Что такое плотина кратко

Обновлено: 02.07.2024

Дамба – возвышение, создаваемое искусственным путем в зоне водного ресурса и выполняющее оградительную или регулировочную функцию.

Плотина – объект, возводимый на пути водного потока для поднятия естественного уровня воды. Сооружение позволяет извлечь из действия водной стихии максимальную пользу.

Сравнение

Итак, каждое из гидротехнических сооружений выполняет свои задачи. Дамбы часто возводятся для защиты местности, расположенной близко к воде, от затопления. Такие объекты должны выдерживать водный напор определенной силы. Сооружения, проходящие вдоль границ водоемов, называют контурными. Дамбы также воздвигаются в портах для ограждения акватории от действия волн и обеспечения спокойного движения судов во время прибытия, шлюзования и выхода. Сооружения этого вида относятся к безнапорным.

Кроме того, дамбы являются необходимыми элементами, участвующими в регулировании ширины русел рек, а также в искусственном разделении или соединении потоков. Чтобы движение воды осуществлялось в нужном направлении, объекты располагают под некоторым углом к течению. Дамбы, позволяющие изменять направление водотока, иногда сооружаются лишь на определенный срок. Это касается случаев, когда необходимо на время отвести воду из русла реки по причине проведения в данном месте строительных работ.

В чем разница между дамбой и плотиной? Она заключается в том, что дамба не всегда подвергается мощному давлению воды. Плотина же рассчитана на постоянный напор. Она преграждает поток, в результате чего по одну сторону от сооружения уровень воды значительно повышается. Плотины позволяют сделать изначально неглубокие реки пригодными для судоходства и лесосплава. Эти объекты также помогают решать проблемы водоснабжения и орошения сельхозугодий, а благодаря сосредоточению у плотины сильного напора становится возможным энергетическое использование воды.

Отличие дамбы от плотины состоит в том, что построение последней, как правило, способствует формированию искусственного водохранилища. При этом в самой реке и прилегающих территориях происходят заметные преобразования: другим становится режим стока, меняется температура воды, усложняется миграция рыбы, затопляется часть прибрежной зоны, в районе сооружения изменяется микроклимат. С помощью плотин также создают резервуары для задержания талых и дождевых вод в балках и оврагах. Накопленные запасы воды затем используют для орошения и в других целях.

ПЛОТИ́НА, -ы, ж. Сооружение, которым преграждают течение, движение воды для подъема ее уровня. Бетонная плотина. Плотина со шлюзами. □ Шумит, не смолкая, вода у плотины. И. Никитин, Буря. По дну балки протекал ручей. Он был запружен небольшой плотиной и разлился в узкий пруд. Паустовский, Рождение моря.

Источник (печатная версия): Словарь русского языка: В 4-х т. / РАН, Ин-т лингвистич. исследований; Под ред. А. П. Евгеньевой. — 4-е изд., стер. — М.: Рус. яз.; Полиграфресурсы, 1999; (электронная версия): Фундаментальная электронная библиотека

Плоти́на — гидротехническое сооружение, перегораживающее водоток для подъёма уровня воды, также служит для сосредоточения напора в месте расположения сооружения и создания водохранилища.

ПЛОТИ'НА, ы, ж. 1. Запруда, сооружение из земли, камня, железа, бетона и т. п., устраиваемое поперек реки для поднятия уровня воды или поперек оврага для образования искусственного пруда. У мельника вода плотину прососала. Крылов. Деревянная п. Бетонная п. 2. перен. Преграда, препятствие чему-н. Создать плотину против военной опасности.

плоти́на

1. гидротехническое сооружение из земли, камня, железа, бетона и т. п., устраиваемое поперёк реки для поднятия уровня воды, для образования искусственного пруда

Делаем Карту слов лучше вместе

Привет! Меня зовут Лампобот, я компьютерная программа, которая помогает делать Карту слов. Я отлично умею считать, но пока плохо понимаю, как устроен ваш мир. Помоги мне разобраться!

Спасибо! Я стал чуточку лучше понимать мир эмоций.

Вопрос: становление — это что-то нейтральное, положительное или отрицательное?

