Barrage

Hoover Dam , un béton arc-barrage-poids en Black Canyon du fleuve Colorado. lac Mead en arrière-plan est mis en fourrière par le barrage.

Glen Canyon Dam

Une vue latérale de la Lake Vyrnwy barrage, dans le Pays de Galles , a terminé en 1888

Un barrage est une barrière qui fourrière eau ou cours d'eau souterrains. Les barrages servent généralement le but principal de rétention de l'eau, alors que d'autres structures telles que vannes ou digues (également connu sous le nom digues) sont utilisés pour gérer ou empêcher l'écoulement de l'eau dans des régions spécifiques de terre. Hydroélectricité et Pompage-turbinage sont souvent utilisés en conjonction avec des barrages pour produire de l'électricité. Un barrage peut également être utilisé pour recueillir l'eau ou pour le stockage de l'eau qui peut être répartie uniformément entre les emplacements.

Histoire

Le Barrage romain à Cornalvo en Espagne a été en usage pendant près de deux millénaires.

Grand-Anicut barrage sur la rivière Kaveri dans Tamil Nadu, Inde du Sud (19ème siècle sur 1ere-2ème fondation siècle)

Le mot barrage peut être retracée à Moyen-anglais, et avant cela, à partir de Moyen-néerlandais, comme on le voit dans les noms de nombreuses villes anciennes. La construction de barrages a eu lieu en début de la Mésopotamie et de la Moyen-Orient . Des barrages ont été utilisés pour contrôler le niveau de l'eau, pour la météo de la Mésopotamie affecté les Tigre et de l'Euphrate rivières, et pourraient être tout à fait imprévisible.

Le premier barrage connue est la Jawa Dam en Jordanie , 100 kilomètres (62 miles) au nord de la capitale Amman . Ce barrage-poids en vedette une origine 9 m (30 pi) de hauteur et 1 m (3 pi 3 po) mur de pierre large, soutenu par un 50 m (160 pi) de large rempart de terre. La structure est daté de 3000 av.

L' Égypte ancienne Sadd-el-Kafara barrage de Wadi Al-Garawi, situé à environ 25 km (16 mi) au sud de Caire , était de 102 m (335 pi) de long à sa base et 87 m (285 pi) de largeur. La structure a été construite autour de 2800 ou 2600 BC. comme un barrage de dérivation pour le contrôle des inondations, mais a été détruit par de fortes pluies pendant la construction ou peu de temps après. Au cours de la XIIe dynastie au 19ème siècle avant JC, les Pharaons Senosert III, Amenemhat III et IV Amenmehat creusé un canal reliant 16 km de long de la dépression du Fayoum au Nil en Moyenne-Egypte. Deux barrages appelés Ha-Uar est-ouest ont été construits pour retenir l'eau lors de la crue annuelle, puis relâchez-le pour les terres environnantes. Le lac appelé "Mer-wer» ou Lac Moéris couvert 1700 kilomètres carrés et est connu aujourd'hui comme Berkat Coré.

Par siècle 3ème mi-fin BC, un système de gestion des eaux dans les complexes Dholavira dans l'Inde moderne, a été construit. Le système comprend 16 réservoirs, barrages et canaux différents pour la collecte de l'eau et la stocker.

La construction de barrages romaine a été caractérisée par la «capacité» des Romains pour planifier et organiser les travaux de génie sur une grande échelle ". Planificateurs romains introduits alors nouveau concept de grande barrages réservoirs qui pourrait assurer une permanente approvisionnement en eau pour les agglomérations urbaines également plus de la saison sèche. Leur utilisation novatrice des hydraulique résistant à l'eau mortier et particulier Béton romain permis de beaucoup plus grandes structures de barrages construits antérieurement que, comme le Lac Homs Dam, éventuellement le plus grand obstacle d'eau à cette date, et Harbaqa Dam, à la fois dans Syrie romaine. Le plus haut barrage romaine était le Subiaco barrage près de Rome ; sa hauteur record de 50 m (160 pi) est restée inégalée jusqu'à sa destruction accidentelle en 1305.

Les ingénieurs romains ont fait usage de routine d'anciennes conceptions standard comme les barrages en remblai et des barrages en maçonnerie de gravité. En dehors de cela, ils ont fait preuve d'un haut degré d'inventivité, introduire la plupart des autres modèles de barrage base qui avait été jusque-là inconnu. Il se agit notamment barrages arc-gravité, barrages voûtes, étayer barrages et plusieurs barrages arc de contrefort, qui ont tous été connus et utilisés par le 2ème siècle après JC (voir Liste des barrages romains). Effectifs romains ont également été les premiers à construire des ponts de barrages, comme le Pont de Valérien en Iran.

Eflatun Pınar est un barrage et au printemps temple Hittite près de Konya, Turquie. Il est pensé pour être à partir du moment de l'empire hittite entre le 15ème et 13ème siècle avant JC.

Le Kallanai est construit en pierre brute, plus de 300 m (980 pi) de long, 4,5 m (15 pi) de haut et 20 m (66 pi) de largeur, dans le courant principal de la Rivière Kaveri dans Tamil Nadu, Inde du Sud . La structure de base remonte au 2ème siècle après JC et est considéré comme l'un des plus anciens de l'eau ou de l'eau-de réacheminement-régulateur structures dans le monde, ce qui est encore en usage. L'objectif du barrage était de détourner les eaux de la Kaveri à travers la région fertile Delta pour l'irrigation par canaux.

