrícolas de Ozero-Rutkinskaya en la República de Mari El, las estructuras de protección en los ríos Neman y Matrosovka en la región de Kaliningrado, estructuras de protección, regulación y protección de bancos en ríos de montaña en la República de Osetia del Norte-Alania y en la República de Karachay-Cherkess, en el río Kuma en el territorio de Stavropol, las vías fluviales estatales de la zona de Ilmen de la estepa occidental en la región de Astrakhan.

En la región del Cáucaso Norte, opera un complejo de estructuras hidráulicas en los ríos Kuban, Terek, Kuma, Baksan, que está bajo la jurisdicción del Ministerio de Agricultura de Rusia. El complejo incluye la primera etapa del Gran Canal de Stavropol, el Canal Tersko-Kumsky, el Canal KumoManych, el sistema de canales principales de distribución de agua entre repúblicas.

Gran Canal de Stavropol con una capacidad de 180 metros cúbicos. m de agua por segundo asegura el suministro de agua a las tierras irrigadas de la República Karachay-Cherkess y Territorio de Stavropol en un área de más de 100 mil hectáreas. para regar

2,6 millones de hectáreas de territorios áridos, para el abastecimiento de agua de las ciudades de Ust-Dzheguta, Cherkessk, así como las ciudades turísticas de las Aguas Minerales del Cáucaso, el complejo industrial y energético de Nevinnomyssk, la planta de plásticos Budenovsky y cinco distritos del Territorio de Stavropol . Hay cuatro centrales hidroeléctricas que operan en el curso de agua del canal y generan 1.200 millones de kWh de electricidad al año.

El canal principal Tersko-Kuma con una capacidad de 100 metros cúbicos por segundo suministra agua del río Terek para el riego de tierras en las repúblicas de Osetia del Norte, Ingushetia, Territorio de Stavropol en un área de 86 mil hectáreas y riega 580 mil hectáreas de territorios áridos. Además, se asegura la generación de 2,6 millones de kWh de electricidad al año por parte de la central hidroeléctrica construida sobre la presa de Pavlodol.

El canal principal Kumo-Manych con una capacidad de 60 metros cúbicos por segundo suministra agua del río Kuma para el riego de 58 mil hectáreas de tierras de regadío en el territorio de Stavropol y la República de Kalmykia, así como también transfiere recursos hídricos del río Terek cuenca al embalse de Chogray para garantizar el suministro de agua sostenible de Elista y el riego de tierras.

A través del sistema de canales principales interrepublicanos de los ríos Baksan, Malka, Terek, se suministra agua para riego y riego en el territorio de la República de Kabardino-Balkaria, el Territorio de Stavropol, la República de Chechenia y la República de Osetia del Norte-Alania. .

El complejo hidroeléctrico Tikhovsky en el territorio de Krasnodar (caudal estimado de 1300 m3/seg) proporciona toma de agua por gravedad al sistema de riego de arroz de Petrovsky-Anastasievskaya con un área de más de 40,0 mil hectáreas, así como bloqueo autónomo de barcos y paso de peces en los ríos Kuban y Protoka.

La distribución de agua interregional de los recursos hídricos también se proporciona a través de las vías fluviales del sistema de riego y riego Sarpinsky de la región de Volgogrado, el sistema de riego y riego Verkhnee-Salsky de la región de Rostov, los sistemas de riego Rodnikovskaya y Levo-Egorlykskaya del Territorio de Stavropol.

A través de las vías fluviales del sistema de riego Pallasovskaya de la región de Volgogrado, se suministra agua a la República de Kazajstán.

Una parte significativa de las estructuras hidráulicas bajo el control operativo del Ministerio de Agricultura de Rusia se construyó en los años 60-70 del siglo pasado.

De acuerdo con el inventario de instalaciones de manejo de agua en el complejo agroindustrial, las instalaciones de 72 embalses, 240 centrales hidroeléctricas de regulación y 1,2 mil km de presas protectoras y terraplenes con depreciación de activos fijos de más del 50 por ciento se encuentran actualmente en proceso de reconstrucción y restauracion.

Se requieren alrededor de 48 mil millones de rublos para su reconstrucción, incluidos 25 mil millones de rublos en el Distrito Federal del Sur.

De acuerdo con el programa objetivo federal (FTP) "Preservación y restauración de la fertilidad del suelo de tierras agrícolas y paisajes agrícolas como tesoro nacional de Rusia para 2006-2010 y para el período hasta 2012", se completaron obras de capital, incl. para la reconstrucción de estructuras hidráulicas por un monto de: 2006 - 3,1 mil millones de rublos, 2007 - 3,5 mil millones de rublos, 2008 - 5,1 mil millones de rublos, 2009 - 4,9 mil millones de rublos

Y para llevar a cabo la cantidad requerida de trabajo en la reconstrucción requerida de estructuras hidráulicas, el déficit de recursos financieros es de aproximadamente 36 mil millones de rublos.

Para garantizar el funcionamiento seguro de las estructuras hidráulicas, su reconstrucción debe llevarse a cabo en los próximos 10 años, lo que requerirá la asignación de recursos financieros por un monto de 4 mil millones de rublos anuales para estos fines, siendo el nivel de financiación real 1,5 - 2 mil millones de rublos.

El factor más importante de conservación (mejorar la confiabilidad de las estructuras hidráulicas durante la operación) está realizando en los volúmenes requeridos medidas preventivas. La necesidad anual de gastos para las reparaciones actuales de las instalaciones es de aproximadamente 2 mil millones de rublos, mientras que la asignación real de fondos presupuestarios para estos fines es de aproximadamente 800 millones de rublos.

Debido a la operación a largo plazo y los volúmenes insuficientes de trabajos de reparación y restauración en curso, las estructuras principales de las estructuras se destruyen, los embalses se llenan de sedimentos y se crea una alta probabilidad de situaciones de emergencia, especialmente durante el paso de inundaciones de primavera e inundaciones.

En las zonas de riesgo de solo grandes embalses (con una capacidad de más de 10 millones de metros cúbicos), hay alrededor de 370 asentamientos con una población de hasta 1 millón de personas, así como numerosas instalaciones económicas.

