เขื่อนเป็นโครงสร้างที่ช่วยกีดขวางการขึ้นหรือการไหลของน้ำเพื่อจุดประสงค์อย่างใดอย่างหนึ่ง อาคารประเภทนี้แรกสุดถูกค้นพบในอียิปต์ซึ่งถูกใช้เพื่อสร้างแหล่งกักเก็บน้ำ นักโบราณคดีจากเยอรมนีพบวัตถุดังกล่าวห่างจากกรุงไคโรสองร้อยกิโลเมตร เป็นเขื่อนที่มีชื่อเป็นของตัวเองว่า "Sad el-Karaf" ซึ่งพบในบันทึกของเฮโรโดตุส ผู้เชี่ยวชาญไม่เห็นด้วยเกี่ยวกับอายุของเธอ บางคนเชื่อว่าสร้างขึ้นใน 3200 ปีก่อนคริสตกาล ส่วนอื่นๆ ในช่วงระหว่าง 2950-2750 BC.
เขื่อนที่เก่าที่สุดทำมาจากอะไร
เขื่อนเก่าแก่ขนาดไหน? อาคารที่น่าประทับใจนี้เป็นกำแพงหินสองชั้น ระหว่างด้านข้างซึ่งเศษหินถูกโยนทิ้งไป ความยาวของเขื่อนตามยอดมากกว่า 100 เมตร ในขณะที่ความสูงถึง 12 เมตร โครงการที่คล้ายกันอนุญาตให้มีน้ำสะสมได้ถึงสองล้านลูกบาศก์เมตรใน Wadi al-Gharavi
คนจีนสร้างขึ้นในขนาดที่ใหญ่และนานนับศตวรรษ
นักประวัติศาสตร์บางคนเชื่อว่าเขื่อนในยุคสำริดถูกสร้างขึ้นทุกหนทุกแห่ง ณ จุดพัฒนาอย่างใดอย่างหนึ่งอารยธรรมท้องถิ่น ตัวอย่างเช่น โครงสร้างหินที่มีอายุย้อนไปถึงศตวรรษที่ 7 ก่อนคริสต์ศักราชพบในเมโสโปเตเมีย ในซีเรียโบราณ สิ่งก่อสร้างที่คล้ายกันนี้ถูกสร้างขึ้นหนึ่งพันห้าพันปีก่อนการประสูติของพระคริสต์ (นาร์ เอล-อัสซี). การก่อสร้างเขื่อนขนาดใหญ่ยังพบเห็นได้ในสมัยโบราณของจีน ที่นี่เจ้านายและต่อมาคือจักรพรรดิ Yu มีชื่อเสียงซึ่งในปี 2283 ปีก่อนคริสตกาลผู้ปกครองคนปัจจุบันมอบหมายให้จัดการการก่อสร้างน้ำทั้งหมดในจักรวรรดิ ภายใต้การนำของ Great Yu (ในขณะที่เขายังคงเรียกอยู่) มีการสร้างเขื่อนมากกว่าหนึ่งแห่ง เป็นการก่อสร้างขนาดใหญ่มานานหลายศตวรรษและนับพันปี ซึ่งทำให้เมื่อ 250 ปีก่อนคริสตกาล ในการทดน้ำ เช่น 50,000 ตารางกิโลเมตรในทะเลทรายของเสฉวนโดยใช้น้ำจากแม่น้ำหมินเจียง และในประเทศจีนก็มีการฝึกสร้างโครงสร้างไฮดรอลิกโดยใช้องค์ประกอบดังกล่าวเป็นซุ้มประตู
ออกแบบโดยดา วินชีเอง
ในยุโรปที่ปัญหาการชลประทานไม่รุนแรงเท่าในเอเชียและแอฟริกา เขื่อนปรากฏขึ้นมากในภายหลัง - ในศตวรรษที่ 16 โดยเฉพาะอย่างยิ่งรุ่นโค้งมีการกล่าวถึงในพงศาวดารภาษาสเปนในปี ค.ศ. 1586 แต่วิศวกรเชื่อว่าอุปกรณ์เหล่านี้สามารถสร้างขึ้นได้หลายศตวรรษก่อนหน้านี้ ขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่าอัจฉริยะในเวลานั้นมีส่วนร่วมในการออกแบบของพวกเขา - Leonado da Vinci, Malatesta, Mechini และคำนึงถึงประสบการณ์ที่สะสมมาที่ยุโรปหลังจากการติดต่อกับโลกอาหรับ ตัวอย่างเช่น เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าแม้เพียงแวบแรก โครงสร้างที่ไม่แข็งแรงมาก เช่น เขื่อนดิน ถูกดำเนินการมาเป็นเวลาหนึ่งศตวรรษก่อนจะทรุดตัวลง (ถูกสร้างขึ้นในฝรั่งเศสเมื่อปี ค.ศ. 1196)
การใช้เขื่อนในรัสเซีย