Ассоциации к слову «плотина»

Синонимы к слову «плотина»

Предложения со словом «плотина»

Иначе её может накопиться столько, что она в конце концов прорвёт плотину, и это будет уже нарушением психики.

Рядом с мостом шла плотина, служившая преградой ручью на время, пока строился мост.

Сочетаемость слова «плотина»

Плоти́на — гидротехническое сооружение, перегораживающее водоток для подъёма уровня воды, также служит для сосредоточения напора в месте расположения сооружения и создания водохранилища. Плотины на небольших водотоках, а также временные, называют также запрудами.

Гравитационная плотина — разновидность выполненных из бетона или каменной кладки плотин, для обеспечения устойчивости которых используется только пропорциональная собственному весу плотины сила трения по основанию. Таким образом, в отличие от арочно-гравитационных и арочных плотин, конструкция и структурная целостность которых базируется на использовании арочной геометрии сооружения, и в отличие от контрфорсных плотин, конструкция которых предполагает передачу давления воды в верхнем бьефе через.

Афоризмы русских писателей со словом «плотина»

Дополнительно

Предложения со словом «плотина»

Иначе её может накопиться столько, что она в конце концов прорвёт плотину, и это будет уже нарушением психики.

Чтобы выйти из окружения, через болото стали строить плотины.

Управление стоимостью в проекте строительства плотины осуществлялось также на высоком уровне.

ПЛОТИ́НА, гидротехнич. водоподпорное сооружение, перегораживающее русло (русло и долину) реки и удерживающее воду с одной (верховой) стороны на более высоком уровне, чем с другой (низовой), т. е. создающее подпор. Примыкающая к П. часть реки с более высоким уровнем называется верхним бьефом , с низким уровнем – нижним бьефом. Разность уровней называется напором . П. небольшой высоты – запруда. Функции водоподпорных сооружений выполняют здания ГЭС, судоходные шлюзы, шлюзы-регуляторы и др.

Плоти́на — гидротехническое сооружение, перегораживающее водоток или водоём для подъёма уровня воды. Также служит для сосредоточения напора в месте расположения сооружения и создания водохранилища.

Содержание

Назначение

Обычно плотины входят в комплекс гидротехнических сооружений (гидроузел), сооружаемый в конкретном месте для использования водных ресурсов в различных целях: мелиорации, гидроэнергетики, обводнения пастбищ и прочего. Чаще плотины входят в группу речных гидротехнических сооружений (чем в группу внутрисистемных, расположенных на каналах). Если при этом комплекс сооружений связан с забором воды из реки, то его называют водозаборным гидроузлом.

В общем случае состав гидроузла, где располагают плотины, следующий:

Собственно сами плотины (водопропускные или глухие);
Головной водозаборный регулятор или водоподёмная установка;
Сооружения гидроэлектростанций;
Судоходные шлюзы, бревноспуски;
Сооружения по борьбе с наносами (отстойники, промывники, струенаправляющие системы); ; ; и выправительные сооружения.

По назначению плотины бывают водохранилищные, водоопускающие и водоподъёмные. Подпор уровня воды у водоподъёмных плотин невысок, целью устройства таких плотин является улучшение условий водозабора из реки, использования водной энергии и пр. Водохранилищные плотины отличаются заметно большей высотой, как следствие, большим объёмом создаваемого водохранилища. Отличительной особенностью больших водохранилищных плотин является способность регулировать сток, малые плотины, с помощью которых создают, например, пруды, сток не регулируют. Чаще всего подобное функциональное разделение плотин на водохранилищные и водоподъёмные является условным, в силу трудности определения более важной функции. Вместо этого может использоваться деление плотин по высоте подъёма воды: низконапорные (глубина воды перед плотиной до 15 м), средненапорные (15-50 м), высоконапорные (более 50 м).

Поперек рек и речек плотины устраиваются с целью поднять уровень воды и образовать искусственный водопад, которым пользуются как механическою силою или же чтобы сделать мелкие реки судоходными и распространить судоходство и сплав далее вверх по течению реки.

Ручьи, балки, овраги и ложбины заграждаются плотинами для задержания в них дождевых и снеговых вод, образующих пруды и резервуары, запасами которых пользуются в сухое время года для орошения полей, для водопоя и других потребностей в домашнем хозяйстве или же для водоснабжения населенных мест, для питания судоходных каналов, а также для пропусков воды в реки при недостаточной глубине их для судоходства (реки Мста, Верхняя Волга и другие).

