Плотина

редактировать
Гребень или стена для сдерживания воды

Компоненты дамбы:
  1. Расчетный высокий уровень воды (HWL)
  2. Маловодный канал
  3. Паводковый канал
  4. Наклон берега реки
  5. Берег реки
  6. Корона дамбы
  7. Склон берега
  8. Прибрежная банкетка
  9. Берм
  10. Малая водонепроницаемость
  11. Прибрежная земля
  12. Дамва
  13. Защищенная низменность
  14. Река зона
Сторона дамбы в Сакраменто, Калифорния

A дамба (), дамба, дамба, насыпь, отмель или отбойник представляет собой удлиненный естественный гребень или искусственно построенный насыпь или стену, регулирующую уровень воды. Обычно это земляной и часто параллельно течению реки в ее пойме или вдоль низменных береговых линий.

Содержание

  • 1 Этимология
  • 2 Использование
    • 2.1 Предотвращение наводнений на реках
    • 2.2 Предотвращение прибрежных наводнений
    • 2.3 Отроги или канавы
    • 2.4 Супер дамба
  • 3 Природные примеры
  • 4 Неудачи и нарушения
  • 5 См. также
  • 6 Примечания
  • 7 Внешние ссылки

Этимология

Носители американского английского (особенно на Среднем Западе и Глубокий Юг ) используют слово levee от французского слова levée (от причастия женского рода от французского глагола рычаг, «поднимать»). Он возник в Новом Орлеане через несколько лет после основания города в 1718 году и позже был принят англоговорящими. Название происходит от того, что гребни дамбы поднимаются выше, чем канал и окружающие его поймы.

Современное слово dike или dyke, скорее всего, происходит от голландского слова dijk, со строительством плотин в Фризии (ныне часть Нидерландов и Германия ) хорошо засвидетельствованы еще в 11 веке. 126-километровая (78 миль) Вестфриз Омрингдейк, завершенная к 1250 году, была сформирована путем соединения существующих более старых дамб. Римский летописец Тацит упоминает, что мятежные Батави пробивали дамбы, чтобы затопить их землю и защитить свое отступление (70 г. н.э.). Слово dijk первоначально обозначало и траншею, и берег. Он очень похож на английский глагол копать.

В англосаксонском слово dic уже существовало и произносилось как dick в северной Англии и как ditch на юге. Подобно голландскому, английское происхождение этого слова заключается в рытье траншеи и формировании вздыбленной почвы в берегу рядом с ней. Эта практика означала, что название может быть дано либо раскопкам, либо банку. Таким образом, Дайк Оффы представляет собой комбинированное сооружение, а Дайк Автомобилей представляет собой траншею, хотя когда-то на ней также были вздымающиеся берега. В средней полосе и на севере Англии, а также в Соединенных Штатах дамба - это то же самое, что ров на юге, маркер на границе собственности или небольшой дренажный канал. Там, где она несет ручей, ее можно назвать бегущей плотиной, как в Риппингейл-Бегун-Дайк, которая ведет воду из водосборного стока, Car Dyke, в Южный сорокфутовый сток в Линкольншире (TF1427). Weir Dike - это погружная дамба в Bourne North Fen, около Twenty и рядом с River Glen, Линкольншир. В Норфолк и Саффолк Броды дамба может быть дренажной канавой или узким искусственным руслом у реки или широким для доступа или швартовки, некоторые более длинные дамбы быть названным, например Кэндл Дайк.

В некоторых частях Британии, в частности Шотландии, дамба может быть полевой стеной, обычно сделанной из сухого камня.

Используется

Укрепленная насыпь

Основная цель искусственных дамб - предотвратить затопление прилегающей сельской местности и замедлить естественное изменение курса водного пути, чтобы обеспечить надежные морские пути для морской торговли с течением времени; они также ограничивают течение реки, что приводит к увеличению и ускорению потока воды. Дамбы можно найти в основном вдоль моря, где дюны недостаточно прочны, вдоль рек для защиты от паводков, вдоль озер или вдоль польдеров. Кроме того, дамбы были построены с целью опаски или в качестве границы для зоны затопления. Последнее может быть контролируемым затоплением военными или мерой по предотвращению затопления большей территории, окруженной дамбами. Дамбы также были построены как границы полей и как военные оборонительные сооружения. Подробнее об этом типе дамбы можно найти в статье стены из сухого камня.

