Ciekawe i przydatne informacje na temat materiałów i technologii budowlanych. Podstawy energetyki wodnej. Rodzaje zapór Poważne katastrofy zapór

W publikacjach na temat hydrotechniki i energetyki wodnej często pojawia się wiele terminów, które są w pełni zrozumiałe dla specjalistów, ale nie tak jasne dla wszystkich innych. W związku z tym rozpoczynamy cykl publikacji poświęconych podstawom hydrotechniki i energetyki wodnej. Porozmawiamy w nich o tym, jakie istnieją rodzaje zapór i turbin, dlaczego potrzebne są zastawki dla elektrowni wodnych i przełączniki SF6 - i wiele więcej. Dzisiaj porozmawiam o tym, jakie są rodzaje tam; W przyszłości omówimy każdy typ bardziej szczegółowo.

Zapora Łukowa Roosevelta

Wszystkie tamy można z grubsza podzielić na dwie grupy: gruntowe i betonowe (różne egzotyki, takie jak zapory metalowe, tkaninowe czy drewniane, gdyż we współczesnej hydroenergetyce praktycznie nie są stosowane, możemy pominąć).

Tamy ziemne

Jak sama nazwa wskazuje, tamy ziemne budowane są z materiałów gruntowych - piasku, gliny, kamienia. Wszystkie są grawitacyjne, tj. ich stabilność zapewnia ich ciężar. Zaletami zapór ziemnych są prostota i wykonalność ich wykonania, zastosowanie łatwo dostępnych, lokalnych materiałów oraz wysoka odporność sejsmiczna. Wadami są konieczność stosowania specjalnych środków w celu zwalczania filtracji, bardziej złożone i kosztowne konstrukcje przelewów oraz niestabilność podczas przepływu wody przez grzbiet.
Zapory gruntowe dzielimy w zależności od materiału użytego do ich powstania - na ziemne, kamienne i kamienno-ziemne. Zapory ziemne są najczęściej stosowane, zwłaszcza w hydroelektrowniach nizinnych, gdzie w 99% przypadków stanowią część frontu ciśnieniowego.

Schemat zapory elektrowni wodnej Nurek

Tamy betonowe

Tamy betonowe dzielą się na trzy duże grupy - grawitacyjne, podporowe i łukowe.

Tamy grawitacyjne utrzymują stabilność dzięki swojej wadze. Są proste, niezawodne, zaawansowane technologicznie i można je łatwo łączyć z konstrukcjami odprowadzającymi wodę i budynkami elektrowni wodnych, dlatego stały się bardzo powszechne. Od niskich zapór przelewowych w projektach hydroelektrowni przepływowych po wysokie tamy w górach – tego typu tamy można spotkać wszędzie. Główną wadą jest to, że taka tama wymaga dużej ilości betonu.

Zapora betonowa grawitacyjna elektrowni wodnej w Krasnojarsku

Zapory oporowe działają głównie nie dzięki ciężarowi, ale poprzez przenoszenie sił na fundament za pomocą specjalnych ścian oporowych - przypór. Ten projekt tamy wymaga znacznie mniej betonu, ale jest znacznie trudniejszy w budowie.

Rodzaje zapór przyporowych.

Tamy łukowe przenoszą ciśnienie wody na brzegi. Beton w nich pracuje pod wpływem ściskania i w tym przypadku jego wytrzymałość jest bardzo wysoka. Dlatego tamy łukowe mogą być bardzo cienkie i ekonomiczne. Wadami zapór łukowych jest niemożność ich budowy na szerokich odcinkach, a także obecność specjalnych wymagań dotyczących jakości i konfiguracji zboczy.

Tama łukowa elektrowni wodnej Inguri

Człowiek nie jest tylko dzieckiem natury. Stara się zmieniać otoczenie wokół siebie, tak aby było wygodniejsze do życia. To odróżnia go od zwierząt. Ludzie od dawna starają się okiełznać żywioły, aby nie być uzależnieni od kaprysów natury i pogody. Nauczyli się więc budować tamy, aby zawsze była woda do nawadniania pól i pojenia zwierząt. To inżynieryjne urządzenie pomaga ludziom oszczędzać i racjonalnie wykorzystywać zasoby wodne i gruntowe, a także zapobiega niszczycielskim powodziom.

Co to jest tama?

Tama jest barierą, która ogranicza lub kontroluje przepływ wody. Dzięki nim powstają sztuczne zbiorniki, w których gromadzona jest życiodajna ciecz, którą następnie konsumuje się w miarę potrzeb.

