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Barragem

Assuntos Relacionados: Engenharia

Informações de fundo

Crianças SOS voluntários ajudaram a escolher artigos e fez outros materiais currículo SOS mães cada um cuidar de uma família de crianças apadrinhadas .

Hoover Dam , um concreto arco-gravidade na represa Black Canyon do Colorado River. Lake Mead no fundo é apreendido pela barragem.
Glen Canyon Dam
Um sideview do Lake Vyrnwy barragem, no País de Gales , terminado em 1888

A barragem é uma barreira que impounds água ou rios subterrâneos. Barragens geralmente servem o objectivo principal de retenção de água, enquanto outras estruturas como comportas ou diques (também conhecido como diques) são usados para gerenciar ou impedir o fluxo de água em regiões específicas de terra. Hydropower e hidroeletricidade de armazenamento bombeado são muitas vezes utilizados em conjunto com barragens para gerar eletricidade. A barragem pode também ser utilizado para recolher a água ou para o armazenamento da água que podem ser distribuídos uniformemente entre os locais.

História

O Barragem romana em Cornalvo em Espanha tem sido usado por quase dois milênios.
Grande Anicut barragem no rio Kaveri em Tamil Nadu, sul da ?ndia (século 19 na primeira ao segundo fundamento século)

A palavra barragem pode ser rastreada até Inglês Médio, e antes que, a partir Holandês Oriente, como visto nos nomes de muitas cidades antigas. Construção de barragens cedo ocorreu na Mesopotâmia e do Médio Oriente . Barragens foram usadas para controlar o nível de água, para o tempo de Mesopotâmia afetou os rios Tigre e Eufrates rios, e pode ser bastante imprevisível.

A mais antiga conhecida é a barragem Jawa Dam na Jordânia , a 100 quilômetros (62 milhas) a nordeste da capital Amã . Esta barragem de gravidade apresentou uma originalmente 9 m (30 pés) de altura e 1 m (3 pés) 3 em parede de pedra grande, apoiados por um 50 m (160 pés) de largura rampart terra. A estrutura é datado de 3000 aC.

O egípcio antigo Sadd-el-Kafara Dam em Wadi Al-Garawi, localizado a cerca de 25 km (16 milhas) ao sul do Cairo , foi de 102 m (335 pés) de comprimento na sua base e 87 m (285 pés) de largura. A estrutura foi construída em torno de 2800 ou 2600 aC. como uma Diversion Dam para controle de cheias, mas foi destruída por fortes chuvas durante a construção ou pouco depois. Durante a dinastia XII no século BC 19, o Pharaohs Senosert III, Amenemhat III e IV Amenmehat cavou um canal 16 km de comprimento que liga o Fayum Depressão para o Nilo, no Médio Egito. Duas barragens chamado Ha-Uar executando leste-oeste foram construídos para reter a água durante a inundação anual e, em seguida, liberá-lo para terras vizinhas. O lago chamado "Mer-wer" ou Lago Moeris coberto 1.700 quilômetros quadrados e é conhecido hoje como Berkat Qaroun.

O 3º BC meados do século tarde, um sistema de gestão da água intrincado dentro Dholavira no dia moderno ?ndia, foi construído. O sistema incluiu 16 reservatórios, barragens e vários canais para a recolha de água e armazená-la.

Construção da barragem romana foi caracterizado pela "capacidade dos romanos para planejar e organizar a construção de engenharia em grande escala". Planejadores romanos introduziram o então novo conceito de grande barragens de reservatórios que poderia garantir um permanente abastecimento de água para assentamentos urbanos também sobre a estação seca. O seu uso pioneiro de hidráulica à prova de água argamassa e particularmente Concreto romano permitido para estruturas de barragens construídos muito maiores do que anteriormente, como o Lake Homs Dam, possivelmente a maior barreira de água a essa data, eo Harbaqa Dam, em ambos Síria romana. A maior barragem romana foi o Subiaco Dam perto de Roma ; sua altura recorde de 50 m (160 pés) permaneceu insuperável até sua destruição acidental em 1305.

Os engenheiros romanos fizeram uso rotineiro de projetos padrão antigos como barragens de aterro e barragens de alvenaria de gravidade. Além disso, eles exibiram um elevado grau de inventividade, introduzindo a maioria dos outros modelos básicos de barragens que tinha sido desconhecida até então. Estes incluem represas arco-gravidade, represas arco, reforçar barragens e várias barragens arco contraforte, todos os quais foram conhecidos e utilizados pelo AD século 2 (ver Lista de barragens romanas). Workforces romanos também foram os primeiros a construir pontes de barragens, como a Ponte de Valerian no Irã.

Eflatun Pınar é uma represa e na primavera templo hitita perto de Konya, Turquia. Pensa-se para ser a partir da época do império hitita entre os dias 15 e 13 do século BC.

O Kallanai é construído de pedra bruta, mais de 300 m (980 pés) de comprimento, 4,5 m (15 pés) de altura e 20 m (66 pés) de largura, em frente à principal corrente do Rio Kaveri em Tamil Nadu, sul da ?ndia . A estrutura básica remonta ao século 2 dC e é considerada uma das mais antigas estruturas de água-de desvio ou-regulador de água do mundo, que ainda está em uso. O objetivo da barragem era desviar as águas do Kaveri em toda a região do delta fértil para irrigação através de canais.

