Что такое плотины и какими они бывают?

Когда появились плотины?

Люди строят плотины и дамбы с того момента, когда появилось самое первое государство на планете — уже многие тысячи лет.

В ходе археологических раскопок в Турции в начале этого века при раскопках у турецкой деревни Аладжахойук была найдена дамба времен хеттской империи, которую относят к 1250 году до н.э. Эта дамба считается старейшим гидротехническим сооружением в мире, функционирующим и в наше время. Когда империя хеттов пала, дамба было занесено грязью и илом. Но после обнаружения и восстановления древнего сооружения оно снова начало орошать земли окрестных крестьян, как и 3000 лет назад.

Самой древней плотиной в настоящее время считают сооружение, построенное около 5000 лет назад в Иордании, в 100 км от Аммана. В настоящее время она выглядит как каменная стена высотой 4.5 метра и толщиной в метр. Когда-то она перекрывала реку, пересохшую очень давно. Известно, что в Древнем Египте, примерно в 2700 году до н.э. была возведена плотина протяженностью 102 метра. Сама плотина до нашего времени не дожила.

Недалеко от индийского города Дхолавира с III веке до н.э. была построена целая сеть плотин. В Древнем Риме строили очень разнообразные плотины — в основном для создания водохранилищ, запасов воды на засушливый период года.

Какие бывают плотины?

По способу восприятия нагрузок их делят на:

1. Гравитационные, в которых давление воды воспринимается всей массой плотины, такие плотины очень массивны.
2. Арочные — имеют форму арки, передавая таким образом давление масс воды на берега ущелья Обычно такие плотины строят в горах, они намного более изящны, чем гравитационные плотины.
3. Арочно-гравитационные — сочетают в себе свойства и арочных, и гравитационных плотин.
4. Контрфорсные — такие плотины получаются менее материалоемкими по сравнению с гравитационными за счет наличия подпорных стенок, контрфорсов, принимающих на себя часть давления воды.

По основному материалу плотины делят на:

• грунтовые,
• бетонные,
• металлические,
• деревянные,
• железобетонные,
• габионные.

Под габионами понимаются объемные конструкции, плетенки из прутьев или металлической проволоки, заполняемые землей, песком или мелкими камнями.

Еще в XVI веке габионы использовались в полевой фортификации для создания укрытий от пуль и ядер противника. В наше время объемные конструкции из прочной проволоки, заполняемые землей, позволяют быстро и недорого создавать различные конструкции.

По способу возведения плотины бывают насыпными, намывными и созданными направленными взрывами.

Какие плотины — самые высокие?

Самая высокая плотина в мире превышает 500 метров! Эта плотина не была построена людьми, она образовалась в результате землетрясения в горах.

18 февраля 1911 года в горах Памира случилось очень сильное землетрясение. Скалы обрушились и перекрыли реку Бартанг. Постепенно в ущелье образовалось озеро длиной около 70 км и глубиной свыше 500 метров.

До землетрясения в ущелье находилось несколько селений. Аул Усой был завален во время землетрясения. А несколько выше по ущелью находилось селение Сарез, уцелевшее во время землетрясения, но впоследствии залитое водой. Возникшее новое озеро назвали по имени селения — Сарез. Только в 1926 году, через 15 лет после землетрясения, озеро заполнилось и перестало расти.

Высота плотины составляет 567 метров, объем образовавшегося озера — свыше 17 кубических километров. Природная плотина, созданная землетрясением, остается самой высокой на Земле. Человеку пока не удалось опередить природу в создании плотин.

Второе место среди самых высоких плотин мира (и первое место среди плотин, созданных людьми) занимает Нурекская ГЭС. Начали ее строить в 1961 году, а закончили в 1970-е. Реку Вахш в Таджикистане перекрыли плотиной высотой 304 метра. Образовалось гигантское водохранилище объемом свыше 10 кубических километров. Электростанция вырабатывает около 3 Гигаватт энергии.

Чуть ниже, 292 метра, плотина китайской ГЭС Сяовань, которую закончили строить в 2010 году. Стоящие на ней 6 турбин мощностью по 700 мегаватт позволяют получать суммарную мощность 4.2 Гигаватта электроэнергии.

Альпийские горы предоставили свою помощь людям для создания трех очень высоких плотин. Две из них в Швейцарии, одна в Италии.

В Швейцарии из нашего списка высочайших плотин мира стоят плотины Гранд Дикенс на реке Рона, имеющая высоту 285 метров, и расположенная в долине Бань (Bagnes Valley) плотина Мавосин, высотой 250 метров.

В Италии, недалеко от Инсбрука — плотина Вайонт, высотой 261.6 метра.

Наша Саяно-Шушенская ГЭС находится на 8 месте, ее плотина имеет высоту 245 метров.

Что дают плотины миру?

Существуют противоселевые плотины, такие как в урочище Медеу. Эта плотина спасла город Алма-Ата от катастрофического селя 1973 года: если бы его не остановила только что построенная плотина, селевой поток снес бы город, убив многие тысячи людей.

Но в основном плотины гидроэлектростанции дают человечеству чистую энергию, ведь для выработки электричества на их генераторах не нужно сжигать уголь, нефть или газ.

Однако было бы ошибкой утверждать, что ГЭС не приносят вреда природе.

При их строительстве под затопление идут наиболее плодородные пойменные земли.

Плотины перегораживают пути нереста рыбы, что могло бы полностью уничтожить некоторые виды рыб, если бы при ГЭС не строили бы специальные рыбоподъемники, что-то вроде «рыбных лифтов» и пандусов-рыбоводов, помогающих рыбе, идущей на нерест, преодолеть плотину.

Кроме этого, ГЭС нарушают температурный баланс воды в реке ниже по течению: ведь вода на турбины, для экономии и большей надежности, подается не из верхней части водохранилища, а снизу.

Заметить этот факт на ГЭС в какой-нибудь Бразилии или Италии довольно трудно. А вот Саяно-Шушенская ГЭС очень наглядно нарушила климат Сибири на несколько сот километров вниз по течению Енисея.

До ее постройки весь Енисей в том районе Сибири зимой покрывался толстым слоем льда и всю зиму от ледостава до ледохода служил хорошей гладкой дорогой для сибиряков. А после постройки плотины Енисей на много километров вниз от плотины перестал зимой покрываться льдом.

Хотя и тут нет худа без добра. У самого подножия Саяно-Шушенской ГЭС находится крупнейшее в крае предприятие по разведению форели. ГЭС предоставляет нескольким переделанным для разведения рыбы баржам чистую воду, которая летом и зимой имеет одинаковую температуру, оптимальную для разведения радужной форели — те самые +4 градуса Цельсия.

Люди уже тысячи лет строят дамбы и плотины, используя их и для орошения, и для производства электроэнергии. Но, оказывается, плотины удобны еще и для разведения рыбы ценных пород.