Du Jiang Yan est le plus ancien système d'irrigation de survivant en Chine qui comprenait un barrage qui a dirigé débit d'eau. Il a été achevé en 251 BC. Un grand barrage en terre, faite par le Premier ministre du Chu (état), Sunshu Ao, a inondé une vallée dans le nord de moderne-jour Province de l'Anhui qui a créé un énorme irrigation réservoir 100 km (62 mi) de circonférence), un réservoir qui est toujours présent aujourd'hui.

En Iran , les barrages de pont comme le Band-e Kaisar ont été utilisés pour fournir des hydroélectricité travers roues de l'eau, les mécanismes de l'eau-de sensibilisation souvent alimentés. Un des premiers fut le pont du barrage-romaine construite en Dezful, ce qui pourrait soulever l'eau 50 coudées de hauteur pour le l'approvisionnement en eau à toutes les maisons dans la ville. Aussi barrages de dérivation ont été connus. barrages de fraisage ont été introduits dont le Ingénieurs musulmans appelé Pul-i-Bulaiti. Le premier a été construit à Shustar sur la rivière Karun, l'Iran , et beaucoup d'entre elles ont été construit plus tard dans d'autres parties de la Monde islamique. L'eau a été menée à l'arrière du barrage par un gros tuyau pour entraîner une roue de l'eau et moulin à eau. Au 10ème siècle, Al-Muqaddasi décrit plusieurs barrages en Perse. Il a indiqué que dans une Ahwaz était plus de 910 m (3000 pieds) de long, et que et il y avait beaucoup de roues à eau qui élèvent l'eau dans aqueducs à travers lequel il a coulé dans réservoirs de la ville. Un autre, le barrage de Band-i-Amir, à condition irrigation pour 300 villages.

Dans le Pays-Bas , un pays de faible altitude, les barrages étaient souvent appliquées pour bloquer les rivières afin de réguler le niveau d'eau et pour empêcher la mer de pénétrer dans les terres marécageuses. Ces barrages marqués souvent le début d'une ville parce qu'il était facile de traverser la rivière à un tel endroit, et souvent donné lieu à des noms de la place respective en néerlandais. Par exemple, la capitale néerlandaise Amsterdam (ancien nom Amstelredam) a commencé avec un barrage à travers la rivière Amstel à la fin du 12ème siècle, et Rotterdam ont commencé avec un barrage à travers la rivière Rotte, un affluent de la mineure Nieuwe Maas. La place centrale d'Amsterdam, couvrant le lieu d'origine de l'ancien barrage de 800 ans, porte encore le nom Dam Square ou simplement le barrage.

Ingénieur français Benoît Fourneyron a développé le premier succès turbine hydraulique en 1832. L'ère des grands barrages a été lancé après le barrage Hoover a été achevée sur le fleuve Colorado près de Las Vegas en 1936. En 1997, on estimait à 800 000 barrages à travers le monde, environ 40.000 d'entre eux de plus de 15 m (49 pi) de hauteur .

Types de barrages

Les barrages peuvent être formés par l'action humaine, causes naturelles, ou même par l'intervention de la faune comme les castors . barrages artificiels sont généralement classés selon leur taille (hauteur), la destination ou la structure.

Par structure

Basé sur la structure et les matériaux utilisés, les barrages sont classés comme facilement créés sans matériaux, barrages arc-gravité, barrages en remblai ou barrages de maçonnerie, avec plusieurs sous-types.

Barrages voûtes

Gordon Dam, Tasmanie est un barrage voûte.

Dans le barrage d'arc, la stabilité est obtenue par une combinaison de voûte et de l'action de la gravité. Si la face amont est verticale le poids total du barrage doit être effectuée à la fondation par gravité, tandis que la distribution de la normale la pression hydrostatique entre la verticale cantilever et la voûte plantaire l'action dépendra de la la raideur du barrage dans une direction verticale et horizontale. Lorsque la face amont est incliné la distribution est plus compliqué. Le la composante normale du poids de l'anneau de voûte peut être prise par l'action de l'arc, tandis que la pression hydrostatique normale sera distribuée comme décrit ci-dessus. Pour ce type de barrage, supports fermes fiables aux butées (soit étayer ou paroi latérale de la gorge) sont plus importantes. L'endroit le plus souhaitable pour un barrage voûte est un canyon étroit avec des parois latérales abruptes composées de Rock Sound. La sécurité d'un barrage arc dépend de la résistance des butées de paroi latérale, par conséquent, ne devrait pas être l'arc bien en place sur les parois latérales, mais également le caractère de la roche doit être soigneusement inspecté.

Barrage Daniel-Johnson, Québec, est un contrefort barrage multiples arc.

Deux types de barrages à voûte unique sont utilisés, à savoir l'angle constant et le barrage à rayon constant. Le type à rayon constant emploie le même rayon de la face à toutes les altitudes du barrage, ce qui signifie que le canal se rétrécit vers le fond de la digue de l'angle sous-tendu par le centre de la face du barrage devient plus petite. Jones Falls Dam, au Canada, est un barrage de rayon constant. Dans un barrage à angle constant, aussi connu comme un rayon variable de barrage, cette angle sous-tendu est maintenue constante et la variation de distance entre les butées à différents niveaux sont pris en charge par variation des rayons. Barrages à rayon constant sont beaucoup moins fréquentes que les barrages à angle constant. Parker Dam est un barrage voûte constante d'angle.