Du Jiang Yan é o mais antigo sistema de irrigação de sobrevivência na China, que incluiu uma represa que dirigiu fluxo de água. Foi terminado em 251 aC. Uma grande barragem de terra, feita pelo O primeiro-ministro de Chu (estado), Sunshu Ao, inundou um vale no atual norte Província de Anhui, que criou uma enorme irrigação reservatório 100 km (62 milhas) de circunferência), um reservatório que ainda está presente hoje.

Em Irã , represas, como a ponte Band-e Kaisar foram usados para fornecer energia hidroeléctrica através rodas de água, que muitas vezes movidos mecanismos de água de fundos. Um dos primeiros foi a ponte represa construída-romana em Dezful, o que poderia elevar a água 50 côvados de altura para o abastecimento de água para todas as casas na cidade. Também barragens de desvio eram conhecidos. Barragens de moagem foram introduzidas qual o Engenheiros muçulmanos chamado de Pul-i-Bulaiti. O primeiro foi construído no Shustar no Rio Karun, Irã , e muitos deles foram posteriormente construído em outras partes do Mundo islâmico. ?gua foi conduzido a partir da parte de trás da barragem por meio de um grande tubo para conduzir uma roda de água e moinho de água. No século 10, Al-Muqaddasi descrito várias barragens na Pérsia. Ele relatou que um em Ahwaz foi mais do que 910 m (3.000 pés) de comprimento, e que e que tinha muitas rodas de água que levantam a água em aquedutos, através do qual fluíram para reservatórios da cidade. Outra, a barragem Band-i-Amir, desde irrigação para 300 aldeias.

Na Holanda , um país de baixa altitude, barragens foram muitas vezes aplicado para bloquear rios, a fim de regular o nível de água e para evitar que o mar de entrar nas terras pantanosas. Essas barragens muitas vezes marcou o início de uma vila ou cidade, porque era fácil de atravessar o rio em um lugar, e muitas vezes deu origem a nomes do respectivo lugar em holandês. Por exemplo, a capital holandesa Amsterdã (nome antigo Amstelredam) começou com uma barragem através do rio Amstel no final do século 12, e Rotterdam começou com uma barragem através do rio Rotte, um afluente menor do Nieuwe Maas. A praça central de Amesterdão, que abrange o local original da represa de 800 anos, ainda carrega o nome Praça Dam ou simplesmente a Dam.

Engenheiro francês Benoît Fourneyron desenvolveu o primeiro sucesso turbina de água em 1832. A era de grandes barragens foi iniciada após Hoover Dam foi concluída no Rio Colorado perto de Las Vegas, em 1936. Em 1997, havia uma estimativa de 800 mil barragens em todo o mundo, cerca de 40.000 deles com mais de 15 m (49 pés) de altura .

Tipos de barragens

Barragens podem ser formadas por ação humana, causas naturais, ou mesmo pela intervenção de animais selvagens, como os castores . Represas artificiais são geralmente classificados de acordo com seu tamanho (altura), o destino ou estrutura.

Por estrutura

Com base na estrutura e material utilizado, represas são classificadas como facilmente criados sem materiais, represas arco-gravidade, barragens de aterro ou barragens de alvenaria, com vários subtipos.

Represas Arch

Gordon Dam, A Tasmânia é uma barragem de arco.

Na represa arco, a estabilidade é obtida por uma combinação de acção do arco e a gravidade. Se a face de montante é vertical, todo o peso da barragem tem de ser transportado para a base, por gravidade, ao passo que a distribuição da normais pressão hidrostática entre verticais cantilever e arco ação dependerá da rigidez da barragem, numa direcção vertical e horizontal. Quando a face de montante é inclinada a distribuição é mais complicado. O componente normal do peso do anel arco pode ser feita através da acção do arco, enquanto que a pressão hidrostática normal será distribuído conforme descrito acima. Para este tipo de barragem, suportes fiáveis firmes nos pilares (quer apoiar ou lado parede de garganta) são mais importantes. O lugar mais desejável para uma barragem de arco é um desfiladeiro estreito com paredes laterais íngremes compostos de rocha som. A segurança de uma barragem de arco depende da força dos pilares da parede lateral, portanto, não deve somente o arco ser bem assentado nas paredes laterais, mas também o caráter da rocha deve ser cuidadosamente inspecionado.

Daniel-Johnson Dam, Quebec, é uma represa contraforte de múltiplos arco.

Dois tipos de arco-única barragens estão em uso, ou seja, o ângulo constante e a barragem de raio constante. O tipo de raio constante emprega o mesmo raio cara em todas as elevações da barragem, o que significa que à medida que cresce o canal mais estreito na direcção do fundo da barragem do ângulo central subtendido pela face da barragem torna-se menor. Jones Falls Dam, no Canadá, é uma represa raio constante. Em uma barragem de ângulo constante, também conhecida como uma barragem de raio variável, este ângulo subtendido é mantida constante e a uma variação na distância entre os pilares, a vários níveis são cuidado variando os raios. Barragens de raio constante são muito menos comuns do que as barragens constante angular. Parker Dam é uma constante de ângulo arco barragem.

Um tipo semelhante é a curvatura de casal ou barragem de casca fina. Wildhorse Dam perto de Mountain City, Nevada, nos Estados Unidos é um exemplo do tipo. Este método de construção minimiza a quantidade de concreto necessária para a construção, mas transmite grandes cargas para a fundação e pilares. A aparência é semelhante à de uma barragem de arco único, mas com uma curvatura vertical, distinta para ele também emprestando-lhe a aparência vaga de uma lente côncava, como visto a partir de jusante.

