1. Zasada działania lewara i rysunek (25%)
Jest to typ budowli hydrotechnicznej upustowej, która działa na zasadzie samoczynnego wytwarzania podciśnienia. Gdy woda górna się podnosi to powietrze zostaje wyssane powodując podciśnienie zwiększające przepływ wody. Podciśnienie to zostaje wprowadzone samoczynnie bez użycie zewnętrznych przyrządów. Lewa może być spustem podciśnieniowym.
2. Zapory łukowe; opis, rysunek i przykłady (25%)
Zapory łukowe (lekkie) – VA. Rozróżniamy łukowe jednokrzywiznowe (walcowe – jedna krzywizna w poziomie) i dwu krzywiznowe (krzywizna w poziomie, stały kąt środkowy i krzywizna w pionie). Jednokrzywiznowe buduje się w dolinach o kształcie U, a dwukrzywiznowe w dolinach o kształcie V.
Są to lekkie zapory pracujące jak sklepienia przekazujące obciążenia na zbocza dolin. Budowane są w wąskich dolinach spełniających warunek L<3,5H. Przestrzenny sposób pracy konstrukcji i przekazywania obciążeń na zobacz pozwala na wznoszenie budowli wyjątkowo cienkich. Szerokość podstaw zapór w stosunku do wysokości waha sięw granicach B=(0,3-0,08)*H. Pracują jako monolityczne ustroje przestrzenne, tym samym nie mają dylatacji.
3. Typy spustów dennych- naszkicować (25%)
4. Co to jest jaz stały, elementy konstrukcyjne -naszkicować (25%)
Jaz stały jest to najniższa budowla piętrząca o wysokości najczęściej do 2,0m wykonywane z różnych materiałów (ostatnio z betonu i narzutu kamiennego) w celu uzyskania niedużego spiętrzenia wody. Obecnie są budowane w zasadzie tylko dla polepszenia pracy ujęć wody. Mają lokalne, punktowe znaczenie dla gospodarki wodnej.
5. Rola drenaży w zaporach betonowych
Celem działania drenaży jest zabezpieczenie materiału konstrukcji piętrzącej lub podłoża przed szkodliwym działaniem filtracji powodującej strukturalne zmiany w gruncie. Zadaniem drenażu jest także zmniejszenie ciśnienia piezometrycznego, działającego na budowlę, obniżenie krzywej depresji, redukcję ciśnienia w porach i zabezpieczenie przed ciśnieniem spływowym na skarpie odwodnej.
- redukcja ciśnienia filtracyjnego – wyporu
- ujęcie wody filtrującej przez zaporę i odprowadzenie jej u podnóża korpusu
6. Czym jest przepływ miarodajny i od czego zależy
Przepływ miarodajny jest to przepływ maksymalny przyjęty dla ustalenia zdolności przepustowej danej budowli hydrotechnicznej przy maksymalnym (Max PP) lub normalnym (NPP) poziomie piętrzenia. Zależy od lokalizacji budowli.
7. Co wiesz o katastrofie zapory w Vaiont
Przyczyną katastrofny było obsunięcie się 200 mln ton ziemi i skał ze zbocza Monte Toc. W ciągu 5 minut około 50 mln m3 wody przelało się przez koronę zapory do wąskiego gardła wąwozu Vaiont, tworząc falę o głębokości 70m. W ciągu kilku minut zginęło 2141 osób.
8. Co to jest strefowanie zapory betonowej typu ciężkiego
Strefowanie spowodowane jest koniecznością dostosowania zapory wodnej do różnych warunków pracy w poszczególnych jej częściach oraz dążeniem do zmniejszenia kosztów budowy (ilość cementu). Analizując cechy betonów w poszczególnych strefach należy zwrócić uwagę na ich związek z wymaganiami eksploatacyjnymi. Strefowanie jest to przyjęcie różnej receptury betonu dla różnych fragmentów tego samego obiektu.
Strefa 1 – wymaga betonów o dużej wytrzymałości i małej wodoprzepuszczalności
Strefa 2 – wymaga betonów o dużej wytrzymałości, średniej przepuszczalności ale o dużej mrozoodporności
Strefa 3 – narażona w zasadzie tylko na wpływy atmosferyczne stąd średnie wymagania co do mrozoodporności
Strefa IVA i IVB – statyczne części zapory dlatego beton o małej zawartości cementu oraz średnich i małych wymaganaich co do wodoszczelności
10. gdzie jest przepławka dla ryb i narysować rysunek, oraz napisać dlaczego właśnie tam,
Przepławka musi mieć łagodne nachylenie. Lokalizacja musi być związana z głównym nurtem rzeki i budowlą poprzez którą realizowany jest główny przepływ. Woda z przepławki wypływać musi pod kątem nie większym niż 30 stopni w stosunku do nurtu rzeki. Szybkość wody wypływającej z przepławki musi być wyższa o około 0,20-0,30 m/s od szybkości przepływu wody w rzece, gdyż tylko wówczas oddziaływała będzie wabiąco na ryby. Dno przepławki musi łagodnie łączyć się z dnem rzeki. Usytuowana zazwyczaj przy elektrowni z zewnętrznej strony lub między elektrownią a jazem.