Un type similaire est le double courbure ou coque mince barrage. Wildhorse barrage près de Mountain City, Nevada aux États-Unis est un exemple du type. Cette méthode de construction minimise la quantité de béton nécessaire à la construction, mais transmet des charges importantes à la fondation et des culées. L'apparence est semblable à un barrage à une arche mais avec une courbure verticale distincte à lui aussi bien prêter l'apparence vague d'une lentille concave, vu de l'aval.

Le barrage à voûtes multiples se compose d'un certain nombre de barrages une arche avec des contreforts en béton en tant que butées de support, comme par exemple le Barrage Daniel-Johnson, Québec, Canada. Le barrage à voûtes multiples ne nécessite pas autant de contreforts que le type de gravité creux, mais nécessite une bonne fondation rocheuse parce que les charges de contrefort sont lourds.

Barrages-poids

Le Barrage de Grand Coulee est un exemple d'un barrage-poids solide.

Dans un barrage de gravité, la force qui maintient le barrage en place contre la poussée de l'eau est la gravité terrestre tirant vers le bas la masse du barrage. L'eau appuie latéralement (en aval) sur le barrage, tendant à renverser le barrage par rotation autour de son orteil (un point sur le côté inférieur en aval du barrage). Le poids du barrage contrecarre cette force, tendant à faire tourner le barrage de l'autre côté de son orteil. Le concepteur assure que le barrage est assez lourd que le poids du barrage remporte ce concours. En termes techniques, cela est vrai chaque fois que la résultante des forces de gravité agissant sur la pression de l'eau de barrage et sur les actes de barrage à une ligne qui passe en amont de la pointe du barrage.

En outre, le concepteur tente de façonner le barrage si l'on devait examiner la partie du barrage-dessus ne importe quelle hauteur notamment être tout un barrage lui-même, ce barrage serait également maintenu en place par gravité. ce est à dire il n'y a pas de tension dans la face amont du barrage tenant le haut du barrage vers le bas. Le dessinateur fait cela car il est généralement plus pratique de faire un barrage de matériel essentiellement juste entassés que de faire le bâton matériau ensemble contre tension verticale.

Notez que la forme qui empêche la tension dans la face amont élimine également une contrainte de compression d'équilibrage dans la face aval, fournissant économie supplémentaire.

Le concepteur assure également que le pied du barrage est coulé assez profond dans la terre qu'il ne glisse pas vers l'avant.

Pour ce type de barrage, il est essentiel de disposer d'une base imperméable à haute résistance de roulement.

Lorsque situé sur un site approprié, un barrage de gravité peut se avérer une meilleure alternative à d'autres types de barrages. Lors de sa construction sur une base soigneusement étudié, le barrage-poids représente probablement le meilleur exemple développé de la construction de barrages. Depuis la crainte de crues est un puissant facteur de motivation dans de nombreuses régions, les barrages de gravité sont en cours de construction dans certains cas où un barrage voûte aurait été plus économique.

Barrages-poids sont classés comme «solide» ou «creux» et sont généralement faites de béton ou maçonnerie. Cela se appelle «zonage». Le noyau du barrage est zoné en fonction de la disponibilité des matériaux disponibles localement, état des fondations et les attributs matériels. La forme solide est le plus largement utilisé des deux, si le barrage creux est souvent plus économique de construire. Barrages-poids peuvent également être classés comme «débordement» (déversoir) et «non-débordement." Grand Coulee Dam est un barrage-poids solide et Itaipu Dam est un barrage poids en creux.

Barrages Arc-gravité

Le barrage Hoover est un exemple d'un barrage poids-voûte.

Un barrage de gravité peut être combiné avec un barrage voûte dans un arc-barrage-poids pour les zones avec des quantités massives de flux de l'eau, mais moins de matériaux disponibles pour un barrage-poids purement. La compression vers l'intérieur du barrage par l'eau réduit le latéral (horizontal) force agissant sur le barrage. Ainsi, la force de gravitation requis par le barrage est réduite, ce est à dire le barrage n'a pas besoin d'être aussi massif. Cela permet barrages minces et économise les ressources.

Barrages

Le Koshi Barrage

Un barrage de barrage est un type spécial de barrage qui se compose d'une ligne de grandes portes qui peuvent être ouvertes ou fermées pour contrôler la quantité d'eau qui traverse le barrage. Les portes sont fixées entre flanquant piliers qui sont responsables pour supporter la charge de l'eau, et sont souvent utilisés pour contrôler et stabiliser le débit d'eau pour les systèmes d'irrigation.

Barrages qui sont construites à l'embouchure des rivières ou des bassins pour prévenir les incursions de marée ou utiliser le courant de marée pour l'énergie marémotrice sont connus comme barrages de marée.

Barrages en remblai

Barrages en remblai sont fabriqués à partir terre compactée, et ont deux principaux types, rock-remplissage et de digues en terre. Barrages en remblai se appuient sur leur poids pour retenir la force de l'eau, comme des barrages-poids en béton.

Barrages en enrochement

Le Gathright Dam Virginie est un enrochement barrage en remblai.

