Группу гидротехнических сооружений, объединенных условиями совместной работы и местоположением, называют гидроузлом. Компоновка гидроузла — это схема расположения сооружений в гидроузле и их взаимосвязь.

Гидроузлы по назначению бывают:

— ирригационными;
— энергетическими;
— регулирующими;
— водозаборными;
— комплексные, т.е. многофункциональные.


Например, узел сооружений Краснодарского водохранилища прежде всего ирригационный, но наряду с этим решает проблемы регулирования стока р. Кубань, водного транспорта, рыбного хозяйства.

Речные водохранилищные подпорные гидроузлы, образуя значительные по площади акватории водохранилищ, существенно влияют на ландшафт, а зачастую и климат прилежащих территорий. Основными сооружениями этих гидроузлов являются водоподпорные плотины, ибо они перегораживают поток, образуя перед собой чашу водохранилища. Часть водной поверхности перед плотиной (или другим подпорным сооружением) называют верхним бьефом, а другую часть, лежащую за плотиной, с более низкими отметками — нижним бьефом.

Плотины могут быть разных конструкций и различных материалов земляные (из супесей, суглинков, глин) с противофильтрационными устройствами или без них, каменно-набросные (из крупнообломочных грунтов) с противофильтрационными устройствами, бетонные (гравитационные, арочные, контрфорсные.

Для полезного забора воды из водохранилища, санитарного попуска в нижний бьеф, его полного опорожнения и сброса излишков воды, поступающих в водохранилище, в составе гидроузла устраивают водозаборные, водовыпускные, водосбросные и водопроводящие сооружения. В состав этих сооружений могут входить сопрягающие сооружения быстротоки, одно- и многоступенчатые перепады, консольные и трубчатые сбросы. Эти сооружения предназначены для перевода потока воды с более высоких отметок на более низкие (сопряжение бьефов) с целью частичного гашения кинетической энергии потока.

Быстроток представляет собой лоток, выполненный чаще всего из железобетона и имеющий устройства для гашения энергии потока.

Перепадом называется ступенчатое сооружение, в котором поток, стекая со ступени на ступень, расходует кинетическую энергию.

Быстротоки и перепады имеют входные части, выполненные в виде водослива с широким порогом прямоугольного поперечного сечения, в плане сужающиеся.

Консольные перепады (сбросы) представляют собой быстроток, в концевой части которого вода свободно сбрасывается по воздуху на водную поверхность нижнего бьефа.

Сопрягающие сооружения также находят применение при сопряжении участков каналов, находящихся на разных отметках, при устройстве лесосплавных и противоэрозионных сооружений.

Гидротехнические сооружения, предназначенные для регулирования расходов и уровней воды, оборудуются затворами различных конструкций. Гидротехнические затворы — это подвижные конструкции, обеспечивающие регулирование водного потока. Они бывают различных конструкций, имеют разные принципы работы и оборудуются подъемными устройствами.

Гидроузлы включают в себя здания и сооружения, в которых располагается основное и вспомогательное оборудование, цехи и мастерские по обслуживанию и ремонту оборудования, электрические подстанции, средства управления и автоматизации, бытовые помещения. Для энергетических гидроузлов — это здание электростанции, башни управления исполнительными механизмами затворов. Для мелиоративных — здания насосных станций.


Рис. Конструкции сопрягающих гидротехнических сооружений:
а — быстроток; б — консольный сброс, в — перепад, г — трубчатый сброс; 1 — вал, 2 — входной оголовок, 3 — гаситель (водобойный колодец), 4 — отводящий канал, 5 — лоток, 6 -консольная часть лотка, 7 — опора, 8 — воронка размыва, 9 — ступень перепада, 10 — труба, 11 — понур.