Дамбы могут быть постоянными земляными работами или аварийными сооружениями (часто из мешков с песком ), построенными наспех. в случае наводнения. Когда такая аварийная насыпь добавляется поверх существующей дамбы, это называется зазором.

Некоторые из самых ранних дамб были построены цивилизацией долины ИндаПакистане и Северной Индии примерно с 2600 г. до н.э.), на которых аграрная жизнь хараппских народов зависела. Дамбы также были построены более 3000 лет назад в Древнем Египте, где система дамб была построена вдоль левого берега реки Нил на протяжении более 1000 километров (600 миль), простираясь на от современного Асуана до дельты Нила на берегах р. Месопотамские цивилизации и древний Китай также построили большие системы дамб. Поскольку прочность дамбы определяется ее самым слабым местом, высота и стандарты конструкции должны быть одинаковыми по длине. Некоторые авторитеты утверждали, что это требует сильного руководящего органа для руководства работой и, возможно, послужило катализатором для развития систем управления в ранних цивилизациях. Однако другие указывают на свидетельства крупномасштабных земляных работ по контролю воды, таких как каналы и / или дамбы, датируемые периодом до царя Скорпиона в додинастическом Египте, когда управление было гораздо менее централизованным.

Еще один пример исторической дамбы, которая защищала растущий город-государство Мексихко-Теночтитлан и соседний город Тлателулко, была построена в начале 1400-х годов под надзором тлахтоани альтепетля Текскоко, Незауалькойотля. Его функция заключалась в том, чтобы отделить солоноватую воду озера Тескоко (идеально подходящего для сельскохозяйственной техники Chināmitls) от пресной питьевой воды, подаваемой в поселения. Однако после того, как европейцы разрушили Теночтитлан, дамба также была разрушена, и наводнение стало серьезной проблемой, в результате чего большая часть озера была осушена в 17 веке.

Дамбы обычно сооружают путем насыпания земли на очищенной, ровной поверхности. Широкие у основания, они сужаются к верху уровня, где можно разместить временные насыпи или мешки с песком. Поскольку интенсивность паводкового стока увеличивается в плотинах как на берегах рек, так и из-за того, что ил отложения поднимают уровень русел, планирование и вспомогательные меры имеют жизненно важное значение. Секции часто отделяются от реки, чтобы сформировать более широкий канал, а бассейны пойменных долин разделены множеством дамб, чтобы одна брешь не затопила большую территорию. Дамба, сделанная из камней, уложенных горизонтальными рядами с слоем тонкого дерна между каждым из них, известна как спетчел.

Искусственные дамбы требуют серьезной инженерии. Их поверхность должна быть защищена от эрозии, поэтому они засажены растительностью, такой как бермудская трава, чтобы связать землю вместе. Со стороны суши высоких дамб в качестве еще одной меры против эрозии обычно добавляется низкая земляная терраса, известная как банкетка. На берегу реки эрозия из-за сильных волн или течений представляет еще большую угрозу целостности дамбы. Эффекту эрозии можно противодействовать, посадив подходящую растительность или установив камни, валуны, утяжеленные циновки или бетонные ограждения. Для предотвращения переувлажнения фундамента сооружаются отдельные канавы или дренажная плитка.

Предотвращение наводнений на реке

Прорыв дамбы на реке Сакраменто дамба защищает реку Миссисипи от наводнения Гретна, Луизиана, в марте 2005.

Выдающиеся системы дамб были построены вдоль реки Миссисипи и реки Сакраменто в Соединенных Штатах и Po, Рейна, Река Маас, Рона, Луара, Висла, дельта, образованная Рейном, Маасом / Маасом и Шельдой в Нидерландах и Дунай в Европе. В период китайского периода Воюющих царств ирригационная система Дуцзянъянь была построена Цинь в качестве проекта по сохранению воды и борьбе с наводнениями. Инфраструктура системы расположена на Миньцзян (кит. : 岷江; пиньинь : Миньцзян), который является самым длинным притоком Чанг Цзян, в Сычуани, Китае.