Roche -fill barrages sont remblais de terre compactée granulaire à drainage libre avec une zone imperméable. La terre utilisée contient souvent un grand pourcentage de grosses particules d'où le terme enrochement. La zone peut être imperméable sur la face amont et en maçonnerie, béton, membrane en plastique, palplanches d'acier, bois ou autre matériau. La zone imperméable peut également être à l'intérieur de la digue, auquel cas il est désigné en tant que noyau. Dans les cas où l'argile est utilisée comme matière imperméable du barrage est désigné comme un barrage composite. Pour prévenir l'érosion interne de l'argile dans le remblai rocheux en raison des forces d'infiltration, le noyau est séparée à l'aide d'un filtre. Les filtres sont classés spécifiquement sol conçu pour empêcher la migration des fines particules de sol de grain. Lorsque matériau approprié est à portée de main, le transport est minimisé conduit à des économies de coûts pendant la construction. barrages en enrochement sont résistants aux dommages causés par les tremblements de terre . Toutefois, le contrôle de qualité insuffisant pendant la construction peut conduire à une mauvaise compaction et de sable dans le remblai qui peut conduire à liquéfaction du enrochement lors d'un séisme. potentiel de liquéfaction peut être réduit en le mettant matériau susceptible d'être saturé, et en fournissant un compactage adéquat pendant la construction. Un exemple d'un barrage en enrochement est New Melones barrage dans la Californie .

Béton-face barrages en enrochement

Un barrage en béton face enrochement (DAFK) est un barrage en enrochement avec dalles de béton sur sa face amont. Cette conception offre la dalle de béton comme un mur imperméable à prévenir les fuites et également une structure sans se préoccuper de la pression de soulèvement. En outre, la conception de DAFK est flexible pour la topographie, plus rapide à construire et moins coûteux que les barrages en terre de remplissage. Le DAFK origine au cours de la California Gold Rush dans les années 1860 lorsque les mineurs construits enrochement barrages bois-face pour opérations de vidange. Le bois a ensuite été remplacé par du béton que la conception a été appliquée aux systèmes d'irrigation et d'alimentation. Comme conceptions CFRD ont augmenté en hauteur dans les années 1960, le remplissage était compacté et joints horizontaux et verticaux de la dalle ont été remplacés par l'amélioration des joints verticaux. Au cours des dernières décennies, la conception est devenue populaire. Actuellement, le plus grand DAFK dans le monde est le 233 m (764 pi) de hauteur Barrage de Shuibuya en Chine qui a été achevé en 2008.

Barrages Terre-remplissage

Digues en terre, également appelés barrages en terre, les barrages laminés-terreux ou simplement barrages en terre, sont construits comme un simple remblai de terre bien compacté. Un homogène barrage roulé terre est entièrement construite en un type de matériau, mais peut contenir une couche de drainage pour recueillir l'eau se infiltrer. Un barrage zoné terre a des parties ou des zones de matériau différent, typiquement une coquille localement abondante avec une étanchéité distinctes argile noyau. Remblais zonés-terreux modernes emploient filtre et drain zones pour collecter et évacuer l'eau de se infiltrer et de préserver l'intégrité de la zone de la coquille aval. Une méthode pas à jour de la terre zonée construction du barrage a utilisé une remblai hydraulique pour produire un noyau étanche. barrages laminé-terreux peuvent également employer un revêtement étanche à l'eau ou du noyau à la manière d'un barrage en enrochement. Un type intéressant de barrage en terre temporaire utilisé occasionnellement dans les hautes latitudes est le barrage à noyau gelé, dans lequel un liquide de refroidissement circule dans les tuyaux à l'intérieur du barrage pour maintenir une région étanchéité de pergélisol sein.

Barrage de Tarbela est un grand barrage sur le fleuve Indus dans le Pakistan . Il est situé à environ 50 km (31 mi) au nord-ouest d'Islamabad, et une hauteur de 485 pieds (148 m) au-dessus du lit de la rivière et une taille de réservoir de 95 km carrés (250 km ^2), il est le plus grand barrage en terre rempli le monde. L'élément principal du projet est un remblai 9000 pieds (2700 mètres) de long avec une hauteur maximale de 465 pieds (142 mètres). Le volume total de terre et de roche utilisée pour le projet est d'environ 200 millions de mètres cubes (152,8 millions de cu. Mètres) ce qui en fait le plus grand homme fait la structure dans le monde, sauf pour la Grande muraille de Chine qui a consommé un peu plus de matériel.

Parce barrages en terre peuvent être construits à partir de matériaux trouvés sur place ou à proximité, ils peuvent être très rentable dans les régions où le coût de production ou la mise dans le béton serait prohibitif.

noyau d'asphalte-béton

Un troisième type de barrage en remblai est construit avec asphalte noyau de béton. La majorité de ces barrages sont construits avec de la roche et / ou de gravier comme matériau de remplissage principale. Près de 100 barrages de cette conception ont été construits dans le monde depuis le premier barrage a été achevé en 1962. Tous les barrages à noyau asphalte-béton construits jusqu'ici ont un excellent dossier de rendement. Le type de bitume utilisé est un viscoelastic- plastique matériau qui peut se adapter aux mouvements et déformations imposées sur le remblai dans son ensemble, et de colonies de peuplement dans la fondation. Les propriétés de flexibilité du asphalte faire ces barrages particulièrement adapté au séisme régions.

