Табиғи су қорларын пайдаланып және қоршаған ортаға судың тигізетін зиянынан қорғайтын (тасқын, сел) инженерлік құрылымдарды-гидротехникалық құрылымдар деп атайды. Гидротехникалық құрылымдарының көмегімен өзендердегі суларды реттеп, суды пайдаланушыралдың талабына сай жеткізіліп беруге болады.


Атқаратын қызметіне қарай гидротехникалық құрылымдарды былай топтап бөлуге болады ( 2.1. сурет ):

а) Су-тірек құрылымдар (водоподпорные) – судың деңгейін көтеруге арналған бөгеттер;

б) Су тасымалдаушы құрылымдар (водопроводящие) – каналдар, тунелдер, науалар, құбырлар;

в) Су алғыш құрылымдар (водозаборные сооружения) – өзеннен, көледерден су алуға арналған құрылымдар;

г) Су тастағыш құрылымдар (водосбросные сооружения) – артық тасқын суды және экологиялық тепе-теңдікті сақтауға арналған суларды төменгі арнаға тастауға арналған құрылымдар;

д) Өзен жағасын бекітуге арналған бөгеттер.


2.1. сурет. Гидротехникалық құрылымдарды атқаратын қызметіне қарай топтастыру


Ішкі шаруашылық (жүйелік) мелиоративтік құрылымдар былай топталады: реттегіш (су жібергіш, су тірек және су бөлгіш) құрылымдар; су тасымалдаушы (тунельдер, құбырлар, дюкерлер, науалар, акведуктар) құрылымдар; қиылыстырушы (сопрягающие) (тез суағар, сатылы су ағар) құрылымдар болып бөлінеді. (2.2. сурет)


2.2. сурет. Ішкі шаруашылық мелиоративтік құрылымдарды топтастыру


Атқаратын негізгі қызыметіне қарай гидротехникалық құрылымдар екі топқа бөлінеді: жалпы және арнайы құрылымдар деп.

Жалпы мақсатқа арналған құрылымдар: су тіректер, су тасымалдаушы, су реттегіш құрылымдар халық шаруашылығының әр саласында пайдаланылады.

Арнайы құрылымдарға: мелиоративтік құрылымдар (каналдар, жер суғаруға, шабыншықты суландыруға және жерді құрғатуға арналған насос станциялары); су энергетикалық құрылымдар (су электростанция құрылымы және деревациялық каналдар т.б, яғни су энергиясын пайдалануға арналған құрылымдар); су тасымалдауға арналған құрылымдар (каналдар, шлюздер, кеме көтергіштер, толқын жойғыштар, кеме тоқтайтын аялдама); ағаш ағызғыштар (науалар, ағаш тастағыштар, қойнаулар), балық шаруашылығы құрылымдары (балық көтергіштер, балық өсіретін көлшіктер); ауыз суы мен лас сулар құрылымдары (су алғыш, насос станциялары, каналдар, су көтергіш мұнара, су тазалағыш құрылымдар, кәріздер); су тасқыны мен селмен, топырақ эрозиясымен күресуге арналған құрылымдар (су тасқынынан қорғайтын бөгеттер, жер асты суын пайдалануға арналған құрылымдар, жауын-шашын суын тастайтын құрылымдар); өндіріс қалдықтарын сақтайтын тоғандар жатады. (2.3. сурет)


2.3. сурет. Гидротехникалық құрылымдарды мақсатына қарай топтастыру


Пайдалану жағдайына қарай гидротехникалық құрылымдар уақытша және тұрақты пайдаланатын болып бөлінеді. Тұрақты гидротехникалық құрылымдар гидротехникалық нысанды тұрақты пайдалану барысында қолданылады, ал уақытша пайдаланатын құрылымдарды – құрылысты салу кезінде, болмаса оны жөндеу кезінде пайдаланады. Тұрақты гидротехникалық құрылымдар негізгі және қосалқы екінші кезектегі болып бөлінеді. Негізгі құрылымдар – олардың жөндеуі болмаса бұзылуы объектінің жұмысының толық тоқталуына, болмаса жұмысының әлсәреуіне әкеліп соғады (бөгет, су тастағыш құрылымдар, каналдар, тунельдер, СЭС ғимараттары, су реттегіш, сорғы (насос) станциясы, су қабылдағыш), қосалқы құрылымдар – және олардың бөліктері, олардың жұмысының тоқталуы негізгі құрылым жұмынына онша әсер етпейді (өзен жағасын бекітетін құрылымдар, жөндеу кезінде пайдаланатын қақпақтар, мұз жарғыш құрылғылар, жұмысшылар жүретін көпір т.б).

