Ένα φράγμα είναι μια κατασκευή που εμποδίζει την άνοδο ή τη ροή του νερού για τον ένα ή τον άλλο σκοπό. Τα πρώτα κτίρια αυτού του τύπου ανακαλύφθηκαν στην Αίγυπτο, όπου χρησιμοποιήθηκαν για τη δημιουργία εγκαταστάσεων αποθήκευσης νερού. Αρχαιολόγοι από τη Γερμανία βρήκαν ένα τέτοιο αντικείμενο διακόσια χιλιόμετρα από το Κάιρο. Ήταν ένα φράγμα με το δικό του όνομα «Sad el-Karaf», το οποίο βρίσκεται στα αρχεία του Ηροδότου. Όσον αφορά την ηλικία της, οι ειδικοί διαφωνούν. Κάποιοι πιστεύουν ότι χτίστηκε το 3200 π. Χ., άλλοι - ότι στο μεσοδιάστημα μεταξύ 2950-2750. π. Χ.
Από τι ήταν το παλαιότερο φράγμα;
Πόσο μεγάλο ήταν το παλαιότερο φράγμα; Το εντυπωσιακό αυτό κτίσμα ήταν ένας διπλός πέτρινος τοίχος, ανάμεσα στις πλευρές του οποίου ήταν επιπλέον πεταμένα θραύσματα λίθων. Το μήκος του φράγματος ήταν πάνω από 100 μέτρα κατά μήκος της κορυφής, ενώ το ύψος έφτανε τα 12 μέτρα. Ένα παρόμοιο έργο επέτρεψε τη συσσώρευση έως και δύο εκατομμυρίων κυβικών μέτρων νερού στο Wadi al-Gharavi.
Οι Κινέζοι έχτισαν σε μεγάλη κλίμακα και για αιώνες
Μερικοί ιστορικοί πιστεύουν ότι φράγματα στην Εποχή του Χαλκού κατασκευάζονταν παντού στα σημεία ανάπτυξης του ενός ή του άλλουτοπικός πολιτισμός. Για παράδειγμα, μια πέτρινη κατασκευή που χρονολογείται από τον έβδομο αιώνα π. Χ. βρέθηκε στη Μεσοποταμία. Στην αρχαία Συρία, παρόμοιες κατασκευές χτίστηκαν μιάμιση χιλιάδες χρόνια πριν από τη γέννηση του Χριστού. (Nahr el-Assi). Μεγάλης κλίμακας κατασκευή φραγμάτων παρατηρήθηκε και στην αρχαία Κίνα. Εδώ έγινε διάσημος ο πλοίαρχος, και αργότερα ο αυτοκράτορας Yu, στον οποίο το 2283 π. Χ. ο σημερινός ηγεμόνας εμπιστεύτηκε τη διαχείριση όλων των κατασκευών νερού στην αυτοκρατορία. Υπό την ηγεσία του Μεγάλου Γιου (όπως τον αποκαλούν ακόμα), ανεγέρθηκαν περισσότερα από ένα φράγμα. Ήταν μια κατασκευή μεγάλης κλίμακας για αιώνες και χιλιετίες, η οποία κατέστησε δυνατή έως το 250 π. Χ. την άρδευση, για παράδειγμα, 50.000 τετραγωνικών χιλιομέτρων στις ερήμους του Σετσουάν χρησιμοποιώντας τα νερά του ποταμού Μιντζιάνγκ. Και ήταν στην Κίνα που γεννήθηκε η πρακτική της κατασκευής υδραυλικών κατασκευών χρησιμοποιώντας ένα τέτοιο στοιχείο όπως το τόξο.
