Различные типы плотин строятся в зависимости от их использования. Эти плотины классифицируются по используемым строительным материалам, структуре и дизайну, функциям, гидравлической конструкции и размерам.
Типы плотин в строительстве
Классификация по материалу, используемому для строительства плотины
Жесткая плотина
Плотина считается жесткой, если она построена с использованием жестких строительных материалов, таких как кирпичная кладка, бетон, сталь, древесина и т.д. Основная форма жесткой плотины – треугольная. Ниже рассматриваются жесткие плотины, построенные с использованием различных жестких материалов.
1. Каменная плотина
Каменные плотины строятся с использованием каменной или кирпичной кладки. Для соединения блоков кладки используется цементный раствор. Гравитационная плотина, арочная плотина и т.д. являются примерами каменных плотин.
Кладочная плотина Нагарджуна Сагар, Индия
2. Бетонная плотина
Бетон – наиболее часто используемый материал для строительства плотин. Большинство крупных плотин в мире построены с использованием бетона. Гравитационные плотины, арочные плотины, плотины-батрессы и т.д. могут быть построены с использованием бетона.
Бетонная плотина “Три ущелья”, Китай
3. Бревенчатая плотина
Плотины из дерева обычно используются для временных целей, например, для отвода воды при строительстве основной плотины, для контроля паводковых вод и т.д. Деревянные плотины могут быть высотой до 9 метров.
Дамба из дерева
4. Стальная плотина
Стальные плотины также используются для временных нужд, как и деревянные. Для строительства стальной плотины используются стальные пластины и наклонные стойки. Этот тип плотин подходит для высоты до 15-18 метров.
Стальная плотина Редридж, США
Нежесткая плотина
Нежесткие плотины строятся с использованием нежестких материалов, таких как земля, камни и т.д. Основная форма нежесткой плотины – трапециевидная. К нежестким плотинам из различных материалов относятся
- земляные плотины
- плотины из каменной наброски
5. Глиняная плотина
Глиняные плотины изготавливаются из обычного грунта, который дешево доступен. Этот тип плотин подходит там, где грунт основания очень слабый и недостаточно прочный, чтобы выдержать вес каменной плотины. Поскольку она строится из грунта, стоимость строительства очень низкая по сравнению с плотинами жесткого типа.
Глиняная плотина
Читайте также: Типы земляных плотин – применение и преимущества
6. Плотина из скального грунта
Плотины из каменной наброски строятся с использованием камней и валунов. Со стороны верховья плотины возводится сухая бутовая кладка, а со стороны низовья – рыхлая каменная засыпка. Для придания плотине водонепроницаемости со стороны верхнего течения также укладывается слой железобетонной плиты.
Она более устойчива, чем земляные плотины, а ее гибкая природа помогает ей лучше противостоять силам землетрясения.
Дамганская каменно-набросная плотина, Иран
Классификация в зависимости от структуры и конструкции плотины
В зависимости от структуры и конструкции плотины подразделяются на
7. Гравитационная плотина
Гравитационная плотина – это сооружение, которое противостоит внешним силам за счет собственного веса или самовеса. Гравитационные плотины обычно строятся с использованием каменной кладки или бетона.
Различные внешние силы, такие как давление воды, подъемное давление, давление волн, давление льда, землетрясение и т.д., противостоят только собственному весу, который действует вертикально вниз. Поэтому для строительства гравитационной плотины необходимо хорошее основание, предпочтительно наличие скальных пород под плотиной.
Форма поперечного сечения гравитационной плотины приблизительно треугольная. Внутри плотины может быть предусмотрена инфильтрационная галерея для сопротивления давлению при подъеме. Разрушение гравитационной плотины может произойти в результате скольжения, опрокидывания или разрушения в носовой части. Следовательно, при проектировании гравитационной плотины рекомендуется использовать более высокий коэффициент безопасности.
Гравитационная плотина Grand Coulee, США
8. Арочная плотина
Арочная плотина изогнута в плане и имеет выпуклый верхний бьеф. Различные силы, действующие на плотину, противостоят ее арочному действию. Для ее строительства используется каменная или бетонная кладка, но по сравнению с гравитационной плотиной она требует меньше материалов.
Нагрузки, действующие на плотину, передаются на устои плотины. Поэтому опоры должны быть более прочными, и обычно в качестве опор используются естественные образования, такие как холмы. Арочные плотины обычно предпочтительны для узких долин.
Арочная плотина экономична, когда длина плотины меньше ее высоты. Поэтому плотины этого типа можно возводить на большую высоту.
Арочная плотина Эль-Атазар, Испания
9. Контрфорсная плотина
Контрфорсная плотина состоит из лицевой плиты, контрфорсов и плиты основания. Лицевая плита устанавливается на стороне верхнего течения с некоторым наклоном, и эта плита поддерживается рядом контрфорсов, которые являются ничем иным, как опорами. Плита основания служит фундаментом для всей плотины, который принимает нагрузку от контрфорсов и лицевой плиты.