Беріктігіне байланысты – тұрақты гидротехникалық құрылымдар 4 класқа бөлінеді, ал уақытша құрылымдар 5-ші класқа жатады. Гидротехникалық құрылымдардың беріктігі (капитальность) ҚНжЕ 11-50-74. «Өзен гидротехникалық құрылымдары. Негізгі жобалау негіздері». Су тірек құрылымдарының беріктігі (капиталносі) олардың биіктігі мен табанының топырағының түріне байланысты қабылданады. Мелиоративтік бөгеттер беріктігі осы объектіге бекітілген суармалы жер көлеміне қарай анықталады.


№1 кесте. Гидротехникалық құрылымдардың капиталдық класы.


Су тірек құрылымдар Табанының топырағы Құрылымның капиталдық класына байланысты биіктігі, м
I II III IV
Топырақтан салынатын бөгеттер Жартас >100 70-100 25-70 <25
Ірі, сынған тастар; құм; қатты күйдегі және жұмсақ күйдегі саз топырақтар >75 35-75 15-35 <15
Суға қаныққан және жұмсақ күйдегі саз топырақтар >50 25-50 15-25 <15
Бетоннан және темірбетоннан соғылған бөгеттер, су электростанциясы ғимаратының су астындағы конструкциясы, кеме жұзетін шлюздар, кеме көтеретін құрылымдар, арын көтеруге арналған тірек қабырғалар және басқа да бетоннан, темірбетоннан соғылған құрылымдар Жартас Ірі, сынған тастар; құм; қатты күйдегі және жұмсақ күйдегі саз топырақтар; Суға қаныққан және жұмсақ күйдегі саз топырақтар >100 >75 >25 60-100 25-50 20-25 25-60 10-25 10-20 <25 <10 <10


№2 кесте. Гидротехникалық және мелиоративтік жүйедегі

құрылымдардың капиталдық класы.


Гидротехникалық құрылыс нысандары Құрылымдардың капитал дық класы
Негізгі Негізгі емес
1 2 3
Гидравликалық, су жинақтайтын және жылу электростанцияларының гидротехникалық құрылымдары, қуаттылығы млн.кВт ≥1,5 I III
<1,5 II-IV III-IV
Атом электростанцияларының гидротехникалық құрылымдары, қуаттылығы мың кВт ≥ 500 IIII
101-499 IIIII
≤100 IIIIV
Ішкі су қатынас жолдарындағы гидротехникалық құрылымдар Ірі магистралды IIIII
Жергілікті маңызды және магистралды IIIIV
Кішлі өзендердегі жергілікті маңызды IVIV
Өзен порттарының құрылымдары, жүк тасымалдау айналымы мың т. >3000 IIIII
151-3000 IIIIV
≤150 IVIV
Өзендердегі су тораптары және суғару жүйелерінің магистралдық каналдары, суғаратын ауданы 400 мың гектардан көпIIIII
Өзендердегі су тораптары және мелиоративтік жүйелердің магистралдық каналдары, суғару не құрғату ауданы мың гаIVIV


Гидроузелдер, яғни су тораптары дегеніміз – бір топ гидротехникалық құрылымдар, жер жағдайына және жұмыс атқару бағытына қарай топтастырылған. Орналасу жағдайына байланысты су тораптары - өзендерде, теңіздерде, көлдерде, және каналдарда орналасқан болып бөлінеді. Қолдану мақсатына қарай су тораптары –энергетикалық, су көлік жолдары, су алғыш құрылымдар, суғару үшін қолданатын құрылымдар, суды реттеу үшін қолданатын құрылымдар. Көпшілік жағдайда су тораптары кешенді түрде пайдалануға бағытталған.

Су тораптары арынды және арынсыз болып бөлінеді. Арыны төмен су тораптары: арыны 10 м дейін, орта арындылары: 10-50 м дейін, жоғарғы арынды: 50 м жоғары.

Су жүйелері дегеніміз - бірнеше су тораптары біріккен гидротехникалық құрылымдар, олар бір-бірінен біраз қашықтықта орналасуы мүмкін, бірақ ортақ су шаруашылығы мәселесін орындауға бағытталған. Республикадағы су кешені жүйелерінің мысалы болып – Қ. Сәтпаев атындағы Ертіс - Қарағанды каналын алуға болады.

Гидротехникалық құрылымдардың басқа инженерлік ғимараттардан бір ерекшелігі, олар тұрақты түрде сумен жанасып тұрады, осыған байланысты су оларға механикалық, физико-химялық және биологиялық әсер етеді.

Механикалық әсер – құрылымға динамикалық және статистикалық күш есебінде түседі, бұлар су-тірек құрылымдар мен бөгеттерді жобалап, құрылымын салғанда есепке алынуы керек.

Су бөгетіне жоғарғы бьефтен әсер ететін судың гидростатикалық қысымы оны жылжытуға немесе аударып тастауға әрекет етеді, ал қатты ағыспен ағатын су (20-30 м/с) құрылымға динамикалық әсер етеді, мұндай ағыстың энергиясы төменгі бьефте жер табанын қазып, құрылымды құлатуы мүмкін, сондықтан оны болдырмас үшін, су энергиясын бәсеңдеткіш құрылым салуға тура келеді. Құрылымдар табаны арқылы топырақпен су сүзілгенде (фильтрация) төменнен жоғары қарай бағытталған қарсы қысым пайда болады.

Физико-химиялық әсері – бұл гидротехникалық құрылымдардың темірден жасалған бөлшектерінің тот басып шіруіне әкеліп соғады.

Биологиялық әсері – суда болатын әртүрлі өсімдіктердің (балдыр, мүк т.б) құрылым бөлшектерінің бетіне шығуына, құбырлардың ішіне шығып су жүргізбей тастауына, ағаштан жасалған бөлшектердің шіруіне әкеліп соғады.

Гидротехникалық құрылымдарға түсетін күштер, салмақтар түседі – ұзақ уақытта, қысқа уақытта әсер етуі мүмкін. Сонымен қатар негізгі және ерекше (особый) күштер, салмақтар әсер етеді, олар үшін ең аз артық әсер коэфиценттері қабылданды. Су қоймаларына салынатын I кластық тірек бөгеттің төменгі құлама беткейіне негізгі күштер әсер еткенде артық әсер коэффицентінің шамасы 1,25-1,3, ал ерекше күштер әсер еткенде артық әсер коэффиценті 1,05-1,1 тең деп қабылданады.

Гидротехникалық құрылымға түсетін күштер мен салмақтардың бірін – тұрақты күштер, салмақтар деп атайды, бұларға құрылымның өз салмағы мен құрал жабдықтардың салмағы жатады, топырақ қысымы, тау жыныстарының қысымы, сүзіліп ағатын судың гидростатикалық қысымы топырық құрамындағы судың қысымы т.б. жатады.

Гидротехникалық құрылымға уақытша, ұзақ әсер ететін күштерге: құрылым алдында жиналып қалатын, құм, тас-қиыршықтарының қысымы жатады, ал қысқа уақыт әсер ететін күштерге: су толқынының, мұздың, желдің, қардың, кемелер жүргенде пайда болатын толқын, суда жүзетін ағаштардың, гидравикалық соққылардың әсері жатады. Гидротехникалық құрылымдарға әср ететін ерекше күштер мен салмақтарға мына күштер жатады: қосымша гидростатикалық қысым т.б.

Гидротехникалық құрылымдар 2 кезеңді түрде жобаланады: техникалық жоба және жұмыс сызбалары болып, кей жағдайда бір кезеңді түрде де жобаланады: техникалық жұмысты жоба түрінде. Техникалық жоба-жобалауға тапсырыс беру арқылы орындалады. Жобалауға тапсырыс беру бекітілген технико-экономикалық негіздеудің негізінде дайындалады, ол техникалық тапсырыстың бөлінбейтін бөлігі болып есептеледі. Технико-экономикалық негіздеменің бастапқы деректері болып: сол жерде жүргізілген зерттеулер мен бақылау нәтижелері болып табылады.

Ірі гидротехникалық объектілерге жобалау жұмыстары 2 кезеңде жүргізіледі. Техникалық жоба тұсында бүкіл инженерлік есептер орындалып, құрылыс жүргізілетін алаң таңдалып ол бекітіледі, нысанның (объектінің) бас сызбасы (генплан) дайындалады, судың ҚТД (қалыпты тежеулі деңгейі), УТД (уақытша тежеулі деңгейі) анықталады, су қоймасының сыйымдылығы, бас жобалаушы және бас құрылыс мекемесі белгіленіп, құрылыстың сметалық бағасы мен техника-экономикалық көрсеткіштері айқындалады. Жұмыс сызбалары техникалық жобаға сәйкес орындалады. Бір кезеңдік жобалауды (техникалық-жұмысшы жоба) типтік немесе қайталап пайдаланатын жобаны қолданғанда дайындайды. Гидротехникалық құрылымдарды жобалау жұмыстары ғылыми-зерттеу және іздестіру-жұмыстарымен тығыз байланысты жүргізіледі. Ірі гидротехникалық объектілерге арнайы жоба дайындалады және инженерлік шешім бірнеше вариантта қарастырылып варианттар технико-экономикалық көзқараста салыстырылып, осының ішінен ең тиімді және арзаны жобаның негізгі варианты болып қабылданып, бекітіледі.