Гидротехника

Гидротехника в самом начале развития использовалась для целей ирригации. С XIX века и по настоящее время гидротехника - обширная область техники, включающая в себя строительство и эксплуатацию сооружений для ряда отраслей-водопотребителей и отраслей-водопользователей, среди которых наиважнейшей является производство электрической энергии на гидравлических электростанциях. Кроме того, гидротехника ведёт также борьбу с водой как разрушительной стихией, предотвращает наводнения, размыв берегов рек и морей волнами и течениями.

Водопотребление (безвозвратное использование воды) включает в себя: а) ирригацию (искусственное орошение); б) водоснабжение хозяйственно-питьевое и техническое (включая техническое водоснабжение тепловых и атомных электростанций).

Основными водопользователями (предприятиями, использующими, но не потребляющими воду безвозвратно) являются такие отрасли современного хозяйства как: а) гидроэлектроэнергетика; б) водный транспорт (включая лесосплав); в) рыбное хозяйство; г) рекреация (отдых) и др.

С развитием видов использования водных ресурсов меняется профиль гидротехнических специальностей. Важнейшими из них в настоящее время являются:

- водоснабжение и канализация (водоотведение);
- гидромелиорация (орошение и осушение земель);
- гидротехнические сооружения гидроэлектростанций;
- строительство водных путей и портов.

Таким образом, гидротехнические сооружения ГЭС являются составной частью более общей отрасли техники - гидротехники. Гидротехника кроме ГЭС включает в себя все виды деятельности, связанной с возведением сооружений (гидроузлов) на водных объектах (энергетические, портовые, водозаборные, водопропускные, мостовые, судоходные и т.п. сооружения).

Гидроузел - группа гидротехнических сооружений, объединенных по расположению и условиям их совместной работы. В зависимости от основного назначения гидроузлы делятся на энергетические, водно-транспортные, водозаборные и пр.

Различают гидроузлы: низконапорные, когда напор (удельная, отнесенная к единице веса, механическая энергия воды в данной точке потока; измеряется как разность уровней воды до и после плотины) не превышает 10 м; средненапорные, с напором 10-40 м; высоконапорные, с напором более 40 м.

Расширение числа водопользователей и водопотребителей привело к тому, что большинство современных гидроузлов сооружаются как комплексные.

В состав комплексных гидроузлов входят как сооружения общего назначения (например, плотины, водосбросные сооружения), так и сооружения отраслевого назначения, которые решают задачи энергетики (здания ГЭС), водоснабжения (водозаборы), водного транспорта (шлюзы, судоподъемники), рыбного хозяйства и т.д. В этой связи выделение гидротехнических сооружений ГЭС в обособленную часть гидротехники носит отчасти искусственный характер, поскольку в комплексных гидроузлах присутствуют другие составные части гидротехники.

Гидротехника является одной из наиболее сложных отраслей строительного искусства, так как:

- в силу уникальности каждого водотока гидротехнические сооружения практически не поддаются типизации и унификации, и каждый гидроузел проектируется индивидуально;
- комплексное назначение гидроузла требует от гидротехников комплексного изучения водотока и региона строительства, взаимодействия с административными органами и со многими профессиями (с гидрологами, сейсмологами, геологами, экологами, энергетиками, специалистами по гидросиловому оборудованию, по медицине, по сельскому хозяйству, рекреации и т.д.);
- строительство гидротехнических сооружений ведется в руслах водотоков и требует решения таких сложных задач, как пропуск половодий (ежегодно повторяющееся в один и тот же сезон достаточно длительное увеличение водности реки, например, за счет таяния снега) и паводков (кратковременное увеличение уровня воды в реке в результате, например, дождей), осушения части русла и возведения сооружений за перемычками (водонепроницаемое ограждение ГТС или места работ от затопления во время строительства, восстановления или реконструкции);
- масштаб гидротехнических сооружений таков, что их строительство изменяет климат и инфраструктуру целых регионов; авария на крупном гидроузле может стать катастрофой регионального, национального и даже межгосударственного масштаба - это требует от гидротехников особой ответственности за техническую и экологическую безопасность гидротехнических сооружений.

В.И. Брызгалов, Л.А. Гордон, "Гидроэлектростанции", Красноярск, 2002г.