Σχεδιάστηκε από τον ίδιο τον Ντα Βίντσι
Στην Ευρώπη, όπου το πρόβλημα της άρδευσης δεν ήταν τόσο οξύ όσο στην Ασία και την Αφρική, τα φράγματα εμφανίστηκαν πολύ αργότερα - τον 16ο αιώνα. Οι τοξωτές εκδόσεις, συγκεκριμένα, αναφέρονται στα ισπανικά χρονικά το 1586, αλλά οι μηχανικοί πιστεύουν ότι οι ίδιες οι συσκευές θα μπορούσαν να είχαν κατασκευαστεί αιώνες νωρίτερα. Αυτό βασίζεται στο γεγονός ότι οι ιδιοφυΐες εκείνης της εποχής συμμετείχαν στο σχεδιασμό τους - Leonado da Vinci, Malatesta, Mechini, και λαμβάνοντας επίσης υπόψη τη συσσωρευμένη εμπειρία που ήρθε στην Ευρώπη μετά από επαφές με τον αραβικό κόσμο. Για παράδειγμα, είναι γνωστό ότι ακόμη και μια τέτοια, με την πρώτη ματιά, όχι πολύ ισχυρή κατασκευή, όπως ένα χωμάτινο φράγμα, λειτουργούσε για έναν αιώνα,πριν καταρρεύσει (χτίστηκε στη Γαλλία το 1196).
Η χρήση των φραγμάτων στη Ρωσία
Για τη Ρωσία, με τους πλούσιους υδάτινους πόρους της, επίσης, εκ πρώτης όψεως, τα φράγματα δεν απαιτούνταν ιδιαίτερα. Ωστόσο, υπάρχουν εδώ από τον 14ο αιώνα μ. Χ. και χρησιμοποιούνταν σε συστήματα νερόμυλων. Η πρώτη αναφορά των φραγμάτων σημειώνεται στη διαθήκη του Ντμίτρι Ντονσκόι, που χρονολογείται το 1389. Ο Μέγας Πέτρος έδειξε ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τέτοιες κατασκευές, έτσι τον 18ο αιώνα υπήρχαν ήδη περισσότερα από 200 αντικείμενα στη Ρωσική Αυτοκρατορία, μεταξύ των οποίων ξεχώριζε ένα ψηλό χωμάτινο φράγμα - Zmeinogorskaya. Οι υδάτινοι πόροι μέσω τέτοιων συσκευών μεταφέρθηκαν για χρήση σε κλωστοϋφαντουργικές, εξορυκτικές και άλλες επιχειρήσεις εκείνης της εποχής.
Ένα φράγμα είναι μια υδραυλική κατασκευή που μπορεί να συσχετιστεί με έναν ή άλλο τύπο αντικειμένου, ανάλογα με την ταξινόμηση. Σήμερα, υπάρχουν συσκευές δεξαμενής, μείωσης νερού και ανύψωσης. Τα φράγματα ταμιευτήρων είναι συνήθως πολύ ψηλά και έχουν την ικανότητα να ελέγχουν την απελευθέρωση νερού. Οι χαμηλές κατασκευές (για παράδειγμα, για την κατασκευή λιμνών) συνήθως δεν έχουν απορροή. Μια άλλη σημαντική ταξινόμηση είναι η διαίρεση των αντικειμένων ανάλογα με το βάθος του νερού μπροστά από τη φώκια. Εδώ διακρίνονται φράγματα χαμηλής, μέσης και υψηλής πίεσης (έως 15, 50 και άνω των 50 μέτρων αντίστοιχα).
Φράγματα για ποτάμια και χαράδρες
Τα φράγματα στα ποτάμια μπορούν να κατασκευαστούν και απέναντι (για να ανέβει η στάθμη του νερού, να οργανωθεί ένας καταρράκτης, η ισχύς του οποίου μπορεί με κάποιο τρόπο να χρησιμοποιηθεί, για να γίνει ένας ρηχόςμέρος του ποταμού βατό για πλοία), και κατά μήκος (για προστασία από πλημμύρες). Σε ορισμένες περιπτώσεις, τα ρέματα, οι χαράδρες και οι κοιλότητες φράσσονται από φράγματα για να συγκρατούν μέσα τους λιωμένο νερό χιονιού, τα οποία στη συνέχεια χρησιμοποιούνται για άρδευση ή για τροφοδοσία καναλιών πλοήγησης.
