Учебно-методический комплекс дисциплины гидротехнические сооружения основной образовательной программы по направлению подготовки (специальности) 280400 Бакалавры Природообустройство
| скачать Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА» Кафедра «Гидротехнические сооружения» УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫГидротехнические сооружения основной образовательной программы по направлению подготовки (специальности) 280400 Бакалавры - Природообустройство Москва 2009 МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГОУ ВПО «Московский государственный университет природообустройства» УТВЕРЖДАЮ ЭП Декан ______________________________ факультета Корнеев И.В__________ (подпись) Ф.И.О. «_______» ____________ 200___г. ^ дисциплины ____Гидротехнические сооружения_______ для специальности_280400_________________________________ Кафедра_Гидротехнические сооружения________ Программу разработал (а)_проф.к.т.н. Черных О.Н.__
Москва 2009г.
__Ознакомление с основными типами и конструкциями гидротехнических сооружений различного назначения. Получение представлений об особенностях работы ГТС и учёта взаимодействия последних с водной средой при расчётах, проектировании и эксплуатации_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Дисциплины, на которых основано изучение данной дисциплины: _гидравлика, физика, основания и фундаменты, строительные конструкции, строительные материалы Дисциплины, для которых данная дисциплины является предшествующей: специальные ГТС, инженерная защита окружающей среды, природоохранные сооружения
Специалист должен: знать: _Основные виды и назначение различных ГТС, особенности работы оснований ГТС, грунтовых и бетонных глухих и водосбросных плотин, оценивать последствия взаимодействия ГТС с фильтрующей и протекающей через элементы водопропускных сооружений водой, основные типы механического оборудования, методы и конструктивные элементы регуляционных сооружений. _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ уметь: оценивать пропускную способность водосбросных, водопропускных и водопроводящих сооружений, решать задачи фильтрационных расчётов_для грунтовых плотин и оснований ГТС, выполнять расчёты прочности и устойчивости ГТС________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ владеть: терминологией, используемой при проектировании ГТС; навыками проектирования основных сооружений гидроузла с плотиной из грунтовых материалов;
* подготовка к лекциям (Л), практическим занятиям (ПЗ). лабораторным работам (Л), подготовка реферата (Р), раздела КП, КР, РГР, ДЗ
Оценка устойчивости грунтовых плотин. Идеи метода круглоцилиндрических поверхностей скольжения. Учёт осадок плотин. Каменно-земляные и каменно-набросные плотины. Области их применения, перспективы развития, типы и конструкции. Особенности противофильтрационных элементов в теле плотины и в основании. Сопряжение противофильтрационных элементов с берегами. Специальные конструкции плотин: плотины из армированного грунта, плотины из низкопрочных и переувлажнённых грунтов, грунтовые водосливные плотины. Учёт специфических условий конкретного региона при проектировании и строительстве плотин. Плотины, возводимые направленным взрывом. Плотины, возводимые в суровых климатических условиях – талые и мёрзлые. Современные тенденции в проектировании грунтовых плотин. Пути совершенствования конструкций плотин и методов их возведения. Особенности конструирования противофильтрационных элементов из негрунтовых и грунтовых материалов. Применение геотекстильных материалов и геомембран в конструкциях грунтовых плотин. 3. Классификация водопропускных сооружений при глухих плотинах. Расчётные расходы и уровни воды. Основные элементы водопоропускного сооружения и их назначение. Задачи гидравлических расчётов. Открытые береговые водосбросы: регулируемые и нерегулируемые. Достоинства, недостатки, условия применения. Их трассировка. Особенности водосбросов с боковым и лобовым подводов воды. Явления, происходящие на элементах водопропускных сооружений: аэрация, кавитация, волнообразование и др.; их влияние на работу сооружений и методы борьбы с ними. Пропуск льда через сооружения. Пропуск паводка через основные и вспомогательные водосбросы; устройство размываемых вставок водосбросов. Закрытые береговые водосбросы: трубчатые, башенные, ковшовые, сифонные, туннельные, шахтные. Выбор типа водосброса. Особенности устройств нижнего бьефа и их расчётов. Водовыпуски и водоспуски, их типы и конструкции: трубчатые, башенные, безбашенные, туннельные и др. Меры борьбы с сосредоточенной фильтрацией. Водовыпуски прудов и небольших водохранилищ. Особенности водовыпусков для целей водоснабжения. 