Oprócz funkcji magazynowania zapora na rzece może przynieść jeszcze większe korzyści, gdy siła przepływu wody zasila elektrownie, które zaopatrują miasta w energię elektryczną. Przez lata ludzie nauczyli się nie tylko kontrolować rzeki, ale także zmuszać je do pracy na rzecz kraju.

Złożona struktura

Zapora jest konstrukcją hydrauliczną spełniającą różne funkcje. Podczas budowy każdego nowego obiektu prowadzone są prace wstępne, w wyniku których sporządzane jest uzasadnienie ekonomiczne i obliczane są możliwości techniczne przyszłej konstrukcji. Budowa tamy jest procesem złożonym i pracochłonnym, wymagającym wysoko wykwalifikowanych pracowników zarówno na etapie projektowania, jak i podczas jej budowy i dalszej eksploatacji.

Rodzaje zapór

Tama to konstrukcja, której nie buduje się według jednego modelu. Każdy konkretny obiekt wymaga własnych parametrów i obliczeń. Istnieje kilka rodzajów zapór.

Solidny żelbet ma prawie nieograniczony margines bezpieczeństwa. Materiał ten jest w stanie powstrzymać potężne przepływy wody. Nazywa się je również grawitacją, ponieważ utrzymują się na powierzchni ziemi pod wpływem siły grawitacji, mocno utrzymując żelbet na miejscu. Tamy te są bardzo drogie, ponieważ składają się wyłącznie z określonego materiału. Dlatego buduje się je tylko na najpotężniejszych rzekach i są używane przez bardzo długi czas.

Tamy wykonane z pustakowego żelbetu są znacznie tańsze niż solidne. Ich wnętrza wzmocniono stalowymi wzmocnieniami o różnych przekrojach, aby zwiększyć współczynnik bezpieczeństwa.

Ziemne zbudowane są z gleby, kamieni i piasku, aby powstrzymać przepływ wody. Często buduje się je na obszarach wylewów rzecznych jako tymczasowe bariery wokół obszarów zaludnionych.

Innym rodzajem zapór są wały przeciwpowodziowe i wały, które mają zapobiegać powodziom w przypadku podniesienia się poziomu rzek. Wysokość tamy zależy od jej właściwości technicznych. Ziemne rzadko wylewa się na wysokość większą niż 15 metrów, ale żelbetowe mogą mieć niemal dowolną wysokość wymaganą przez projekt.

Fakt historyczny

Tamy to konstrukcje budowane od czasów starożytnych. Najstarszy znany ma ponad 4500 lat i został odkryty w Egipcie.

Jednak jedna z największych konstrukcji hydraulicznych na świecie – tama Hoovera na rzece Kolorado – została zbudowana w 1930 roku w USA i nadal jest w użyciu. Jego długość wynosi 379 m, a wysokość 221 m. Pracownicy tamy twierdzą, że warstwa żelbetu jest tu na tyle gruba, że ​​w środkowej części nadal, po prawie 90 latach, nie stwardniała. Dzięki tej konstrukcji powstało największe sztuczne jezioro na świecie - Lake Mead, które dostarcza wodę do kilku suchych stanów.

Tama to spokojna konstrukcja. Ale zdarzały się w historii przypadki, gdy takie obiekty były wykorzystywane do celów wojskowych. Często podczas oblężenia miasta najeźdźcy blokowali koryto rzeki ziemną tamą, zmieniając kierunek przepływu wody. Oblężeni mieszkańcy, wyczerpani pragnieniem, otworzyli bramy. Zdarzały się też sytuacje odwrotne, gdy zbuntowane miasto zostało zalane przy pomocy tamy. Wiele takich budowli zostało wysadzonych w powietrze podczas II wojny światowej, aby naziści nie mogli przedostać się w głąb kraju.

Nawiasem mówiąc, według jednej wersji historyków nieodnaleziony grób Czyngis-chana również spoczywa na dnie rzeki, dlatego jego poszukiwania trwały tak długo. Budowa tam to technika, którą często stosował ten potężny zdobywca.

Nowoczesne tamy często spełniają trzy funkcje jednocześnie - chronią przed powodzią, pozwalają na gromadzenie zapasów wody i pomagają w produkcji energii elektrycznej.

