Užtvanka – tai statinys, kuris vienu ar kitu tikslu padeda blokuoti vandens kilimą ar tekėjimą. Pirmieji tokio tipo pastatai buvo aptikti Egipte, kur jie buvo panaudoti vandens saugykloms kurti. Vokietijos archeologai tokį objektą aptiko už dviejų šimtų kilometrų nuo Kairo. Tai buvo užtvanka su savo pavadinimu „Sad el-Karaf“, kuri randama Herodoto įrašuose. Dėl jos amžiaus ekspertai nesutinka. Vieni mano, kad jis buvo pastatytas 3200 m. pr. Kr., kiti - kad tarp 2950-2750 m. BC.
Iš ko buvo pagaminta seniausia užtvanka?
Kokio dydžio buvo seniausia užtvanka? Šis įspūdingas statinys buvo dviguba akmenų siena, tarp kurios šonų papildomai buvo išmėtyti akmenų skeveldros. Užtvankos ilgis išilgai keteros buvo daugiau nei 100 metrų, o aukštis siekė 12 metrų. Panašus projektas leido Wadi al-Gharavi mieste sukaupti iki dviejų milijonų kubinių metrų vandens.
Kinai statė dideliu mastu ir šimtmečius
Kai kurie istorikai mano, kad užtvankos bronzos amžiuje buvo statomos visur, vienos ar kitos raidos vietosevietinė civilizacija. Pavyzdžiui, Mesopotamijoje buvo rasta akmeninė struktūra, datuojama VII amžiuje prieš Kristų. Senovės Sirijoje panašūs statiniai buvo statomi likus pusantro tūkstančio metų iki Kristaus gimimo. (Nahr el-Assi). Didelio masto užtvankų statyba buvo pastebėta ir senovės Kinijoje. Čia išgarsėjo meistras, o vėliau ir imperatorius Yu, kuriam 2283 metais prieš Kristų dabartinis valdovas patikėjo valdyti visas imperijos vandens statybas. Vadovaujant Didžiajam Yu (kaip jis vis dar vadinamas), buvo pastatyta ne viena užtvanka. Tai buvo didelio masto statyba šimtmečius ir tūkstantmečius, dėl kurių iki 250 m. pr. Kr. buvo galima drėkinti, pavyzdžiui, 50 000 kvadratinių kilometrų Sičuano dykumose, naudojant Mindziango upės vandenis. Ir būtent Kinijoje gimė praktika statyti hidrotechnines konstrukcijas naudojant tokį elementą kaip arka.
Sukūrė pats da Vinci
Europoje, kur drėkinimo problema nebuvo tokia opi kaip Azijoje ir Afrikoje, užtvankos atsirado daug vėliau – XVI a. Arkinės versijos ypač minimos Ispanijos kronikose 1586 m., tačiau inžinieriai mano, kad patys prietaisai galėjo būti pagaminti šimtmečiais anksčiau. Tai pagrįsta tuo, kad juos kuriant dalyvavo to meto genijai – Leonado da Vinci, Malatesta, Mechini, taip pat atsižvelgiant į sukauptą patirtį, kuri į Europą atkeliavo po kontaktų su arabų pasauliu. Pavyzdžiui, žinoma, kad net tokia, iš pirmo žvilgsnio, nelabai tvirta konstrukcija, kaip molinė užtvanka, buvo eksploatuojama šimtmetį,prieš sugriuvus (buvo pastatytas Prancūzijoje 1196 m.).
Užtvankų naudojimas Rusijoje
Rusijai, turinčiai turtingus vandens išteklius, užtvankos iš pirmo žvilgsnio taip pat nebuvo ypač reikalingos. Tačiau jie čia egzistavo nuo XIV mūsų eros amžiaus ir buvo naudojami vandens malūnų sistemose. Pirmasis užtvankų paminėjimas pažymėtas Dmitrijaus Donskojaus testamente, datuojamame 1389 m. Petras Didysis rodė ypatingą susidomėjimą tokiomis struktūromis, todėl XVIII amžiuje Rusijos imperijoje jau buvo daugiau nei 200 objektų, tarp kurių išsiskyrė aukšta molinė užtvanka - Zmeinogorskaja. Vandens ištekliai per tokius įrenginius buvo perduoti naudoti tekstilės, kasybos ir kitose to meto įmonėse.
Užtvanka – tai hidrotechninis statinys, kuris, priklausomai nuo klasifikacijos, gali būti siejamas su vienokiu ar kitokiu objektu. Šiandien yra rezervuarų, vandens nuleidimo ir kėlimo įrenginių. Rezervuarų užtvankos paprastai yra labai aukštos ir turi galimybę kontroliuoti vandens išleidimą. Žemos konstrukcijos (pavyzdžiui, tvenkiniams statyti) dažniausiai neturi nuotėkio. Kita svarbi klasifikacija – objektų skirstymas priklausomai nuo vandens gylio prieš ruonį. Čia išskiriamos žemo, vidutinio ir aukšto slėgio užtvankos (atitinkamai iki 15, 50 ir daugiau nei 50 metrų).
Upių ir daubų užtvankos
Upių užtvankos gali būti statomos ir skersai (vandens lygiui pakelti, sutvarkyti krioklį, kurio jėgą galima kaip nors panaudoti; norint padaryti seklumąupės dalis, tinkama laivams), ir išilgai (apsaugoti nuo potvynių). Kai kuriais atvejais upeliai, daubos ir įdubos yra užtvertos užtvankų, kad jose sulaikytų ištirpusio sniego vandenį, kuris vėliau naudojamas drėkinimui arba laivybos kanalams maitinti.
Pagrindiniai HPP elementai
Hidrotechnikos statinių konstrukciją dažniausiai sudaro užtvanka, rezervuaras prieš ar už jos, vandens kėlimo įrenginys, hidroelektrinių kompleksas, šlaitai žuvims pravažiuoti, vandens nutekėjimas (jei sistema yra pralaida), pakrantės stiprinimo ir sistemos valymo nuo nuosėdų konstrukcijos. Dideli objektai gaminami iš gelžbetonio, o maži – iš grunto, metalo, betono, medžio ar net audinio. Yra žinoma, kad per potvynį Komsomolske prie Amūro apsauginę užtvanką sudarė Nepaprastųjų situacijų ministerijos kariai, ant savęs laikant plėvelės lakštus, kurie neleido vandeniui išsilieti virš esamų apsauginių konstrukcijų viršūnių.
Kaip užtvankos gali atlaikyti apkrovą?
Kita užtvankų klasifikacija atspindi šių objektų atsparumą apkrovoms. Gravitacijos pastatai smūgius suvokia visa savo mase ir priešinasi dėl užtvankos pado ir pamato, ant kurio ji stovi, sukibimo. Tokios galimybės dažniausiai būna labai masinės. Pavyzdžiui, Indo upės hidroelektrinės užtvanka (Tarbelos užtvanka) yra apie 143 metrų aukščio ir daugiau nei 2,7 km ilgio, todėl bendras tūris yra 130 milijonų kubinių metrų. metrų. Arkiniai objektai perduoda spaudimą bankams. Jei arka plati ir slėgis didelis, tada išlenktas-gravitacijos modeliai arba arkos su atrama prie pagrindo. Atramos variantai turi plonesnę užtvankos sienelę, bet sustiprintą pagrindą dėl atraminių elementų. Šiandien užtvankos statomos naudojant masinį arba aliuvinį metodą, taip pat nukreipto sprogimo metodą.
Avarijų pasekmės
Avarijos prie užtvankų atneša didelių materialinių nuostolių, nes sunaikinama ne tik unikali įranga, bet ir iš šios užtvankos stotelės elektros ir vandens tiekimo įmonės. Kartais vandens tėkmės išplaunamos ištisos gyvenvietės, užliejami pasėlių plotai, netenkama pasėlių. Tačiau blogiausia yra tai, kad dešimtys, šimtai ir net tūkstančiai žmonių gali mirti beveik akimirksniu.
Taigi, 1928 m. kovo mėn. San Francisko kanjone buvo sugriauta Šv. Pranciškaus užtvanka, tada žuvo apie šešis šimtus žmonių, o pačios užtvankos kelių metrų gabalai buvo rasti maždaug per atstumą. kilometras nuo prasiveržimo vietos. SSRS Didžiojo Tėvynės karo metu (1941 m.) buvo priimtas sprendimas sąmoningai sugriauti Dneprogežo užtvanką, susijusią su fašistinės kariuomenės įvykdytu Zaporožės okupavimu. Masyvi betoninė konstrukcija buvo iš dalies apgadinta 20 tonų amonalo. Kiek žmonių tada mirė, iki šiol tiksliai nenustatyta. Skaičiai yra nuo dvidešimties iki šimto tūkstančių žmonių, įskaitant kariuomenę, pabėgėlius ir gyventojus, kurie galėjo būti kairiajame Dniepro krante, kuris užėmė didžiausią vandens elemento naštą.
Bendras aukų skaičius yra apie 230 tūkstančių žmonių
Pokario užtvankos avarijosdidelės elektrinės atnešė dar didesnes aukas. 1975 metų rugpjūtį, pratrūkus Banqiao užtvankai, nuskendo tik 26 tūkst. žmonių, o atsižvelgiant į epidemijų ir bado plitimą, žuvusiųjų skaičius siekė 170-230 tūkst. Tuo pačiu metu buvo sunaikinta apie trečdalis milijono gyvulių ir apie 6 milijonai pastatų ir statinių. Greitkelis iš Guangdžou į Pekiną buvo uždarytas aštuoniolikai dienų. Ir visa tai įvyko dėl to, kad užtvankos, sukurtos maksimaliam kritulių kiekiui, neatlaikė taifūno Nina atnešamų vandens masių antplūdžio. 1975 m. rugpjūčio 8 d. griuvo mažiausia užtvanka, dėl kurios vanduo pateko į Bancao, kur per trumpą laiką buvo sulaužytos 62 užtvankos. Susidariusi banga buvo iki 10 km pločio ir nuo trijų iki septynių metrų aukščio. Kai kurie Kinijos kaimai buvo visiškai nuplauti kartu su jų gyventojais.
Siekiant išvengti užtvankos plyšimo, šiandien imamasi įvairių priemonių, įskaitant atitiktį projektiniams užtvankos parametrams, atitikties tikrinimą darbų metu, stebėjimus eksploatacijos metu, vaizdinės ir geodezinės informacijos rinkimą ir kt., yra du neatitikimai projekto reikalavimams ir standartams: „K1“– objektas yra potencialiai pavojingos būklės ir reikia imtis skubių priemonių jos priežastims pašalinti, o „K2“– priešavarinė būklė, galimas sunaikinimas, gelbėjimas ir evakuacija. reikia dirbti.