Las consecuencias socioeconómicas impredecibles pueden provocar emergencias en otras estructuras hidráulicas. Por lo tanto, los accidentes en las instalaciones del Gran Canal de Stavropol provocarán el cese del suministro de agua doméstica, potable e industrial a cinco distritos del Territorio de Stavropol, las ciudades de Ust Dzheguta, Cherkessk, las ciudades turísticas de las Aguas Minerales del Cáucaso, el Complejo industrial y energético de Nevinnomyssk, la planta de plásticos Budenovsky.

Administrado Ministerio de Transporte de Rusia hay estructuras hidráulicas navegables (SHTS) ubicadas en vías navegables interiores, que consisten en 113 instalaciones hidroeléctricas, incluidas 313 estructuras hidráulicas de propiedad federal. Todos los SGTS son operados por las Administraciones Estatales de Cuencas de Vías Navegables y Navegación y la Empresa Unitaria Estatal Federal "Canal que lleva el nombre de Moscú" de la Agencia Federal de Transporte Marítimo y Fluvial (Rosmorrechflot). La estructura de los principales GTS de envío se dan en arroz. 5.3.

Arroz. 5.3. Estructura de GTS navegables, en % del total

Las estructuras hidráulicas navegables, que forman parte de instalaciones hidroeléctricas de energía compleja, se asignan a estructuras de clase I, el resto a clases II - IV. 106 estructuras hidráulicas navegables incluidas en el Registro de la industria están clasificadas como instalaciones críticas sujetas a protección las 24 horas del día.

La Agencia Federal de Recursos Hídricos del Ministerio de Recursos Naturales de Rusia administra 138 estructuras hidráulicas de propiedad federal. Según la clase de capital, la distribución de HTS es la siguiente: la primera clase2, la segunda clase - 18, la tercera - 64, la cuarta - 49, y para cinco HTS la clase de capital no está definida.

El estado de los HTS según el nivel de seguridad se distribuye de la siguiente manera: 85 HTS se encuentran en estado normal, -47 en estado reducido, 4 en estado insatisfactorio y 1 en estado peligroso.

Como parte de la tarea de garantizar la seguridad de las estructuras hidráulicas, Rosvodresurs financió la ejecución del trabajo por un monto de 3,28 mil millones de rublos. Se han completado la reconstrucción, revisión y reparaciones actuales en 228 instalaciones, incl. 73 - subordinado a Rosvodresursy, 22 - propiedad de las entidades constitutivas de la Federación Rusa, 113 - propiedad municipal, 20 - GTS sin propietario.

Supervisión de seguridad de estructuras hidráulicas en Rusia

De acuerdo con la legislación vigente, los propietarios de estructuras hidráulicas y las entidades explotadoras son responsables de garantizar el cumplimiento de las normas y reglas de seguridad de las estructuras hidráulicas durante su construcción, puesta en servicio, operación, reparación, reconstrucción, conservación, desmantelamiento y liquidación, desarrollo y ejecución. de medidas para asegurar el buen estado técnico de las estructuras hidráulicas y otras. Los propietarios de estructuras hidráulicas y las organizaciones operativas son responsables de la seguridad de las estructuras hidráulicas.

En 2009, Rostekhnadzor y Rostransnadzor ejercen control y supervisión sobre el cumplimiento por parte de los propietarios de estructuras hidráulicas y las organizaciones que las explotan de las normas y reglas para la seguridad de las estructuras hidrotécnicas de acuerdo con la normativa vigente.

El mantenimiento del registro ruso de estructuras hidráulicas se lleva a cabo de acuerdo con las normas administrativas para la ejecución de la función estatal para el registro estatal de estructuras hidráulicas, aprobadas por la Orden del Ministerio de Recursos Naturales de Rusia y el Ministerio de Transporte. de Rusia del 27 de abril de 2009 N 117/66 por Rosvodresurs, Rostekhnadzor y Rostransnadzor.

La lista de GTS registrados en la base de datos RRGTS contiene información directamente sobre los complejos GTS incluidos en la base de datos RRGTS: código de registro del complejo GTS; nombre del complejo; dueño del edificio; organización operativa; autoridad para la supervisión de la seguridad de las estructuras hidráulicas; disponibilidad de la declaración de seguridad HTS, su número y período de validez; información sobre las estructuras hidráulicas incluidas en el complejo, incluido el código de las estructuras hidráulicas individuales (si las hay), el nombre de la estructura hidráulica, una evaluación del nivel de seguridad de la estructura hidráulica.

En 2009, la base de datos incluía información sobre 48 estructuras hidráulicas.

La información sobre el nivel de seguridad de las estructuras hidráulicas en las entidades constitutivas de la Federación Rusa está contenida en la base de datos del sistema de información automatizado del Registro Ruso de Estructuras Hidráulicas (AIS RRGTS), cuyos datos generales se dan en Suplemento "Datos resumidos del RRGTS en materia del Distrito Federal".

De acuerdo con la Empresa Unitaria del Estado Federal "Centro de Registro y Catastro" de la Agencia Federal de Recursos Hídricos, se presentan datos generalizados sobre el nivel de seguridad de las estructuras hidráulicas por parte de las autoridades federales de control. en mesa. 5.2.

Cuadro 5.2

Datos resumidos de los órganos que supervisan la seguridad de las estructuras hidráulicas
(según el Centro del Registro y Catastro de los Recursos Hídricos Federales)

Autoridad supervisora	Número de complejos GTS inscrito en el registro	Nivel de seguridad	Monto
Rostechnadzor (energía)
		no hay datos
	según declaraciones	normal
	según declaraciones	reducido
		insatisfactorio

Autoridad supervisora	Número de complejos GTS inscrito en el registro	Nivel de seguridad	Monto
Rostechnadzor (industria)
		no hay datos
	según declaraciones	normal
	según declaraciones	reducido
		insatisfactorio

Rostechnadzor
		no hay datos
	según declaraciones	normal
	según declaraciones	reducido
		insatisfactorio

Rostechnadzor
		no hay datos
	según declaraciones	normal
	según declaraciones	reducido
		insatisfactorio

Rostransnadzor
		no hay datos
	según declaraciones	normal
	según declaraciones	reducido
		insatisfactorio


		no hay datos
	según declaraciones	normal
	según declaraciones	reducido
		insatisfactorio

Actividades de Rostekhnadzor para supervisar la seguridad de las estructuras hidráulicas

El Servicio Federal de Supervisión Ecológica, Tecnológica y Nuclear ejerce supervisión y control sobre el cumplimiento por parte de los propietarios de GTS y las organizaciones operativas de las normas y reglas para la seguridad de GTS de empresas industriales y energéticas en todos los distritos federales de la Federación Rusa por medio de su territorio cuerpos. Además, de acuerdo con el Decreto del Gobierno de la Federación Rusa No. 970 del 30 de noviembre de 2009, Rostekhnadzor transfirió las funciones de supervisión sobre la seguridad de las estructuras hidráulicas que anteriormente realizaba Rosprirodnadzor del Ministerio de Recursos Naturales de Rusia.

Información sobre el nivel de seguridad de las estructuras hidráulicas supervisadas por Rostekhnadzor e incluidas en registro ruso estructuras hidráulicas se presenta en pestaña. 5.2 y en el apéndice "Datos resumidos del RRGTS para los sujetos de la Federación Rusa".

Los 31 departamentos territoriales de Rostekhnadzor en 83 entidades constitutivas de la Federación Rusa, en siete distritos federales, llevaron a cabo la supervisión y el control estatales sobre la seguridad de las estructuras hidráulicas.

El número total de complejos HTS para la industria, la energía y el complejo de gestión del agua supervisados por Rostekhnadzor es de 37 250, de los cuales: 748 complejos HTS para residuos industriales líquidos, incluidos: 336 complejos HTS para almacenamiento de relaves y lodos en la industria minera; 274 GTS complejos de instalaciones de almacenamiento de desechos de empresas en las industrias química, petroquímica y de refinación de petróleo; 100 complejos GTS para el almacenamiento de residuos de la industria metalúrgica; 38 complejos GTS de instalaciones de almacenamiento de residuos de otras empresas industriales; 324 complejos GTS del complejo de combustible y energía, que incluyen: HPP - 113, SDPP - 61, CHPP - 138, PSP - 3, NPP - 9; 36,178 HTS del complejo de gestión del agua, que incluye: bajo la jurisdicción del Ministerio de Agricultura de Rusia - 281, bajo la autoridad de los Recursos Hídricos Federales - 310 ( arroz. 5.4).

Arroz. 5.4. El número total de complejos GTS supervisados por Rostekhnadzor

En 2009, los inspectores de los órganos territoriales de Rostekhnadzor llevaron a cabo 3917 medidas para ejercer el control y la supervisión estatales sobre el cumplimiento por parte de los propietarios y las organizaciones operativas de las normas y reglas para la seguridad de las estructuras hidráulicas en las organizaciones supervisadas, que es dos veces más que en 2008 (1934).

A su vez, se identificaron y ordenaron eliminar 17.029 normas y reglas para la seguridad de las estructuras hidráulicas, dos veces más que en 2008 (8.562).

Las principales violaciones son:

falta de documentación de trabajo relevante - 3210 casos (18,9%);

la presencia de diversos fallos de funcionamiento, lodos, reducción de la capacidad de paso de los aliviaderos e instalaciones de drenaje - 1716 casos (10,0%);

falta de criterios de seguridad HTS, declaraciones de seguridad, instructivos y proyectos de monitoreo de seguridad desarrollados y debidamente aprobados - 3363 casos (19.7%);

incumplimiento del proyecto y documentos reglamentarios del nivel de calificación del servicio de operación - 1190 casos (7,0%);

falta de un plan acordado para la eliminación de posibles accidentes - 1096 casos (6,7%);

ausencia o incumplimiento del proyecto de vigilancia de la seguridad de los equipos e instrumentación de control y medición - 276 casos (1,6%).

Según los resultados de las encuestas (inspecciones), el Servicio Estatal de Aduanas llevó a 663 funcionarios a la responsabilidad disciplinaria y administrativa, que es un 56% más que en 2008 (425), el monto total de las multas ascendió a 3937 mil rublos, que es 74% más que en 2008 (2258), 152 jefes de organizaciones fueron escuchados en colegios distritales y reuniones en inspecciones, 765 empleados fueron evaluados con la participación de inspectores sobre el conocimiento de los requisitos de las normas y reglamentos para la seguridad de estructuras hidráulicas, de de los cuales 10 personas resultaron no estar capacitadas.

Los departamentos territoriales de Rostekhnadzor monitorearon constantemente la preparación de empresas y organizaciones supervisadas para el paso de inundaciones primaverales, así como el nivel en embalses y embalses para la gestión del agua, el flujo de agua a través de las compuertas, así como los cambios en los niveles en el aguas arriba y aguas abajo de las presas de las centrales, control de las inundaciones de paso en las instalaciones supervisadas que operan GTS.

Al prepararse para la inundación, también se recomendó a las empresas y organizaciones supervisadas que se guiaran por el análisis de la eficacia de las medidas de prevención de inundaciones en las áreas controladas durante el último año y las recomendaciones para reducir el riesgo de emergencias asociadas con la inundación de primavera de 2009.

Las actividades de Rostransnadzor para el control de estructuras hidráulicas navegables

Rostransnadzor está a cargo de 313 GTS en 115 complejos. La Supervisión de Estructuras Hidráulicas Navegables (SHTS) consta de dos áreas principales:

Declaración de seguridad de estructuras hidráulicas navegables;

Comprueba el cumplimiento de los requisitos para un funcionamiento seguro.

Una de las principales áreas de actividad de supervisión de SGTS es un conjunto de trabajos relacionados con la declaración de seguridad de estructuras hidráulicas.

