水流能量的利用，水力发电厂水力结构装置 (HPP)

水流的能量

水流所具有的能量（势能）由两个量决定：流动的水量和落到口中的高度。

在自然状态下，河流的能量消耗在河道的侵蚀、土壤颗粒的转移、河岸和河底的摩擦上。

通过这种方式，水流的能量分布在整个水流中，尽管是不均匀的——这取决于底部的坡度和水的二次流速。为了在特定区域内使用流动的能量，有必要将其集中在一个部分 - 在一个排列中。

有时，这种集中度是大自然以瀑布的形式创造的，但在大多数情况下，它必须借助于人工创造 水工建筑物.

伊泰普水力发电厂是世界上最大的发电水力发电厂

能源集中在施工现场水力发电厂 (HPP) 两种方式：

大坝阻塞河流并在流域上游 - 上游 N 米处流域下游 - 下游蓄水。 上下游水位差H称为水头。水头由大坝形成的水电站称为近坝水电站，通常建在平坦的河流上；
借助特殊的旁路通道——推导通道。 衍生站主要建在山区。导流渠的坡度很小，所以在它的尽头，被渠道包围的整个河段的头部几乎完全集中了。

结构对齐中的流动力 由一秒钟内通过闸门的水量 Q 和扬程 H 决定。如果 Q 的单位为立方米/秒，H 的单位为米，则该部分的流量将等于：

Pp = 9.81 * Q* 3 千瓦。

该容量中只有一部分（等于装置的效率）将用于水力发电厂的发电机。因此，水头 H 处的发电厂功率和流经水轮机的水量 Q 将为：

P = 9.81*B* H* 效率 kW。

水力发电厂的机房

在水力发电厂的实际运行条件下，一些水可能会通过涡轮机排出。

溪流的能量已经使用了几个世纪。水力的广泛使用直到 19 世纪末才成为可能，当时水力被发明电力变压器并创建三相交流电系统... 远距离传输能量的能力使得利用最强大的水流的能量成为可能。

中国的三峡水电站位于长江流域，是世界上装机容量最大的水电站。

水力发电厂水电设施的组成与布置

坝式水力发电厂的构筑物单元结构通常包括：

坝头。 在大坝的上游，根据地形条件和大坝的高度，形成一个容量较大或较小的水库，根据负荷计划调节通过涡轮机的水流量；
水电大楼;
排水沟， 具有不同的目的和相应不同的设计：排放涡轮机未使用的多余水，例如在洪水期间（溢流）；用于降低溢流水中的水位，这有时是必要的，例如，在维修水利设施（排水）时；在用水户之间分配水（取水设施）；
交通设施 - 通航船闸，通过在河上航行提供，货架和木筏漂流;
过鱼设施。

水电站建设部分

推导水电站的典型结构 ——引流通道和从通道到涡轮机的管道。

水电站区块中最主要的价值、技术上最负责任和最昂贵的环节是大坝。水坝沿水道的路径区分：

Cornalvo 是西班牙巴达霍斯省的一座大坝，已经运行了将近 2,000 年。

水坝通常是土制和混凝土的。

土坝剖面图

土坝横断面：1——齿； 2——砂石保护层； 3——黏土格栅：4——坝体； 5——防水基层

该图显示了在低厚度渗透层上建造的粘土坝的剖面。坝体排放任何不含大量有机杂质和水溶性盐类的土壤。

当用可渗透的土壤填充大坝时，在大坝主体中放置粘土网格以防止水过滤。出于同样的原因，筑坝的透水层被防水齿切割。

如果大坝完全被粘土或沙土填满，则不需要防渗屏障。在顶部，屏幕上覆盖着一层沙子和砾石保护层，而石头路面又保护它免受波浪侵蚀（从大坝的顶部到位于最低水位线以下 0.5 - 0.7 米的标记在上层水域）。

填充粘土坝时，每一层都用滚筒小心压实。通过粘土坝坝顶排水是不允许的，因为它有被侵蚀的危险。道路通常沿着土坝的坝顶修建，这决定了坝顶的宽度。山脊以通常的方式铺了柏油。

大坝底部的宽度取决于其高度和假定的斜坡相对于地平线的倾角。上游坡度变得比下游坡度平坦。

目前，水力机械化方法广泛应用于大型土坝的建设。

美国俄勒冈州柳溪水坝，一座由混凝土制成的重力式水坝

空心混凝土大坝示意图

混凝土盲坝方案：1——大坝排水； 2 — 观景廊； 3——收集器； 4 — 地基排水

该图显示了一个空的混凝土大坝，它具有规则的轮廓，顶部有一条行车道。为了使大坝与土壤和堤岸更可靠地连接，大坝的基础以几个壁架的形式制成。深度为 0.05 — 1.0 Z 的齿位于压力侧。

为了对抗过滤，在牙齿下方放置了防滤帘，为此，通过直径为 5-15 厘米的钻孔系统，将水泥溶液注入基部（土壤）的裂缝中。

大坝的主体虽然是坚固的混凝土，但水总是从中渗出。为了将这些水排到下游，在大坝中布置了一个排水系统，包括每 1.5 - 3 m 在大坝主体中建造的垂直井 - 排水沟（直径为 20 - 30 cm）。

通过它们排出的水进入观察廊 2 的比色杯，从那里通过水平收集器 3 被引导到下水池。观察廊沿整个长度延伸到大坝主体，用于监测混凝土和水过滤的状况。

引水供水结构通常以明渠的形式实施。在软土中，通道截面通常为梯形。通道的墙壁和底部衬有混凝土或沥青，以减少过滤、防止侵蚀、减少粗糙度和相关的压力损失。鹅卵石覆层也被使用。

岩石土壤中的导流通道具有矩形截面。如果不可能进行明渠，则使用具有矩形或圆形横截面的凹槽。从导流通道到涡轮机的水通过管道输送。管道是金属、钢筋混凝土和木制。