Κύρια στοιχεία του HPP
Η δομή των υδραυλικών κατασκευών συνήθως περιλαμβάνει ένα φράγμα, μια δεξαμενή μπροστά ή μετά από αυτό, μια εγκατάσταση ανύψωσης νερού, ένα συγκρότημα υδροηλεκτρικών σταθμών, πλαγιές για τη διέλευση των ψαριών, μια αποχέτευση νερού (εάν σύστημα είναι οχετός), κατασκευές για την ενίσχυση της ακτής και τον καθαρισμό του συστήματος από τα ιζήματα. Τα μεγάλα αντικείμενα κατασκευάζονται από οπλισμένο σκυρόδεμα, ενώ τα μικρά μπορούν να κατασκευαστούν από χώμα, μέταλλο, σκυρόδεμα, ξύλο ή ακόμα και ύφασμα. Είναι γνωστό ότι κατά τη διάρκεια της πλημμύρας στο Komsomolsk-on-Amur, το προστατευτικό φράγμα αποτελούνταν από στρατιώτες του Υπουργείου Έκτακτης Ανάγκης, που κρατούσαν πάνω τους φύλλα φιλμ που εμπόδιζαν το νερό να ξεχειλίσει πάνω από τις κορυφές των υφιστάμενων προστατευτικών κατασκευών.
Πώς μπορούν τα φράγματα να αντέξουν το φορτίο;
Μια άλλη ταξινόμηση φραγμάτων αντικατοπτρίζει τον τρόπο με τον οποίο αυτά τα αντικείμενα αντιστέκονται στα φορτία. Τα κτίρια βαρύτητας αντιλαμβάνονται τις κρούσεις με ολόκληρη τη μάζα τους και αντιστέκονται λόγω της πρόσφυσης του πέλματος του φράγματος και του θεμελίου στο οποίο βρίσκεται. Τέτοιες επιλογές είναι συνήθως πολύ τεράστιες. Για παράδειγμα, ένα υδροηλεκτρικό φράγμα στον ποταμό Ινδό (φράγμα Tarbela) έχει ύψος περίπου 143 μέτρα και μήκος μεγαλύτερο από 2,7 km, το οποίο δημιουργεί συνολικό όγκο 130 εκατομμυρίων κυβικών μέτρων. μέτρα. Τα τοξωτά αντικείμενα μεταφέρουν πίεση στις τράπεζες. Εάν το τόξο είναι φαρδύ και η πίεση είναι υψηλή, τότε τοξωτόμοντέλα βαρύτητας ή καμάρες με αντηρίδες στη βάση. Οι επιλογές στηρίγματος έχουν λεπτότερο τοίχωμα φράγματος, αλλά ενισχυμένη βάση λόγω στοιχείων στήριξης. Τα φράγματα κατασκευάζονται σήμερα με τη μέθοδο χύδην ή αλλουβιακών, καθώς και τη μέθοδο της κατευθυνόμενης έκρηξης.
Συνέπειες ατυχημάτων
Τα ατυχήματα στα φράγματα φέρνουν μαζί τους σημαντικές υλικές απώλειες, καθώς καταστρέφεται όχι μόνο μοναδικός εξοπλισμός, αλλά και επιχειρήσεις που λειτουργούν με ηλεκτρισμό και νερό από αυτό το φράγμα. Μερικές φορές ολόκληροι οικισμοί παρασύρονται από ροές νερού, εκτάσεις καλλιεργειών πλημμυρίζουν, καλλιέργειες χάνονται. Αλλά το χειρότερο είναι ότι δεκάδες, εκατοντάδες, ακόμη και χιλιάδες άνθρωποι μπορούν να πεθάνουν σχεδόν ακαριαία.