Este conjunto de obras incluye: aprobación de criterios de seguridad, participación en los trabajos de la comisión de relevamiento previo a la declaración de estructuras hidráulicas, aprobación de declaraciones de seguridad y peritajes, expedición de permisos para la operación de estructuras hidráulicas navegables, mantenimiento de las sección sectorial del Registro Ruso de estructuras hidráulicas.

Todas las estructuras hidráulicas navegables cuentan con declaraciones de seguridad en vigor. En 2009 se ha trabajado en la revisión y aprobación de las declaraciones de seguridad, según las cuales se vencía el plazo de vigencia de las declaraciones anteriores.

En 2009 se revisaron y aprobaron 34 declaraciones de seguridad de estructuras hidráulicas navegables.

A principios de 2009, había 12 estructuras hidráulicas de emergencia, preemergencia - 57 estructuras hidráulicas. Al final del año - emergencia - 6, preemergencia - 53, servicio limitado - 178, servicio - 74. En 2009, hubo una tendencia a reducir el número de estructuras de emergencia y preemergencia.

El análisis de las declaraciones de seguridad muestra que, además de las razones objetivas de la disminución del nivel de seguridad, como un largo período de financiación insuficiente de los trabajos de reparación, también existen razones subjetivas. Estas razones incluyen:

a) no se respetan los plazos para la ejecución de las actividades previstas destinadas a mejorar la fiabilidad y la seguridad especificadas en las declaraciones de seguridad. La ejecución de las obras está prevista principalmente para una fecha posterior;

b) al planificar y ejecutar trabajos destinados a mejorar la seguridad de las estructuras hidráulicas, no existe un enfoque integral que consista en la eliminación de todos los defectos que determinan el nivel de seguridad insatisfactorio y peligroso de una estructura hidráulica; como resultado de esto, la implementación de una cantidad significativa de trabajo en una estructura hidráulica no conduce a un aumento en su seguridad;

c) para varias estructuras hidráulicas, no hay una planificación e implementación oportunas de trabajos de reparación para eliminar los defectos existentes, como resultado de lo cual los defectos progresan y la condición y el nivel de seguridad de la estructura hidráulica empeoran;

d) al planificar el trabajo, la ejecución del trabajo se retrasa injustificadamente, lo que permite aumentar la seguridad de una estructura hidráulica y, al mismo tiempo, no requiere grandes costos financieros.

Las inspecciones del funcionamiento seguro de las estructuras hidráulicas navegables son realizadas por inspectores de los departamentos territoriales de supervisión marítima del mar. En el curso de estos trabajos, el cumplimiento por parte de las organizaciones operadoras de los requisitos de las reglas de operación técnica y las instrucciones para observaciones y estudios, el control del estado técnico de las estructuras hidráulicas por parte de las organizaciones operadoras y el cumplimiento de las estructuras hidráulicas con las declaraciones de seguridad. se comprueban. EN

En 2009 se realizaron 53 inspecciones a estructuras hidráulicas navegables, como resultado de las cuales se identificaron 106 infracciones. Para eliminar las violaciones identificadas, se emitieron instrucciones, incluyendo 100 puntos.

Se realizaron revisiones a todas las instalaciones hidroeléctricas, que incluyen estructuras hidráulicas de emergencia y preemergencia. Se inspeccionaron un total de 181 estructuras hidráulicas, incluidas 70 con la participación de empleados del Departamento de Supervisión Marítima y Fluvial del Estado. El resto de instalaciones serán inspeccionadas en 2010. Sobre la base de los resultados de las inspecciones, junto con Rosmorrechflot, se elaboró un plan para los trabajos de reparación necesarios.

En 2009, inspectores de las administraciones territoriales y de la Oficina de Supervisión Marítima y Fluvial del Estado participaron en los trabajos de 80 comisiones que trabajan en estructuras hidráulicas navegables.

Estructuras hidráulicas sin dueño

A partir de 2009, Rostekhnadzor está a cargo de 37.250 HTS, de los cuales 5.791 son HTS sin propietario, es decir, GTS que no tienen dueño o cuyo dueño es desconocido, o GTS cuya propiedad ha sido renunciada por el dueño.

Los HTS sin dueño son principalmente estanques agrícolas para la recuperación de tierras y complejos ganaderos, pequeñas presas que se operan para las necesidades locales y no son fuentes de peligro potencial. Estas estructuras hidráulicas fueron construidas por organizaciones agrícolas liquidadas o en bancarrota hoy para resolver problemas locales, por regla general, sin compilar estimaciones de diseño. Tales estructuras hidráulicas no se registraron como bienes inmuebles, la información sobre ellas no se ingresó en el Registro Ruso de Estructuras Hidráulicas. En el sector energía, industria y transporte acuático no se han identificado estructuras hidrotécnicas que no tengan dueño.

La mayoría de las estructuras hidráulicas sin propietario de acuerdo con SNiP 33-01-2003 “Estructuras hidráulicas. Disposiciones básicas" se refieren a clase IV (6144 HTS - 99,6%), 22 HTS - a clase III, una estructura - clase II.

En el transcurso del inventario realizado por Rostechnadzor, se identificaron 366 estructuras hidráulicas sin propietario potencialmente peligrosas, que requirieron la adopción de medidas prioritarias para llevarlas a un nivel normal de seguridad.

En términos de seguridad, las estructuras hidráulicas sin propietario se caracterizan de la siguiente manera: 39,4% - estándar, 43,0% - reducida, 12,2% - insatisfactoria, 5,4% - peligrosa.

Las autoridades estatales de más de 40 entidades constitutivas de la Federación Rusa han establecido comisiones interdepartamentales sobre la seguridad de las estructuras hidráulicas, que garantizan la coordinación de las acciones de las autoridades estatales de las entidades constitutivas de la Federación Rusa, los órganos territoriales de las autoridades ejecutivas federales y los gobiernos locales. en garantizar la seguridad de las estructuras hidráulicas, incluida la identificación de estructuras hidráulicas sin dueño, garantizar su seguridad, resolver los problemas de fijación de tales estructuras en la propiedad.