Плотины вдоль рек возводятся для направления течения соответственно потребностям судоходства, а по берегам рек, озёр и морей — для предохранения от наводнений и для предупреждения вторжения морских вод внутрь страны.

Классификация плотин

Тип и конструкция плотины определяются её размерами, назначением, а также природными условиями и видом основного строительного материала. Плотины различаются по типу основного материала, из которого они возводятся, по назначению и по условиям пропуска воды.

По типу материала

По типу основного материала различают плотины:

По способу возведения

насыпные
намывные
направленного взрыва

По способу восприятия основных нагрузок

По условиям пропуска расхода воды

глухие (не допускают перелива воды через гребень)
водосбросные
фильтрующие (пропуск воды осуществляется через тело плотины)
переливные (катастрофического действия)

История

Искусство возведения плотин известно уже с глубокой древности. О водоподъёмных плотинах упоминает Геродот. Абу-л-Фида сообщает о плотине, построенной персами для отвода воды от города Тостара. Аббас I Великий соорудил близ Кашана каменную плотину длиною 36 метров, высотою 16 м и толщиною 10 м, снабженную у подошвы каналом для пропуска воды. Наконец, в древние времена строились также весьма большие плотины для ограждения местностей от наводнений, например, арабами во II столетии н. э. Подобные же работы, по рассказу Абу-л-Фиды, предприняты были Александром Македонским для предупреждения разлива озера Кадис близ сирийского города Эмесы.

Самая древняя из известных плотин датирована 3000 годом до нашей эры. Располагалась она в ста километрах от Аммана; это была каменная стена 4,5 метров в высоту и 1 метр в толщину [1] [2] . В 2800 [3] /2600 [4] году до нашей эры в 25 километрах от Каира была возведена плотина протящённостью 102 метра; она была вскоре разрушена ливнем [3] [4] . В середине III века была построена целая система рядом с индийским городом Дхолавира [5] .

Римляне строили весьма разнообразные плотины, в первую очередь — для получения водохранилищ на засушливые периоды [6] ; самая высокая римская плотина достигала 50 метров в высоту и была разрушена лишь в 1305 году [7] .

Гравитационные плотины

Давление от масс воды гравитационные плотины воспринимают своей массой. Сопротивление сдвигу происходит за счёт сил трения или сцепления подошвы плотины по основанию. Вследствие этого такие плотины имеют массивный характер, чаще близкое к трапецеидальному сечение в поперечнике.

Арочные плотины

Арочные плотины давление от масс воды передают на берега ущелья (реже — на искусственные устои). В силу этого такие плотины чаще возводятся в горной местности, где берега сложены прочными породами. Часть нагрузок арочная конструкция передаёт на основание. При этом, чем шире арка, тем больше давление на основание. Это требует увеличение ширины плотины в нижней части, и приводит к появлению арочно-гравитационных плотин. Арочные плотины с контрфорсами в нижней части арки называют арочно-контрфорсными. В них работа арки ограничивается верхней частью, что позволяет применять арочные плотины в более широком диапазоне мест расположения.

Арочно-гравитационные плотины

Арочно-гравитационные плотины совмещают в себе свойства арочных и гравитационных плотин.

Контрфорсные плотины

Как и арочные плотины позволяют уменьшить массу тела плотины, её размеры за счёт более эффективной расчётной схемы. Стена в контрфорсной плотине более тонкая, чем в гравитационной благодаря её усилению с низовой стороны подпорными конструкциями (стенами).

Грунтовые плотины

Нурекская плотина — сверхвысокая насыпная каменно-земляная плотина из галечника с центральным ядром из сафедобской супеси.

Грунтовые плотины просты по конструкции, строительство их возможно в очень широком диапазоне геологических условий. Учитывая это, а также использование при возведение плотины местных строительных материалов, почти полную механизацию труда и сокращение трудозатрат, грунтовые плотины можно считать самым рапространённым типом водоподпорного сооружения. Грунтовые плотины относятся к гравитационным плотинам.