Zapora była pierwszą konstrukcją hydrauliczną, którą nauczył się budować starożytny człowiek. Starożytne tamy nie mogły oczywiście pochwalić się wysokością i wdziękiem, ale zostały zbudowane ze złomu. Zadaniem takiej tamy było zatrzymanie wody, aby można ją było później wykorzystać do nawadniania lub jako wodę pitną.

UWAGA!

Ten artykuł jest poprawiany! Dziękuję za zrozumienie!

Nowoczesny zapora to złożona konstrukcja hydrauliczna zaprojektowana tak, aby utrzymać wymaganą objętość wody w określonych granicach. Najczęstszym zastosowaniem tamy jest blokowanie koryta rzeki w celu wytworzenia ciśnienia i zbiornika dla elektrowni wodnej. Oprócz wytwarzania energii elektrycznej w elektrowniach wodnych, rosnący poziom wody w rzece stwarza korzystne warunki dla spływu drewna, żeglugi, nawadniania i zaopatrzenia w wodę. Jednocześnie podczas tworzenia zbiornika zalewa się znaczny obszar często żyznych terenów, utrudnia naturalną migrację ryb i zmienia się klimat w pobliżu zbiornika.

Tamy są klasyfikowane według kilku kryteriów:
Według roli w wodociągach:

• głuchy;
• przelewy;
• stacja;

Według wartości ciśnienia:

• niskie ciśnienie;
• średnie ciśnienie;
• wysokie ciśnienie;

Według użytego materiału:

• beton (żelbet);
• grunt;
• drewniany;

Przez projekt:

• grawitacyjny;
• przypory;
• łukowaty;

Tamę nazywa się ślepą, jeśli jej konstrukcja nie przewiduje urządzeń przelewowych. tama przelewowa jak sama nazwa wskazuje, jest wyposażony w jeden z rodzajów urządzeń przelewowych i ma za zadanie odprowadzać nadmiar wody do wód odpadowych. Stacja Dam wyposażone w urządzenia wodociągowe.

Podział zapór ze względu na ciśnienie, podobnie jak w przypadku elektrowni wodnych, jest warunkowy. Oto najczęstsze wartości:

• tamy niżowe – do 20 m;
• tamy średniociśnieniowe – od 20 do 80 m;
• tamy wysokociśnieniowe - od 80 do 200 m;

Obok kryterium głowy idzie zastosowany materiał zapory. Zapory wysokiego ciśnienia buduje się z betonu lub żelbetu, w zakresie ciśnień średnich do budowy można wykorzystać materiały gruntowe, a tamy niskiego ciśnienia można budować z drewna.

Z kolei jej cecha konstrukcyjna jest ściśle związana z materiałem, z którego zbudowana jest tama. Tamy ziemne I drewniane tamy może być tylko grawitacyjny. Oznacza to, że o stabilności tamy, czyli o jej wytrzymałości na napór wody ze zbiornika, decyduje jedynie jej ciężar. Tamy grawitacyjne można postawić na dowolnym fundamencie.
Żelbet i tamy betonowe może być grawitacyjny, łukowy lub wzmocniony.

Łukowa tama zapewnia stabilność w zbiorniku poprzez przeniesienie ciśnienia wody z czoła tamy na brzegi lub przyczółki brzegów. Umożliwia to jego niezwykła konstrukcja - wypukły łuk w kierunku górnego basenu, przypominający łuk z góry (stąd nazwa). Ale z powodu tej samej cechy można go zbudować tylko na skalistym fundamencie.

Tama podporowa Składa się z betonowych podłóg lub sklepień (łuków) wspartych na przyporach. W tym przypadku strop ciśnieniowy w postaci płyt lub sklepień nie jest ustawiony pionowo, ale pod pewnym kątem do góry. Taka konstrukcja zapewnia stabilność nie tylko ze względu na ciężar tamy, ale także ze względu na ciśnienie wody na jej pochyłej powierzchni. Budowa tamy przyporowej jest możliwa tylko na skalistym fundamencie.

