Плотины, дамбы, водозаборы, шлюзы и другие гидротехнические сооружения

Гидротехнические сооружения применяются для различных нужд: противодействие вредному воздействию водной стихии, в качестве забора, для транспортировки, аккумулирования, распределения и удобного использования водной среды.

Такие сооружения нужны также для преобразования энергии течения в электрическую.

Виды гидросооружений

К самым распространенным гидросооружениям можно отнести:

• дамбы и плотины;
• шлюзы и каналы;
• колодцы и фонтаны;
• пирсы и гидроэлектростанции.

До середины XVIII века в Европе были популярны водяные мельницы, где поток воды вращал большое колесо для полезного использования силы гидроэнергии. Усовершенствованная современная интерпретация водяной мельницы представлена плавучими конструкциями для получения электроэнергии (Магдебург, Германия).

Дамбы и плотины

Оба типа гидросооружений предназначены для преграждения водной стихии. Дамба выполняет оградительную или регулировочную функцию. Чаще всего она представлена трапецеидальной насыпью, не допускающей наводнений. Используется для безопасной прокладки транспортных путей и коммуникаций.

Плотина представляет собой массивную стену, перегораживающую водоток с целью:

• аккумулирования запаса воды (водохранилище);
• формирования необходимого напора потока.

Небольшие плотины (запруды) на второстепенных речных рукавах способствуют увеличению глубины фарватера основного русла для возможности судоходства.

Арочная плотина Цзиньпин в Китае высотой 305 м и длиной 569 м возглавляет список самых высоких в мире. Всего 5 метров ей уступает Нурекская плотина (300 м в высоту) на реке Вахш в Таджикистане. Замыкает тройку лидеров плотина Сяовань на юго-западе Китая (высота 292 м). Самая высокая российская Саяно-Шушенская плотина расположена на Енисее и достигает в высоту внушительные 242 м.

Шлюзы и каналы

При необходимости перемещения судна между разноуровневыми отрезками водного пути применяется шлюз с герметичной камерой, входными и выходными воротами. Самый большой шлюз построен в Бельгии на побережье Северного моря. Его глубина почти 14 м при длине полкилометра, а объем наполнения водой превышает 655 млн литров.

Для перенаправления потоков и оптимизации водных путей строятся каналы. Часто канал – это единственная возможность соединить два бассейна разных водоемов без необходимости длинного обхода окольными путями:

• Легендарный Панамский канал, соединяющий Тихий океан и Атлантику, втрое сократил длину морских путей в акватории американских материков;
• Беломорско-Балтийский удобно соединил Балтийское и Белое моря без необходимости длительного обхода вдоль побережья Швеции, Дании и Норвегии. Вместо многих тысяч морских миль корабли проходили всего 227 км по Беломорканалу, безопасность которого обеспечивали 19 шлюзов.

Оросительные каналы важны для качественной ирригации и гидромелиорации засушливых с/х угодий. Это сеть протоков для стабильной доставки воды от водоисточника (река, водохранилище) к месту орошения. Часто имеют укрепленные бетонными плитами берега. Небольшие каналы задействованы в программах осушения болот, обеспечивая водоотток от заболоченных земель в реки.

Колодцы и фонтаны

К привычным и знакомым видам гидротехнических сооружений следует отнести колодцы и фонтаны. Колодцы обеспечивают быстрое получение грунтовых вод для питья и быта. Самый глубокий копаный колодец имеет глубину 390 м, он находится в Англии и выкопан в 1862 году.

Стандартно колодцы выполнены в виде вертикального ствола-шахты 10-30 м для достижения безнапорного водоносного пласта. Сверху шахта прикрыта навесом в виде домика, чтобы избежать несчастных случаев, попадания в воду мусора и повысить эксплуатационный комфорт.

Барабан с воротом обеспечивает подъем ведра с водой. Возможен вариант установки насоса. Для фильтрации поступающей в шахту воды на дно колодца насыпают толстый слой песка и гравия. При регулярной очистке и уходе срок службы колодца ограничен только стабильностью уровня подземных вод.

Фонтан – сложное гидротехническое сооружение с насосом и распылителями для эстетичного выброса воды под давлением. Несет декоративную и релаксирующую функцию. Фонтаны часто украшают зоны отдыха и парки. Самый высокий фонтан в мире выбрасывает воду на 312 м и находится в Саудовской Аравии.

Пирсы и гидроэлектростанции

Пирсы – это выступающее в акваторию водоёма платформы (открытые или закрытые) на плавучих основаниях или опорах. Они предназначены для швартовки плавсредств, прогулок, рыбалки, транспортировки грузов.

Длина пирса может составлять как считанные метры, так и несколько километров. Самый длинный в мире прогулочный пирс можно увидеть в г. Саутенде (графство Эссекс, Великобритания). Его протяженность – более 2 км.

Вершиной развития гидротехнических сооружений принято считать гидроэлектростанции, объединившие в себе лучшие черты:

• водяной мельницы;
• плотины;
• шлюзов для регулировки уровня воды;
• конструкций для обеспечения судоходства.

Китайская ГЭС «Три ущелья» на р. Янцзы со 191-метровой плотиной и установленной мощностью 22,5 ГВт официально признана крупнейшей в мире. В пределах СНГ лидерство удерживает Саяно-Шушенская ГЭС на Енисее. Больше всего серьезных российских ГЭС находятся на Волге (4), еще 3 на Ангаре и по 2 на Енисее (Красноярский край) и р. Каме (Пермский край).

и не забудьте поделиться с друзьями