Par taille

Les normes internationales (y compris Commission Internationale des Grands Barrages, CIGB) définir les grands barrages comme supérieure à 15 mètres et les grands barrages que plus de 150 mètres de hauteur. Le rapport de la Commission mondiale des barrages comprend également dans la catégorie des grandes, des barrages, tels que barrages, qui sont entre 5 et 15 mètres de haut avec une capacité de réservoir de plus de 3 millions de mètres cubes.

Le plus haut barrage du monde est le 300-mètres de haut Nurek Dam dans le Tadjikistan .

Par l'utilisation

Barrage Saddle

Une selle barrage est un barrage auxiliaire construit pour enfermer le réservoir créé par un barrage principal soit pour permettre une élévation ultérieure de l'eau et de stockage ou de limiter l'étendue d'un réservoir pour une efficacité accrue. Un barrage auxiliaire est construit dans un endroit ou la selle à travers lequel le réservoir serait autrement échapper faible. À l'occasion, un réservoir est contenue par une structure similaire appelé digue pour empêcher l'inondation des terres à proximité. Digues sont couramment utilisés pour la remise en état des terres arables d'un lac peu profond. Ceci est similaire à un levée, qui est un mur ou remblai construit le long d'une rivière ou un ruisseau pour protéger les terres adjacentes à partir inondations .

Barrage

Un déversoir (parfois aussi appelé un barrage déversoir) est un type de petit barrage de débordement qui est souvent utilisé dans un chenal de la rivière pour créer un lac de retenue à des fins de prélèvement d'eau et qui peut également être utilisé pour la mesure de débit ou un retard.

Vérifiez barrage

Un barrage de retenue est un petit barrage destiné à réduire la vitesse d'écoulement et de contrôler l'érosion des sols . Inversement, une barrage de l'aile est une structure qui limite en partie seulement une voie d'eau, créant un canal plus rapide qui résiste à l'accumulation de sédiments.

Barrage à sec

Un barrage à sec aussi connu comme une structure de retardement des inondations, est un barrage destiné à lutter contre les inondations. Il tient normalement pas d'eau de retour et permet à la chaîne de se écouler librement, sauf pendant les périodes de flux intense qui, autrement, causer des inondations en aval.

Barrage de diversion

Un barrage de diversion est une structure conçue pour détourner la totalité ou une partie de l'écoulement d'une rivière de son cours naturel. L'eau peut être redirigé dans un canal ou d'un tunnel pour l'irrigation et / ou de production d'énergie hydroélectrique.

Barrage souterrain

Barrages souterrains sont utilisés pour piéger les eaux souterraines et de stocker la totalité ou la plus grande partie sous la surface pour une utilisation prolongée dans une zone localisée. Dans certains cas, ils sont également construits pour empêcher l'intrusion d'eau salée dans un aquifère d'eau douce. Barrages souterrains sont généralement construits dans les zones où les ressources en eau sont minimes et doivent être efficacement stockée, comme dans les déserts et sur les îles comme le Fukuzato barrage à Okinawa, au Japon. Ils sont plus communs en Afrique du nord et les zones arides du Brésil tout en étant utilisés dans le sud des États-Unis, le Mexique, l'Inde, l'Allemagne, l'Italie, la Grèce, la France et le Japon.

Il existe deux types de barrages souterrains: un sous-surface et un barrage de sable stockage. Un barrage sous-surface est construit sur une route de l'aquifère ou le drainage d'une couche imperméable (comme socle solide) jusqu'à juste en dessous de la surface. Ils peuvent être construits d'une variété de matériaux pour inclure des briques, des pierres, du béton, en acier ou en PVC. Une fois construit, l'eau stockée derrière le barrage soulève la table de l'eau et est ensuite extrait avec puits. Un barrage de sable stockage est un déversoir construit par étapes à travers un ruisseau ou oued. Il doit être forte que les inondations vont déferler sur sa crête. Au fil du temps le sable se accumule en couches derrière le barrage qui permet de stocker l'eau et surtout, éviter l'évaporation. L'eau stockée peut être extrait avec un puits, à travers le corps de barrage ou au moyen d'un tuyau de vidange.

Digue à stériles

Un barrage de résidus est typiquement un barrage en remblai terre de remplissage utilisé pour stocker - résidus qui sont produits pendant minières opérations après la séparation de la fraction de valeur de la fraction non rentable d'un minerai. Classiques barrages de rétention d'eau peuvent servir à cette fin, mais en raison du coût, d'un barrage de résidus est plus viable. Contrairement barrages de rétention d'eau, un barrage de résidus est soulevée dans la succession au long de la vie de la mine en particulier. Typiquement, une base ou d'un barrage est construit démarreur et comme il se remplit d'un mélange de résidus et l'eau, il est soulevé. Matériel utilisé pour rehausser le barrage peut inclure les résidus (selon leur taille) avec la saleté.

Il existe trois résidus soulevées conceptions de barrage, en amont, en aval et médiane, appelé en fonction du mouvement de la crête lors du soulèvement. La conception spécifique utilisé dépend de la topographie, la géologie, le climat, le type de résidus et de coût. Un résidus en amont du barrage est constituée de remblais trapézoïdales étant construits sur le dessus, mais pointe à la crête d'une autre, déplacer la crête plus en amont. Cela crée un côté aval relativement plat et d'un côté amont dentelée qui est supporté par les résidus suspension dans le bassin de retenue. La conception aval se réfère à l'élévation successive de la digue qui positionne le remplissage et la crête en aval. Un barrage a centerlined barrages en remblai séquentielles construits directement au-dessus d'un autre tout remplissage est placé sur le côté en aval pour le soutien et le lisier soutient le côté amont.