สำหรับรัสเซียด้วยแหล่งน้ำที่อุดมสมบูรณ์ ในแวบแรก เขื่อนก็ไม่จำเป็นเป็นพิเศษเช่นกัน อย่างไรก็ตาม สิ่งเหล่านี้มีอยู่ที่นี่ตั้งแต่ศตวรรษที่ 14 และถูกนำมาใช้ในระบบโรงสีน้ำ การกล่าวถึงเขื่อนครั้งแรกนั้นระบุไว้ในพินัยกรรมของ Dmitry Donskoy ลงวันที่ 1389 ปีเตอร์มหาราชแสดงความสนใจเป็นพิเศษในโครงสร้างดังกล่าวดังนั้นในศตวรรษที่ 18 มีวัตถุมากกว่า 200 รายการในจักรวรรดิรัสเซียแล้วซึ่งมีเขื่อนดินสูง - Zmeinogorskaya โดดเด่น ทรัพยากรน้ำผ่านอุปกรณ์ดังกล่าวถูกถ่ายโอนไปใช้ในอุตสาหกรรมสิ่งทอ เหมืองแร่ และองค์กรอื่นๆ ในขณะนั้น
เขื่อนเป็นโครงสร้างไฮดรอลิกที่เกี่ยวข้องกับวัตถุประเภทใดประเภทหนึ่งขึ้นอยู่กับประเภท วันนี้มีอ่างเก็บน้ำ อุปกรณ์ลดน้ำ และอุปกรณ์ยกของ เขื่อนอ่างเก็บน้ำมักจะสูงมากและมีความสามารถในการควบคุมการปล่อยน้ำ โครงสร้างต่ำ (เช่น สำหรับสร้างบ่อน้ำ) มักจะไม่มีน้ำที่ไหลบ่า การจำแนกประเภทที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือการแบ่งวัตถุตามความลึกของน้ำที่อยู่ด้านหน้าตราประทับ เขื่อนแรงดันต่ำ กลาง และสูง มีความโดดเด่น (สูงถึง 15, 50 และมากกว่า 50 เมตร ตามลำดับ)
เขื่อนสำหรับแม่น้ำและหุบเหว
เขื่อนในแม่น้ำสร้างข้ามได้ทั้งสองฝั่ง (เพื่อยกระดับน้ำ จัดน้ำตก พลังใดก็ใช้ได้ เพื่อทำให้ตื้นส่วนหนึ่งของแม่น้ำที่สามารถผ่านสำหรับเรือได้) และตาม (เพื่อป้องกันน้ำท่วม) ในบางกรณี ลำธาร หุบเหว และโพรงถูกเขื่อนกั้นไว้เพื่อกักเก็บน้ำจากหิมะที่ละลายในลำธารไว้ ซึ่งจะใช้เพื่อการชลประทานหรือให้อาหารทางช่องนำทาง
องค์ประกอบหลักของ HPP
โครงสร้างของโครงสร้างไฮดรอลิกมักจะประกอบด้วยเขื่อน อ่างเก็บน้ำด้านหน้า หรือหลัง ติดตั้งระบบยกน้ำ คอมเพล็กซ์ของโรงไฟฟ้าพลังน้ำ ลาดสำหรับปลา ท่อระบายน้ำ (ถ้า ระบบเป็นท่อระบายน้ำ) โครงสร้างเสริมกำลังชายฝั่งและทำความสะอาดระบบจากตะกอน วัตถุขนาดใหญ่ทำจากคอนกรีตเสริมเหล็ก ในขณะที่วัตถุขนาดเล็กสามารถสร้างได้จากดิน โลหะ คอนกรีต ไม้ หรือแม้แต่ผ้า เป็นที่ทราบกันว่าในช่วงน้ำท่วมที่ Komsomolsk-on-Amur เขื่อนป้องกันประกอบด้วยทหารของกระทรวงสถานการณ์ฉุกเฉินซึ่งถือแผ่นฟิล์มที่ป้องกันไม่ให้น้ำล้นเหนือยอดโครงสร้างป้องกันที่มีอยู่
เขื่อนรับน้ำหนักได้อย่างไร
เขื่อนอีกประเภทหนึ่งสะท้อนให้เห็นว่าวัตถุเหล่านี้ต้านทานการรับน้ำหนักได้อย่างไร อาคารแรงโน้มถ่วงรับรู้ผลกระทบกับมวลทั้งหมดและต้านทานเนื่องจากการยึดเกาะของพื้นเขื่อนและฐานรากที่มันตั้งอยู่ ตัวเลือกดังกล่าวมักจะมีขนาดใหญ่มาก ตัวอย่างเช่น เขื่อนไฟฟ้าพลังน้ำบนแม่น้ำสินธุ (เขื่อน Tarbela) มีความสูงประมาณ 143 เมตร และมีความยาวมากกว่า 2.7 กม. ซึ่งสร้างปริมาตรรวม 130 ล้านลูกบาศก์เมตร เมตร วัตถุโค้งส่งแรงกดดันไปยังฝั่ง ถ้าส่วนโค้งกว้างและความดันสูงก็ให้โค้ง-แบบจำลองแรงโน้มถ่วงหรือส่วนโค้งที่มีค้ำยันที่ฐาน ตัวเลือกค้ำยันมีผนังเขื่อนที่บางกว่า แต่มีฐานเสริมเนื่องจากส่วนประกอบรองรับ ในปัจจุบัน เขื่อนถูกสร้างขึ้นโดยใช้วิธีการเทกองหรือลุ่มน้ำ เช่นเดียวกับวิธีการระเบิดโดยตรง
ผลที่ตามมาจากอุบัติเหตุ
อุบัติเหตุที่เขื่อนทำให้เกิดการสูญเสียวัสดุอย่างมาก เนื่องจากไม่เพียงแต่อุปกรณ์ที่มีเอกลักษณ์จะถูกทำลาย แต่ยังรวมถึงองค์กรที่ทำงานเกี่ยวกับไฟฟ้าและน้ำประปาจากจุดหยุดเขื่อนนี้ด้วย บางครั้งการตั้งถิ่นฐานทั้งหมดถูกชะล้างด้วยกระแสน้ำ พื้นที่เพาะปลูกถูกน้ำท่วม พืชผลสูญหาย แต่ที่แย่ที่สุดคือคนหลายสิบ หลายร้อย และหลายพันคนสามารถตายได้ในทันที
ดังนั้น ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2471 ในแคนยอนซานฟรานซิสโก การทำลายเขื่อนเซนต์ฟรานซิสจึงเกิดขึ้น มีผู้เสียชีวิตประมาณ 600 คน และพบตัวเขื่อนหลายเมตรในระยะประมาณ หนึ่งกิโลเมตรจากไซต์การพัฒนา ในสหภาพโซเวียต ระหว่างมหาสงครามแห่งความรักชาติ (1941) มีการตัดสินใจจงใจบ่อนทำลายเขื่อน Dneproges ที่เกี่ยวข้องกับการยึดครอง Zaporozhye โดยกองทหารฟาสซิสต์ โครงสร้างคอนกรีตขนาดใหญ่ได้รับความเสียหายบางส่วนด้วยแอมโมเนีย 20 ตัน จำนวนผู้เสียชีวิตยังไม่แน่ชัด ตัวเลขดังกล่าวมีตั้งแต่สองหมื่นถึงหนึ่งแสนคน รวมทั้งทหาร ผู้ลี้ภัย และประชากร ซึ่งอาจอยู่ทางฝั่งซ้ายของ Dnieper ซึ่งได้รับผลกระทบจากธาตุน้ำ
จำนวนเหยื่อทั้งหมดประมาณ 230,000 คน
อุบัติเหตุเขื่อนหลังสงครามโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ส่งผลให้มีผู้บาดเจ็บล้มตายมากขึ้น ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2518 เมื่อเขื่อนป่านเฉียวระเบิด มีผู้เสียชีวิตเพียง 26,000 คน และเมื่อพิจารณาถึงการแพร่กระจายของโรคระบาดและความอดอยากแล้ว ยอดผู้เสียชีวิตถึง 170-230,000 คน ในเวลาเดียวกัน ปศุสัตว์ประมาณหนึ่งในสามของล้านตัวถูกทำลาย และอาคารและโครงสร้างประมาณ 6 ล้านตัวถูกทำลาย ปิดทางหลวงจากกวางโจวไปปักกิ่งเป็นเวลาสิบแปดวัน และทั้งหมดนี้เกิดขึ้นเพราะเขื่อนซึ่งได้รับการออกแบบสำหรับปริมาณน้ำฝนสูงสุดไม่สามารถทนต่อการโจมตีของมวลน้ำที่เกิดจากไต้ฝุ่นนีนาได้ เมื่อวันที่ 8 สิงหาคม พ.ศ. 2518 เขื่อนที่เล็กที่สุดได้พังทลายลง ซึ่งนำไปสู่การปล่อยน้ำสู่บันเกา ซึ่งเขื่อน 62 แห่งถูกทำลายในเวลาอันสั้น คลื่นที่เกิดนั้นมีความกว้างสูงสุด 10 กม. และสูงสามถึงเจ็ดเมตร หมู่บ้านจีนบางแห่งถูกชะล้างไปพร้อมกับผู้อยู่อาศัย
เพื่อป้องกันเขื่อนแตก จึงมีมาตรการหลายอย่างในปัจจุบัน รวมถึงการปฏิบัติตามพารามิเตอร์การออกแบบของเขื่อน การตรวจสอบการปฏิบัติตามข้อกำหนดระหว่างการทำงาน การสังเกตระหว่างการทำงาน การรวบรวมข้อมูลด้วยภาพและข้อมูลทางภูมิศาสตร์ เป็นต้น สำหรับเขื่อน มีความไม่สอดคล้องกันสองประการกับข้อกำหนดและมาตรฐานของโครงการ: "K1" - วัตถุมีสถานะที่อาจเป็นอันตรายและจำเป็นต้องมีมาตรการเร่งด่วนเพื่อขจัดสาเหตุของมัน และ "K2" - สถานะก่อนเกิดอุบัติเหตุ การทำลายเป็นไปได้ การช่วยเหลือและการอพยพ จำเป็นต้องทำงาน