Zapora to konstrukcja, która pomaga blokować wzrost lub przepływ wody w takim czy innym celu. Pierwsze tego typu budowle odkryto w Egipcie, gdzie wykorzystywano je do tworzenia magazynów wody. Archeolodzy z Niemiec znaleźli taki obiekt dwieście kilometrów od Kairu. Była to tama o własnej nazwie „Sad el-Karaf”, która znajduje się w zapisach Herodota. Eksperci nie zgadzają się co do jej wieku. Jedni uważają, że został zbudowany w 3200 rpne, inni - że w przedziale 2950-2750. BC.
Z czego zrobiono najstarszą tamę?
Jak duża była najstarsza tama? Ta imponująca budowla była podwójnym kamiennym murem, między boki którego dodatkowo wrzucano fragmenty kamieni. Długość tamy wynosiła ponad 100 metrów wzdłuż korony, a wysokość sięgała 12 metrów. Podobny projekt pozwolił na zgromadzenie do dwóch milionów metrów sześciennych wody w Wadi al-Gharavi.
Chińczycy budowali na dużą skalę i przez wieki
Niektórzy historycy uważają, że tamy w epoce brązu były budowane wszędzie w punktach rozwoju jednego lub drugiegolokalna cywilizacja. Na przykład w Mezopotamii znaleziono kamienną konstrukcję z VII wieku p.n.e. W starożytnej Syrii podobne budowle zbudowano półtora tysiąca lat przed narodzinami Chrystusa. (Nahr el-Assi). Budowę zapór na dużą skalę zaobserwowano również w starożytnych Chinach. Tu zasłynął mistrz, a później cesarz Yu, któremu w 2283 rpne obecny władca powierzył zarządzanie wszelkimi budowlami wodnymi w imperium. Pod przywództwem Wielkiego Yu (jak nadal jest nazywany) wzniesiono więcej niż jedną tamę. Była to wielkoskalowa konstrukcja przez wieki i tysiąclecia, która umożliwiła do 250 roku p.n.e. nawadnianie na przykład 50 000 kilometrów kwadratowych na pustyniach Syczuanu przy użyciu wód rzeki Minjiang. I to właśnie w Chinach narodziła się praktyka budowania budowli hydrotechnicznych z wykorzystaniem takiego elementu jak łuk.
Zaprojektowany przez samego da Vinci
W Europie, gdzie problem nawadniania nie był tak dotkliwy jak w Azji i Afryce, tamy pojawiły się znacznie później - w XVI wieku. W szczególności łukowe wersje są wspomniane w hiszpańskich kronikach z 1586 roku, ale inżynierowie uważają, że same urządzenia mogły zostać zbudowane wieki wcześniej. Wynika to z faktu, że w ich projektowaniu uczestniczyli ówcześni geniusze – Leonado da Vinci, Malatesta, Mechini, a także biorąc pod uwagę nagromadzone doświadczenie, które napłynęło do Europy po kontaktach ze światem arabskim. Wiadomo na przykład, że nawet taka na pierwszy rzut oka niezbyt mocna konstrukcja, jak ziemna zapora, była eksploatowana przez wieki,przed zawaleniem (wzniesiony we Francji w 1196).
Wykorzystanie tam w Rosji
Dla Rosji, z jej bogatymi zasobami wodnymi, również na pierwszy rzut oka tamy nie były szczególnie potrzebne. Istnieją jednak tu od XIV wieku ne i były wykorzystywane w systemach młynów wodnych. Pierwsza wzmianka o tamach znajduje się w testamencie Dmitrija Donskoya z 1389 roku. Piotr Wielki wykazywał szczególne zainteresowanie takimi konstrukcjami, dlatego w XVIII wieku w Imperium Rosyjskim istniało już ponad 200 obiektów, wśród których wyróżniała się wysoka ziemna tama - Zmeinogorskaya. Zasoby wodne za pomocą takich urządzeń zostały przekazane do użytku w ówczesnych przedsiębiorstwach włókienniczych, górniczych i innych.
Zapora jest budowlą hydrauliczną, która może być powiązana z takim lub innym typem obiektu, w zależności od klasyfikacji. Obecnie istnieją urządzenia zbiornikowe, obniżające wodę i podnoszące. Zapory zbiornikowe są zwykle bardzo wysokie i mają zdolność kontrolowania uwalniania wody. Niskie konstrukcje (na przykład do budowy stawów) zwykle nie mają odpływu. Inną ważną klasyfikacją jest podział obiektów w zależności od głębokości wody przed foką. Rozróżnia się tu zapory nisko-, średnio- i wysokociśnieniowe (odpowiednio do 15, 50 i powyżej 50 metrów).
Zapory dla rzek i wąwozów
Zapory na rzekach można budować zarówno w poprzek (aby podnieść poziom wody, ułożyć wodospad, którego moc można jakoś wykorzystać; w celuczęść rzeki przejezdna dla statków) i wzdłuż (w celu ochrony przed powodziami). W niektórych przypadkach strumienie, wąwozy i zagłębienia są blokowane przez tamy, które zatrzymują w nich wodę z roztopionego śniegu, która jest następnie wykorzystywana do nawadniania lub do zasilania kanałów nawigacyjnych.