Система дамбы Миссисипи представляет собой одну из крупнейших подобных систем, обнаруженных где-либо в мире. Он включает более 5600 км (3500 миль) дамб, простирающихся примерно на 1000 км (620 миль) вдоль реки Миссисипи, от мыса Жирардо, Миссури до дельты Миссисипи. Они были начаты французскими поселенцами в Луизиане в 18 веке для защиты города Нового Орлеана. Первые дамбы Луизианы были около 90 см (3 фута) в высоту и покрывали расстояние около 80 км (50 миль) вдоль реки. Инженерный корпус армии США совместно с Комиссией по реке Миссисипи расширил систему дамб, начиная с 1882 года, чтобы покрыть берега реки от Каира, Иллинойс до устья дельты Миссисипи в Луизиана. К середине 1980-х годов они достигли нынешних размеров и в среднем составляли 7,3 м (24 фута) в высоту; некоторые дамбы Миссисипи достигают высоты 15 м (50 футов). Дамбы Миссисипи также включают одни из самых длинных непрерывных индивидуальных дамб в мире. Одна такая дамба тянется к югу от Пайн-Блафф, Арканзас, на расстояние около 610 км (380 миль).

Инженерный корпус армии США (USACE) рекомендует и поддерживает технологию сотовой связи (геоячейки) в качестве передового метода управления. Особое внимание уделяется вопросам поверхностной эрозии, предотвращению перехлеста и защите гребня дамбы и склона вниз по течению. Армирование геоячейками обеспечивает растягивающее усилие на почву, чтобы лучше противостоять нестабильности.

Искусственные дамбы могут со временем привести к возвышению естественного русла реки; произойдет ли это или нет и как быстро, зависит от различных факторов, одним из которых является количество и тип русловой нагрузки реки. Аллювиальные реки с интенсивным скоплением наносов склонны к такому поведению. Примеры рек, где искусственные дамбы приводили к возвышению русла реки, даже до точки, где русло реки выше, чем прилегающая поверхность земли за дамбами, встречаются для Желтой реки в Китае и Миссисипи в США.

Предотвращение прибрежных наводнений

Дамбы очень распространены на болотах, граничащих с заливом Фанди в Нью-Брансуике и Новой Шотландии, Канада. Акадианцам, которые заселили этот район, можно приписать первоначальное строительство многих дамб в этом районе, созданных для выращивания плодородных приливных болот. Эти дамбы называют дамбами. Они построены с навесными шлюзовыми воротами, которые открываются при отливе для отвода пресной воды с сельскохозяйственных угодий и закрываются при приливе, чтобы морская вода не попадала за плотину. Эти шлюзовые ворота называются «aboiteaux ». В Нижнем Материке вокруг города Ванкувер, Британская Колумбия есть дамбы (называемые местными дамбами и также называемые «морской стеной») для защиты низменных земель в дельте реки Фрейзер, особенно города Ричмонд на острове Лулу. Есть также дамбы для защиты других мест, которые в прошлом были затоплены, например, Питт-Польдер, земли, прилегающие к реке Питт и другим притокам.

Прибрежные дамбы для предотвращения наводнений также распространены вдоль внутренней береговой линии за Ваттовым морем, районом, опустошенным многими историческими наводнениями. Таким образом, народы и правительства возводят все более крупные и сложные системы дамб для защиты от наводнений, чтобы останавливать море даже во время штормовых наводнений. Самыми большими из них, конечно же, являются огромные дамбы в Нидерландах, которые вышли за рамки простой защиты от наводнений, так как они агрессивно захватили землю, расположенную ниже среднего уровня моря.

Отрог дамбы или гребни

Эти обычно искусственные гидротехнические сооружения расположены для защиты от эрозии. Обычно их размещают в аллювиальных реках перпендикулярно или под углом к ​​берегу канала или гидроизоляции и широко используют вдоль береговой линии. В зависимости от материалов, из которых они были построены, существуют два распространенных типа шпоров - проницаемые и непроницаемые.

Супер дамба

Важные города Японии (Токио и Осака) разработали новую защиту от наводнений, известную как Супер дамба. Супер дамбы - это более толстые дамбы, которые не разрушатся даже в самых экстремальных условиях.

Примеры природы

Естественные дамбы обычно образуются вокруг равнинных рек и ручьев без вмешательства человека. Это удлиненные гряды ила и / или ила, которые образуются в поймах рек, непосредственно примыкающих к вырубленным берегам. Как и искусственные дамбы, они снижают вероятность затопления поймы.