A barragem de múltiplos arco consiste de uma série de barragens de arco único com concreto contrafortes como os pilares de apoio, como por exemplo o Daniel-Johnson Dam, Québec, Canadá. A barragem de múltiplos arco não requer tantos contrafortes como o tipo de gravidade oco, mas exige uma boa base de rocha porque as cargas contraforte são pesados.

Barragens gravidade

O Coulee Dam é um exemplo de uma barragem de gravidade sólida.

Em uma barragem de gravidade, a força que mantém a barragem no lugar contra o impulso da água é a gravidade da Terra puxando para baixo sobre a massa da barragem. A água pressiona lateralmente (a jusante) da barragem, que tende a derrubar a barragem, girando em torno do seu dedo do pé (um ponto no lado inferior a jusante da barragem). O peso da barragem neutraliza essa força, que tende a girar a barragem a outra maneira sobre o seu dedo do pé. O designer garante que a barragem é pesado o suficiente para que o peso da barragem ganha o concurso. Em termos de engenharia, que é verdadeira sempre que a resultante das forças de gravidade que actuam sobre a pressão represa e água sobre os actos de barragens em uma linha que passa a montante do dedo do pé da barragem.

Além disso, o designer tenta moldar a barragem por isso, se fosse para considerar a parte da barragem acima de qualquer determinada altura para ser uma represa inteira em si, que barragem também seria mantido no lugar por gravidade. isto é, não há tensão na face a montante da barragem, segurando o topo da barragem para baixo. O designer faz isso porque geralmente é mais prático para fazer uma barragem de material essencialmente apenas empilhados do que para fazer a vara material junto contra a tensão vertical.

Note-se que a forma que impede que a tensão na face a montante elimina também uma tensão de compressão de equilíbrio na face a jusante, proporcionando economia adicional.

O designer também garante que o dedo do pé da barragem é afundado a uma profundidade suficiente na terra que ele não escorregue para a frente.

Para este tipo de barragem, é essencial ter uma base impermeável com alta resistência ao rolamento.

Quando situado em um local adequado, uma barragem de gravidade pode vir a ser uma alternativa melhor para outros tipos de barragens. Quando construída sobre uma base cuidadosamente estudada, a barragem de gravidade, provavelmente, representa o melhor exemplo desenvolvida de construção de barragens. Desde o medo de inundação é um forte motivador em muitas regiões, as barragens de gravidade estão sendo construídas em alguns casos em que uma barragem arco teria sido mais econômico.

Barragens gravidade são classificados como "sólido" ou "oco" e geralmente são feitos de concreto ou alvenaria. Isso é chamado "zoneamento". O núcleo da barragem é dividida dependendo da disponibilidade de materiais disponíveis localmente, condições de fundação e os atributos materiais. A forma sólida é o mais amplamente utilizado dos dois, embora a barragem oco é frequentemente mais económica de construir. Barragens gravidade também pode ser classificado como "estouro" (vertedouro) e "não-estouro." Coulee Dam é uma barragem de gravidade sólida e Itaipu é uma barragem de gravidade oco.

Represas arco-gravidade

O Hoover Dam é um exemplo de uma barragem arco-gravidade.

A barragem de gravidade pode ser combinada com uma barragem de arco em um barragem arco-gravidade para áreas com grandes quantidades de fluxo de água, mas menos material disponível para uma barragem de gravidade puramente. A compressão para dentro da barragem pela água reduz a lateral (horizontal) força que age sobre a barragem. Assim, a força de gravitação exigido pela barragem é diminuída, ou seja, a represa não precisa ser tão grande. Isso permite que as barragens mais finos e economiza recursos.

Barragens

O Koshi Barrage

Uma barragem barragem é um tipo especial de barragem, que consiste de uma linha de grandes portas que podem ser abertas ou fechadas para controlar a quantidade de água que passa da barragem. Os portões são definidas entre flanqueando pilares que são responsáveis por suportar a carga de água, e muitas vezes são utilizados para controlar e estabilizar o fluxo de água para sistemas de irrigação.

Barragens que são construídas na foz dos rios ou lagoas para impedir incursões de maré ou utilizam o fluxo das marés para energia das marés são conhecidas como barragens de marés.

Barragens de aterro

Barragens de aterro são feitos de terra compactada, e têm dois tipos principais, de enrocamento e terra-fill barragens. Barragens de aterro contar com o seu peso para conter a força da água, como barragens gravidade feitas de concreto.

Barragens de enrocamento
O Gathright Dam em Virginia é um enrocamento barragem de aterro.

Rocha -Preenchimento barragens são taludes de terra compactada granular livre-drenagem com uma zona impermeável. A terra utilizada geralmente contém uma grande porcentagem de partículas grandes, portanto, o prazo de enrocamento. A zona pode ser impermeável na face de montante e feito de alvenaria, concreto, membrana plástica, estacas-pranchas de aço, madeira ou outro material. A zona impermeável pode também estar dentro do aterro no caso em que é referido como um núcleo. Nos casos em que a argila é utilizada como o material impermeável a barragem é referido como uma represa compósito. Para evitar a erosão interna de argila na enrocamento, devido às forças de infiltração, o núcleo é separado usando um filtro. Os filtros são especificamente classificados solo concebido para evitar a migração das partículas do solo de grãos finos. Quando material adequado está na mão, o transporte é minimizado levando à redução de custos durante a construção. Barragens de enrocamento são resistentes a danos causados por terremotos . No entanto, o controlo de qualidade inadequada durante a construção pode conduzir a uma fraca e compactação da areia no aterro que pode levar a liquefação do-fill rocha durante um terremoto. Potencial de liquefacção pode ser reduzido, mantendo o material susceptível de ser saturada, e fornecendo a compactação adequada durante a construção. Um exemplo de uma barragem de enrocamento é New Melones Dam na Califórnia .

