Гидротехнические сооружения предназначаются для использования водных ресурсов и для борьбы с водной стихией.
В зависимости от вида используемого естественного потока или водоема различают речные, озерные и морские гидротехнические сооружения.
По характеру воздействия на водный поток или водоем гидротехнические сооружения условно подразделяют на три основные группы.
1. Водоподпорные, испытывающие на себе напор воды и удерживающие ее перед собой. К их числу относятся различные дамбы и плотины.
2. Водопроводящие, служащие для отвода или подвода воды из одних пунктов к другим. К ним относятся каналы, трубопроводы, гидротехнические тоннели.
3. Регуляционные, определяющие условия протекания водных потоков в руслах; ограничивающие наносы, размывы; регулирующие действие волн, течений. Это волнобои, льдозащитные стенки, берего- и дноуглубительные системы.
Кроме того, различают специальные виды гидротехнических сооружений, как например, здания гидроэлектростанций (ГЭС), судоходные шлюзы, лесопропускные, портовые, мелиоративные сооружения, сооружения санитарной гидротехники, для рыбоводства и др.
Группа различных гидротехнических сооружений, связанных общей водохозяйственной целью и местоположением, составляет узел гидротехнических сооружений или гидроузел.
Наибольшее число сооружений обычно бывает у речных гидроузлов, часто объединяющих в одном месте сооружения общего и специального назначения.
Одним из наиболее распространенных и ответственных видов гидротехнических сооружений являются плотины. Плотина предназначается преимущественно для создания водохранилищ. Запас воды в водохранилище используется для получения электрической энергии на ГЭС, увеличения судоходных глубин в реке, водоснабжения промышленных объектов и населенных пунктов, орошения земель и т. п.
По своим размерам и конструктивной сложности плотины могут быть от простейших (в виде небольших запруд) до крупнейших высотой в 300 м и более длиной в несколько километров.
392
В зависимости от строительных материалов различают земляные, каменно-набросные и бетонные плотины.
По конструктивным признакам бетонные плотины подразделяются на гравитационные, арочные, арочно-гравитационные и контрофорсные.
Гравитационные плотины представляют собой массивные сооружения, сопротивляющиеся собственным весом напору воды.
Арочные плотины имеют в плане криволинейную форму. Их сооружают, как правило, на горных реках с прочными скальными берегами.
Арочно-гравитационные плотины работают одновременно как арки и гравитационные плотины, т. е. они имеют криволинейную форму, большую высоту и массу.
Контрофорсные плотины состоят из ряда контрофорсов - стенок, устанавливаемых на некотором расстоянии друг от друга для сопротивления давлению воды.
Сложнейшим сооружением гидроузла является гидроэлектростанция (ГЭС). Если здание ГЭС размещают вблизи плотины, то такая ГЭС называется приплотинной. Если здание ГЭС, находясь в составе сооружений стационного узла, удалено от плотины, а вода к турбогенераторам подводится по специальному каналу или тоннелю, то такая ГЭС называется деривационной.
Для строительства гидроэлектростанции в выбранном на реке месте необходимо создать напор, т. е. разность уровней воды перед плотиной (верхний бьеф) и ниже ее (нижний бьеф). Вместе с расходом (количество кубических метров воды, протекающее через поперечное сечение реки в одну секунду) напор определяет мощность ГЭС.
Из воднотранспортных гидротехнических сооружений наибольший интерес представляют каналы. По своему назначению каналы разделяются на судоходные, оросительные (ирригационные), энергетические (деривационные), водопроводные, обводнительные, осушительные и лесосплавные. Часто каналы выполняют несколько функций и называются смешанными или комплексными. Одним из главных сооружений на судоходных каналах являются судоходные шлюзы. Они служат для подъема (или спуска) судов с одного водного горизонта на другой.
Содержание и объем геодезических работ зависят от вида гидротехнического сооружения, стадии его проектирования и строительства. При проектировании большинства гидротехнических сооружений геодезические работы выполняют для составления топографических и гидрографических планов, продольных профилей рек, а также для обслуживания геологических, гидрологических и других специальных работ.
Для этих целей развивают исходное и съемочное планово-высотные геодезические обоснования, создающие единую систему плановых координат и высот на всю территорию строительства. Съемки,
393
в том числе и русловые, выполняют в различных масштабах в зависимости от стадии проектирования.
Значительные по объему геодезические работы выполняют при проектировании искусственных водохранилищ. Помимо топографических съемок на территории будущего водохранилища производят работы по выносу в натуру его контура, т. е. определению границы затопления.
При возведении гидротехнических сооружений выполняют разнообразные по составу и большие по объему геодезические измерения, связанные с выносом в натуру проекта сооружения. Исходными данными для них служат рабочие чертежи проекта. Для выполнения разбивочных работ в качестве основы частично используют пункты осей обоснования, созданных для целей изысканий, а также строят специальные разбивочные сети.
Разбивочные работы выполняют на всех стадиях строительства: при выносе осей сооружений, при выполнении земляных и бетонных работ, при монтаже металлоконструкций и гидроагрегатов и т. д. Кроме того, при выполнении монтажных работ выполняют геодезические измерения, связанные с установкой технологического оборудования в проектное положение.
В процессе строительства гидросооружений ведут наблюдения за их деформациями.
394
