水坝

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大坝是建筑在溪流河流河口的屏障,用来防止洪水泛滥,生产水力发电,或是储水作饮食或灌溉之用。在河流中上流建造的短距離人工高聳河堤作用主要功能並非防止水患,而是為了集結河水,把水匯集在,將河谷淹没後形成水庫,现代的大坝主要有两大类:土石坝和混凝土坝。

簡言之,堤壩之興建與水庫作用與原因相似,都是為了集結水源,而用意一般如下:

  1. 灌溉、供水:為附近的地區提供自來水灌溉用水。
  2. 发电:利用大壩上的水力發電機來產生電力
  3. 防洪:運河系統的一部份。

堤壩一般都建於狹窄的谷地,因為兩岸的山坡可以作為水庫的天然圍牆,而大壩的長度也可大大縮短。興建之前,將被水淹地帶的民居和古蹟需要被移到其他地方。在中國,最知名的有三峽水電站

中国最早的大坝[编辑]

中国历史上有文字记载最早的大坝是建于公元前598~前591年间的安徽省寿县安丰塘坝,坝高6.5米,库容约9070万立方米,至今运行了2,600多年,是中国古代四大水利工程之一。[1]

坝的分类[编辑]

按受力情况[编辑]

按坝的受力情况分为:重力坝、拱坝、支墩坝。

  1. 重力坝:利用坝体自身重量来抵抗上游水压力并保持自身稳定。
  2. 拱坝,在平面上呈凸向上游的拱形挡水建筑物,借助拱的作用将水压力的全部或部分传到河谷两岸的基岩上。
  3. 支墩坝,坝体传导压力至支墩、基座乃至地面,借以抵抗水压。

按筑坝材料[编辑]

按筑坝材料分为:土石坝(土坝、堆石坝、砌石坝)、混凝土坝、钢筋混凝土坝、橡胶坝、钢闸门坝等。

土石坝(embankment dam)[编辑]

土石坝是用石头建造的宽坝,断面一般为梯形。因为底部承受的水压比顶部的大的多,所以底部较顶部宽。土石坝多是横越大河建成的,用的都是既普通又便宜但具有较好不透水性的材料。由于物料较松散,能承受地基的动摇。但水会慢慢渗入堤坝,降低堤坝的坚固程度。因此,工程师会在堤坝表面加上一层防水的黏土;或在坝体内修筑透水性更小的防渗层(防渗层有心墙和斜墙两种类型);或设计一些通道,让一部分的水流走。

混凝土坝[编辑]

混凝土坝多用混凝土建成,通常建筑在深而窄的山谷,因为只有混凝土才能承受堤坝底部的高水压,是最广泛应用的坝型,如建在岩基上,高度可达200米以上。混凝土坝可以细分为混凝土重力坝,混凝土拱坝,混凝土支墩坝等。混凝土坝的主要特点是利用自身的重量来支撑水体压力。混凝土重力坝为减少坝内应力及便于坝体散热,坝内一般会建结构缝,结构缝很宽的坝被称为宽缝重力坝。坝体筑成空腔的称为空腹坝,腔内一般做水电厂房。

按过水方式[编辑]

按过水方式溢流坝、非溢流坝。

按大小[编辑]

坝高超过15米,或者库容超过300万立方米、坝高在5米以上的坝为大坝(large dam),不足者为小坝。[2]坝高超过150米为主力坝(major dam)。

按施工方式[编辑]

按施工方式不同,分为冲填坝、抛石坝、常规浇注的混凝土坝、碾压混凝土坝。

按用途[编辑]

  • 副坝(saddle dam或auxiliary dam),在水库主坝以外的周边山地的鞍部,如果高程低于水库蓄水位或保证水位,需要建副坝在此挡水。
  • 滚大坝或溢流堰(weir),用于控制水流走向或流量分配。
  • 节制坝(check dam),用于控制水流速度不能过高、抑制土壤流失,或者增加水流迂曲以沉淀水沙等目的而修建的小坝。
  • 丁字坝(wing dam),与节制坝相反,丁字坝走向是深入河道,用来使水流集中在河道中心以增加流速、刷深河床、抑制泥沙沉积、也有利于增加航道水深;同时靠近河岸的流速迂缓,避免水流冲刷河岸。美国密西西比河建有数千座丁字坝以保持通航所需水深。丁字坝在中国也是十分普遍的河工建筑。
  • 干坝(dry dam)横跨水流,但是没有闸门。平时水流穿过坝体的泄水洞流向下游,不产生积水,因此称之为“干”坝。在洪水时,由于能通过坝体下泄的流量有限,起到了限制洪水通过的作用
  • 导流坝(diversion dam),把水流引向人工水道,用于灌溉或引水发电等目的。
  • 尾矿坝(tailing dam),用于保存选矿后的矿渣的尾矿库的坝体。[3]
  • 围堰(cofferdam)用于工程施工时修筑水下基础时,用挡水材料围住施工区,抽空其中的水。

世界十大已建、在建高坝[编辑]

坝名 坝高(米) 建坝目的 国家
双江口大坝 312 HC 中国
锦屏一级大坝 305 HC 中国
努列克坝 300 IH 塔吉克斯坦
小湾大坝 292 HCIN 中国
大迪克桑斯坝 285 H 瑞士
溪洛渡大坝 278 HCN 中国
英古里坝 272 HI 格鲁吉亚
瓦依昂坝 262 H 意大利
奇科森坝 261 H 墨西哥
特里坝 261 IS 印度

注:H发电,I灌溉,C防洪,S供水,N航运[2]

參看[编辑]

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维基词典上的词义解释:

參考[编辑]

外部連結[编辑]