Έτσι, τον Μάρτιο του 1928, στο φαράγγι του Σαν Φρανσίσκο, συνέβη η καταστροφή του φράγματος του Αγίου Φραγκίσκου, στη συνέχεια πέθαναν περίπου εξακόσιοι άνθρωποι και κομμάτια πολλών μέτρων από το ίδιο το φράγμα βρέθηκαν σε απόσταση περίπου ένα χιλιόμετρο από την τοποθεσία ανακάλυψης. Στην ΕΣΣΔ, κατά τη διάρκεια του Μεγάλου Πατριωτικού Πολέμου (1941), ελήφθη μια απόφαση για σκόπιμη υπονόμευση του φράγματος Dneproges σε σχέση με την κατάληψη του Zaporozhye από τα φασιστικά στρατεύματα. Η τεράστια κατασκευή από σκυρόδεμα υπέστη μερική ζημιά με 20 τόνους αμμωνίου. Το πόσοι άνθρωποι πέθαναν τότε δεν έχει ακόμη καθοριστεί ακριβώς. Οι αριθμοί κυμαίνονται από είκοσι έως εκατό χιλιάδες άτομα, συμπεριλαμβανομένων των στρατευμάτων, των προσφύγων και του πληθυσμού, που θα μπορούσε να βρίσκεται στην αριστερή όχθη του Δνείπερου, που πήρε το μεγαλύτερο βάρος του στοιχείου του νερού.
Ο συνολικός αριθμός των θυμάτων είναι περίπου 230 χιλιάδες άτομα
Μεταπολεμικά ατυχήματα φράγματοςοι μεγάλοι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής είχαν ακόμη μεγαλύτερα θύματα. Τον Αύγουστο του 1975, όταν έσκασε το φράγμα Banqiao, πνίγηκαν μόνο 26.000 άνθρωποι και λαμβάνοντας υπόψη την εξάπλωση των επιδημιών και του λιμού, ο αριθμός των νεκρών έφτασε τους 170-230 χιλιάδες ανθρώπους. Την ίδια στιγμή, περίπου το ένα τρίτο του ενός εκατομμυρίου κεφαλιών ζώων καταστράφηκε και περίπου 6 εκατομμύρια κτίρια και κατασκευές καταστράφηκαν. Ο αυτοκινητόδρομος από το Γκουανγκζού προς το Πεκίνο ήταν κλειστός για δεκαοκτώ ημέρες. Και όλα αυτά συνέβησαν επειδή τα φράγματα, σχεδιασμένα για τη μέγιστη ποσότητα βροχοπτώσεων, δεν άντεξαν την επίθεση υδατικών μαζών που έφερε ο τυφώνας Νίνα. Στις 8 Αυγούστου 1975, το μικρότερο από τα φράγματα κατέρρευσε, γεγονός που οδήγησε στην απελευθέρωση νερού στο Μπάνκαο, όπου έσπασαν 62 φράγματα σε σύντομο χρονικό διάστημα. Το κύμα που προέκυψε ήταν έως και 10 km πλάτος και τρία έως επτά μέτρα ύψος. Μερικά κινεζικά χωριά ξεβράστηκαν εντελώς μαζί με τους κατοίκους τους.
Για να αποφευχθεί η θραύση του φράγματος, λαμβάνονται σήμερα μια σειρά από μέτρα, όπως συμμόρφωση με τις παραμέτρους σχεδιασμού του φράγματος, έλεγχος συμμόρφωσης κατά την εργασία, παρατηρήσεις κατά τη λειτουργία, συλλογή οπτικών και γεωδαιτικών πληροφοριών κ.λπ. Για φράγματα, υπάρχουν δύο ασυνέπειες με τις απαιτήσεις και τα πρότυπα του έργου: "K1" - το αντικείμενο έχει δυνητικά επικίνδυνη κατάσταση και απαιτούνται επείγοντα μέτρα για την εξάλειψη των αιτίων του και "K2" - κατάσταση πριν από το ατύχημα, είναι δυνατή η καταστροφή, διάσωση και εκκένωση χρειάζεται δουλειά.