Betão-face barragens de enrocamento

A barragem de concreto-face de enrocamento (DMFC) é uma barragem de enrocamento com lajes de concreto em sua face a montante. Este projeto oferece a laje de concreto como uma parede impermeável para evitar fugas e também uma estrutura sem se preocupar com a pressão de elevação. Além disso, o projeto DMFC é flexível para topografia, mais rápido para construir e menos onerosa do que barragens de terra-fill. O DMFC originado durante a California Gold Rush na década de 1860 quando os mineiros construídas rock-fill madeira-face barragens para operações de comportas. A madeira foi posteriormente substituída por concreto como o projeto foi aplicada a sistemas de irrigação e de energia. Como projetos DMFC cresceu em altura durante a década de 1960, o preenchimento foi compactada e juntas horizontais e verticais da laje foram substituídos com melhores juntas verticais. Nas últimas décadas, o projeto tornou-se popular. Atualmente, o DMFC mais alto do mundo é a 233 m (764 pés) de altura Shuibuya Dam na China, que foi concluída em 2008.

Represas terra-fill

Terra-encher as barragens, também chamados de barragens de terra, barragens de terra-rolado ou simplesmente barragens de terra, são construídos como uma simples aterro de terra bem compactada. A homogênea barragem de terra rolou-se inteiramente construído de um tipo de material, mas pode conter uma camada de drenagem para coletar a água escoar. Uma barragem de terra zoneada-tem partes distintas ou zonas de material diferente, tipicamente um escudo localmente abundante com um estanque argila núcleo. Taludes de terra-zoned modernos empregam filtros e drenagem zonas de recolher e remover a água escoar e preservar a integridade da zona de escudo a jusante. Um método ultrapassado de terra zoneada barragem construção utilizou um preenchimento hidráulico para produzir um núcleo estanque à água. barragens de terra Rolled-Também podem empregar um núcleo estanque à água ou virado na forma de uma barragem de enrocamento. Um tipo interessante de barragem de terra temporária ocasionalmente utilizado em altas latitudes da barragem é congelado-núcleo, em que um líquido de arrefecimento é circulada através de tubos no interior da barragem para manter uma região de estanque permafrost dentro dele.

Tarbela Dam é uma grande barragem no rio Indus no Paquistão . Ele está localizado cerca de 50 km (31 mi) a noroeste de Islamabad, e uma altura de 485 pés (148 m) acima do leito do rio e um tamanho de reservatório de 95 sq mi (250 km 2) a torna a maior barragem de terra cheia no mundo. O elemento principal do projeto é um aterro 9.000 pés (2.700 metros) de comprimento, com uma altura máxima de 465 pés (142 metros). O volume total de terra e rocha utilizada para o projeto é de aproximadamente 200 milhões de jardas cúbicas (152,8 milhões de Cu. Metros), que a torna a maior estrutura feita pelo homem no mundo, com exceção da Grande Muralha chinesa que consumiu um pouco mais material.

Porque barragens de terra pode ser construído a partir de materiais encontrados no local ou nas proximidades, que pode estar em regiões onde o custo de produção ou trazendo em concreto seria proibitivo muito eficaz em termos de custos.

Asfalto-concreto núcleo

Um terceiro tipo de barragem de aterro é construído com asfalto núcleo de concreto. A maioria de tais reservatórios são construídos com pedra e / ou cascalho, como o principal material de enchimento. Quase 100 barragens de este projeto agora foram construídos em todo o mundo desde o primeiro tal barragem foi concluída em 1962. Todas as barragens do núcleo de asfalto construídos até agora tem um registro excelente performance. O tipo de asfalto é utilizado um viscoelastic- plástico material que pode ajustar aos movimentos e deformações impostas no aterro como um todo, e para assentamentos na fundação. As propriedades de flexibilidade do asfalto fazer tais barragens especialmente adaptadas em terremoto regiões.

Por dimensão

As normas internacionais (incluindo Comissão Internacional de Grandes Barragens, CIGB) definir as grandes barragens como superior a 15 metros e grandes barragens como mais de 150 metros de altura. O Relatório da Comissão Mundial de Barragens também inclui na categoria grande, barragens, tais como barragens, que são entre 5 e 15 metros de altura, com uma capacidade de reservatório de mais de 3 milhões de metros cúbicos.

A represa mais alta do mundo é a 300 metros de altura Nurek Dam em Tajiquistão .

Pelo uso

Barragem de Sela

A barragem é uma barragem de sela auxiliar construída para limitar o reservatório criado pela barragem um primário ou a permitir uma elevação de água mais elevado e de armazenamento ou para limitar a extensão de um reservatório para o aumento da eficiência. Uma barragem auxiliar é construída de um ponto baixo ou de suporte através do qual o reservatório de outro modo escapar. Na ocasião, um reservatório é contido por uma estrutura semelhante chamado de dique para evitar a inundação de terras nas proximidades. Diques são comumente usados para a recuperação de terras aráveis de um lago raso. Isto é semelhante a um dique, que é uma parede ou aterro construído ao longo de um rio ou córrego para proteger a terra adjacente de inundações .

Açude

Um açude (também chamado às vezes uma barragem de overflow) é um tipo de pequena barragem estouro que muitas vezes é usado dentro de um canal do rio para criar um lago represamento para fins de captação de água e que também pode ser utilizado para medições ou retardo fluxo.