11. narysować schematy zapór ziemnych
Zapory ziemne muszą być zabezpieczone przed szkodliwymi skutkami filtracji.
12. co to budowla piętrząca, przykłady
Budowla piętrząca to każda budowla umożliwiająca stałe lub okresowe utrzymanie wzniesionego ponad przyległy teren lub akwen zwierciadła wody lub substancji płynnej lub półpłynnej. Rozróżniamy: Jaz stały, Jaz z zamknięciami, Zapory betonowe, Zapory ziemne
13. po co liczy się bmin, i od czego zależy
Minimalne światło budowy określa się w celu uniknięcia nadmiernej koncentracji przepływu wody oraz związanej z tym erozji dna poniżej budowli piętrzącej.
bmin=Qλ*qmax
Q – przepływ odprowadzony przelewem
λ – współczynnik odporności dna rzeki na erozję
qmax – maksymalne jednostkowe natężenie przepływu występujące w nurcie rzeki przed jej zabudową
14. jaka jest konstrukcja uszczelnienia rdzeniem zapory ziemnej
15. omówić rodzaje umocnień za płytą wypadową jazu
Umocnienie dna na odcinku rzeki bezpośrednio poza betonową płytą wypadu jest zagadnieniem istotnym ze względu na zapewnienie stateczności wypadu. Pomimo wygaszenia energii płynącej wody w odskoku i na szykanach należy wykonać zabezpieczenia dna wg zasad podanych poniżej. Umocnienie na długości L składa się z u umocnienia sztywnego i elastycznego.
Rodzaje: umocnienie sztywne z wielkowymiarowych płyt z betonu słabozbrojonego, umocnienie elastyczne jako narzut kamienny na filtrze odwrotnym lub jako materace faszynowe obciążane narzutem lub gabiony
16. opisać uszczelnienie ekranem na skarpie
Pod względem lokowania uszczelnień rozróżnia się ekrany tzn. uszczelnienia kładzione w płaszczyźnie skarpy odwodnej i odpowiednio chronione oraz rdzenie sytuowane w osi pionowej korpusu. Ze względu na materiał dzieli się je na uszczelnienia z materiałów naturalnych tzn. gruntów spoistych takich jak glina czy ił i materiałów sztucznych jak folie, maty bitumiczne, geomembrany itp. Przy uszczelnieniach z gliny lub iłu ważne są warstwy ochronne z piasku i żwiru zapewniające stabilność materiału ekranu czy rdzenia.
17. omówić i skomentować położenie elektrowni wodnej i śluzy
Elektrownie lokalizuje się w miejscach gdzie występuje duża różnica poziomów oraz odpowiednie natężenie przepływu, ponieważ wykorzystują one energię potencjalną, która zostaje zamieniona na energię elektryczną.
18. od czego zależy wydatek w jazie o kształcie optymalnym(?) (nie wiem czy dobre słowo, w każdym razie chyba trapezowym) o szerokiej koronie
ogólnie wydatek jazu zależy od szerokości korony (c), głębokości wody ponad korona przelewu(H), współczynnika wydatku (zależy on od stosunku c/h i współczynnika pochylenia), światła przelewu (b), współczynnika nierównomierności strug (alfa), prędkości wody dopływającej do budowli piętrzącej, współczynnik podtopienia przelewu (sigma- zależny od różnicy wysokości wody dolnej i rzędnej korony przelewu) , od współczynnika dławienia bocznego (epsilon zależny od kształtu filarów i przyczółków, ilości przęseł jazu(n), światła przelewu (b) , głębokości wody nad korona (H))
19. Co to upust płuczący
Upusty płuczące są to otwory o progach położonych znacznie niżej niż korona progu jazu i zamykane zastawkami poruszanymi za pomocą prostych mechanizmów. Upust jest otwierany przy przejściu większych przepływów, aby intensywny, skoncentrowany przepływ wody spowodował wymywanie rumowiska w strefie przed ujęciem wody i przenoszenie go do stanowiska dolnego. Upusty płuczące przywracają w ten sposób ruch rumowiska, zakłócony przez budowę jazów stałych.
20. Cele piętrzenia wody
Ochrona przeciwpowodziowa – zmniejszenie fali powodziowej, wyrównanie i powiększenie przepływów niskich np. dla żeglubi, wykorzystanie energii wodnej, utrzymanie poziomów wody przy ujęciu, zmiany ruchu rumowiska wleczonego i unoszonego, stwarzanie terenów rekreacyjnych
21. Rodzaje drenaży
22. Od czego zależy klasa ważności obiektów?
Są cztery klasy. Zależy ona od wysokość spiętrzenia, objętości zbiornika V, powierzchni terenu, który uległby zalaniu w wyniku awarii budowli oraz liczby osób przebywających na terenie zalanym, w wyniku awarii budowli.