4. Классификация и общая характеристика основных типов плотин. Достоинства и недостатки различных типов плотин и условия их применения. Бетонные гравитационные плотины на скальном основании. Теоретический и реальный профили массивных гравитационных плотин. Основные элементы их поперечного профиля: гребень, противофильтрационные мероприятия в теле плотины, противофильтрационные завесы и дренажи в основании, строительные и конструктивные швы, уплотнения. Зональность укладки бетона. Пути усовершенствования и удешевления гравитационных плотин (технологические и конструктивные): применение малоцементного укатанного бетона, передовых технологий производства, облегчённых конструкций (с расширенными швами, с продольными полостями, с предварительным обжатием бетона, ячеистые, арочные, контрфорсные, многоарочные и пр.) Бетонные водосбросные плотины на скальном и нескальном основании. Основные типы и схемы. Профиль тела водосливной грани плотины, бычки, устои, разрезка плотины швами, уплотнения. Рациональные схемы подземного контура плотин на скальном основании и его элементы: понуры, шпунты, дренажи. Особенности расчётов таких плотин и их элементов на прочность и устойчивость. Гидравлические режимы и возможные схемы сопряжения бьефов. Конструктивные решения устройств нижнего бьефа при донном, поверхностном режимах сопряжения и отбросе струи. Сбойные течения и методы борьбы с ними. Основные гидравлические расчёты. Гидродинамические нагрузки на плиты водобоев и рисберм. Прогноз размывов в нижнем бьефе. 5. Общие сведения о механическом оборудовании ГТС и их классификация. Основные типы поверхностных затворов. Нагрузки и воздействия на затворы. Простейшие затворы: шандоры, спицы и др. Плоские металлические затворы: пролётные строения, опорно-ходовые и закладные части, горизонтальные и боковые уплотнения, опоры. Особые конструкции плоских затворов: сдвоенные, с клапанами, многосекционные и их применение. Вес затворов и оценка усилий при маневрировании ими. Типы и конструкции сегментных поверхностных затворов. Особенности пролётных строений, порталы, опорные шарниры, уплотнения. Затворы сдвоенные и с клапанами. Определение подъёмных усилий. Прочие типы поверхностных затворов: клапанные, секторные, вальцовые, крышевидные, с поворотными рамами или фермами и др. Затворы с применением гибких элементов, мягкие затворы. Затворы глубинных отверстий. Виды и особенности их работы. Глубинные затворы, передающие давление воды через опорно-ходовые части: плоские, сегментные, обратные сегментные. Вертикальные цилиндрические затворы. Глубинные затворы, передающие давление воды на собственный корпус: задвижки, дисковые затворы, игольчатые, кольцевые, конусные. Общие сведения об оборудовании для маневрирования затворами. Стационарные и передвижные подъёмники, гидроподъёмники. Основные элементы и компоновка механического оборудования ГТС. Автоматизация затворов, затворы-автоматы. 6. Классификация каналов, формы и размеры их поперечных сечений, трассирование. Борьба с потерей воды из каналов. Влияние каналов на окружающую среду и пути уменьшения их негативных воздействий. Облицовки каналов, их назначение и конструкции. Особенности каналов различного назначения (оросительных, осушительных, энергетических, судоходных, комплексного назначения и др.). Сооружения на каналах, их назначение и классификация. Регулирующие сооружения на каналах, их особенности и условия работы на оросительных, осушительных и др.системемах. Типы регулирующих сооружений – открытые, диафрагмовые, трубчатые и их конструкции – монолитные, сборно-блочные, монолитно-сборные и др.; аварийные заграждения, шугосбросы. Регуляторы-переезды, регуляторы-водовыпуски, концевые сбросы. Водомерные устройства и основные принципы автоматизации подачи на оросительных системах. Водопроводящие сооружения на каналах. Условия применения и схемы акведуков и селепроводов. Конструкции лотка, входа и выхода из лотка, опор, сопряжение с берегами, швов, дренажных устройств. Основы гидравлического расчёта акведуков. Конструкции и условия применения лотков. Трубы-переезды, трубчатые водовыпуски, трубы-ливнепроводы. Типы и конструкции дюкеров. Условия их применения. Предупреждение заиления дюкеров. Основы гидравлических расчётов. Гидротехнические туннели, их классификация и условия применения. Форма поперечного сечения, горное давление, типы обделок, порталы. Классификация сопрягающих сооружений на каналах. Быстротоки, их типы (с постоянной и переменной шириной лотка, с постоянным и переменным уклоном дна по длине, с искусственной шероховатостью и др.). Конструкции входа и выхода быстротоков. Дренаж быстротока. Меры предотвращения волновых явлений и опасных размывов нижнего бьефа. Типы перепадов (ступенчатые, гребенчатые, напорные, полунапорные и др.). Гидравлические расчёты. 7. Формирование русел рек и их устойчивость: продольные и поперечные профили, боковая эрозия, основные зависимости элементов речного русла; классификация рек по степени устойчивости. Прогноз русловых деформаций. Особенности русловых процессов на различных участках рек. Роль поперечной цуркуляции потока. Понятие устойчивого русла. Задачи и виды регулирования руслового потока. Движение наносов в реках и каналах. Транспортирующая способность потока и основные характеристики взвешенных и донных наносов. Методы регулирования русл – борьба с эрозией склонов, с оврагами, селевыми потоками, регулирование притоков, методы борьбы с глубинной и боковой эрозией русл, с отложением наносов. Защита пойменных земель от затопления. Проектирование регулировочных трасс: установление оси регулировочной трассы, средняя глубина трассы и ширина устойчивого русла, поперечные сечения, расположение регуляционных сооружений и выбор их типов. Особенности регулирования русл при плотинном и бесплотинном водозаборе. Устройство и габариты регулирующих дамб. Основные виды регуляционных сооружений. Строительные материалы и элементы конструкций регуляционных сооружений – прутяные канаты, хворостяные фашины, хворостяные покрывала и тюфяки, сипаи, габионы, карабуры, деревянные и железобетонные ряжи, каменно-хворостяная кладка. Сплошные и сквозные сооружения. Конструкции продольных массивных сооружений: струенаправляющих и оградительных дамб. Типы и конструкции поперечных сооружений: полузапруды (буны, шпоры), донные запруды и пороги. Определение расстояния между сооружениями. 8. Общие сведения и классификация водозаборных сооружений. Условия применения и особенности эксплуатации бесплотинных водозаборов. Влияние коэффициента водозабора на захват наносов. Способы уменьшения захвата донных наносов – уменьшение угла отвода, послойное деление потока, использование поперечной циркуляции и их конструктивная реализация. Особенности конструирования и расчётов головных сооружений бесплотинных водозаборов. Схема плотинного водозаборного гидроузла. Основные элементы и их назначение. Способы борьбы с захватом донных наносов при плотинном водозаборе: послойное деление потока, уменьшение угла отвода, использование поперечной циркуляции, использование вертикальной циркуляции при набегании на вертикальную преграду при обтекании бычков, применение косонаправленных циркуляционных порогов и др. Условия их применения и конструктивные схемы водозаборов. Особенности водозаборов на горных реках. Донно-решётчатые водозаборы. Способы уменьшения захвата наносов. Компоновочные схемы горных водозаборных гидроузлов. Достоинства и недостатки различных схем водозаборных сооружений и пути дальнейшего их усовершенствования. 9. Классификация водохранилищ. Основные изменения природных процессов в верхнем и нижнем бьефах после создания водохранилищ. Заиление водохранилищ. Особенности термического, ледового и гидрохимического режимов водохранилищ. Структура течений в водохранилище, вдольбереговые течения, сгонно-нагонные явления. Оценка воздействий водохранилищ на природную среду прилегающих территорий: подпор, изменение режима и уровня подземных вод, переформирование берегов, изменение почвенно-растительного покрова и ландшафта, изменение климата. Влияние водохранилищ на хозяйственные объекты и население. Состав основных водоохранных мероприятий. Организация чаши водохранилища и противомалярийные мероприятия. Организационные мероприятия по выделению зон рационального использования водохраниоищ и охране качества воды в нём. Биотехнические мероприятия на водохранилищах. 10. Безопасность гидротехнических сооружений. Критерии безопасности ГТС. Особенности декларирования ГТС различного назначения. Задачи технической эксплуатации ГТС и её организация. Основные причины разрушений отдельных типов ГТС, возможные повреждения и дефекты в конструктивных элементах грунтовых и бетонных сооружений. Особенности эксплуатации бетонных и грунтовых плотин, каналов, водопропускных сооружений, механического оборудования ГТС. Особенности эксплуатации водохранилищ и ГТС на них при пропуске паводка и в зимних условиях. Мониторинг водохранилищ. Правила натурных обследований ГТС для оценки их состояния. Особенности визуальных и инструментальных наблюдений, осмотров и обследований ГТС. Виды и особенности ремонта ГТС. Ремонт и восстановление бетонных и грунтовых сооружений, механического оборудования и металлоконструкций. Ремонт креплений в нижнем бьефе. Цель реконструкции ГТС. Наращивание по высоте бетонных и грунтовых плотин. Восстановление разрушенных сооружений. ^ 4.1. Рекомендуема литература а) основная 1. Розанов Н.П., Бочкарёв Я.В., Лапшенков В.С. и др. Гидротехнические сооружения. М., Агропромиздат, 1985. 2.Рассказов Л.Н., Орехов В.Г., Правдивец Ю.П. и др. Гидротехнические сооружения. М., Стройиздат, 1996. 3.Справочник проектировщика. Гидротехнические сооружения под ред. Недриги В.П. М, Стройиздат, 1983. 4.Волков В.И., Журавлёва А.Г., Черных О.Н. Проектирование сооружений гидроузелс с грунтовой плотиной. М.:МГУП, 2007. б) дополнительная 1.Каганов Г.М., Румянцев И.С. Гидротехнические сооружения, т.1,2 (для учащихся техникумов). М, Энергоатомиздат, 1994. 2.Бахтин Б.М., Корюкин С.Н. Гидротехнические сооружения. М., Агропромиздат, 1991. 3.СНиП 33-01-2003. Гидротехнические сооружения. Основные положения. М., Госстрой России, 2004. 4.СНиП 2.06.05-84. Плотины из грунтовых материалов. М., Госстрой СССР, 1985. 5.Каганов Г.М., Черных О.Н.. Колосова Н.М., Брунин А.З. Методические указания. Деловая игра «Разработка компоновки и основных сооружения гидроузла». М, МГМИ, 1993. 6.Волков В.И., Журавлёва А.Г., Черных О.Н. Гидроузел с плотиной из грунтовых материалов. М.:МГУП, 2006. ^ Учебные пособия по различным разделам курса, расчётные программы на ПК для разных разделов курсового проекта, иллюстрации: фото и кино материалы отдельных элементов ГТС и гидроузлов, презентации по различным водным столичным объектам, водным системам загородных усадеб Москвы и Московской области. Проектные решения наиболее интересных городских водных объектов в электронном виде и презентации основных фирм столицы, занимающихся реконструкцией, строительством, благоустройством, восстановлением и экологической реабилитацией водоёмов и других гтс в столичном регионе. ^ макеты ГТС, плакаты, компьютер, измерительная аппаратура, лабораторные установки, ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ (указать требуемое оборудование) Программа разработана в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению (специальности) 280400 Природообустройство Программу разработал (а): проф. К.т.н. Черных О.Н.__________________ (должность, Ф.И.О. подпись) Программа рассмотрена на заседании кафедры «Гидротехнические сооружения» протокол №_1_ от «_28_»_августа_2009г. Заведующий кафедрой И.С.Румянцев ^ Учебная дисциплина Гидротехнические сооружения Кафедра «Гидротехнические сооружения» Специальность 280400 Общее количество часов по дисциплине 134 часа, в том числе: лекции 34 часа; практические занятия (семинары) 34 часа; самостоятельная работа часа.
Преподаватель кафедры проф., к.т.н. Черных О.Н. Заведующий кафедрой проф. Д.т.н. Румянцев И.С. «_______»___________________ 20____г. Учебно-методический комплекс дисциплины обсуждён и утверждён на заседании кафедры «Гидротехнические сооружения», протокол № __1____ « __31__» августа 2009 года. Утверждён на заседании учёного совета факультета протокол № ______ «______»________________ 2009 года. Составитель (составители) – профессор, к.т.н. Черных О.Н. Заведующий кафедрой профессор, д.т.н. И.С.Румянцев Лист согласования Первый проректор В.Ф.Сторчевой Экспертиза проведена Менеджер университета по качеству И.Г.Галямина
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка: 