Контрфорсная плотина может быть прямой или изогнутой в плане. Чем больше высота плотины, тем больше количество контрфорсов. Этот тип плотин предпочтителен там, где грунт основания очень слабый. Пространство между контрфорсами можно использовать для различных целей, например, для установки водоочистных сооружений, электростанций и т.д.
Контрфорсная плотина Дэниел-Джонсон, Канада
10. Насыпная плотина
Насыпная плотина строится из грунта или камней. Этот тип плотин относится к плотинам нежесткого типа. Насыпные плотины классифицируются на три различных типа
Читайте также: Операции при строительстве насыпных плотин
Однородная плотина насыпного типа
Если для строительства плотины используется только один тип грунта, то она называется однородной насыпной плотиной. Однако однородность грунта делает плотину водопроницаемой и позволяет воде просачиваться через плотину. Для преодоления этой проблемы рекомендуется устраивать каменную насыпь со стороны верхнего течения.
Однородная насыпная плотина
Зональная плотина насыпного типа
Зональная насыпная плотина состоит из зоны непроницаемой почвы внутри слоя водопроницаемой почвы. Для создания противофильтрационной зоны используется глина, ил или смесь глины и ила. Обычный грунт используется для создания предыдущего внешнего слоя.
Зональная насыпная плотина
Диафрагменная насыпная плотина
Диафрагменная насыпная плотина состоит из диафрагмы внутри земляной плотины, которая изготавливается из непроницаемого грунта, бетона, стали или древесины. Эта мембрана предотвращает просачивание воды через секцию плотины.
Диафрагменная насыпная плотина
Классификация по функциям плотины
По функциям плотины подразделяются на
11. Аккумулирующая плотина
Аккумулирующая плотина строится для хранения воды в верхнем течении реки, особенно в дождливые сезоны, и сбрасывается в сезон засухи или при повышенном спросе на воду. Накопленная вода также может быть использована для выработки электроэнергии, ирригации, водоснабжения и т.д.
Арочная плотина
12. Водосливная плотина
Водосливная плотина – это плотина, которая строится для отвода потока воды в другой канал или русло. Плотины этого типа обычно используются для заполнения ирригационных каналов.
Водосливная плотина Гранитного рифа, США
13. Задерживающая плотина
Основное назначение задерживающей плотины – борьба с наводнениями. В период паводка она накапливает воду и защищает нижний бьеф от разрушения в результате наводнения. После окончания периода паводка накопленная вода сбрасывается с контролируемой скоростью без ущерба для нижнего течения.
14. Мусорная плотина
Завальная плотина строится для удержания мусора, попадающего в речную воду. Песок, гравий, коряга и т.д. – это мусор, который обычно течет вместе с речной водой. Вода на нижней стороне завальной плотины чистая.
Мусорная плотина Моно, США
15. Коффердам
Перемычка – это временное сооружение, которое обычно действует как отводная плотина. Перемычка обеспечивает сухую территорию для строительства основной плотины, отводя поток воды в другой водоток. Она строится со стороны верхнего течения или полностью вокруг строительной площадки.
Коффердам
16. Гидроэнергетическая плотина
Гидроэнергетическая плотина используется для выработки электроэнергии путем вращения турбин с помощью воды, падающей со стороны верхнего течения на сторону нижнего течения плотины.
Гидроэнергетическая плотина Черутхони, Индия
Классификация на основе гидравлической конструкции плотины
На основании гидравлической конструкции плотины классифицируются на 2 типа следующим образом
17. Переливная плотина
Переливная плотина – это плотина, которая пропускает воду через свой гребень, когда избыток воды течет со стороны верхнего течения. Ее также называют водосбросной или водосливной плотиной.
Плотина озера Каньон, США
18. Непереливная плотина
Плотина, которая не позволяет излишкам воды переливаться через ее гребень. Но в целом водосброс предусмотрен для плотин любого типа, чтобы спустить избыток воды со стороны верхнего течения.
Непереливная плотина
Классификация по валовому объему водохранилища
Плотины классифицируются на три типа в зависимости от валовой вместимости плотины, а именно
19. Малая плотина
Плотина называется малой, если ее валовая емкость находится в пределах от 0,5 до 10 MCM (миллионов кубических метров). Гидравлический напор малой плотины обычно составляет от 7,5 до 12 метров.
Малая плотина
20. Средняя плотина
Если валовая вместимость плотины находится в диапазоне от 10 до 60 MCM, то ее называют средней плотиной. Его гидравлический напор составляет от 12 до 30 метров.
Средняя плотина
21. Большая плотина
Плотина считается большой, если ее валовая емкость хранилища превышает 60 MCM. Гидравлический напор большой плотины превышает 30 метров.
Большая плотина
Читайте далее:- Различные типы бутовых плотин – их функции и применение.
- Типы строительства арочных плотин.
- Мосульская плотина в Ираке: Самая опасная плотина в мире.
- Топ-5 крупнейших провалов плотин в мире.
- Разрушение плотины в Остине: Одна из крупнейших катастроф в истории США.
- Факторы, влияющие на проектирование и строительство насыпных плотин.
- Типы плотин и поток через плотины.