Parce que les barrages de stériles stockent souvent des produits chimiques toxiques dans le processus d'exploitation minière, ils ont une doublure imperméable à empêcher les infiltrations. Les niveaux d'eau / lisier en bassin de résidus doivent être gérés à des fins de stabilité et de l'environnement ainsi.

Par matériau

barrages d'acier

Red Ridge barrage d'acier, né 1905, Michigan.

Un barrage de l'acier est un type de barrage brièvement expérimenté dans environ le début du 20e siècle qui utilise tôle d'acier (un angle) et charger les poutres portant que la structure. Conçu comme structures permanentes, les barrages en acier étaient une (sans doute pas) expérience pour déterminer si une technique de construction pourrait être élaboré qui était moins cher que la maçonnerie, béton ou les travaux de terrassement, mais plus solide que le bois barrages crèche.

barrages de bois

Un barrage à caissons de bois dans Michigan, photographié en 1978.

barrages de bois ont été largement utilisés dans la première partie de la révolution industrielle et dans les zones frontalières en raison de la facilité et la vitesse de construction. Rarement construit dans les temps modernes en raison de relativement courte durée de vie et faible hauteur à laquelle ils peuvent être construits, les barrages de bois doivent être maintenus constamment mouillé afin de maintenir leurs propriétés de rétention d'eau et limite la détérioration par la pourriture, semblable à un tonneau. Les endroits où des barrages de bois sont le plus économique de construire sont ceux où le bois est abondant, ciment est coûteux ou difficile à transporter, et d'un barrage bas tête de détournement est nécessaire ou la longévité ne est pas un problème. barrages de bois étaient autrefois nombreux, surtout dans l'ouest nord-américain, mais la plupart ont échoué, été caché sous remblais de terre ou ont été remplacés par des structures entièrement nouvelles. Deux variantes communes de barrages de bois étaient la crèche et la planche.

Timber barrages de la mangeoire ont été érigés des bois lourds ou journaux habillés à la manière d'une maison en rondins et l'intérieur rempli de terre ou des gravats. La structure de crèche lourde soutenu le visage du barrage et le poids de l'eau. barrages anti-éclaboussures étaient barrages de la mangeoire de bois utilisés pour aider à flotteur grumes en aval à la fin du 19e et début du 20e siècles.

Barrages de bois en planches étaient des structures plus élégantes qui employaient une variété de méthodes de construction utilisant de lourdes poutres pour soutenir un agencement de retenue de l'eau de planches.

D'autres types

Batardeaux

Un batardeau pendant la construction de serrures à la Montgomery verrouillage Point et Dam.

Un batardeau est une barrière (généralement temporaire) construit pour exclure l'eau d'une région qui est normalement submergée. Fait de bois couramment, béton ou acier feuille empilage, batardeaux sont utilisés pour permettre la construction sur le fondation de barrages permanents, des ponts et des structures similaires. Lorsque le projet sera terminé, le batardeau peut être démoli ou enlevé. Voir également pont-jetée et mur de soutènement. Les utilisations courantes pour batardeaux comprennent la construction et la réparation des plates-formes off shore. Dans de tels cas, le batardeau est fabriqué en tôle d'acier et soudé en place sous l'eau. L'air est pompé dans l'espace, déplaçant l'eau permettant un environnement de travail sec au dessous de la surface. À la fin du batardeau est généralement déconstruit moins que la zone nécessite maintenance.This continue est le barrage de gouvernement.

Les barrages de castors

Beavers créent barrages principalement à partir de la boue et des bâtons pour inonder une surface habitable particulier. En inondant une parcelle de terrain, les castors peuvent naviguer ci-dessous ou près de la surface et rester relativement bien caché ou protégé des prédateurs. La région inondée permet également castors accès à la nourriture, surtout pendant l'hiver.

Les éléments de construction

usine de production d'électricité

Turbine hydraulique et générateur électrique.

En 2005, l'énergie hydroélectrique, principalement de barrages, fournit environ 19% de l'électricité du monde, et plus de 63% des énergies renouvelables . Une grande partie de cette est généré par les grands barrages, bien que la Chine utilise à petite échelle la production d'hydroélectricité à grande échelle et est responsable d'environ 50% de l'utilisation mondiale de ce type d'alimentation.

La plupart hydroélectrique provient de la énergie potentielle du barrage conduite d'eau d'un Turbine à eau et générateur; à renforcer les capacités de production d'électricité d'un barrage, l'eau peut être exécuté par un gros tuyau appelé conduite forcée avant la turbine. Une variante de ce modèle simple utilise hydroélectricité de pompage à produire de l'électricité pour correspondre à des périodes de demande élevée et faible, en déplaçant l'eau entre réservoirs à différentes altitudes. En période de faible demande d'électricité, la capacité de production excédentaire est utilisé pour pomper l'eau dans le réservoir supérieur. Quand il ya une demande plus élevée, l'eau est rejetée dans le réservoir inférieur à travers une turbine. (Par exemple, voir Power Station Dinorwic.)

Barrage hydroélectrique en coupe.

Déversoirs

Évacuateur de crues sur Llyn Brianne barrage, au Pays de Galles rapidement après la première remplissage.