Zróżnicowany: podnoszący się poziom wody i rosnące głębokości w górnym basenie sprzyjają żegludze, spływowi drewna, a także poborowi wody do nawadniania i zaopatrzenia w wodę; koncentracja ciśnienia w pobliżu rzeki stwarza możliwość energetycznego wykorzystania przepływu rzeki; Obecność zbiornika umożliwia regulację przepływu, tj. zwiększyć przepływ wody w rzece w okresach niżówek i zmniejszyć maksymalny przepływ w czasie powodzi, co może prowadzić do niszczycielskich powodzi. Rzeka i zbiornik znacząco wpływają na rzekę i tereny przyległe: reżim przepływu rzeki, temperaturę wody i czas trwania zmian zamarzania; migracja ryb staje się trudniejsza; brzegi rzeki w górnym basenie są zalane; Mikroklimat obszarów przybrzeżnych ulega zmianom. P. jest zwykle główną konstrukcją wodociągu. Budowa tam powstała już dawno temu, gdy inżynieria hydrauliczna, w związku ze znacznym rozwojem sztucznego nawadniania terytoriów wśród ludów rolniczych Egiptu, Indii, Chin i innych krajów. Budowa P. była konieczna do budowy elektrowni wodnych, a następnie budowy elektrowni wodnych. Energetyczne wykorzystanie zasobów wodnych było główną zachętą do zwiększania rozmiaru i ulepszania projektowania dróg wodnych oraz wyglądu konstrukcji hydraulicznych na rzekach o wysokim stanie wody. Na terenie ZSRR młyny wodne z wodą budowano już w czasach Rusi Kijowskiej. W XVII-XIX w. górnictwo, hutnictwo, tekstylia, papier i inne gałęzie przemysłu na Uralu, Ałtaju, Karelii i centralnych regionach Rosji wykorzystywały głównie energię mechaniczną elektrowni wodnych; ich budynki były niewielkich rozmiarów i zostały zbudowane z lokalnych materiałów. Potężne elektrownie wodne z dużymi pompami betonowymi i ziemnymi zaczęto budować dopiero pod władzą radziecką, po przyjęciu planu GOELRO. W 1926 roku zbudowano pierwszy betonowy przelew elektrowni wodnej Wołchow. W 1932 roku wybudowano wysoką betonową elektrownię wodną P. Dniepr (jej maksymalna wysokość wynosi około 55 m). Zbiornik przelewowy elektrowni wodnej Nizhnesvirskaya jest pierwszym zbiornikiem zbudowanym na słabych glebach gliniastych. W latach 50-70. na rzekach wezbranych zbudowano: ziemną aluwialną P. nad Wołgą w okolicach Kujbyszewa i Wołgogradu, betonową elektrownię wodną P. Bratsk na Angarze (wysokość 128 m) i elektrownię wodną Krasnojarsk na Jeniseju (124 m) (ryc. 1), wysoka na 300 m kamienna elektrownia wodna P. Nurek na rzece. Vakhsh, łukowata elektrownia wodna Sayan na Jeniseju (wysokość 242, długość grzbietu 1070 m; obecnie w budowie, 1975) i wiele innych. Projekt i budowa elektrowni wodnej Sayan w ZSRR wyróżnia się wysokim poziomem technicznym poziom, co pozwoliło sowieckiej budowie tamy zająć jedno z czołowych miejsc na świecie. Z P. zbudowanych za granicą należy zwrócić uwagę: wielołukowy P. Bartlett, wysokość 87 m (USA, 1939), kamień P. Paradela, wysokość 112 m (Portugalia, 1958), ziemny P. Ser-Ponson, wysokość 122 m (Francja, 1960), kamienno-ziemny P. Miboro, wys. 131 m (Japonia, 1961), beton grawitacyjny P. Grand Dixence, wys. 284 m (Szwajcaria, 1961). O rodzaju i projekcie budynku decyduje jego wielkość, przeznaczenie, a także warunki naturalne i rodzaj głównego materiału budowlanego. Ze względu na przeznaczenie rozróżnia się zbiorniki zbiornikowe i zbiorniki podnoszące wodę (przeznaczone wyłącznie do podniesienia poziomu basenu górnego). Ze względu na wielkość ciśnienia pompy umownie dzieli się na niskociśnieniowe (do 10 m), średniociśnieniowe (od 10 do 40 m) i wysokociśnieniowe (ponad 40 m). W zależności od roli pełnionej przez wodociąg, wodociąg może być: głuchy, jeżeli stanowi jedynie barierę dla przepływu wody; drenaż, gdy ma za zadanie odprowadzać nadmiar wody i jest wyposażony w otwory odwadniające powierzchniowe (otwarte lub z zastawkami) lub drenaże głębokie; stacji, jeżeli posiada ona otwory poboru wody (z odpowiednim wyposażeniem) oraz przewody wodne zasilające turbiny elektrowni wodnej. W zależności od głównego materiału, z którego budowane są tamy, rozróżnia się tamy ziemne, tamy kamienne, tamy betonowe i tamy drewniane. Earthen P. jest zbudowany w całości lub częściowo z gleby o niskiej przepuszczalności. Gleba słabo przepuszczalna ułożona wzdłuż górnego zbocza P. tworzy ekran; gdy taka gleba znajduje się wewnątrz korpusu P., powstaje rdzeń. Obecność ekranu lub rdzenia umożliwia wykonanie pozostałej części nawierzchni z gruntu przepuszczalnego lub z materiałów kamiennych (nawierzchnia kamienno-ziemna). Na dnie dolnego zbocza ziemnego P. zainstalowano drenaż w celu odprowadzenia wody przefiltrowanej przez korpus i podstawę P. Górne zbocze P. zabezpieczone jest przed działaniem fal za pomocą płyt betonowych lub narzutu skalnego. Podczas budowy nasypu ziemnego ziemię wydobywa się z kamieniołomu za pomocą koparek, transportuje na plac budowy wywrotkami, umieszcza w korpusie konstrukcji, wyrównuje