Verifique barragem

A barragem de seleção é uma pequena barragem concebida para reduzir a velocidade do fluxo e controlar a erosão do solo . Por outro lado, uma barragem de asa é uma estrutura que restringe apenas parcialmente um curso de água, criando um canal mais rápido que resiste a acumulação de sedimentos.

Dam a seco

Uma barragem seco também conhecido como uma estrutura de inundação de retardamento, é uma barragem concebido para controlar a inundação. Ele normalmente não retém água e permite que o canal a fluir livremente, exceto durante os períodos de intenso fluxo que de outra forma causar inundações a jusante.

Barragem Diversionary

Uma barragem de diversão é uma estrutura concebida para desviar a totalidade ou uma parte do fluxo de um rio do seu curso natural. A água pode ser redirecionado para um canal ou túnel para irrigação e / ou produção de energia hidrelétrica.

Barragem subterrânea

Barragens subterrâneas são utilizadas para capturar as águas subterrâneas e armazenar todos ou a maior parte dele abaixo da superfície para uso prolongado em uma área localizada. Em alguns casos, eles também são construídos para impedir que água salgada de se intrometer em um aqüífero de água doce. Barragens subterrâneas são normalmente construídos em áreas onde os recursos hídricos são mínimas e precisam ser armazenados de forma eficiente, como nos desertos e em ilhas como a Fukuzato Dam em Okinawa, Japão. Eles são mais comuns no nordeste da ?frica e as zonas áridas do Brasil enquanto também sendo usado no sudoeste dos Estados Unidos, México, ?ndia, Alemanha, Itália, Grécia, França e Japão.

Existem dois tipos de barragens subterrâneas: uma sub-superfície e uma represa de areia armazenamento. A barragem de sub-superfície é construída através de uma rota aquífero ou drenagem de uma camada impermeável (como alicerce sólido) até logo abaixo da superfície. Eles podem ser feitos de uma variedade de materiais para incluir tijolos, pedras, betão, aço ou PVC. Uma vez construída, a água armazenada na represa levanta o lençol freático e é então extraído com poços. Uma represa de areia armazenamento é um açude construído em etapas através de um córrego ou barranco. Ele deve ser forte como inundações vai lavar mais de sua crista. Ao longo do tempo a areia se acumula nas camadas atrás da represa que ajuda a armazenar água e, mais importante, evitar a evaporação. A água armazenada pode ser extraída com um poço, através do corpo da barragem, ou por meio de um tubo de drenagem.

Barragem de rejeitos

A barragem de rejeitos é tipicamente uma barragem de aterro terra-fill usado para armazenar - resíduos que são produzidos durante a mineração operações após a separação da fracção valiosa a partir da fracção não económico de um minério. Convencionais barragens de retenção de água pode servir a esse propósito, mas devido ao custo, uma barragem de rejeitos é mais viável. Ao contrário de barragens de retenção de água, a barragem de rejeitos é levantada em sucessão ao longo da vida útil da mina particular. Normalmente, uma base ou barragem de partida é construído e como ele se enche de uma mistura de rejeitos e água, é ressuscitado. O material usado para elevar a barragem pode incluir os resíduos (dependendo do seu tamanho) juntamente com sujidade.

Existem três rejeitos levantadas desenhos represa, a montante, a jusante e central, denominada de acordo com o movimento da crista durante a elevação. O design específico usado ele depende da topografia, geologia, clima, o tipo de rejeitos e de custo. Uma barragem de rejeitos a montante consiste em taludes trapezoidais sendo construído no topo, mas toe a crista de um outro, movendo-se a crista mais a montante. Isto cria um lado a jusante relativamente plana e uma face a montante irregular que é suportado por rejeitos lama no represamento. O projeto jusante refere-se ao aumento sucessivo do aterro que posiciona o preenchimento e crista mais a jusante. A barragem tem centerlined barragens de aterro seqüenciais construídos diretamente em cima do outro preenchimento enquanto é colocado no lado a jusante de apoio e suspensão suporta o lado de entrada.

Porque barragens de rejeitos, muitas vezes armazenar produtos químicos tóxicos a partir do processo de mineração, eles têm um forro impermeável para evitar a infiltração. Níveis de água / lamas na bacia de rejeitos devem ser gerenciados para fins de estabilidade e ambientais também.

Por material

Barragens de aço

Red Ridge barragem de aço, nascido 1905, Michigan.

A barragem de aço é um tipo de barragem brevemente experimentado em torno do início do século 20, que utiliza chapas de aço (com um ângulo) e carregar vigas de rolamento como a estrutura. Pretendido como estruturas permanentes, as barragens de aço fosse um (discutivelmente falhou) experimento para determinar se uma técnica de construção poderia ser imaginado que era mais barato do que terraplenagem alvenaria, concreto ou, mas mais resistente do que represas de berço de madeira.

Represas de madeira

A represa de berço de madeira em Michigan, fotografado em 1978.

Represas de madeira foram amplamente utilizados no início da revolução industrial e em áreas de fronteira, devido à facilidade e velocidade de construção. Raramente construído nos tempos modernos por causa da vida útil relativamente curta e altura limitada aos quais eles podem ser construídos, barragens de madeira deve ser mantido constantemente molhado, a fim de manter suas propriedades de retenção de água e deterioração limite pela podridão, semelhante a um barril. Os locais onde as barragens de madeira são mais econômica para construir são aqueles onde a madeira é abundante, cimento é caro ou difícil de transportar, e quer um baixo barragem cabeça desvio é necessário ou longevidade não é um problema. Represas de madeira já foram numerosos, especialmente no oeste da América do Norte, mas a maioria falharam, foi escondido sob taludes de terra ou foram substituídos por estruturas completamente novas. Duas variações comuns de barragens de madeira foram o presépio e da prancha.

