Hydrotechnika II - 1 Jaromír Říha Ústav vodních staveb FAST VUT v Brně
Obsah • 2 moduly – Přehrady (J. Říha – 8 týdnů) – Využití vodní energie (J. Šulc – 4 týdny)
• Návaznost na cvičení J. Jandora, A. Dráb, Z. Zachoval
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.
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
Literatura •
BROŽA, V. a kol. 2000: Přehrady Čech, Moravy a Slezska. Knihy 555 Liberec
•
BROŽA, V.- KRATOCHVÍL,J.- PETER, P. - VOTRUBA, L. 1987. Přehrady. SNTL Praha, 546 s. .
•
HOBST, O. - HOBST, L. - KLABLENA, P. - VERFEL, J. 1984 technologie sypaných hrází. SNTL Praha. 360 s.
•
JANDORA, J. - ŘÍHA, J. 2002. 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. 1987. Projektování přehrad. Komplexní projekt HT. ES VUT Brno, 101 s.
•
KRATOCHVÍL, J .– STARA, V. 1984. Přehrady. ES VUT Brno, 223 s.
•
LUKÁČ, M. - BEDNÁROVÁ, E. 2006. Navrhovanie a prevádzka vodných svaieb. Sypané priehrady a hrádze. Jaga. Bratislava 2006, 193 s.
•
PETER, P.- VOTRUBA, L.- MEJZLÍK, L. 1967. Údolné nádrže a priehrady. SVTL.
•
TANČEV, L. 2005. Dams and Appurtenant Hydraulic Structures. Balkema Publishers, London, 838 p.
•
VOTRUBA, L. - BROŽA, V. - KAZDA, I. 1979. Přehrady. Vydavatelství ČVUT, Praha, 332 s.
Prerekvizity • HYDRAULIKA – JANDORA, J. 2005. Hydraulika a hydrologie. Modul 01. Studijní opora pro studijní programy s kombinovanou formou studia. FAST VUT Brno – KOLÁŘ, V.- PATOČKA, C.- BÉM, J. 1983. Hydraulika, SNTL/ALFA, Praha, 475 s.
• MECHANIKA ZEMIN – MENCL, V. 1966. Mechanika zemin a skalních hornin. Academia, Praha, 329 s. – MYSLIVEC, A. – EICHLER, J.- JESENÁK, J. 1970. Mechanika zeminSNTL Praha. – ŠIMEK, J. – JESENÁK, J. – EICHLER, J. – VANÍČEK, I. 1990. Mechanika zemin - SNTL Praha, 387 s. – WEIGLOVÁ, K. 2005. Mechanika zemin. Studijní opora. Modul BF02M01 až M04, 153 s.
• HYDROLOGIE – STARÝ, M. 2005. Hydrologie. Studijní opora. Modul M01, 368 s.
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. m3.
– Naše normy ČSN 75 2410 - Malé vodní nádrže (dále MVN): • objem nádrže po normální hladinu nepřesahuje 2 mil. m3 • největší hloubka vody v nádrži nepřesahuje 9 m
Normativní podklady • ČSN 75 2340 Navrhování přehrad – hlavní parametry a vybavení • ČSN 73 6850 Sypané přehradní hráze (v revizi) • ČSN 75 0250 Zatížení konstrukcí vodohospodářských objektů • ČSN P 75 0271 Navrhování zemních konstrukcí hydrotechnických staveb • ČSN 75 2410 Malé vodní nádrže • TNV 75 2415 Suché nádrže (v revizi) • TNV 75 2935 Posuzování bezpečnosti VD při povodních • ČSN 75 0255 Výpočet účinků vln na stavby na vodních nádržích a zdržích
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.
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.
Rozdělení přehrad
Zemní homogenní
Zemní s návodním zemním těsněním, zonální
Tížná masívní
Tížná se širokými spárami
Tížná s podélnou dutinou
Tížná pilířová
Tížná s klenbovým účinkem
Klenbová – se zakřivenou osou
Kupolová
Klenbová – s tížným účinkem
Členěná desková
Členěná klenbová
Z dílců
Se širokou výpustí
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.
Historie přehrad • Římané stavěli přehrady v koloniích - Španělsko
Historie přehrad • 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 • Španělsko - Proserpina
Historie přehrad • Španělsko - Cornalvo
Historie přehrad • Španělsko - Almonacid
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
Historie přehrad • Úpadek výstavby přehrad ve středověku; • Velmocí je opět Španělsko
• Španělsko - Tibi
• Španělsko - Almansa
• Španělsko – El Gasco
• Španělsko – Arguis
Historie přehrad • Španělsko – Ontigola dle různých autorů
Historie přehrad • Mexiko – Pabellón
Historie přehrad • práh novověku (rybnikářství): – 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
• Do konce 19. století a začátek 20. století. – důlní činnost (18. stol.) • Pilská (Příbram); • Rozgrund (Banská Štiavnice) – 1744 – 30 m;
– ochrana před povodněmi (konec 19. a zač. 20. století): • Jevišovice (tížná - zděná) – 1896 , vysoká 25 m; • Les Kralovství, Labská, Bílá Desná (protržena)
• Začátek 20. století - Zděné hráze – Intzeho typ;
Přelom – protržení přehrady Bílá Desná (1916)
Protržení přehrady Bílá Desná (1916)
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) 1979 – 100 m, kamenitá; – Orlík (Vltava) 1963 – 91 m, gravitační; – Vír (Svratka) – 72 m; – Vrchlice (Vrchlice) 1970 – 40 m, klenbová;