Грунтовые плотины были в числе самых первых плотин в истории человечества. С давних пор такие плотины строились и в России. Известна Змеиногорская плотина XVIII века, построенная выдающимся русским инженером Козьмой Фроловым.

Современные грунтовые плотины достигают весьма больших размеров, к примеру, Нурекская плотина достигает высоты трёхсот метров, а плотина Тарбела объёма 130 миллионов кубических метров. География плотин чрезвычайно широка: Вилюйская, Усть-Хантайская, Колымская плотины возведены в условиях вечной мерзлоты, в Средней Азии строится самая высокая в мире Рогунская плотина, существуют плотины на Кавказе — Сарсангская, Мингячевирская, известны плотины на Дальнем Востоке, Карпатах, Крыму.

Классификация грунтовых плотин

Грунтовые плотины классифицируются по материалу тела плотины, по конструкции, методу производства работ, высоте, типу противофильтрационных устройств в основании.

Материал	Тип конструкции плотин
Материал	Однородная	С центральным ядром	с экраном	с диафрагмой
Земляная
Земляная	Способ возведения: отсыпка грунта с послойным уплотнением; намыв; наброска взрывом	Способ возведения: намыв; отсыпка	Способ возведения: намыв; отсыпка	Способ возведения: намыв; отсыпка
Каменно-земляная
Каменно-земляная	Способ возведения: отсыпка; наброска; намыв	Способ возведения: отсыпка; наброска
Каменная
Каменная	Способ возведения: наброска взрывом; отсыпка	Способ возведения: отсыпка; наброска; наброска взрывом	Способ возведения: отсыпка; наброска; наброска взрывом

Расчёты грунтовых плотин

При проектирование современных грунтовых плотин проводятся расчёты с учётом напряжённо-деформированного состояния при статических и динамических воздействиях. При проведении расчётов используются компьютеры, а инженеру-проектировщику требуются знания теории упругости и пластичности, ползучести, численных методов. Работа грунта моделируется с учётом наиболее важных его свойств, и применение методов механики сплошных сред позволяет получить весьма близкие к реальности результаты расчётов. Современное проектирование грунтовых плотин учитывает иногда и реологию грунтов.

При проектировании плотин следует провести несколько групп расчётов, среди которых:

расчёты фильтрации в теле плотины;
расчёты основания плотины;
расчёты тела плотины;
расчёты, связанные с сейсмостойкостью;
расчёты устойчивости откосов плотины;
расчёты сопряжения плотины с основанием.

Расчёты фильтрации в теле плотины необходимы для проведения прочих расчётов, например, устойчивости откосов. Фильтрационный поток через плотину влияет на работу плотины в целом. Параметры фильтрационного потока определяют конструкцию как плотины, так и сопутствующих устройств. В ходе расчёта фильтрации определяются скорости движущейся грунтовой воды, фильтрационные расходы через тело плотины, строится гидродинамическая сетка движения фильтрационного потока и депрессионная поверхность (верхняя граница фильтрационного потока в теле плотины).

При расчётах основания определяются осадки основания, несущая способность грунта, прогнозируется уплотнение (консолидация) основания.

Расчёты тела плотины определяют его осадки, проверяются прочность грунтовых материалов, даётся оценка трещинообразования.

Конструкции грунтовых плотин

Конструкция плотины во многом определяется свойствами местных грунтов, имеющихся вблизи створа. Также на конструирование влияют инженерно-геологическая ситуация места строительства, гидрологические характеристики реки и стока, климатические условия, сейсмичность района, наличие парка необходимых строительных машин.

В ходе конструирования решаются следующие задачи:

назначаются габаритные размеры сооружения (высота плотины, заложение откосов, ширина гребня, размеры берм);
выбирается тип укрепления откосов и гребня;
определяются противофильтрационные устройства в теле плотины;
разрабатываются дренажные устройства;
конструируется подземный контур плотины;
назначается тип сопряжения плотины с основанием и берегами.