Główne elementy HPP
Konstrukcja budowli hydrotechnicznych zwykle obejmuje zaporę, zbiornik przed lub za nią, instalację do podnoszenia wody, zespół elektrowni wodnych, skarpy dla przepływu ryb, kanalizację (jeśli system jest przepustem), konstrukcje wzmacniające wybrzeże i oczyszczające system z osadów. Duże obiekty wykonuje się z betonu zbrojonego, natomiast małe można budować z ziemi, metalu, betonu, drewna, a nawet tkaniny. Wiadomo, że w czasie powodzi w Komsomolsku nad Amurem w skład tamy ochronnej wchodzili żołnierze Ministerstwa Sytuacji Nadzwyczajnych, trzymający na sobie folie zapobiegające przelewaniu się wody przez szczyty istniejących konstrukcji ochronnych.
Jak tamy mogą przejąć ciężar?
Inna klasyfikacja zapór odzwierciedla odporność tych obiektów na obciążenia. Budynki grawitacyjne odbierają uderzenia całą swoją masą i opierają się dzięki przyczepności podeszwy zapory i fundamentu, na którym stoi. Takie opcje są zwykle bardzo masowe. Na przykład zapora wodna na rzece Indus (Tarbela Dam) ma wysokość około 143 metrów i długość ponad 2,7 km, co daje całkowitą objętość 130 milionów metrów sześciennych. metrów. Obiekty łukowe przenoszą nacisk na brzegi. Jeśli łuk jest szeroki, a ciśnienie wysokie, to łukowato-modele grawitacyjne lub łuki z przyporami u podstawy. Opcje przyporowe mają cieńszą ścianę zapory, ale wzmocnioną podstawę dzięki elementom nośnym. Tamy budowane są dziś metodą masową lub aluwialną, a także metodą bezpośredniego wybuchu.
Konsekwencje wypadków
Wypadki na tamach niosą ze sobą znaczne straty materialne, ponieważ niszczone są nie tylko unikalne urządzenia, ale także przedsiębiorstwa, które operują dostawami prądu i wody z tej tamy. Czasami całe osady są wymywane przez strumienie wody, obszary uprawne są zalewane, plony są tracone. Ale najgorsze jest to, że dziesiątki, setki, a nawet tysiące ludzi mogą umrzeć niemal natychmiast.
Tak więc w marcu 1928 r. W kanionie San Francisco doszło do zniszczenia tamy św. Franciszka, a następnie zginęło około sześciuset osób, a wielometrowe fragmenty samej tamy znaleziono w odległości około kilometr od przełomowego miejsca. W ZSRR podczas Wielkiej Wojny Ojczyźnianej (1941) podjęto decyzję o celowym podkopaniu tamy Dnieproges w związku z zajęciem Zaporoża przez wojska faszystowskie. Masywna betonowa konstrukcja została częściowo uszkodzona 20 tonami amonalu. Ile osób wtedy zginęło, nadal nie jest dokładnie określone. Liczby obejmują od dwudziestu do stu tysięcy ludzi, w tym żołnierzy, uchodźców i ludność, która może znajdować się na lewym brzegu Dniepru, który przejął główny ciężar żywiołu wody.
Całkowita liczba ofiar wynosi około 230 tysięcy osób
Wypadki tamy powojennejduże elektrownie pociągały za sobą jeszcze większe straty. W sierpniu 1975 r., kiedy pękła tama Banqiao, utonęło tylko 26 tys. osób, a biorąc pod uwagę rozprzestrzenianie się epidemii i głodu, liczba ofiar śmiertelnych wyniosła 170-230 tys. W tym samym czasie zniszczono około jedną trzecią miliona sztuk bydła i zniszczono około 6 milionów budynków i budowli. Autostrada z Kantonu do Pekinu była zamknięta na osiemnaście dni. A wszystko to dlatego, że tamy, zaprojektowane na maksymalną ilość opadów, nie wytrzymały naporu mas wodnych przywiezionych przez Tajfun Nina. 8 sierpnia 1975 r. zawaliła się najmniejsza z tam, co doprowadziło do uwolnienia wody do Bancao, gdzie w krótkim czasie przerwano 62 zapory. Powstała fala miała szerokość do 10 km i wysokość od trzech do siedmiu metrów. Niektóre chińskie wioski zostały całkowicie zmyte wraz z ich mieszkańcami.
Aby zapobiec przerwaniu zapory, podejmuje się obecnie szereg środków, w tym zgodność z parametrami projektowymi zapory, sprawdzanie zgodności podczas prac, obserwacje podczas eksploatacji, gromadzenie informacji wizualnych i geodezyjnych itp. W przypadku zapór występują dwie niezgodności z wymaganiami i normami projektowymi: „K1” – obiekt znajduje się w stanie potencjalnie niebezpiecznym i konieczne są pilne działania w celu wyeliminowania jego przyczyn oraz „K2” – stan przedwypadkowy, możliwe zniszczenie, ratownictwo i ewakuacja potrzebna jest praca.