Represas de berço de madeira foram construídos de madeiras pesadas ou registros vestido à maneira de uma casa de madeira eo interior preenchido com terra ou entulho. A estrutura berço pesada suportado cara da barragem e o peso da água. Represas respingo eram represas de berço de madeira usados para ajudar a flutuar logs de jusante no final dos anos 19 e início do século 20.

Barragens de madeira de tábuas eram estruturas mais elegantes que empregaram uma variedade de métodos de construção que utilizam madeiras pesadas para suportar um arranjo de retenção de água de pranchas.

Outros tipos

Ensecadeiras

Um compartimento estanque durante a construção de bloqueios no Montgomery Ponto Lock and Dam.

A ensecadeira é uma barreira (normalmente temporária) construído de modo a excluir a água de uma área que é normalmente submersa. Feito geralmente de madeira, concreto ou aço folha empilhando, ensecadeiras são utilizadas para permitir a construção do fundação de barragens permanentes, pontes e estruturas semelhantes. Quando o projeto estiver concluído, a ensecadeira pode ser demolido ou removido. Veja também calçada e parede de retenção. Os usos mais comuns para ensecadeiras incluem construção e reparo de plataformas de petróleo off shore. Em tais casos, o compartimento estanque é fabricada a partir de chapa de aço e soldadas no lugar debaixo de água. O ar é bombeado para dentro do espaço, o deslocamento da água, permitindo um ambiente de trabalho seco abaixo da superfície. Após a conclusão da ensecadeira é geralmente desconstruído menos que a área requer maintenance.This contínuas é a barragem de governo.

Castor barragens

Beavers criar barragens principalmente fora da lama e paus para inundar uma área habitável particular. Ao inundar uma parcela de terra, castores pode navegar abaixo ou perto da superfície e permanecem relativamente bem escondido ou protegidos dos predadores. A região inundada também permite que os castores o acesso à alimentação, especialmente durante o inverno.

Elementos de construção

Planta de geração de energia

Turbina hidráulica e gerador eléctrico.

A partir de 2005, energia hidrelétrica, principalmente a partir de barragens, fornece cerca de 19% da eletricidade do mundo, e mais de 63% de energia renovável . Muito disso é gerada por grandes barragens, embora a China usa pequena escala geração hidrelétrica em grande escala e é responsável por cerca de 50% do uso mundial deste tipo de energia.

A maioria hidrelétrica vem do energia potencial da água represada de condução um turbina de água e gerador; para aumentar as capacidades de geração de energia de uma represa, a água pode ser executado através de um tubo grande chamado de conduto forçado antes da turbina. Uma variante deste modelo simples usa hidroeletricidade armazenamento bombeado para produzir eletricidade para coincidir com períodos de demanda alta e baixa, por água em movimento entre reservatórios em diferentes elevações. Em períodos de baixo consumo eléctrico, a capacidade de geração de excesso é usado para bombear a água para dentro do reservatório superior. Quando há maior demanda, a água é liberado de volta para o reservatório inferior através de uma turbina. (Por exemplo ver Power Station Dinorwic.)

Hidrelétrica em secção transversal.

Vertedouros

Vertedouro Llyn Brianne barragem, País de Gales logo após o primeiro enchimento.

Um vertedouro é uma secção de uma barragem concebido para passar a água a partir do lado de montante de um dique para o lado a jusante. Muitos têm vertedouros comportas concebido para controlar o fluxo através do vertedouro. Tipos de vertedouro incluem: Um vertedouro de serviços ou vertedouro principal passa fluxo normal. Um auxiliar liberta vertedouro fluxo em excesso da capacidade do vertedouro serviço. Um vertedouro de emergência é projetado para condições extremas, tais como uma falha grave do vertedouro serviço. A plugue fusível vertedouro é um aterro baixo projetado para ser mais coberto e lavados em caso de um grande dilúvio. Os elementos de um plug fusível são blocos de free-standing independentes, definir lado a lado, que trabalham sem qualquer controle remoto. Eles permitem aumentar a área normal da barragem sem comprometer a segurança da barragem porque são concebidos para ser evacuado para gradualmente acontecimentos excepcionais. Eles funcionam como fixo açude, por vezes, permitindo que o excesso de fluxo para inundações comuns.

O vertedouro pode ser gradualmente erodido pelo fluxo de água, incluindo cavitação ou turbulência da água que flui sobre o vertedouro, levando à sua falha. Foi a concepção inadequada do vertedouro que conduziu à sobre-cobertura 1889 do South Fork Dam em Johnstown, Pennsylvania, resultando em o famoso Johnstown Flood (o "grande enchente de 1889").

As taxas de erosão são frequentemente monitorizadas, e o risco é normalmente minimizado, ao moldar a face a jusante do vertedouro para uma curva que minimiza o fluxo turbulento, tal como um ogee curva.