Разрушения плотин и обеспечение безопасности

Ущерб от разрушения плотины может быть чрезвычайно большим. Обусловлено это тем, что разрушение непосредственно конструкции плотины является, зачастую, лишь небольшой частью общего ущерба, в который включаются потери от разрушения сопутствующих сооружений (поскольку плотина почти всегда является лишь частью гидроузла), потери предприятий, производство на которых может быть парализовано в результате прекращения поступления от ГЭС, потери от разрушений, произведённых катастрофическим водосбросом в нижнем бьефе плотины.

Крупные катастрофы на плотинах

Список некоторых крупных катастроф, произошедших на плотинах [10] .

Обеспечение безопасности

Мероприятия по обеспечению безопасности должны выполняться начиная со стадии проектирования. В ходе возведения плотины должна производиться проверка на соответствие работ, свойств оснований и строительных материалов проектным данным. В ходе эксплуатации сооружения требуется осуществлять натурные наблюдения — мониторинг плотины с помощью контрольно-измерительной аппаратуры. Установка аппаратуры в сооружении должна предусматриваться ещё на стадии проектных работ и обеспечивать, в зависимости от класса сооружения, наблюдения за осадками, горизонтальными смещениями, параметрами фильтрационного потока в теле плотины, температурой, напряжённо-деформированным состоянием и прочим.

Помимо аппаратного мониторинга на всех плотинах следует выполнять натурные визуальные и геодезические наблюдения. Подобные наблюдения позволяют установить фактическое состояние сооружения и определить его соответствие проектным прогнозам, своевременно предотвратить негативные процессы.

Различают два случая не соответствия плотин проектно-нормативным требованиям:

К1 — потенциально опасное состояние;
К2 — предаварийное состояние.

Потенциально опасное состояние не вызывает скорого разрушения сооружения, однако требует принятия незамедлительных мер по устранению причин состояния. Предаварийное состояние означает, что в считанные часы может случиться гибель плотины, требуется эвакуация населения и проведение аварийно-спасательных работ.

Проведение измерений, наличие плана действий в экстренных ситуациях и готовность персонала гидроузла к аварийным ситуациям способны предотвратить аварии и избежать трагических последствий. В 1993 году на Курейской плотине резко возрос фильтрационный расход через насыпь. Произошло вымывание мелкозернистого грунта, на откосах появился и стал расти провал, грозящий катастрофическим прорывом воды через считанные часы. Руководство гидроузла смогло предотвратить катастрофу, резко снизив уровень воды в верхнем бьефе, организовав немедленную засыпку образовывавшейся воронки и кольматацию трещины с верховой стороны глинистым грунтом.

Как работают плотины

Итак, плотины, или, что точнее, гидроэлектростанции — это гидротехнические сооружения, с помощью которых вырабатывается электрическая энергия в больших количествах. При этом используется энергия масс падающей воды, предварительно накопленной в сопутствующих плотинам водохранилищах. Преобразователем энергии кинетической в механическую является турбина, от которой физические усилия передаются на электрический генератор, который уже, в свою очередь, преобразует эту энергию в электричество.

Однако плотина должна быть не только водонепроницаемой, но и устойчивой. Естественный земляной вал или каменный утес, с опорой на которые запруда построена (так называемые учредительство запруды) должны также быть водонепроницаемыми. Также должна хорошо держать массы запруженной воды и долина реки выше по течению, в которой резервуар хранения формируется. Если эти природные зоны не являются водонепроницаемыми, то вода может вытекать из резервуара, даже если сама плотина водонепроницаема. Утечка воды может происходить через естественные полости земли (пещеры, разломы скал), поэтому перед устройством плотины вся местность хорошо исследуется с применением самых современных средств геологической диагностики.

Устойчивость самой плотины достигается с помощью максимального упрочнения ее стен. Плотина должна противостоять не только давлению воды, собранной в озере выше по течению, но и собственному весу, особенно если, по крайней мере, часть стены плотины насыщена водой. Чем выше плотина, тем больше глубина водохранилища за плотиной, и тем больше давление воды на подводную часть стены дамбы. Также плотина должна противостоять другим силам, которым она может время от времени подвергаться, например, тряске от землетрясений. Угроза, которую землетрясения представляют для плотин, широко варьируется в зависимости от региона мира, в котором находится плотина. Поэтому при проектировании любых плотин в обязательном порядке к изысканиям подключаются и опытные специалисты-сейсмологи.

Если во время весеннего наводнения река, на которой построена плотина, переполнится, в водохранилище будет поступать очень большой объем паводковой воды. Обычно это намного больше воды, чем можно выпустить через клапан выхода. Поэтому плотина должна иметь некоторые средства, с помощью которых эти большие объемы паводковой воды могут течь вокруг плотины, не нанося ущерба самой плотине; а также территориям, расположенным ниже по течению. Для этого используется специальный водосброс, который в большинстве случаев представляет собой открытый прорезной канал, достаточно большой, чтобы направлять паводковые воды вокруг плотины. Если плотина построена из бетона, водосброс может быть частью самой стены плотины. Однако если плотина земляная, или ее тело состоит из каменной засыпки (грунт и разрушенная порода), водосброс должен быть отдельным сооружением. Дело в том, что паводковые воды не могут течь поверх насыпной плотины, не разрушая ее, так как неконтролируемый водный поток имеет очень большую мощность, а земля или каменная засыпка не могут ей противостоять в должной мере.

Строительство плотины

Для того чтобы построить плотину, инженеры должны сперва осушить часть реки, на которой они хотят разместить дамбу. Обычно это достигается путем отвода реки через тоннель, то есть нужно изменить русло реки, чтобы построить в намеченном месте прочное основание дамбы. Тоннель строится через одну сторону реки вокруг планируемой строительной площадки. Сначала бурится ряд отверстий в скале, взрывчатые вещества помещаются в буровые скважины, разрушенная порода удаляется. Эта процедура повторяется столько раз, сколько необходимо для завершения постройки тоннеля. Готовые водоотводные туннели часто облицовываются бетоном. Если же река равнинная, то просто роется обводной канал, который впоследствии легко перекрыть.

Обычно работы по отводу реки начинаются летом, когда уровень воды в ней самый низкий. Землеройное оборудование используется для того, чтобы построить малую запруду (коффердам) перед площадкой основной конструкции. Это действует как барьер для реки и заставляет ее течь в проделанный туннель. Другой коффердам строится ниже по течению от основной конструкции, он необходим для того, чтобы предотвратить обратный поток воды в район строительства. Вся вода, которая все же просачивается через коффердамы, активно откачивается специальными водяными насосами.

Водоотводные туннели не всегда необходимы при строительстве бетонных плотин. Иногда река просто направляется через большую трубу и плотину, построенную вокруг нее.

Методы строительства, используемые при строительстве плотины, зависят от типа строящейся плотины. Первый этап строительства включает удаление всех оставшихся после отвода реки скальных образований. Скалы взрываются, их остатки в виде щебня впоследствии можно использовать для строительных работ.

Строительство водохранилища – это один из самых ответственных этапов строительства всей ГЭС. Дно этой гигантской запруды должно быть хорошо проверено на наличие природных трещин, через которые могла бы уходить вода. Если трещины имеются, они расширяются бурением и в них под высоким давлением закачивается специальный водостойкий цементный раствор. В ряде случаев, особенно если плотина строится на равнинной реке, дно хорошо бетонируется, причем перед армированием основного массива покрытия производится подбетонка природной поверхности. Чтобы вода не просачивалась в породу по краям плотины, необходимо устраивать специальные бетонные плинтуса.

При строительстве плотины также возводятся и сопутствующие сооружения, главным из которых является здание самой электростанции, где размещаются генераторы. Сами турбины находятся в теле плотины. После полного завершения всего строительства водозаборный тоннель закрывается, и озеро начинает заполняться водой. Закрытие водоотводного туннеля осуществляется в два этапа. Во время низкой подачи большой многоразовый стальной строб опускается через вход. Обходной тоннель после этого преграждается бетонной пробкой. В некоторых дамбах водоотводные выходы устроены по типу штепсельных вилок, чтобы в случае экстренной ситуации воду можно было быстро выпустить.

Видео как работает плотина

Заключение

Любая плотина, даже небольшая, требует не только выполнения очень большого объема земляных и взрывных работ, но и привлечения самых высококвалифицированных специалистов. Также необходима специальная техника в большом количестве, но самое главное – требуются проверенные временем технологии сооружения таких станций, которые имеются только в экономически развитых странах.

Читайте также: