Hydrotechnika II - 1. Jaromír Říha. Ústav vodních staveb FAST VUT v Brně

Transkript

1 Hydrotechnika II - 1 Jaromír Říha Ústav vodních staveb FAST VUT v Brně

2 Obsah 2 moduly Přehrady (J. Říha 8 týdnů) Využití vodní energie (J. Šulc 4 týdny) Návaznost na cvičení J. Jandora, A. Dráb, Z. Zachoval

3 Obsah - Přehrady 1. Historie výstavby přehrad, dělení přehrad, umístění přehrad. 2. Přehrady z místních materiálů, vzorový příčný profil, úprava koruny, opevnění návodního líce, ochrana vzdušního líce, těsnění sypaných přehrad, drenážní systémy, filtry. 3. Založení tělesa hráze, utěsnění podloží. Napojení tělesa hráze na objekty, sypání hráze. 4. Funkční objekty přehrad. Dispoziční řešení funkčních objektů, Výpustné a odběrné zařízení přehrad, dimenzování, konstrukční řešení. 5. Bezpečnostní přelivy, navrhování a výpočet. 10. Přehrady ze soudržných materiálů, tížné, vylehčené, pilířové, klenbové, členěné přehrady. RCC přehrady, provádění. 11. Nejnovější poznatky z problematiky navrhování přehrad. 12. Poruchy na přehradách, rekonstrukce a sanační práce.

4 Obsah - VVE 6. Zdroje energie, vodní energie, hydroenergetický potenciál vodních toků, přírodní a umělé zdroje vodní energie 7. Typy vodních elektráren, návrhové parametry vodních elektráren, Konstrukční uspořádání a příslušenství turbín, návrh špičkové vodní elektrárny 8. Vtokové objekty jednotlivých typů vodních elektráren, konstrukční uspořádání strojoven 9. Malé vodní elektrárny (MVE), návrhové parametry, příslušenství turbín, dispoziční řešení MVE

5 Literatura BROŽA, V. a kol. 2000: Přehrady Čech, Moravy a Slezska. Knihy 555 Liberec BROŽA, V.- KRATOCHVÍL,J.- PETER, P. - VOTRUBA, L Přehrady. SNTL Praha, 546 s.. HOBST, O. - HOBST, L. - KLABLENA, P. - VERFEL, J technologie sypaných hrází. SNTL Praha. 360 s. JANDORA, J. -ŘÍHA, J Porušení sypaných hrází v důsledku přelití. Práce a studie Ústavu vodních staveb FAST VUT Brno, Sešit 2, ECON publishing, 188 s. KRATOCHVÍL, J. - JANDA, M. STARA, V Projektování přehrad. Komplexní projekt HT. ES VUT Brno, 101 s. KRATOCHVÍL, J. STARA, V Přehrady. ES VUT Brno, 223 s. LUKÁČ, M. - BEDNÁROVÁ, E Navrhovanie a prevádzka vodných svaieb. Sypané priehrady a hrádze. Jaga. Bratislava 2006, 193 s. PETER, P.- VOTRUBA, L.- MEJZLÍK, L Údolné nádrže a priehrady. SVTL. TANČEV, L Dams and Appurtenant Hydraulic Structures. Balkema Publishers, London, 838 p. VOTRUBA, L. - BROŽA, V. - KAZDA, I Přehrady. Vydavatelství ČVUT, Praha, 332 s.

6 HYDRAULIKA Prerekvizity JANDORA, J Hydraulika a hydrologie. Modul 01. Studijní opora pro studijní programy s kombinovanou formou studia. FAST VUT Brno KOLÁŘ, V.- PATOČKA, C.- BÉM, J Hydraulika, SNTL/ALFA, Praha, 475 s. MECHANIKA ZEMIN MENCL, V Mechanika zemin a skalních hornin. Academia, Praha, 329 s. MYSLIVEC, A. EICHLER, J.- JESENÁK, J Mechanika zemin- SNTL Praha. ŠIMEK, J. JESENÁK, J. EICHLER, J. VANÍČEK, I Mechanika zemin - SNTL Praha, 387 s. WEIGLOVÁ, K Mechanika zemin. Studijní opora. Modul BF02- M01 až M04, 153 s. HYDROLOGIE STARÝ, M Hydrologie. Studijní opora. Modul M01, 368 s.

7 Úvod do problematiky, základní pojmy Přehrada je stavba (konstrukce) přehrazující údolí toku za účelem vytvoření přehradní nádrže; přehradní těleso společně s příslušenstvím; Základní členění podle ICOLD - International Commission On Large Dams: přehrady výšky větší než 15 m (měřeno od charakteristické základové spáry); přehrady s výškou hráze 5 až 15 m a s objemem nádrže nad 3,0 mil. m 3. Naše normy ČSN Malé vodní nádrže (dále MVN): objem nádrže po normální hladinu nepřesahuje 2 mil. m 3 největší hloubka vody v nádrži nepřesahuje 9 m

8 Normativní podklady ČSN Navrhování přehrad hlavní parametry a vybavení ČSN Sypané přehradní hráze (v revizi) ČSN Zatížení konstrukcí vodohospodářských objektů ČSN P Navrhování zemních konstrukcí hydrotechnických staveb ČSN Malé vodní nádrže TNV Suché nádrže (v revizi) TNV Posuzování bezpečnosti VD při povodních ČSN Výpočet účinků vln na stavby na vodních nádržích a zdržích

9 MVN a SN legislativní podklady Vyhláška MZe 471/2001 Sb. o technicko-bezpečnostním dohledu nad vodními díly. Vyhláška MZe 590/2002 Sb. o technických požadavcích pro vodní díla. Vyhláška MZe 367/2005 Sb., kterou se mění vyhláška 590/2002 Sb. o technických požadavcích pro vodní díla.

10 MVN a SN metodické pokyny Metodický pokyn odboru ochrany vod MŽP pro navrhování, výstavbu a provoz suchých nádrží. Metodický pokyn MZe ke zpracování posudků pro zařazení vodního díla do kategorie z hlediska TBD. Metodický pokyn odboru ochrany vod MŽP k posuzování bezpečnosti přehrad za povodní. Metodický pokyn odboru ochrany vod MŽP pro stanovení účinků zvláštních povodní a jejich začlenění do povodňových plánů. Metodický pokyn MZe k provádění technicko-bezpečnostního dohledu na hrázích malých vodních nádrži IV. kategorie.

11 Rozdělení přehrad

12 Zemní homogenní

13 Zemní s návodním zemním těsněním, zonální

14 Tížná masívní

15 Tížná se širokými spárami

16 Tížná s podélnou dutinou

17 Tížná pilířová

18 Tížná s klenbovým účinkem

19 Klenbová se zakřivenou osou

20 Kupolová

21 Klenbová s tížným účinkem

22 Členěná desková

23 Členěná klenbová

24 Z dílců

25 Se širokou výpustí

26 Historie přehrad výstavba přehrad souvisela s civilizačním procesem (zejména závlahy Egypt, Irán, Irák, Čína, Japonsko); Egypt: 2900 př.n.l. levý břeh Nilu; 15 m vysoká, 450 m dlouhá; 2650 př.n.l. Sadd el Kafara (30 km jižně od Káhiry); 12 m vysoká, 108 m dlouhá; dvojitá kamenitá hráz mezihrází vyplněné těsnicí zeminou; bez přelivu po dokončení přelita a zničena.

27 Historie přehrad Římané stavěli přehrady v koloniích - Španělsko

28 Římané stavěli přehrady v koloniích: Španělsko Proserpina (2. st.př.n.l.) - dodnes v provozu 19 m vysoká a 427 m dlouhá Cornalbo (2. st.př.n.l.) - dodnes v provozu 24 m vysoká a 200 m dlouhá; Alcantarilla (2. st.př.n.l.) - 20 m vysoká Historie přehrad

29 Historie přehrad Španělsko - Proserpina

30 Historie přehrad Španělsko - Cornalvo

31 Historie přehrad Španělsko - Almonacid

32 Historie přehrad Římané stavěli přehrady v koloniích: Turecko Orukaya (190 km SV od Ankary) 16 m vysoká, 40 m dlouhá; Cavdarhisar (210km J od Istanbulu) 7m vysoká, 80 m dlouhá; dvě svislé zdi svírají těsnicí jádro

33 Historie přehrad Úpadek výstavby přehrad ve středověku; Velmocí je opět Španělsko

34 Španělsko - Tibi

35 Španělsko - Almansa

36 Španělsko El Gasco

37 Španělsko Arguis

38 Historie přehrad Španělsko Ontigola dle různých autorů

39 Historie přehrad Mexiko Pabellón

40 práh novověku (rybnikářství): Historie přehrad Dvořiště (1367) 10 m vysoká; Jordán (1492); 18 m vysoká; stavěna pro zásobení Tábora vodou; uveden v WRD; Staňkovský rybník (před 1549) 15 m vysoká

41 Do konce 19. století a začátek 20. století. důlní činnost (18. stol.) Pilská (Příbram); Rozgrund (Banská Štiavnice) m; ochrana před povodněmi (konec 19. a zač. 20. století): Jevišovice (tížná - zděná) 1896, vysoká 25 m; Les Kralovství, Labská, Bílá Desná (protržena)

42 Začátek 20. století - Zděné hráze Intzeho typ;

43 Přelom protržení přehrady Bílá Desná (1916)

44 Protržení přehrady Bílá Desná (1916)

45 Historie přehrad v ČR 20. století Vodní energetika (Vltavská kaskáda) Pitná voda VH soustavy Etapy litý beton (40. léta např. VD Vranov, Brno); kamenité (60. až 90. léta Mostiště (1961) Oslava 35 m); zemní v méně vhodných profilech; Největší přehrady Dalešice (Jihlava) m, kamenitá; Orlík (Vltava) m, gravitační; Vír (Svratka) 72 m; Vrchlice (Vrchlice) m, klenbová;