spychaczami i zagęszcza warstwa po warstwie walcami. Budowa gruntów aluwialnych polega na zagospodarowaniu gleby za pomocą pogłębiarek lub monitorów hydraulicznych, transporcie miazgi rurami i jej rozprowadzeniu po powierzchni budowanego gruntu, po czym woda odpływa, a osiadający grunt ulega zagęszczeniu. Aby przygotować fundamenty i wznieść ziemny P. w korycie rzeki, jego dół fundamentowy ogrodzono nadprożami, a rzekę przekierowano za pomocą wcześniej ułożonych tymczasowych kanałów, które po wybudowaniu P. zamyka się. W nawierzchni kamiennej (fill-fill) ekran lub centralny element wodoodporny (membrana) wykonany jest z betonu zbrojonego, asfaltu, drewna, metalu i materiałów polimerowych. Wymóg niskiej wodoprzepuszczalności dotyczy również podłoża P. Jeżeli grunt podstawowy jest przepuszczalny na dużej głębokości, przykrywa się go przed P. warstwą opadającą (np. z gliny), tworząc jedną całość z ekranem. P. z rdzeniem uzupełnia urządzenie u podstawy ściany z blachy stalowej lub kurtyna przeciwfiltracyjna. Kamień w nasypie skalnym i nawierzchni skalno-ziemnej wylewa się warstwami o dużej wysokości. Podłogi betonowe są zwykle klasyfikowane według ich konstrukcji, w zależności od warunków ścinania; W związku z tym istnieją 3 główne typy zapór (ryc. 2) - tamy grawitacyjne, tamy łukowe i tamy przyporowe. Podstawowy Materiałem na nowoczesne posadzki betonowe (głównie grawitacyjne) jest beton hydrauliczny. Jedną z najważniejszych kwestii przy wykonywaniu podkonstrukcji betonowych jest ograniczenie filtracji wody u podstawy. W tym celu u podstawy wysokiej betonowej podłogi w pobliżu jej górnej krawędzi montuje się kurtynę przeciwfiltracyjną. W pozostałej części cokół jest odwodniony w celu zmniejszenia naporu wody na podstawę podłogi, co zwiększa stabilność konstrukcji. Aby uniknąć powstawania pęknięć na skutek wahań temperatury, panele grawitacyjne i podporowe są cięte wzdłużnie na krótkie odcinki, a szwy pomiędzy nimi są pokryte wodoodpornymi uszczelkami (patrz Hydroizolacja). Aby zapobiec powstawaniu pęknięć w wyniku skurczu betonu podczas utwardzania i zmniejszyć naprężenia termiczne, bloczek betonowy betonuje się w oddzielnych blokach o ograniczonych rozmiarach, sztuczne chłodzenie składników mieszanki betonowej i betonu ułożonego w bloczkach wykorzystywany przez cyrkulację chłodziwa (z agregatu chłodniczego) poprzez system rur ułożonych w korpusie bloczka betonowego.Nawierzchnię betonową w korycie rzeki buduje się zwykle w 2 etapach pod zabezpieczeniem nadproży otaczających wykopy. W trakcie budowy pierwszego etapu rzeki rzeka płynie wolną częścią koryta; w drugim przypadku przez otwory (dziury) pozostawione w P., które są zamykane po zakończeniu wszystkich prac budowlanych. Jeżeli koryto rzeki jest wąskie, betonowa droga wodna jest budowana jednoetapowo, a rzeka jest tymczasowo kierowana do przybrzeżnych kanałów wodnych. Powszechnie w praktyce hydrotechnicznej zapora przelewowa niskociśnieniowa betonowa, zbudowana na fundamencie nieskalnym i przeznaczona do przepuszczania dużych przepływów wody, ma konstrukcję pokazaną na ryc. 3. Opiera się na przęsłach odwadniających utworzonych z betonowych flisaków i byków i blokowanych zasuwami hydraulicznymi. Za przelewami instalowane jest masywne mocowanie kanału - rów wodny (czasami zakopywany w formie studni), a następnie lżejsze mocowanie - fartuch. Pod zbiornikiem zamontowany jest drenaż. Przelew jest połączony z brzegami lub ziemnym P. masywnymi przyczółkami. Przelew betonowy niskociśnieniowy jest zwykle budowany przy użyciu zbrojenia, często całej konstrukcji (patrz Zapora żelbetowa ). górnego poziomu wody, a statki i tratwy przepływają przez śluzę. W okresach wezbrania usuwane są bramy i mosty, na flutbecie układane są kratownice przyporowe, otwierając drogę dla statków i tratw przez zaporę.Ogólnym trendem w budowie nowoczesnych zapór jest zwiększanie wysokości tamy.Technicznie rzecz biorąc, osiągane wysokości można przekroczyć, jednak z ekonomicznego punktu widzenia budowa dwóch kolejnych zapór o niższej wysokości często okazuje się bardziej racjonalna niż wysoka. Udoskonalanie rodzajów konstrukcji wykonanych z materiałów gruntowych odbywa się przy jednoczesnym obniżaniu kosztów i przyspieszaniu ich budowy poprzez zwiększanie mocy mechanizmów konstrukcyjnych i pojazdów. Zwiększenie efektywności posadzek betonowych osiąga się poprzez zmniejszenie ich objętości, zastąpienie posadzek grawitacyjnych przyporami oraz szersze zastosowanie posadzek łukowych.Trendowi temu towarzyszy poprawa i specjalizacja właściwości cementu i betonu. Bardzo efektywne jest połączenie tamy przelewowej i budynku elektrowni wodnej w jedną konstrukcję, co zapewnia redukcję betonowej (najdroższej) części frontu ciśnieniowego kompleksu hydroelektrycznego. Ta praca hydrotechniczna, M., 1970. A. Mozhevitinow.