El problema de las estructuras hidráulicas sin propietario se ha resuelto por completo en el territorio de las repúblicas: Bashkortostán, Tatarstán, Ingushetia, Kalmykia, Komi, Chechenia y Kabardino-Balkarian Repúblicas, Región autónoma de Khanty-Mansiysk - Yugra, Región autónoma de Yamalo-Nenets, Territorio de Khabarovsk , regiones de Lipetsk y Murmansk.

En otras entidades constitutivas de la Federación Rusa, está en marcha el proceso de registro de GTS sin dueño y convertirlos en propiedad municipal. De los 10 GTS sin propietario ubicados en la República de Chuvashia, 8 están en proceso de registro de conformidad con el procedimiento establecido por la ley civil en propiedad municipal. De los 46 GTS sin propietario en la región de Sverdlovsk, 31 GTS se han registrado como propiedad municipal. En la Región de Moscú, 139 de 543 HTS sin propietario se están transfiriendo a propiedad municipal.

Además, a expensas de los subsidios del presupuesto federal, Rosvodresurs, dentro de las asignaciones presupuestarias, financia la revisión de estructuras hidráulicas sin propietario, que requieren, con carácter prioritario, llevarlas a un nivel normal de seguridad. En 2009, se completó el trabajo en 20 estructuras hidráulicas sin dueño, para lo cual se gastaron 111,1 millones de rublos. fondos del presupuesto federal y 14,7 millones de rublos. fondos de los sujetos de la Federación.

Canales

Para la redistribución de la escorrentía entre cuencas, la navegación, el riego y otros fines, se utilizan canales artificiales. Los más grandes de ellos se presentan en la Tabla. 5.3

Cuadro 5.3

Los canales de navegación más grandes y los canales principales de los sistemas de riego de la Federación Rusa.

	Longitud, kilómetros	Rendimiento, km/año	río o piscina	año de creación	Objetivo
Mar Blanco-Báltico			Mar Blanco - Lago Onega		Envío
Canales de Ladoga			lago ladoga		Envío
Saimaa			Lago Saimaa – Bal-		Envío
Volga-Severodvinsk			r Volga - r. sev. Dvina		Envío
Volga-Báltico	361 (sistema Mariinsky)		r Neva - r. Volga		Envío
Canalizarlos. Moscú			r Moscú - r. Volga		Envío
Volga-Donskoy			r Volga - r. Don		Envío
Volga-Caspio			Delta del Volga - Caspio		Envío
Donskoy principal			Río Don-Sal-Manych		Irrigación
Stavropol grande			r Kubán		Irrigación
Nevinnomyssky			r Kubán		Propósito complejo
Tersko Kuma					Propósito complejo
EOS del estado de Nogai	108 delta 139 Dzerzhinski				Irrigación
Kumo-Manychsky			Río Kuma - r. muchosch		Envío Irrigación
Sarátov			Río Volga - r. Bol. Irgiz

Canal Mar Blanco-Báltico conecta el Mar Blanco con el Lago Onega. La longitud total del recorrido es de 227 km, de los cuales 37 km son artificiales. El canal se origina en el pueblo. Povenets en el lago Onega y cerca de la ciudad de Belomorsk se adentra en el Mar Blanco. El canal está dotado de 19 esclusas, 15 presas, 49 presas y 12 aliviaderos. El Canal Mar Blanco-Báltico, al igual que otros canales de la región Noroeste, se opera solo durante el período de navegación de verano (115 días).

La composición de la vía fluvial Mar Blanco-Báltico incluye los canales de Ladoga, diseñados para el paso de barcos que pasan por alto el lago Ladoga con acceso al río. Svir. Su longitud total es de 169 km. El primer tramo del canal comienza en el nacimiento del río. Neva cerca de la ciudad de Petrokrepost y conecta Neva y Volkhov cerca de la ciudad de Novaya Ladoga. Su longitud es de 111 km. La segunda sección conecta Volkhov y Syas y tiene una longitud de 11 km (la ciudad de Novaya Ladoga, el pueblo de Syasskiye ryadki). La tercera sección del canal se encuentra entre los ríos Syas y Svir, su longitud es de 47 km (pueblo Syasskiye ryadki - pueblo Sviritsa).

Canalizarlos. Moscú, río de conexión. Moscú desde el río Volga, tiene una longitud total de la vía fluvial de 128 km, de los cuales 19,5 km pasa a través de embalses. El cauce se origina en la margen derecha del río. Volga cerca de la ciudad de Dubna - 8 km por encima de la desembocadura del río. Dubná. Aquí se creó el embalse de Ivankovskoye. La ruta del canal va hacia el sur hasta Moscú, cruzando la cresta elevada Klinsko-Dmitrovskaya. Hay 9 esclusas en la ruta del canal. En la ladera del Volga, desde el embalse de Ivankovo hasta la cuenca (124 m sobre el nivel del mar), 5 pasos, en la ladera de Moscú, 4 pasos. Además de Ivankovsky, el sistema incluye los embalses Khimki, Klyazma, Pyalovskoye, Uchinskoye, Pestovskoye e Ikshinskoye. Hay 8 HPP y Ivankovskaya TPP en la ruta del canal. El canal resolvió el problema del suministro de agua para la ciudad de Moscú y proporcionó una vía fluvial desde el Báltico hasta los mares Caspio y Negro.

Canal Volga-Caspio. La longitud total del canal es de 210 km. Comienza en el canal Bertul, 21 km aguas abajo de Astrakhan, y termina en la zona de aguas profundas del Mar Caspio. El canal proporciona navegación a través del delta del Volga durante los períodos de aguas bajas.

Los primeros 90 km del canal discurren por el cauce natural del brazo occidental del río. Volga - Bakhtemir, y luego se desarrolla hasta las profundidades para el paso del barco y está limitado desde las aguas poco profundas del delta por crestas de arena artificiales. Estas son elevaciones a lo largo de la costa, que alcanzan una altura de 1-2, a veces hasta 3 m sobre el nivel del agua baja, o islas artificiales. El ancho de las islas es de 150-200 m, la longitud es de 1 a 10 km. Los últimos 64 km del canal no tienen orillas superficiales, sus lados están ocultos bajo el agua de 1 a 3 m desde la superficie.

El régimen hidrológico del canal está determinado por la HPP de Volgogrado y el divisor de agua en el delta del Volga. La mayor amplitud anual del nivel del agua en el río. Volga (Astrakhan) es de 4,45 m, y en el canal Volga-Caspian 137 km por debajo de Astrakhan - 1,14 m En promedio, la amplitud de los niveles en el canal está en el rango de 0,5-0,7 m.

Canal de navegación Volga-Don conecta el Volga y el Don en el lugar de su mayor convergencia. La longitud de la vía fluvial es de 101 km, de los cuales 45 km son en embalses. El canal se origina en el remanso de Sarepta del Volga (la parte sur de Volgogrado), va a lo largo del valle del río. Sarpy, luego pasa a lo largo de la cuenca del Volga y Don, se adentra en el valle del río. Escarlata. La ruta del camino luego pasa por los embalses Varvarovskoye, Bereslavskoye, Karpovskoye y cerca de la ciudad de Kalach-on-Don va al Don, es decir. al embalse de Tsimlyansk (cerca de la central hidroeléctrica de Tsimlyansk).

En la pendiente del Volga, a lo largo de 20 km, hay 9 esclusas de un solo hilo de una sola cámara que proporcionan una elevación de 88 m, en la pendiente del Don: 4 de las mismas esclusas con un descenso de 44 m El canal es alimentado por agua del Don abastecido por tres estaciones de bombeo, parte del agua se utiliza para riego. Las dimensiones de las esclusas permiten el paso de barcos con una capacidad de carga de 5 mil toneladas.

Desde el Volga, el canal pasa por el valle del río. Sarpy, luego a lo largo de la cuenca del Volga-Don, usando el valle de los ríos Chervlenaya y Karpovka, llega al Don (la bahía del embalse de Tsimlyansk) 10 km debajo de la ciudad de Kalach. Su perfil longitudinal se divide en tres tramos.

El primero es la pendiente del Volga con una longitud de 21 km, con nueve esclusas, la segunda piscina divisoria (embalse Varvarovskoye) con una longitud de 26 km. El tercero corre a lo largo de la pendiente suave de Donskoy, tiene una longitud de 54 km, cuatro esclusas y dos embalses: Bereslavskoye y Karpovskoye.

Cada una de las 13 esclusas es un paso de canal de unos 10 m de altura. La novena esclusa está ubicada en la cuenca del Volga-Don a una altitud de 88 m sobre el nivel del Volga. No hay esclusas en la cuenca. Aquí en el valle Escarlata creada Varvarovskoye reservorio, cubriendo un área de 26.7 km. Su cuenco contiene 124,8 millones de metros cúbicos. m de agua, que alimenta toda la vertiente del Volga del canal navegable. Se cavó un canal de 42 km de largo desde este embalse hacia el sur, y el agua fluye a través de él hacia los campos de riego.

La novena entrada es el primer escalón de Don Stairs. Detrás de él está embalse de bereslav, que tiene una superficie de 15,2 km y alberga 52,5 millones de m de agua. En las orillas del embalse hay campos y plantaciones de hortalizas. El embalse más grande en la ruta del canal - Karpovskoe, su área es de 42 km, el volumen de agua es de 154,1 millones de m Después de la esclusa 13, el canal ingresa al embalse de Tsimlyansk.

Canal grande de Stavropol- un canal de propósito complejo que proporciona agua a cuatro centrales hidroeléctricas y un grupo de ciudades en el Cáucaso Mineralnye Vody. El canal toma agua del río. Kuban en la cantidad de hasta 180 m / s. La longitud estimada del canal es de 460 km, en la actualidad es de 159 km. Profundidad de llenado aprox. 5 m, ancho inferior 23 m.

Fuente de alimentación Canal Tersko-Kuma es r Terek. La toma de agua está equipada con una estructura nano-interceptora con una capacidad de hasta 300 mil m3 de sedimentos de fondo por año (150 días al año). Además del Terek, el sistema Terek sirve como donante de canal.

El caudal estimado del canal es de 100 m/s, la longitud es de 148,4 km. El canal se puso en funcionamiento en 1960 y está destinado a un uso complejo.

Canal Nevinnomyssky puesto en funcionamiento en 1948, tiene un propósito complejo. El canal toma agua del río. Kuban, la toma anual de agua también proviene de las descargas del Gran Canal de Stavropol. El caudal máximo de diseño es de 75 m3/s, la longitud es de 49,2 km.

Para proteger los asentamientos, las instalaciones económicas y las tierras agrícolas en el territorio de la Federación Rusa, se han construido más de 10 000 km de barreras de agua y murallas protectoras.

En 2009, la reconstrucción, la revisión y las reparaciones actuales se completaron en 228 GTS, de los cuales 73 estaban subordinados a Rosvodresurs, 22 eran propiedad de entidades constitutivas de la Federación Rusa, 113 eran propiedad municipal y 20 no tenían dueño.

Los daños probables evitados debido a las instalaciones completadas en 2009 ascendieron a 17,2 mil millones de rublos.

Para garantizar el paso seguro de las inundaciones en 2009:

– se llevó a cabo una inspección previa a la inundación de las secciones propensas a inundaciones de los lechos de los ríos;

– se realizaron trabajos rompehielos y trabajos para debilitar la fuerza del hielo en áreas problemáticas;

– se han elaborado planes de acción integrados de cuenca para prevenir y reducir los daños por inundaciones;

– las organizaciones de la Agencia Federal de Recursos Hídricos fueron dotadas de equipos y mecanismos, así como la creación y reposición de un stock de emergencia de la construcción necesaria y combustible y lubricantes;

– intercambio de información organizado con los servicios operativos del Ministerio de Situaciones de Emergencia de Rusia, Roshydromet, Rosenergo, Rospotrebnadzor, Rosselkhoznadzor, Rosmorrechflot, Rostrasnadzor, Rosprirodnadzor y otros.

Los tipos y clasificación de los cuales hablan de una amplia gama de su uso. Cualquiera de estas estructuras se construye sobre recursos hídricos, desde ríos y lagos hasta mares o aguas subterráneas, y son necesarias para combatir el poder destructivo del elemento agua. Cada uno de los sistemas tiene sus propias características de construcción y funcionamiento.

¿Cómo se clasifican?

Se entiende por estructuras hidráulicas los sistemas que permiten aprovechar o prevenir los efectos nocivos del exceso de agua sobre el medio ambiente. Todas las cuencas hidrográficas modernas, recuperación de tierras) se denominan "estructuras hidráulicas". Sus tipos y clasificación, en función de las características de instalación y funcionamiento, son los siguientes:

mar, lago, río o estanques;
suelo o subterráneo;
servida por el sector del agua;
utilizado por diversas industrias.

Las estructuras hidráulicas modernas son presas, presas, aliviaderos, tomas de agua y canales. En general, cualquier sistema que se instale en

retención de agua

Las estructuras hidráulicas de retención de agua son estructuras con las que se puede crear presión o proporcionar una diferencia delante y detrás de la presa. Los expertos dicen que el régimen hídrico en la zona de remanso varía según las condiciones naturales y climáticas de la región. Las estructuras hidráulicas de soporte de agua son las estructuras más importantes para la creación de presas, ya que soportan una gran carga debido a la presión del agua. Si de repente la estructura de retención de agua falla, el frente de presión del agua será difícil de controlar y esto puede tener consecuencias lamentables.

Plomería

Las estructuras de suministro de agua consisten en tomas de agua, aliviaderos, aliviaderos y canales. Son estructuras hidráulicas que sirven para trasvasar agua a puntos específicos. Los sistemas de toma de agua que toman agua de un embalse y la suministran a instalaciones hidroeléctricas, de abastecimiento de agua o de riego merecen una atención especial. Su tarea es asegurar el paso de agua al conducto en el volumen, cantidad y calidad prescritos de acuerdo con el programa de consumo de agua. Dependiendo de la ubicación, puede ser:

superficial: el agua se toma al nivel de la superficie libre;
profundo: el agua se toma por debajo del nivel de la superficie libre;
abajo: el agua se toma de la sección más baja del curso de agua;
palangre: con una construcción de este tipo, la cerca se lleva a cabo desde varios niveles de agua; depende de su nivel en el reservorio y de su calidad a diferentes profundidades.

En la mayoría de los casos, las estructuras hidráulicas de toma de agua se montan en los ríos. La foto muestra que tales estructuras pueden ser altas y bajas.

Tomas de agua para diferentes embalses

Dependiendo del tipo de fuente, las tomas de agua pueden ser de río, lago, mar, embalse. Entre las estructuras fluviales, las más populares son los canales costeros, flotantes, que pueden combinarse con estaciones de bombeo o montarse por separado:

Se debe instalar una instalación en tierra si la costa es abrupta. Tal diseño son estructuras hidráulicas de toma de agua que consisten en hormigón u hormigón armado con un gran diámetro. La foto muestra que la pared frontal llega a tierra.
Los sistemas de canales se colocan y se distinguen por una tapa colocada en
Las estructuras flotantes son un pontón o barcaza con bombas instaladas en ellas, a través de las cuales se toma agua del río y se alimenta a través de tuberías hasta la orilla.
Los sistemas de toma de agua de balde toman agua del embalse con un balde ubicado en la orilla.

Regulador

Estructuras hidráulicas regulatorias: ¿qué es? De otra forma, se les llama estructuras de enderezamiento, ya que te permiten regular el caudal de los ríos. Esto se puede lograr mediante la construcción de guías de chorro y estructuras limitadoras en el canal mismo ya lo largo de las orillas del embalse. Gracias a tales sistemas, el flujo del río se forma de modo que se mueve a una velocidad relativamente baja y, por lo tanto, mantiene una calle con valores mínimos predeterminados de ancho, profundidad y curvatura. Estas estructuras hidráulicas son populares, cuyos tipos y clasificación son los siguientes:

estructuras de capital que forman parte de los sistemas generales de regulación de los ríos y están destinadas al uso a largo plazo;
estructuras ligeras, que también se denominan temporales y se utilizan principalmente en ríos de pequeño y mediano volumen.

Las primeras estructuras consisten en presas, murallas, presas e idealmente hacen frente a la acción socavadora y destructiva del agua. Las estructuras de control de luz son cortinas, cercas de mimbre que simplemente dirigen o desvían el flujo del dispositivo.

Estructuras hidráulicas de riego

Los tipos y la clasificación sugieren una división según la presencia de presas: sin presa o con presa. Los primeros sistemas consisten en la creación de un cauce artificial que parte del río en un cierto ángulo y toma parte del curso del curso de agua. Para evitar que los sedimentos del fondo caigan en el canal de riego, dichas estructuras se ubican en secciones cóncavas de la costa. Si el caudal de agua es importante, entonces se requiere la construcción de estructuras de presas, que a su vez pueden ser superficiales o profundas.

Alcantarillas

Las estructuras hidráulicas de alcantarillas son presas y aliviaderos. Estos sistemas se denominan de acción controlada o automática. Con la ayuda del aliviadero, el exceso de agua se descarga del depósito, y el aliviadero es un sistema en el que el agua se desborda libremente sobre la cresta de la estructura de retención de agua. Dependiendo de las características del movimiento del agua, dichos sistemas pueden ser sin presión o sin presión.

proposito especial

Entre las estructuras hidráulicas de propósito especial, se pueden destacar: estructuras hidroeléctricas, de riego, de drenaje, sistemas de mejoramiento y estructuras de transporte de agua. Echemos un vistazo más de cerca a estas estructuras:

Las instalaciones hidroeléctricas son de obra, de canal, de presa o de desvío. Dichos sistemas consisten en estructuras de toma de agua, tuberías de presión, turbinas con generadores, tuberías de descarga y varios tipos de compuertas. Se necesitan centrales hidroeléctricas para convertir la energía del flujo de agua en electricidad.
Transporte acuático: estos sistemas consisten en esclusas, elevadores de barcos, instalaciones portuarias que se montan sobre ríos, canales con diferentes niveles de agua en ellos.
Mejorativos: estos sistemas permiten pensar en medidas encaminadas a la mejora radical del suelo. Como parte de la recuperación de tierras, se lleva a cabo el drenaje y el riego de los territorios. Con la ayuda de un sistema de drenaje, se elimina el exceso de humedad y un sistema de riego proporciona riego oportuno del territorio. Los sistemas de drenaje pueden ser horizontales o verticales.
Pasos de peces: estas estructuras hidráulicas aseguran el paso de los peces desde el nivel inferior del agua al superior, principalmente durante su migración de desove. Dichos sistemas son de dos tipos: los primeros implican el paso independiente de peces a través de pasajes especiales para peces, el segundo, a través de esclusas especiales para pasajes de peces y elevadores de peces.
Decantadores: son tanques especiales de almacenamiento donde se recogen los residuos de producción y efluentes industriales.

En algunos casos, se combinan estructuras generales y especiales, por ejemplo, se coloca un sistema de aliviadero en el edificio de una central eléctrica. Tales sistemas complejos se denominan nodos de estructuras hidráulicas.

¿Cuál es el peligro?

También existe una división de las estructuras hidráulicas según su grado de peligrosidad: pueden ser de grado de peligrosidad bajo, medio, alto o extremadamente alto. En la mayoría de los casos, los principales factores que afectan el peligro de las estructuras hidráulicas son las cargas e impactos naturales, el incumplimiento de la solución de diseño con los requisitos reglamentarios, la violación de las condiciones operativas de las estructuras o las consecuencias y daños debido a un accidente. Cualquier deficiencia e impacto impredecible puede conducir a la destrucción de estructuras, un avance del frente de presión.

Las estructuras hidráulicas (HTS) incluyen estructuras de frente de presión y presas naturales (presas, esclusas, presas, sistemas de riego, presas, presas, canales, alcantarillas pluviales, etc.) que crean una diferencia en los niveles de agua antes y después de ellas, diseñadas para usar agua recursos, así como para combatir los efectos nocivos del agua.

Presa: una estructura artificial de retención de agua o un obstáculo natural (natural) en el camino de un curso de agua, creando una diferencia de niveles en su parte superior e inferior a lo largo del lecho del río; es un tipo importante de estructura hidráulica común con alcantarillas y otros dispositivos creados con ella.

Las represas artificiales son creadas por el hombre para sus propias necesidades; son presas de centrales hidroeléctricas, tomas de agua en sistemas de riego, presas, presas, presas que crean un embalse en su balsa superior. Las presas naturales son el resultado de la acción de las fuerzas naturales: deslizamientos de tierra, flujos de lodo, avalanchas, derrumbes, terremotos.

Piscina: una sección de un río entre dos presas adyacentes en un río o una sección de un canal entre dos esclusas.

Aguas arriba de la presa es la parte del río por encima de la estructura de contención (presa, esclusa).

Aguas abajo: parte del río debajo de la estructura de contención.

Risberma: sección fortificada del cauce del río en la parte inferior de una estructura hidráulica de aliviadero, protegiendo el canal de la erosión, nivelando el caudal.

Los embalses pueden ser de largo o corto plazo. Un reservorio artificial a largo plazo es, por ejemplo, el reservorio de la cabecera del Iriklinskaya GRES. Se forma un embalse natural a largo plazo debido al bloqueo de los ríos por el colapso de rocas duras (Tian Shan, Pamir, etc.).

Las presas artificiales a corto plazo se construyen para cambiar temporalmente la dirección del lecho del río durante la construcción de una central hidroeléctrica u otras estructuras hidráulicas. Surgen como resultado del bloqueo del río con tierra suelta, nieve o hielo (congestión, estreñimiento).

Como regla general, las presas artificiales y naturales tienen desagües: para presas artificiales, dirigidas, para naturales, formadas al azar (espontáneas). Hay varias clasificaciones de estructuras hidráulicas. Según la ubicación de los GTS, se dividen en:

en tierra (estanque, río, lago, mar);
tuberías subterráneas, túneles.

Según la naturaleza y finalidad del uso, se distinguen los siguientes tipos de GTS:

agua y energía;
para suministro de agua;
mejorador;
alcantarillado;
transporte de agua;
decorativo;
fundición de madera;
Deportes;
pesquerías

De acuerdo con su finalidad funcional, los HTS se clasifican de la siguiente manera:

estructuras de retención de agua que crean presión o una diferencia en los niveles de agua delante de la estructura y detrás de ella (presas, presas);
estructuras de transporte de agua (conductos de agua) utilizadas para transferir agua a puntos específicos (canales, túneles, canales, tuberías, esclusas, acueductos);
estructuras de regulación (enderezamiento) diseñadas para mejorar las condiciones para el flujo de cursos de agua y proteger los canales y márgenes de los ríos (escudos, presas, semirrepresas, protección de márgenes, estructuras de guía de hielo);
aliviaderos estructuras que sirven para pasar el exceso de agua de los embalses, canales, balsas de presión, que permiten el vaciado parcial o total de los embalses.

En un grupo especial, se distinguen estructuras hidráulicas especiales:

HTS para el uso de la energía del agua - edificios HPP y depósitos de presión;
GTS para el transporte acuático: esclusas de envío, lanzamientos de troncos;
GTS de mejora - canales principales y de distribución, esclusas, reguladores;
pesquería GTS - pasajes de peces, estanques de peces;
HTS integrado (unidades hidráulicas) - HTS unidos por una red común de presas, canales, esclusas, centrales eléctricas, etc.

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Variedades de estructuras hidráulicas según la interacción con el recurso hídrico.

retención de agua

La ingesta de agua

Estructuras reguladoras o de enderezamiento

Sistemas de riego

Sistemas de alcantarillas

GTS para fines especiales

Normas generales y disposiciones básicas para el diseño y construcción de estructuras hidráulicas (HTS)

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