Un déversoir est une coupe d'un barrage destiné à transmettre l'eau depuis le côté en amont d'un barrage sur le côté aval. Beaucoup ont déversoirs vannes destinée à commander l'écoulement à travers le déversoir. Types de déversoir comprennent: Un déversoir de service ou déversoir principal passe flux normal. Un déversoir auxiliaires presse coulent au-delà de la capacité de l'évacuateur de crues de service. Un déversoir d'urgence est conçu pour des conditions extrêmes, comme un dysfonctionnement grave de l'évacuateur de crues de service. Un bouchon fusible évacuateur de crues est un remblai bas conçu pour être plus surmontée et emporté dans le cas d'une grande inondation. Les éléments d'un bouchon fusible sont des blocs autonomes indépendants, mis côte à côte qui fonctionnent sans télécommande. Ils permettent d'augmenter la piscine normale du barrage sans compromettre la sécurité du barrage, car ils sont conçus pour être progressivement évacués pour des événements exceptionnels. Ils travaillent comme fixe déversoir parfois en permettant plus de flux pour les inondations communes.

Le déversoir peut être progressivement érodé par l'écoulement de l'eau, y compris cavitation ou turbulence de l'eau qui se écoule sur le déversoir, conduisant à sa rupture. Ce était la conception inadéquate du déversoir qui a conduit à la plus-1889 de la garniture South Fork Dam Johnstown, Pennsylvanie, résultant en l'infâme Johnstown Flood (la «grande inondation de 1889").

Les taux d'érosion sont souvent surveillés, et le risque est habituellement minimisés, en façonnant la face aval du déversoir en une courbe qui minimise écoulement turbulent, comme un courbe accolade.

Création Dam

Objectifs communs

Emplacement

La décharge deTakato Dam

Un des meilleurs endroits pour la construction d'un barrage est une partie étroite d'une profonde rivière vallée; les flancs de la vallée peuvent alors agir murs naturels. La principale fonction de la structure du barrage est de combler l'écart dans la ligne de réservoir naturel laissé par le canal de flux. Les sites sont habituellement ceux dans lesquels l'écart devient un minimum de la capacité de stockage nécessaire. La disposition la plus économique est souvent une structure composite comme un barrage en maçonnerie flanqué de remblais de terre. L'utilisation actuelle de la terre d'être inondées devrait être dispensable.

Significant Otheringénierieetconsidérations géologie appliquée lors de la construction d'un barrage comprennent:

• perméabilité de la roche ou le sol environnant
• séismedéfauts
• glissements de terrain etstabilité des pentes
• niveau hydrostatique
• les débits de crue de pointe
• envasement
• les impacts environnementaux sur la pêche en rivière, des forêts et de la faune (voir aussil'échelle des poissons)
• impacts sur les habitations humaines
• compensation pour la terre inondée ainsi que la réinstallation de la population
• élimination des matières toxiques et de bâtiments à partir de la zone du réservoir proposée

L'évaluation d'impact

L'impact est évalué de plusieurs façons: les avantages pour la société humaine découlant du barrage (agriculture, l'eau, la prévention des dommages et de la puissance), préjudice ou un avantage à la nature et de la faune, l'impact sur ​​la géologie d'une région - si le changement à l'écoulement de l'eau et les niveaux vont augmenter ou diminuer la stabilité, et la perturbation de la vie humaine (délocalisation, la perte dearchéologiquesquestions ou culturelles sous-marines).

Impact environnemental

Bois et déchets accumulés à cause d'un barrage

Réservoirs détenus derrière les barrages affectent de nombreux aspects écologiques d'une rivière. Rivers Topographie et de la dynamique dépendent d'un large éventail de flux tout en souvent rivières en aval des barrages connaissent de longues périodes de conditions d'écoulement très stables ou ont vu des modèles de flux de dents causées par les rejets suivis d'aucun rejet. Lâchers d'eau provenant d'un réservoir y compris celle de quitter une turbine contient généralement très peu de sédiments en suspension, ce qui à son tour peut conduire à récurer du lit des rivières et de la perte des berges; par exemple, la variation de flux cyclique quotidienne causée par le barrage de Glen Canyon était un contributeur à la barre de sable érosion .

Barrages âgés manquent souvent d'une échelle à poissons, qui conserve de nombreux poissons de se déplacer vers l'amont jusqu'à leurs aires de reproduction naturels, provoquant l'échec des cycles de reproduction ou le blocage des voies de migration. Même la présence d'une échelle à poissons ne prévient pas toujours une réduction dans les poissons d'atteindre les frayères en amont. Dans certaines régions, les jeunes poissons («smolts») sont transportés en aval par barge pendant une partie de l'année. Turbines et de centrales électriques conceptions qui ont un moindre impact sur ​​la vie aquatique sont un domaine de recherche actif.

Un grand barrage peut entraîner la perte de la totalité deécosphères, y compris les en voie de disparition et espèces non découvertes dans la région, et le remplacement de l'environnement d'origine par un nouveau lac intérieur.

Grand réservoirs formés derrière des barrages ont été indiqués dans la contribution del'activité sismique, en raison de changements dans la charge de l'eau et / ou de la hauteur de la nappe phréatique.

Les barrages sont également trouvés à avoir un rôle dans l'augmentation du réchauffement de la planète . Les niveaux d'eau changeants dans les barrages et des réservoirs sont l'une des principales sources de gaz de serre comme le méthane. Bien que les barrages et l'eau derrière eux ne couvrent qu'une petite partie de la surface de la terre, ils abritent l'activité biologique qui peut produire de grandes quantités de gaz à effet de serre.

