Особенности береговых процессов на приплотинных участках ГЭС : на примере Жигулевской ГЭС

• Автор: Шумакова, Елена Михайловна
• Шифр специальности: 25.00.27
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 148 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава 1. Краткий исторический обзор развития теории

русловых процессов и процессов переработки берегов рек и водохранилищ

1.1. Краткий исторический обзор развития теории русловых

процессов

1.2. Краткий исторический обзор развития теории процессов

переработки берегов

Глава 2. Руслоформирующие процессы в районе

гидротехнических сооружений
2.1. Русловые процессы в нижних бьефах гидротехнических
сооружений.
2.2. Методы изучения, расчета и прогноза береговых деформаций
в районах гидротехнических сооружений.
Глава 3. Общая характеристика района исследований
3.1. Общая характеристика территории
3.2. Общая характеристика Жигулевской ГЭС
Глава 4. Деформации берегов приплотинных участков
Жигулевской ГЭС.
4.1. Современное состояние береговой зоны в пределах Тольятти
4.2. Современные негативные процессы на приплотинных учатсках
Глава 5. Длинноволновые процессы, связанные с попусками
как фактор деформаций. Связь с режимом работы гидроузла.
5.1. Экспериментальные исследования в нижнем бьефе
Жигулевского гидроузла.
5.2. Гидродинамические характеристики волн, связанных с

попусками через гидроузел.
5.3 Оценка возможности развития русловых деформаций при
прохождении ИГ-волн и других волн, связанных с попусками.
Глава 6. Волновые процессы в грунтах, слагающих берега
6.1. Аппаратурное обеспечение исследований
6.2. Колебания грунтов, связанные с работой гидроузла
6.3. Методы обработки экспериментальных данных
6.4. Связь сезонных изменений в режиме работы гидроузла с
интенсивностью микросейсмических колебаний приповерхностных слоев грунта приплотинной зоны.
6.5. Влияние режима работы ВСП в период пропуска пика
половодья на колебаний грунтов.
6.6. Волновые процессы, связанные с изменением режима работы
гидроагрегатов в течение суток.
6.7. Пространственная картина вибрационного воздействия ВСП
6.8 Оценка риска в связи с сейсмическим воздействием
Жигулевской ГЭС
Заключение
Литература
ВВЕДЕНИЕ
Береговые процессы на приплотинных участках ГЭС обычно связывают с деформациями берегов, вызванных ветровым волнением, колебаниями уровня водной поверхности водохранилища и нижнего бьефа, динамикой течений и ледовыми явлениями. Перечисленные факторы, определяющие береговые деформации, характерны, в разной степени, для всех ГЭС. Однако для приплотинных участков некоторых ГЭС имеются особенности. Они заключаются в том, что при определенных режимах работы ГЭС в береговых процессах существенную роль играют микросейсмические колебания грунтов, слагающих берега, возникающие именно при этих режимах. Анализу этих малоизученных явлений и оценки их влияния на береговые процессы на приплотинных участках применительно к Жигулевской ГЭС и посвящена настоящая работа.
Актуальность работы. Деформации берегов водохранилищ и нижних бьефов ГЭС широко распространены. Так из общей протяженности волжских берегов, по данным института «Гидропроект», 1400 км подвержены деформациям близким к катастрофическим для расположенных в береговой зоне сооружений различного назначения. В тоже время осуществление берегозащитных мероприятий требует материальных затрат оцениваемых в несколько десятков млн.руб/км из практики последних лет. При этом укрепление берегов производится исходя из существующих к настоящему времени методов расчета береговых деформаций, учитывающих лишь динамику течений и волновые процессы на водохранилищах. Только в последнее время стали появляться работы, в которых береговые деформации в нижнем бьефе ГЭС связываются с определенным режимом попусков -возникающими при этих попусках длинноволновыми возмущениями сопровождающимися пульсациями скоростей течений с амплитудами существенно превышающими амплитуды турбулентных пульсаций.
Особый случай - сброс вод во время пропуска половодья через

затворы ВСП и водосбросы ГЭС должны быть открыты полностью при уровне воды верхнего бьефа 65,0 м. Дальнейшее наполнение водохранилища осуществляется при открытых затворах.
Наиболее тяжелые условия для затопления прыжка в нижнем бьефе создаются при пропуске через ВСП расчетного расхода 40300 м3/сек и расходах 14136 м3/сек, соответствующего открытию затворов на 2,0 м. Запас по глубине затопления прыжка составляет 1,0-1,5 м.
ВСП состоит из следующих основных элементов: водосливной части, понура, водобоя и рисбермы. Общая длина ВСП по течению, включая крепления понура и рисбермы, составляет 420,0 м. Водосливной фронт разбит на 38 отверстий по 20 м. Отверстия перекрываются плоскими металлическими затворами. Водосливы приняты безвакуумного очертания (рис. 3-4). Понур ВСП, предназначенный для удлинения фильтрационного пути и повышения устойчивости водослива, представляет собой железобетонную плиту с глиняной и песчаной пригрузкой. На водобое имеются устройства для гашения энергии в виде шашек против средних пролетов и рассекателей - против крайних. Плиты водобоя уложены на каменной наброске. За водобоем располагается рисберма, выполненная из железобетонных плит. Для предохранения рисбермы от подмыва служит ковш, засыпанный камнем.
На ВСП установлены пролетные строения железнодорожного и автодорожного мостов, линии электропередачи.
Земляная плотина между ВСП и ГЭС намыта из мелкозернистых песков. Верховой откос в пределах колебаний горизонтов воды укреплен железобетонными плитами. Низовой откос в надводной части закреплен щебнем, в русловой — банкетом, выполненным из горной массы и камня [88].
Конструктивные особенности ГЭС и ВСП оказывают существенное влияние на режим попусков и связанных с ними волновых процессов в водной среде и в грунтах.