Zasady ekonomicznego doboru wymiarów kanału

Analiza wymiarów kanału polega na wyznaczeniu ekonomicznie optymalnej prędkości wody w kanale w ruchu ustalonym. Określenie tej prędkości odbywa się za pomocą następujących krzywych:
- rocznych odpisów nakładów inwestycyjnych i kosztów eksploatacyjnych kanału w zależności od prędkości,
- rocznych strat produkcji energii elektrycznej w zależności od prędkości (program uprawnienia budowlane na komputer).

Znając powierzchnię przekroju kanału można wyznaczyć objętość robót, nakład inwestycyjny na budowę kanału, a stąd roczne odpisy z tytułu nakładów.
Każdy wybór prędkości średniej pociąga za sobą określony spadek podłużny kanału i stąd określoną stratę spadu, a co za tym idzie i określoną wartość straconej produkcji energii elektrycznej. Straty te są w przybliżeniu proporcjonalne do kwadratu prędkości. Obliczając roczną wartość strat dla każdej dowolnie przyjętej prędkości można łatwo wyznaczyć krzywą rocznych wartości strat produkcji w zależności od prędkości. Krzywa ta jest rosnąca (program uprawnienia budowlane na ANDROID).
Krzywa powstająca przez sumowanie rocznych odpisów inwestycyjnych i kosztów utrzymania kanału K; z wartością rocznych strat produkcji Ks ma charakterystyczne minimum, które wyznacza ekonomicznie uzasadnioną prędkość średnią wody w kanale prędkość ta jest podstawą hydraulicznego wymiarowania kanału. Ekonomiczne średnie prędkości wody w kanałach energetycznych zawierają się zazwyczaj w granicach 1,0-1,4 m/sek (uprawnienia budowlane).

Wpływ ruchu nieustalonego na wymiary kanału. W kanałach energetycznych ruch nieustalony, wywołany nagłą zmianą mocy siłowni, ma istotny wpływ na wzniesienie brzegów kanału ponad swobodne zwierciadło wody. Wymiarowanie tego wzniesienia powinno opierać się na obliczeniach ruchu nieustalonego, które dotyczą maksymalnej wysokości fali dodatniej oraz wahań stanów wody odbywających się za falą. Dokładne obliczenie przebiegu tych zjawisk jest bardzo skomplikowane i wykracza poza ramy niniejszego
opracowania. Wyznaczając najwyższe wzniesienie fali ponad poziom stanu ustalonego należy oczywiście dostosować rzędne brzegów kanału oraz jego skarp do poziomu tego wzniesienia. W kanałach energetyczno-żeglugowych należy liczyć się z falami wywołanymi przez ruch taboru pływającego (program egzamin ustny).

Umocnienia betonowe kanałów energetycznych

Tendencja do stosowania betonowych umocnień kanałów energetycznych jest dyktowana ekonomicznymi i technicznymi warunkami ich eksploatacji. Obecnie panuje na świecie pogląd o opłacalności budowy kanałów o dobrym umocnieniu, tak aby ograniczyć do minimum awarie. Ta tendencja jest uzasadniona okolicznością, że każda przerwa w pracy kanału pociąga za sobą znaczne straty w produkcji energii, zaś ew. naprawy są z reguły bardzo kosztowne i trudne do zrealizowania.

Umocnienia mają na celu:
1) zabezpieczyć kanał przed erozją,
2) uszczelnić kanał i chronić go przed ucieczką wody do gruntu,
3) zmniejszyć straty spadu poprzez zmniejszenie naturalnej szorstkości (opinie o programie).
Od umocnień betonowych wymaga się następujących cech:

a) trwałości,

b) odporności na działanie wody, powietrza, lodu, mrozu i wegetacji roślin,

c) zdolności odkształcenia się przy zmianach obciążeń (segregator aktów prawnych).

Szczelność umocnienia należy każdorazowo rozważyć zależnie od stanów wody gruntowej z uwzględnieniem ruchu nieustalonego. W kanałach energetycznych rozprzestrzeniają się fale wywołane zmianą obciążenia, powodujące nagłą zmianę poziomów wód. Jeżeli kanał znajduje się w wykopie i poziom wód gruntowych utrzymuje się na poziomie hydrostatycznym wody w kanale, to w przypadku rozprzestrzeniania się fali ujemnej (raptowne obniżanie się zwierciadła wody) może dojść do zniszczenia umocnienia przez powstałe ciśnienie spływowe w skarpach. Aby temu zapobiec, należy wykonać umocnienie nieszczelne, pozwalające na ruch wody filtracyjnej, albo wykonać okładzinę szczelną, lecz ułożoną na drenażu pozwalającym na szybkie odprowadzenie wody i wyrównanie ciśnień (promocja 3 w 1).