Criação Dam

Propósitos comuns

Função Exemplo
Geração de energia A energia hidrelétrica é uma fonte importante de energia elétrica no mundo.Muitos países que têm rios com fluxo adequado de água, que pode ser represado para fins de geração de energia. Por exemplo, a Barragem de Itaipu noRio Paraná naAmérica do Sulgera 14GW e forneceu 93% da energia consumida peloParaguaie 20% de toda a demanda doBrasilcomo de 2005.
Abastecimento de água Muitas áreas urbanas do mundo são abastecidas com água captada de rios reprimidas por trás de represas baixas ou açudes. Exemplos incluem Londres - com água do rio Tamisa e Chester com água retirada do Rio Dee. Outras fontes importantes incluem reservatórios de montanha profundas contidas por altas barragens em todo vales profundos, como o Claerwen série de barragens e reservatórios.
Estabilizar o fluxo de água / irrigação Barragens são muitas vezes utilizados para controlar e estabilizar o fluxo de água, muitas vezes para agricultura e fins de irrigação . Outros, como o Berg Strait barragem pode ajudar a estabilizar ou restaurar os níveis de água de lagos e mares, neste caso, o Mar de Aral .
Prevenção de inundações Barragens, tais como o Blackwater Barragem de Webster, New Hampshire eo Delta Works são criados com controle de inundações em mente.
Recuperação de terras Barragens (muitas vezes chamado diques ou diques neste contexto) são usados para impedir a entrada de água para uma zona que, de outra forma ser submersa, que permite a sua recuperação para uso humano.
Desvio de água Um tipicamente pequena barragem usada para desviar a água para a irrigação, geração de energia, ou outros usos, geralmente com nenhuma outra função. Ocasionalmente, eles são usados para desviar a água para outro drenagem ou reservatório para aumentar o fluxo lá e melhorar o uso da água nessa área em particular. Veja: A represa da diversão.
Navegação Barragens criar reservatórios fundos e também pode variar o fluxo de água a jusante. Isso pode afetar em troca a montante ea jusante navegação, alterando a profundidade do rio. Deeper água aumenta ou cria liberdade de circulação dos vasos de água. As grandes barragens podem servir a esse propósito, mas na maioria das vezes açudes e bloqueios são usados.
Lazer, recreação e beleza aquático Barragens construídas para qualquer dos fins acima podem encontrar-se deslocado por tempo de seus usos originais. No entanto, a comunidade local pode ter vindo para desfrutar do reservatório por motivos recreativos e estéticos. Muitas vezes, o reservatório será plácida e rodeado por vegetação, e transmitir aos visitantes um senso natural de descanso e relaxamento.

Localização

A descarga deTakato Dam

Um dos melhores lugares para a construção de uma barragem é uma parte estreita de um profundo rio vale; os lados do vale podem, então, agir como paredes naturais. A principal função da estrutura da barragem é para preencher a lacuna na linha de reservatório natural deixou pelo canal córrego. Os locais são geralmente aquelas em que a diferença torna-se um mínimo para a capacidade de armazenamento necessária. O arranjo é muitas vezes mais económico uma estrutura composta tal como uma barragem de alvenaria flanqueado por taludes de terra. O uso atual da terra a ser inundada deve ser dispensável.

Outros significativosde engenhariaegeologia de engenharia considerações ao construir uma represa incluem:

  • a permeabilidade da rocha ou solo circundante
  • terremotofalhas
  • deslizamentos de terra eestabilidade de taludes
  • lençol freático
  • caudais de cheia de pico
  • assoreamento do reservatório
  • impactos ambientais sobre a pesca de rio, florestas e animais selvagens (ver tambémescada de peixes)
  • impactos sobre a habitações humanas
  • compensação por terra a ser inundada, bem como reassentamento da população
  • remoção de materiais tóxicos e edifícios da área do reservatório proposto

Avaliação impactante

O impacto é avaliado de várias maneiras: os benefícios para a sociedade humana decorrentes da barragem (agricultura, água, prevenção de danos e de energia), dano ou benefício para a natureza e vida selvagem, o impacto sobre a geologia de uma área - se a mudança para o fluxo de água e os níveis vão aumentar ou diminuir a estabilidade ea interrupção de vidas humanas (deslocalização, perda dearqueológicasquestões culturais ou submarinos).

Impacto ambiental

Madeira e lixo acumulado por causa de uma barragem

Reservatórios detidas por trás barragens afetar muitos aspectos ecológicos de um rio. Rivers Topografia e dinâmica dependem de uma ampla gama de fluxos de rios, enquanto abaixo barragens muitas vezes experimentam longos períodos de condições de fluxo muito estáveis ​​ou viu os padrões de fluxo de dente causadas por lançamentos seguido por nenhuma lançamentos. Lançamentos água de um reservatório, incluindo uma turbina que sair geralmente contém muito pouco sedimento em suspensão, e este por sua vez pode levar a limpeza dos leitos dos rios e perda de margens de rios; por exemplo, a variação do fluxo cíclico diária causada pelo Glen Canyon Dam foi um contribuinte para a barra de areia erosão .

Represas mais velhas muitas vezes não têm uma escada de peixes, o que mantém muitos peixes de se mover acima do córrego aos locais de reprodução naturais, causando a falha de ciclos de reprodução ou o bloqueio de caminhos de migração. Mesmo a presença de uma escada de peixes nem sempre evitar uma redução de peixes atingindo as áreas de desova a montante. Em algumas áreas, os peixes jovens ("juvenis") são transportados a jusante por barcaça durante partes do ano. Turbinas e usinas de energia projetos que tenham um impacto menor sobre a vida aquática são uma área ativa de pesquisa.

Uma grande barragem pode causar a perda de todoecospheres, incluindo ameaçadas e espécies ainda não descobertas na área, bem como a substituição do meio ambiente original por um novo lago interior.

Grande reservatórios formados por trás de barragens têm sido indicadas na contribuição daatividade sísmica, devido a mudanças na carga de água e / ou a altura do lençol freático.

As barragens também são encontrados a ter um papel no aumento do aquecimento global . Alteração dos níveis de água em barragens e em reservatórios são uma das principais fontes de gás de estufa como o metano. Enquanto barragens e da água atrás deles cobrem apenas uma pequena parte da superfície da Terra, eles abrigam atividade biológica que pode produzir grandes quantidades de gases de efeito estufa.

Impacto social humana

O impacto sobre a sociedade humana também é significativo. Nick Cullather argumenta no mundo com fome: América Guerra Fria luta contra a pobreza na Ásia que a construção da barragem requer o estado de deslocar as pessoas individuais em nome do bem comum, e que muitas vezes leva a abusos de as massas por planejadores. Ele cita Morarji Desai, o ministro do Interior da Índia, em 1960, falar com os moradores virada sobre o Pong Dam, que ameaçou "liberar as águas" e afogar os aldeões se não cooperar.

Por exemplo, a represa das Três Gargantas no rio Yangtze, na China é mais de cinco vezes o tamanho da Hoover Dam ( US ), e criará um reservatório de 600 quilômetros de comprimento a ser usado para geração de energia hidrelétrica. Sua construção exigiu a perda de mais de um milhão de casas das pessoas e sua realocação em massa, a perda de muitos sítios arqueológicos e culturais valiosos, bem como mudança ecológica significativa. Estima-se que até à data, 40-80000000 pessoas no mundo foram fisicamente deslocadas de suas casas como resultado da construção de barragens.

Economia

Construção de um usina hidrelétrica requer um longo período de espera para os estudos do sítio, hidrológicos estudos e avaliações de impacto ambiental, e são projetos de grande escala em comparação com a geração de energia tradicional baseado em combustíveis fósseis . O número de sites que podem ser economicamente desenvolvidos para a produção hidroeléctrica é limitado; novos sites tendem a ser longe dos centros populacionais e normalmente requerem extensas linhas de transmissão de energia. A geração hidrelétrica pode ser vulnerável a grandes mudanças no clima , incluindo variações na precipitação , solo e da superfície dos níveis de água, e derretimento glacial, causando despesas adicionais para a capacidade extra para garantir energia suficiente disponível em anos de baixa-mar.

Depois de concluído, se for bem concebido e mantido, uma fonte de energia hidrelétrica é geralmente relativamente barata e confiável. Não tem nenhum risco de fuga de combustível e baixo, e como uma fonte de energia alternativa é mais barato do que tanto a energia nuclear e eólica. Ele é mais facilmente regulada para armazenar água, conforme necessário e gerar altos níveis de potência na demanda em comparação com energia eólica.

Falha da represa

O reservatório esvaziamento através da falhaTeton Dam.
Sinal especial internacional para obras e instalações contendo forças perigosas

Falhas em barragens são geralmente catastrófica se a estrutura é violada ou significativamente danificada. Rotina monitoração de deformação e monitoramento de infiltração dos esgotos e em torno de barragens maiores é útil para antecipar eventuais problemas e permitir medidas correctivas a serem tomadas antes de ocorrer falha estrutural. A maioria das barragens incorporar mecanismos para permitir que o reservatório a ser reduzido ou mesmo drenado no caso de tais problemas. Outra solução pode ser rocha grouting - pressão de bombeamento de cimento portland suspensão em fraco rocha fraturada.

Durante um conflito armado, uma represa deve ser considerado como uma "instalação contendo forças perigosas", devido ao enorme impacto de uma possível destruição sobre a população civil eo meio ambiente. Como tal, é protegido pelas regras do Direito Internacional Humanitário (DIH) e não devem ser objeto de ataque se isto puder causar prejuízos graves entre a população civil. Para facilitar a identificação, um sinal protetor que consiste em três círculos alaranjados brilhantes colocados no mesmo eixo é definido pelas regras do DIH.

As principais causas de falha da represa incluem a capacidade de spillway inadequada, tubulações através da terraplenagem, fundação ou pilares, erro de projeto do vertedouro (South Fork Dam), a instabilidade geológica causada por alterações em níveis de água durante o enchimento ou pobres levantamento (Vajont Dam,Malpasset,Testalinden Creek Dam), falta de manutenção, especialmente de tubos de saída (Lawn Lake Dam,Val di Stava colapso Dam), chuvas extremas (Shakidor Dam),terremotose humano, computador ou erro de projeto (Buffalo Creek Flood,Dale Reservoir Dike,Taum Sauk armazenamento bombeado planta).

Um caso notável de falha da represa deliberada (antes da decisão acima) foi o Royal Air Force ataque "Dambusters" na Alemanha em Segunda Guerra Mundial (codinome " Operação Chastise " ), em que foram selecionados três barragens alemãs não forem respeitados, a fim de ter um impacto na infra-estrutura de alemão e capacidades de fabricação e transporte de energia decorrentes dos Ruhr e rios Eder. Este ataque mais tarde se tornou a base para vários filmes.

Desde 2007, o holandês fundação IJkdijk está desenvolvendo, com um modelo de inovação aberta e sistema de alerta precoce para as falhas levee / dique. Como parte do esforço de desenvolvimento, diques à escala real são destruídos no fieldlab IJkdijk. O processo de destruição é monitorado por redes de sensores de um grupo internacional de empresas e instituições científicas.

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