Выбор створа плотины

В процессе полевых изысканий, включающих в себя топографическую съемку, геологические и гидрогеологические изыскания, гидрологическое обобщение наблюдений над стоком, хозяйственное описание района строительства, намечается ряд возможных створов для плотин.

Окончательный выбор створа плотины производится на основании технико-экономических сопоставлений вариантов, принимая во внимание компоновочные решения и эксплуатационные затраты по узлу.

Учитывая, что на выбор створа оказывает влияние ряд условий, необходимо критически подойти к оценке каждого из них и принять тот из вариантов, который удовлетворяет наименьшим затратам, сокращению сроков строительства и простоте последующей эксплуатации узла. При рассмотрении условий, влияющих на выбор створа плотины, необходимо знать те оптимальные пределы, которые и должны быть положены в основу при оценке каждого из вариантов. Основные условия выбора створа - топография, геология и гидрогеология, размещение водосбросного тракта, положение карьеров и хозяйственная значимость узла сооружений.         Руководствуясь только топографией, створ плотины 1 наиболее целесообразно располагать в самом узком месте водотока, так как это дает минимальный объем земляных работ.  Желательно, чтобы водохранилище при выбранном створе имело минимальную площадь зеркала воды, что сокращает потери воды на испарение. При этом подразумевается, что по контуру водохранилища не будет оградительных дамб, затраты на которые могут свести на нет преимущество короткого створа.

Геологические условия створа плотины прежде всего   требуют, чтобы грунты в основании плотины были прочны и способны принять на себя дополнительную нагрузку     от сооружении. Для  водохранилищных узлов сооружений существенную роль играет водопроницаемость грунтов как в створе плотины, так и в чаше водохранилища.    Чем более мощный слой грунта с повышенным коэффициентом фильтрации залегает в основании плотины, тем сложнее и дороже противофильтрационные работы. Особенно трудоемки такие работы, когда их проводят непосредственно в ложе водохранилища. Поэтому на геологическое строение чаши водохранилища нужно обращать особое внимание и при выборе створа плотины учитывать фильтрационные потери воды, которые при неблагоприятном напластовании грунтов могут быть весьма большими. Для иллюстрации приведено несколько характерных случаев напластований грунтов в чаше водохранилища, которые следует учитывать при выборе створа плотины.

Если схематически представить себе четыре водохранилища на водотоке и по каждому из них дать поперечное сечение, то геологическое строение можно охарактеризовать различными напластованиями; их учет позволит правильно подойти к выбору створа плотины.
Первое сечение е синклинальным геологическим строением: падение пластов идет к оси тальвега (рис. 6,а). При наличии водопроницаемых пластов такое геологическое напластование благоприятно для устройства водохранилищ, так как безвозвратных потерь воды на фильтрацию здесь не будет.


Рис. 6. Различные варианты напластований в чаше водохранилища: а - синклинальное;   б - антиклинальное;   в - наклонное;   г - линзовое.

За счет насыщения водой водопроницаемых слоев создается аккумулирующий объем, используемый по мере сработки уровней воды в водохранилище и обнажения проницаемых слоев.

Второе сечение с антиклинальным геологическим строением: падение пластов идет от оси тальвега (рис. 6,б). Наличие водопроницаемых пластов, особенно с большим коэффициентом фильтрации, приведет к безвозвратным потерям воды на фильтрацию, размер которых может оказаться таким, что водохранилище высохнет. Антиклинальное расположение напластований неблагоприятно для устройства водохранилищ. Противофильтрационные мероприятия по ложу водохранилища обычно стоят очень дорого и экономически не оправдываются.

Третье сечение с наклонным напластованием водопроницаемых грунтов, перемежающихся водоупорными слоями, занимает промежуточное положение между первым и вторым сечениями. Можно считать, что устройство водохранилищ в этом случае неблагоприятно, но возможно (рис. 6,в).

Четвертое сечение характеризуется тем, что на всем протяжении водохранилища залегают водонепроницаемые грунты,   распространяющиеся   на   очень   большую глубину, и только в пределах самого русла водотока имеются аллювиальные отложения небольшой мощности. Такое геологическое строение и для чаши водохранилища, и для створа плотины наиболее благоприятно, так как потерь воды через водопроницаемый слой не будет. В этом случае по створу плотины предусматриваются противофильтрационные мероприятия.

Разновидностью четвертого сечения, встречающегося в практике, является случай, когда основная покровная толща сложена из водонепроницаемых грунтов, а в пределах ее встречаются прослойки ила линзы водопроницаемых (рис. 6,г). Такое напластование также благоприятно для устройства водохранилищ. Но при этом нельзя допускать обнажения водопроницаемых прослоек, через которые фильтруется много воды.

Гидрологические условия влияют на выбор створа плотины так, что при стоке заданной обеспеченности возможно наполнение водохранилища до заданного объема. На выбор створа плотины большее влияние оказывают расположение водосбросного тракта  и размещение сооружений на нем. Это влияние сказывается как на стоимости всего узла, так и на эксплуатации. При прочих равных условиях - геологических, гидрологических и хозяйственных - выбор створа плотины нельзя подчинять только топографии, исходя из минимума объема работ по насыпи. Необходимо еще учитывать наиболее удачное расположение водосбросного тракта, так как его стоимость часто превосходит стоимость самой плотины. Особое внимание следует уделять вопросу, связанному с пропуском паводковых вод, от чего зависит устойчивость самой земляной плотины.

Влияние хозяйственных условий на выбор створа плотины,  сказывается на использовании запасов воды в водохранилище, удаленности узла сооружений от потребителя. При использовании запасов воды для ирригационных целей с учетом самотечной подачи требуются заданные отметки уровней в водохранилище, обеспечивающие командование над орошаемой площадью. Близость расположения промышленных объектов может привести к загрязнению воды в водохранилище. Такой водой нельзя пользоваться, например, для водоснабжения. Ряд других условий также оказывает влияние на положение створа плотины.

Последнее обновление 06.07.12 21:17