水流のエネルギーを利用した水力発電所の水力構造の装置（HPP）

水の流れのエネルギー

水流が持つエネルギー（ポテンシャル）は、流れる水の量と口への落下高さの２つの量で決まります。

自然状態では、川の流れのエネルギーは、水路の浸食、土粒子の移動、堤防や川底の摩擦に費やされます。

このようにして、水流のエネルギーは、底の傾斜と水の二次流量に応じて、不均一ではありますが、流れ全体に分散されます。特定の領域内で流れのエネルギーを利用するには、エネルギーを 1 つのセクション、つまり 1 つの配置に集中させる必要があります。

場合によっては、そのような集中は滝の形で自然によって作成されますが、ほとんどの場合、それは人工的に作成されなければなりません。 水圧構造物.

イタイプ水力発電所は、電力を生産する世界最大の水力発電所です。

建設現場にはエネルギーが集中している 水力発電所 (HPP) ふたつのやり方：

• ダムが川を堰き止めて、上流域（上流、下流域のレベルから N メートル）、下流域の水を堰き止めます。 上流と下流のレベルの差 H を水頭と呼びます。ダムによって落差が生じる水力発電所はニアダムと呼ばれ、通常は平坦な川の上に建設されます。

• 特別なバイパス チャネル、つまり導出チャネルの助けを借りて。 派生駅は主に山間部に建設されます。分水路の勾配は非常に小さいため、分水路の終点では、運河に囲まれた川の水源全体がほぼ完全に集中しています。

構造整列における流れの力 は、1 秒間にゲートを通過する水の量、Q および水頭 H によって決まります。Q が m3/秒で測定され、H がメートルで測定される場合、セクション内の流量は次と等しくなります。

Pp = 9.81 * Q * 3 kW。

この容量のうち、設備の効率に等しい部分のみが水力発電所の発電機で使用されます。したがって、ヘッド H の発電所の出力とタービンを通る水の流れ Q は次のようになります。

P = 9.81*B* H* 効率 kW。

水力発電所のエンジンルーム

水力発電所の実際の運転条件では、水の一部がタービンを通過して排出される可能性があります。

川のエネルギーは何世紀にもわたって利用されてきました。水力の普及が可能になったのは、水力が発明された 19 世紀末になってからです。 変圧器 そして作成した 三相交流方式... 長距離にわたってエネルギーを伝達する能力により、最も強力な水流のエネルギーを利用することが可能になりました。

中国の三峡水力発電所は長江沿いにあり、設備容量の点では世界最大である。

水力発電所の水力施設の構成と配置

ダム水力発電所の構造ユニットの構造には通常、次のものが含まれます。

• ダムの頭。 ダムの上流には、地形条件とダムの高さに応じて大小の貯水池が形成され、負荷スケジュールに従ってタービンを通る水の流れが調整されます。

• 水力発電棟;

• 側溝、 目的が異なり、それに応じて設計も異なります。たとえば、洪水（オーバーフロー）時にタービンで使用されなかった余分な水を排出するためです。越流水の水位線を下げるため。これは、たとえば水力施設（排水設備）を修理するときに必要になる場合があります。水利用者間での水を分配するため（取水施設）。

• 交通機関 - 川での航行を可能にする航行可能な閘門、木製のラフティング用の棚およびいかだ。

• 魚の通り道施設。

水力発電所の建屋に関するセクション

派生水力発電所の代表的な構造 - 分水路と水路からタービンまでの配管。

水力発電所のブロック内で最も重要な価値があり、技術的に最も責任があり、最も高価なリンクはダムです。ダムは水の通過経路に沿って区別されます。

• 聴覚障がい水の通過を許さないもの。

• 放水路水がダムの天端を越えて溢れ出る場合。

• パネルボードシールド（ゲート）が開くと水が侵入します。

コルナルボは、スペインのバダホス県にあるダムで、約 2,000 年前から運用されています。

ダムは通常、土とコンクリートでできています。

アースダムの横断面プロファイル: 1 - 歯; 2 — 砂と砂利の保護層。 3 — 粘土グリッド: 4 — ダム本体。 5 — 防水ベース層

図は、薄い透水層の上に建設された粘土ダムの断面図を示しています。ダムの本体は、多量の有機不純物や水溶性塩類を含まない土壌から放流されます。

ダムを透水性土壌で埋める場合、水のろ過を防ぐためにダムの本体に粘土のグリッドが配置されます。ダムが建設される透水層も同じ理由で防水歯によって切断されます。

ダムが粘土または砂質の土壌で完全に満たされている場合は、浸透障壁は必要ありません。スクリーンの上部は砂と砂利の保護層で覆われ、石畳によって波の浸食から保護されています（ダムの頂上から、水面下で最も低い位置にあるマークまで 0.5 ～ 0.7 メートル下にあります）上流域では）。

粘土ダムを埋めるときは、各層をローラーで慎重に圧縮します。粘土ダムの堤頂から水を排水することは、浸食の危険があるため認められません。通常、道路は土ダムの頂部に沿って建設され、これによって頂部の幅が決まります。尾根はいつものようにアスファルト舗装されています。

ダムの底部の幅は、ダムの高さと地平線に対する想定される斜面の傾きによって異なります。上流側の斜面は下流側の斜面よりも平坦になります。

現在、水力機械化工法は大規模な土製ダムの建設に広く使用されています。

米国オレゴン州ウィロークリークダム、コンクリート製の重力式ダム

ブラインドコンクリートダムのスキーム: 1 — ダムの排水。 2 — ギャラリーの閲覧。 3 — コレクター。 4 — 基礎の排水

この図は、上部に車線がある規則的なプロファイルを持つ空のコンクリート ダムを示しています。ダムと土壌および堤防をより確実に接続するために、ダムの基礎はいくつかの棚の形で作られています。深さ 0.05 ～ 1.0 Z の歯が圧力側にあります。

濾過に対処するために、濾過防止カーテンが歯の下に設置され、直径 5 ～ 15 cm のボーリング孔システムを通じて、セメント溶液が基礎 (土壌) の亀裂に注入されます。

ダムの本体は強固なコンクリートでできていますが、常に水が浸透しています。この水を下流に排水するために、ダム本体に1.5〜3メートルごとに作られた垂直井戸 - 排水管（直径20〜30 cm）で構成される排水システムがダム内に配置されます。

それらを通って排出された水は観察ギャラリー 2 のキュベットに入り、そこから水平コレクター 3 を通って下部プールに導かれます。ダム本体の全長に沿って設置された展望回廊は、コンクリートや水のろ過の状態を監視するために作られています。

派生給水構造は、ほとんどの場合、開水路の形で実装されます。柔らかい土壌では、通常、水路の断面は台形になります。チャネルの壁と底は、濾過を減らし、浸食を防ぎ、粗さとそれに伴う圧力損失を減らすために、コンクリートまたはアスファルトで裏打ちされています。石畳の外装材も使用されています。

岩盤土壌の分水路は断面が長方形です。開水路ができない場合は、断面が長方形または円形の凹部が使用されます。分水路からタービンへの水はパイプラインを通じて供給されます。パイプラインは金属、鉄筋コンクリート、木製。