23. Przepływ kontrolny i miarodajny.
Jest to maksymalny przepływ roczny o zadanym prawdopodobieństwie, będący podstawą dla sprawdzenia równowagi dna przy zastępczej średnicy ziaren. Przepływ miarodajny musi w całości mieścić się w korycie, a dla przepływu kontrolnego dopuszcza się jego wystąpienie na terenach zalewowych, przy zachowaniu warunku bezpieczeństwa dla terenów i związanych z nim obiektów.
24. Wymiarowanie płyty wypadowej, na co się projektuje i rozwiązania projektowe
Wymiarowanie wypadu polega na takim doborze jego długości L oraz zagłębienia D aby powstały odskok hydrauliczny w całości mieścił się w obrębie wypadu i był zatopiony. Głębokość wody na dolnym stanowisku h zależy tylko od własności koryta rzeki (kanału) i można ją wyznaczyć wyłączeni z krzywej konsumpcyjnej (przepływu) stanowiska dolnego
Warunek zatopienia: η=h+dh2≥1
25. Typy zapór betonowych
ciężkie (grawitacyjne), łukowe (lekkie), filarowe (półciężkie i lekkie), łukowe (ciężkie), wielołukowe
26. Wymienić rodzaje zapór ze względu na materiał
zapory ziemne– główny masyw zapewniających ich stateczność wykonany z zagęszczonego gruntu
zapory narzutowe – główny masyw wykonany z kamienia łamanego i rumoszu kamiennego
zapory ziemno-narzutowe – korpus wykonany jest częściowo z gruntu i częściowo z narzutu kamiennego
zapory betonowe
27. Cel zbiorników
Retencyjne – ich zadaniem jest magazynowanie wody w okresach nadmiaru (wyżówkach) i wykorzystania w okresach ubogich (niżówkach), ochrona przed powodziami, energetyka wodna, zaopatrzenie w wodę, wyrównanie przepływów, żegluga, nawodnienia, rybołówstwo, wypoczynek.
Przepływowe – powstają w wyniku przegrodzenia jazami. Mają one na ogół stały poziom spiętrzenia z uwagi na energetykę. Ich zadaniem jest utrzymanie stałego poziomu piętrzenia wody, a nie magazynowanie wody.
Wyrównawcze – są to dwuzadaniowe zbiorniki towarzyszące zbiornikom retencyjnym z elektrowniami szczytowymi lub elektrowniami szczytowo pompowymi. Zbiorniki wyrównawcze umożliwiają pracę elektrowni pełnymi mocami w okresach szczytów dobowego zapotrzebowania energetycznego. Drugim zadaniem jest równomierne odprowadzenie zgromadzonej wody do cieku, tak aby na skutej szczytowej pracy elektrowni nie występowały w rzece fale odpływu o charakterze fal powodziowych.
Suche – są to zbiorniki jednozadaniowe z jazami stałymi, mają na celu zmniejszenie wysokości fali powodziowej.
27. Wirnikowe silniki wodne
Turbiny wodne są to wirnikowe silniki wodne, przetwarzające energię kinetyczną i potencjalną wody na energię mechaniczną. W zależności od sposobu oddziaływania wody na wirniki turbiny dzielą się na akcyjne czyli wykorzystujące energię kinetyczną strumieni wody i turbiny reakcyjne czyli wykorzystujące energię kinetyczną i potencjalną wody.
28. Elektrownie przepływowe, zbiornikowe, derywacyjne, szczytowo-pompowe.
Elektrownia przepływowa – jest to elektrownia, która energię przepływających wód wykorzystuje przy małym spadku (kilkanaście metrów) nie mając możliwości magazynowania wody i regulacji wytwarzanej mocy elektrycznej. Nie mają zbiornika do magazynowania wody, wykorzystują ciągły przepływ cieku wodnego.
Elektrownie zbiornikowe – elektrownia wyposażona w zbiornik gromadzący spiętrzoną za pomocą zapory lub jazu wodę. Pozwala on zwiększyć ciśnienie i spad, zwiększając możliwą do wykorzystania energię wody.
Elektrownia derywacyjna – mała elektrownia wodna, która wykorzystuje kanał derywacyjny. Kanał taki przecina w poprzek naturalne zakole rzeki sztucznie zwiększając wysokość spadu elektrowni. W takim kanale umieszczana jest turbina.
Elektrownia szczytowo-pompowa – zakład przemysłowy którego zadaniem jest przemiana energii elektrycznej w energię grawitacyjną wody pompowanej do górnego zbiornika górnego oraz proces odwrotny. W elektrowni szczytowo pompowej zamienia się energię elektryczną na energię potencjalną grawitacji poprzez wpompowanie wody ze zbiornika dolnego do górnego w okresie nadwyżki produkcji nad zapotrzebowaniem na energię elektryczną (np. w nocy), a następnie, w godzinach szczytu, następuje odwrócenie procesu.
KaC2009