Impact social humain

L'impact sur ​​la société humaine est également importante. Nick Cullather plaide en monde affamé: Cold War America lutte contre la pauvreté en Asie que la construction du barrage nécessite l'état de déplacer des personnes individuelles dans le nom du bien commun, et qu'il conduit souvent à des abus de les masses par les planificateurs. Il cite Morarji Desai, ministre de l'Intérieur de l'Inde, en 1960, parlant aux villageois mécontents du barrage Pong, qui a menacé de "libérer les eaux» et noyer les villageois si elles ne coopéraient pas.

Par exemple, le barrage des Trois Gorges sur le fleuve Yangtze en Chine est plus de cinq fois la taille de la Hoover Dam ( US ), et créera un réservoir de 600 km pour être utilisé pour la production d'hydro-électricité. Sa construction a nécessité la perte de plus d'un million de maisons de retraite et leur réinstallation de masse, la perte de nombreux sites archéologiques et culturels de valeur, ainsi que le changement écologique importante. On estime qu'à ce jour, 40 à 80.000.000 personnes dans le monde ont été physiquement déplacées de leurs foyers à la suite de la construction du barrage.

Économie

Construction d'un centrale hydroélectrique nécessite un long délai pour les études de site, hydrologiques , des études et des évaluations d'impact environnemental, et sont des projets à grande échelle par rapport à la production d'énergie traditionnelle basée sur les combustibles fossiles . Le nombre de sites qui peuvent être économiquement développés pour la production hydroélectrique est limitée; nouveaux sites ont tendance à être loin des centres de population et nécessitent généralement de vastes lignes de transmission de puissance. La production hydroélectrique peut être vulnérable à des changements majeurs dans le climat , y compris les variations de précipitations , sol et surface des niveaux d'eau et la fonte des glaciers, causant des dépenses supplémentaires pour la capacité supplémentaire pour assurer une puissance suffisante est disponible dans les années de basses eaux.

Une fois complété, si elle est bien conçu et entretenu, une source d'énergie hydroélectrique est généralement relativement fiable et pas cher. Il n'a pas de risque de carburant et une faible fuite, et comme une source d'énergie alternative, il est à la fois moins cher que l'énergie nucléaire et le vent. Il est plus facile de stocker l'eau régulée en fonction des besoins et de générer des niveaux de puissance élevés sur la demande par rapport à l'énergie éolienne.

Échec Dam

Le vidage des réservoirs à travers l'échec deTeton Dam.

Signe spécial international pour les ouvrages et installations contenant des forces dangereuses

Des ruptures de barrages sont généralement catastrophique si la structure est violée ou considérablement endommagé. Routine surveillance de la déformation et de la surveillance des eaux d'infiltration dans les égouts et dans les environs grands barrages est utile d'anticiper les problèmes et de permettre des mesures correctives soient prises avant la défaillance structurale se produit. La plupart des barrages incorporent des mécanismes pour permettre au réservoir d'être abaissé ou même vidangé dans le cas de tels problèmes. Une autre solution peut être roche coulis - la pression de pompage de ciment portland suspension en faible roche fracturée.

Pendant un conflit armé, un barrage doit être considéré comme une «installation contenant des forces dangereuses» en raison de l'impact massif d'une destruction possible sur la population civile et de l'environnement. En tant que tel, il est protégé par les règles du droit international humanitaire (DIH) et ne doit pas faire l'objet d'une attaque si cela peut entraîner de lourdes pertes parmi la population civile. Pour faciliter l'identification, un signe de protection composée de trois cercles orange vif disposés sur un même axe est défini par les règles du droit international humanitaire.

Les principales causes de rupture de barrage comprennent la capacité de l'évacuateur de crues insuffisantes, tuyauterie à travers le remblai, fondation ou des piliers, erreur de conception du déversoir (South Fork Dam), instabilité géologique causée par des changements des niveaux d'eau pendant le remplissage ou pauvres arpentage (Barrage de Vajont,Malpasset,Testalinden Creek Dam), le mauvais entretien, notamment des tuyaux de sortie (Lawn Lake Dam,Val di Stava effondrement du barrage), les précipitations extrêmes (Shakidor Dam),des tremblements de terreet humaine, ordinateur ou erreur de conception (Buffalo Creek Flood,Dale digue du réservoir,Taum Sauk accumulation par pompage plante).

Un cas notable de la rupture du barrage délibérée (avant la décision ci-dessus) était la Royal Air Force de raid 'Dambusters de sur l'Allemagne dans la Seconde Guerre mondiale (nom de code « opération chastise " ), dans laquelle trois barrages allemands ont été sélectionnés pour être violé dans le but de avoir un impact sur ​​l'infrastructure allemande et les capacités de fabrication et de puissance découlant des Ruhr et rivières Eder. Ce raid est devenu plus tard la base de plusieurs films.

Depuis 2007, le Néerlandais fondation IJkdijk se développe, avec un modèle d'innovation ouverte et d'un système d'alerte précoce pour les échecs levée / de digues. Comme une partie de l'effort de développement, les digues de la pleine échelle sont détruits dans le FIELDLAB IJkdijk. Le processus de destruction est surveillée par les réseaux de capteurs à partir d'un groupe international de sociétés et d'institutions scientifiques.