Отложение дамб является естественным следствием наводнения извилистых рек, которые несут большое количество взвешенных наносов в виде мелкого песка, ила и ила. Поскольку пропускная способность реки частично зависит от ее глубины, отложения в воде, которая находится над затопленными берегами канала, больше не способны удерживать во взвешенном состоянии такое же количество мелких отложений, как основной тальвег. Таким образом, особо мелкие отложения быстро оседают на участках поймы, ближайших к каналу. В случае значительного числа наводнений это в конечном итоге приведет к созданию гребней в этих местах и ​​уменьшит вероятность дальнейших наводнений и эпизодов строительства дамбы.

Если ухудшение состояния продолжится в основном канале, это снова повысит вероятность выхода за пределы дамбы, и дамбы могут продолжать нарастать. В некоторых случаях это может привести к тому, что русло канала, в конечном итоге, поднимется над окружающими поймами, ограничиваясь только дамбами вокруг него; Примером является Хуанхэ в Китае у моря, где океанские корабли, кажется, плывут высоко над равниной на возвышенной реке.

Дамбы обычны в любой реке с высокой фракцией взвешенных наносов, и поэтому они тесно связаны с извилистыми каналами, которые также более вероятны там, где река несет большие фракции взвешенных наносов.. По аналогичным причинам они также обычны в приливных ручьях, где приливы приносят большое количество прибрежных илов и илов. Высокие весенние приливы вызовут наводнение и приведут к созданию дамб.

Разрушения и нарушения

Как естественные, так и искусственные дамбы могут разрушиться по разным причинам. Факторы, вызывающие разрушение дамбы, включают перегиб, эрозию, разрушения конструкции и насыщение дамбы. Наиболее частым (и опасным) является прорыв дамбы. Здесь часть дамбы фактически разрушается или размывается, оставляя большое отверстие для воды, чтобы затопить землю, иначе защищенную дамбой. Прорыв может быть внезапным или постепенным разрушением, вызванным либо поверхностной эрозией, либо недолговечностью дамбы. Пролом может оставить веерообразный осадок, исходящий от разлома, описанный как трещина. В естественных дамбах после того, как произошло нарушение, щель в дамбе останется до тех пор, пока она снова не будет заполнена процессами строительства дамбы. Это увеличивает вероятность возникновения нарушений в будущем в том же месте. Прорывы могут быть местоположением отсечок меандра, если направление потока реки постоянно изменяется через разрыв.

Иногда говорят, что дамбы выходят из строя, когда вода достигает гребня дамбы. Это вызовет наводнение в поймах, но поскольку оно не повредит дамбу, оно будет иметь меньше последствий для будущего наводнения.

Среди различных механизмов разрушения, вызывающих прорывы дамбы, эрозия почвы оказывается одним из наиболее важных факторов. Прогнозирование эрозии почвы и образования размыва при переполнении важно для проектирования устойчивой дамбы и защитных стенок. Было проведено множество исследований по изучению эродируемости почв. Briaud et al. (2008) использовали тест Erosion Function Apparatus (EFA) для измерения эродируемости почв, а затем с помощью программного обеспечения Chen 3D численное моделирование было выполнено на дамбе для определения векторов скорости в выходящей воде и образовавшейся размыва при превышении вода попадает в дамбу. Путем анализа результатов теста EFA была разработана диаграмма эрозии для классификации эродируемости почв. Хьюз и Надаль в 2009 году изучали влияние комбинации выхода за пределы волны и разлива штормовых нагонов на эрозию и образование размыва в дамбах. Исследование включало гидравлические параметры и характеристики потока, такие как толщина потока, интервалы волн, уровень нагона над вершиной дамбы, при анализе развития размыва. Согласно лабораторным испытаниям, эмпирические корреляции, относящиеся к среднему превышающему расходу, были получены для анализа устойчивости дамбы к эрозии. Эти уравнения могут соответствовать только ситуации, подобной экспериментальным испытаниям, в то время как они могут дать разумную оценку, если их применить к другим условиям.

Osouli et al. (2014) и Каримпур и др. (2015) провели физическое моделирование дамб в лабораторном масштабе для оценки характеристик различных дамб из-за перекрытия водозаборной стены.>

Другой подход, применяемый для предотвращения разрушения дамбы, - это томография удельного электрического сопротивления (ERT). Этот неразрушающий геофизический метод позволяет заранее обнаруживать критические зоны насыщения в насыпях. Таким образом, ERT может использоваться для мониторинга явлений фильтрации в земляных сооружениях и действовать как система раннего предупреждения, например в критических частях дамб или насыпей.

См. также

Примечания

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы, связанные с Дайками.
Последняя правка сделана 2021-05-27 07:12:52
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте