Канал бойындағы су реттегіш құрылымдар. Су өткізгіш құрылымдар- науалар мен дюкерлер

Сабақ жоспары:

· Cу құламалары мен су қиылыстырғыш құрылымдар, олардың конструкцияларымен таныстыру

· Су реттегіш құрылымдарға қойылатын жалпы талаптармен таныстыру

· Ашық су реттегіш құрылымдар, олардың конструкцияларымен таныстыру

· Құбырлы және диафрагмалы су реттегіш құрылымдар, олардың конструкцияларымен таныстыру

· Су тасымалдағыш құрылымдар: акведуктар, науалар, дюкерлер

· Су қиылыстырғыш құрылымдар, олардың конструкциялары, қолдану жағдайлары

Cу құламалары мен су қиылыстырғыш құрылымдар, олардың конструкциялары.

Су алғыш құрылымдар құрамындағы реттегіш-шлюздер арқылы өзеннен магистралдық каналға су алынады, осы су реттегіш құрылымдар арқылы төменгі реттегі шаруашылықтың ішкі каналдарына су беріледі, судың деңгейі реттеледі, жарым-жартылай каналдағы су қотарылады, апаттық жағдайда каналдағы су қотарылады, учаскелер бойына каналдағы тасындылар жуылады. Конструкциялық ерекшеліктеріне байланысты реттегіш құрылымдар: ашық, құбырлы және диафрагмалы болып келеді.

Су реттегіш шлюздарды біртұтас бетоннан құяды не құралмалы темірбетоннан салады. Суғару жүйелерінде судың ағымын және деңгейін реттеу үшін көптеген майда гидротехни калық құрылымдар салынады, су өткізу мүмкіндігі бірнеше 100 литрден 10 м³/с дейінгі. Ашық және жабық суғару жүйелерінде бір мың гектар суармал жерге әртүрлі 50 шақты гидротехникалық құрылымдар салынады, ал суландыру және құрғату жүйелерінде 40-50 құрылымға дейін, ал күріш өсіретін жүйелерде 150 құрылымға дейін салынады.

Мелиоративтік жүйелерде майда гидротехникалық құрылымдардың көптеп қолданылатынын ескере отырып, оларды жобалу барысында типтік шешімдер қолданып, олардың құрылысын салуға құралмалы темір бетон элементерді кеңінен қолданады.

Су реттегіш құрылымдарға қойылатын жалпы талаптар:

а) су ағымы мен деңгейін дұрыс реттеп, құрылым жұмысын автоматтандыруға мүмкіндік беруі;

б) пайдалануы қарапайым болуы;

в) құрылымдардың сенімділігі мен ұзақ уақыт пайдалануын қамтамасыз ете отырып, арзан және құрылыс салу мерзімі қысқа болуы қажет;

г) типтік шешімдерді кеңінен қолдану;

д) жаңа құрылыс материалдарын кеңінен қолдану;

е) құрылыс салуда жаңа, жетілдірілген тәсілдері қолдану.

Ашық су реттегіштерді- су көздерінен бөгетті және бөгетсіз түрде су алғанда, арна арқылы судың ең көп ағымы өткенде және реттегіш алдындағы су деңгейі көп өзгермейтін жағдайда қолданады. Бұл құрылымдарды каналдан су алғанда су тірек құрылымдар ретінде керекті су тереңдігін қамтамасыз ету үшін, су тұтынушыларға суды бөлгенде және ішкі шаруашылық каналдарына су беруге кеңінен қолданады. Ашық су реттегіштер құрылымдарды жыл бойына пайдаланатын каналдарда және де анжыр мен мұздарды өткізетін жағдайда қолданған тиімді. (10.1. және 10.2 суреттер).

10.1. сурет. Каналдағы ашық су реттегіштің схемасы

1. понурдың қадасы; 2. понур; 3. орталық қада; 4. су ұрма; 5. су ұрманың қадасы; 6. рисберма; 7. каналдың құлама беткейін тақтамен бетондап бекіту; 8. құрылымның жағалық тіреуі; 9. қызметкерлер жүретін көпір; 10. қақпақ; 11. каналдың жоғарғы бьефтегі құлама беткейін тақтамен бекіту;12. құрылымның қайтармалы қабырғасы;

10.2. сурет. Құралмалы темірбетон элементтерден, типтік жобамен салынған ашық су реттегіш құрылым. а) құрылымның ұзына бойына қимасы; б) құрылымның төбесінен қарағандағы көрінісі

Құбырлы су реттегіштерді-суғару жүйелерінде су реттегіш және су қиылыстырғыш құрылымдармен бірге, жоғарғы және төменгі бьефтегі су деңгейі айырмасы 0,5 м көп болған жағдайда, өткел (көпір) және де су жібергіш құрылым ретінде кеңінен қолданады. Әсіресе құбырлы су реттегіштердің құралмалы элементерден құрастырылатын түрлері кеңінен тараған. Құбырлар сұлбасы дөңгелек не төртбұрышты болып келеді. (10.3. сурет)

10.3. сурет. Құбырлы су реттегіштің схемасы.

Диафрагмалы су реттегіштер- бұл құрылымды өзендегі су деңгейі көп биіктікке өзгеріп тұратын болса қолданады және каналдан артық суды тастайтын құрылым ретінде де пайдаланады. Бұл диафрагмалы су реттегіш құрылымның конструкциясы ашық су реттегіш құрылымға ұқсас, диафрагма құрылым қақпағының биіктігін судың төменгі деңгейімен қабылдап, кішірейтіп алуға мүмкіндік береді. Бұл шара қақпақтың конструкциясын оңайлатып, оны ашап жабатын механизмнің жеңіл жүк көтеретін түрін қабылдауға мүмкіндік береді. (10.4. сурет)

10.4. сурет. Диафрагмалы су реттегіштің схемасы.

1. диафрагма; 2. қақпақ; 3. қада қабырға; 4.құрылымның жағалаулық тіреуі;

Су тасымалдағыш құрылымдар:

а) Акведуктар- каналдағы суды өзеннің, жолдың, шатқалдыңүстінен өткізу керек болған жағдайда қолданады және де акведукты, қиып өтетін кедергілердің деңгейлері каналдағы су деңгейінен көп төмен болған жағдайда қолданады. Акведуктың су тасымалдайтын жоғарғы құрылғысы науадан тұрады, оны арқалыққа (балкаға), рамалы не аркалы констр-укцияның үстіне орналастырады. Акведукты ағаштан, темірбетоннан не металдан дайындайды. (10.5. сурет)

10.5. сурет. Рамалы тіреуге орналастырылған акведуктың схемасы.

б) Сел өткізетін құрылғылар – канал, жол және өзен үстінен селді өткізуге арналған науалар. Бұл құрылғылардың конструкциясы акведуктарға өте ұқсас. (10.6. сурет)

10.6. сурет. Темірбетон элементтерден салынған сел өткізетін құрылғылар.

1. тастан қаланған участок; 2. габиондар; 3. қада-шпора; 4. топырақпен көмілген жер; 5. өзен арнасының топырақпен көмілген жері.

в) Науалар – бұл құрылымды топографиялық, геологиялық, гидрогеологиялық және де басқа құрылысы жүргізу жағдайларына байланысты каналды салу жұмысы науаны салудан қымбатырақ түсетін жағдайда қолданады. Науа дегеніміз қолдан жасалған арна, ағаштан, темірбетоннан, металдан жасалып, топырақтың үстіне не эстакаданың үстіне қойылатын. Суғару жүйелерінде жерге сіңіп шығын болатын су көлемін азайту үшін, каналдың орнына науаларды қолданады. (10.7. сурет.)

10.7. Темірбетоннан істелген парабола сұлбалы науа.

1. науа секциясы; 2. науа тұратын тірек; 3. су өткізбеу үшін қолданатын нығыздағыш резенке.

г) Дюкер дегеніміз- каналдағы судың және қиып өтетін кедергінін деңгейі бір- біріне жақын болған жағдайда қолданатын арынды құбыр - жол, канал не өзен астымен жүргізілетін, каналдағы суды кедергі арқылы өткізуге арналған құрылғы. Салынатын материалдары на байланысты дюкер бетоннан, темірбетоннан, темірден, ағаштан және аралас материалдардан дайындалады. Бетоннан салынған дюкерлерді су арыны 30-50 м дейін болғанда; ал алдын- ала кернелген темірбетонды қолданғанда су арыны 100 м дейін болғанда, ал темірден салынған дюкерлер арынмен шектелмейді, дегенмен олар өте қымбат, сондықтан олар ды қолдану үшін арнайы техника-экономикалық негіздеу қажет.

Дюкердің конструкциясына мынандай талаптар қойылады:

а) пайдалану барысында тұрақты қарап, жөндеп және талазап тұру мүмкіндігі болуын;

б) құбырлардың түйіскен жеріндегі саңылаулардан су шықпауын;

в) дюкерді жөндеу кезінде каналдан су келмеуін қамтамасыз етіп, ондағы суды қотару мүмкіндігі болуын;

г) сүзіліп ағатын және басқа суларды дюкер маңынан алып кету мүмкіндігі болуын.

Дюкер ішіне тасындылар шөкпеуін қамтамасыз ету үшін, оның ішіндегі су жылдамдығы 1,5 - 4 м/с аралығында болуы қажет. (10.8 және 10.9 суреттер.)

10.8.сурет. Құдықты дюкер

10.9. Темірбетоннан салынған екі құбырлы дюкер.

Су қиылыстырғыш құрылымдарды мына жағдайларда қолданады:

а) каналдың әртүрлі деңгейде орналасқан учаскелерін қиылыстыру үшін;

б) топырақтан салынған бөгет құрамында жағалық су тастағыш құрылым ретінде;

в) ағаш ағызатын құрылымдардың құрамында бөрене ағызуға.

Су қиылыстырғыш құрылымдардың негізгі атқаратын қызметі–жоғарғы деңгейде орналасқан учаскеден төменгі деңгейде орналасқан учаскеге су ағып түскенде, судың жылдамдығын азайтып, энергиясын бәсеңдету.

Суды өткізу жағдайына байланысты бұл құрылымдар екі топқа бөлінеді:

1. трассаның бүкіл ұзына бойына су құрылымнан ажырамайды, бұларға тез су ағарлар мен құбырлар жатады;

2. трассаның бір бөлігінде су құрылымнан ажырамайды, ал келесі бөлігінде еркін, ауа кеңістігінде болады, бұл құрылымдарға баспалдақты және консолді тік құламалар жатады.

Тез су ағарлар- конструкциясы ең қарапайым құрылымдар, оларды кез келген инженер- лік-геологиялық жағдайларда салуға болады. Тез су ағарларды: бетоннан, темірбетоннан, ірі тастардан және басқа құрылыс материалдарынан салады. Тез су ағардың еңістігін жердің еңістігіне сәйкес, жер қазу жұмыстарының көлемін азайту мақсатында - оның ұзындығының неғұрлым қысқа болу жағдайына байланысты қабылдайды.

Бетоннан және темірбетоннан салынған науалар судың жылдамдығының 12-13 м/с-қа дейін, одан да жоғары болуына мүмкіндік береді, ал құрамалы темірбетоннан салынған тез су ағарларда судың жылдамдығын 7-10 м/с аралығында қабылдайды. Тез су ағардың еңістігі көп болған жағдайда i≥0,15 және өте ұзын болса, онда тез су ағардағы судың жылдамдығын азайту үшін науа табанын кедір-бұдыр қылып салады.

Тез су ағардың құбырлы конструкциясы да кездеседі, бұл құбырлар ішінде судың арынсыз қозғалысы орын алады. Құрамалы элементерден тұратын құбырлы тез су ағардың 50 м³/с су ағымын өткізетін типтік жобасы Ленгипроводхозда, ал 1,46-дан 5,67 м³/с-ке дейінгі су ағымын өткізуге арналған тез су ағар-құламаның типтік жобасы Гипроводхозда дайындалды. (10.10 сурет.)

10.10. Бетоннан салынған тез су ағардың схемасы

1. су әкелетін канал; 2. тез су ағардың кіре беріс бөлігі; 3. тез су ағардың науасы; 4. су ұрма құдық; 5. тез су ағардың шыға беріс бөлігі; 6. суды алып кететін канал.

Баспалдақты құламаларды- жер бетінің еңістігі көп болған жағдайда қолданады (i>0,2), яғни, тез су ағар салу тиімсіз болған жағдайда, баспалдақты құлама салынады. Құлау биіктігіне байланысты бір не көп баспалдақты құлама салынады. Құламаны бетоннан, темірбетоннан, ірі тастардан не кірпіштен салады. Бір баспалдақты құламаны құлау биіктігі 5 м дейін болғанда қолданады.

Құлама ашық, жартылай арынды және арынды болып келеді. Ашық құламалардың көлденең кесіндісінің сұлбасы трапеция не төртбұрыш тәріздес болып келеді.

Жартылай арынды құламаларда арынды учаске болады (10.11. сурет).

10.11. Бетоннан салынған көп баспалдақты құлама.

1. понур; 2. кіре беріс; 3. құлама қабырға; 4.флютбет; 5. бірінші баспалдақ; 6. екінші баспалдақ; 7. суды ақтаратын тесік; 8. соңғы баспалдақ; 9. шыға беріс; d- су ұрма құдықтың тереңдігі; P- судың құлап ағатын қабырғасының биіктігі;

Консолді құламаларда – консолді тез су ағардан аққан су каналға құлап ағады. Консолді су ағарды есептегенде, ең жауапты кезеңі, құлап аққан судың астындағы жуылу шұңқырының тереңдігін анықтау болып табылады. Бұл консолдің астындағы тіректі орнату тереңдігін анықтауға қажет, құрылымның орнықтылығын қамтамасыз ету үшін. Жуылу шұңқырын құлап ағатын судың өзі қазады, шұңқыр каналдан сыртқа шығып кетпеу үшін суды алып кететін каналды осы шұңқырға дейін жобалайды. Бұл жағдай пайдаланудың басқы кезінде орын алуы мүмкін.

Жуылу шұңқырының тереңдігінің қалыптасуына судың салыстырмалы ағымы көп әсер етеді. Бұл салыстырмалы ағымды азайту үшін консолді су ағардың науасының аяқ жағын 10^º-12^º кеңейтіп, аяқ жағына секіртпе орнату арқылы қол жеткізуге болады (10.12. сурет.).

10.12. сурет. Темірбетоннан салынған консолді құлама.

1. қызметкерлер жүретін көпір; 2. консоль; 3. трамплин-секіртпе; 4. бекітілген жағалау; 5. суды ағызатын тесік.

Бақылау сұрақтары:

1. Cу құламалары мен су қиылыстырғыш құрылымдар, олардың конструкцияларының схемасын сызыңыз

2. Су реттегіш құрылымдарға қойылатын жалпы талаптарды атаңыз

3. Ашық су реттегіш құрылымдар, олардың конструкцияларын сызып көрсетіңіз

4. Құбырлы және диафрагмалы су реттегіш құрылымдар, олардың конструкцияларын сызып көрсетіңіз

5. Су тасымалдағыш құрылымдар: акведуктар, науалар, дюкерлер оларды сызып көрсетіңіз

6. Су қиылыстырғыш құрылымдар, олардың конструкцияларын көрсетіңіз, қолдану жағдайларын атаңыз

Ші дәріс

Су құрылымдарының қақпақтарының түрлері мен топтары. Гидротехникалық құрылымдардың жалпақ бетті және сегментті қақпақтары.

Сабақ жоспары:

· Гидроотехникалық құрылымдардың қақпақтарының топталуымен таныстыру

· Ашық гидротехникалық құрылымдардың қақпақтарының түрлерімен таныстыру

· Гидротехникалық құрылымдардың жазық, жалпақ қақпақтарының түрлерімен таныстыру

· Гидротехникалық құрылымдардың сегментті қақпақтарының түрлерімен таныстыру

· Ашық гидротехникалық құрылымдарда қолданылатын басқа қақпақ түрлерімен таныстыру

Гидротехникалық құрылымдарды пайдалану барысында судың деңгейін не ағымын реттеу үшін, кемелерді не ағып келген ағаштар мен қоқыстарды өткізу үшін, құрылымның су жіберетін тесіктерін толық не жартылай ашып-жабу қажет болады. Осы жұмыстарды атқаратын инженерлік конструкцияларды гидротехникалық қақпақтар деп атайды. Пайдалану мақсатына қарай гидротехникалық қақпақтар: негізгі, апаттық, құрылысты салу барысында және жөндеу кездерінде пайдаланатын деп топталады.

Негізгі қақпақтар: су ағымын реттеп тұтынушыға беруге, немесе бьефтердегі су деңгейін белгілі бір деңгейде ұстап тұруға арналған.

Апаттық қақпақтар: апат езінде су жібергіш құрылымдарға судың келуін тоқтатуға немесе негізгі қақпақтарға түсетін арынды азайтуға арналған.

Жөндеу кезінде пайдаланатын қақпақтар: су жібергіш құрылымдарды уақытша жауып, су жүретін құбырларды, ысырмаларды, құрал-жабдықтарды қарап шығуға, жөндеу барысында пайдалануға арналған.

Апаттық және жөндеу кезінде пайдаланатын қақпақтар: аты аталған екі қақпақтың да қызметін атқарады.

Құрылыс салу кезінде пайдаланатын қақпақтар: құрылысты салу кезінде су жіберетін тесіктерді жабуға арналған (құрылысты салу кезіндегі тасқын суды өткізуге арналған).

Жабатын тесіктерінің орналасына байланысты қақпақтар жағарыдағы не тереңде орналасқан тесіктерді жабатын қақпақтар деп топталады.