Ze wszystkich zapór największe wrażenie robią z pewnością zapory łukowe. Wydaje się absolutnie niewiarygodne, jak cienka, zakrzywiona betonowa ściana może pomieścić miliardy ton wody, a jednocześnie mieć ogromny margines bezpieczeństwa. Cóż, w końcu tamy łukowe są po prostu bardzo piękne.

Xiaowan to najwyższa tama łukowa na świecie. Zdjęcie stąd

Zasada działania zapór łukowych zasadniczo różni się od wszystkich innych typów zapór. Jeśli tamy grawitacyjne i podporowe wywierają nacisk na podstawę, wówczas tamy łukowe przenoszą obciążenie na brzegi. Zaporę łukową można nawet specjalnie odciąć od podstawy za pomocą specjalnego wyciętego szwu (czasami robi się to w celu złagodzenia naprężeń powstających w niektórych typach zapór).

Tama Lumei ze szwem u podstawy

Jednocześnie beton w zaporze łukowej pracuje pod ściskaniem i w takiej sytuacji jego wytrzymałość jest niezwykle wysoka. W związku z tym tama łukowa może być zaskakująco cienka - na wysokości stu metrów jej grubość może wynosić zaledwie 2-3 m.

Jednocześnie nie zawsze buduje się takie cienkie tamy łukowe. W zależności od konkretnych warunków skuteczniejsze może być zbudowanie tamy grubszej lub nawet łukowo-grawitacyjnej, której stabilność zapewnia zarówno nacisk na brzegi, jak i ciężar własny.

Główną zaletą zapory betonowej są znaczne oszczędności betonu, sięgające 80% ilości betonu w zaporze grawitacyjnej. Jednocześnie tamy łukowe stawiają brzegom szczególne wymagania - szerokość doliny, jej kształt i jakość skał.

Zapora Inguri. Zdjęcie stąd

W szerokich dolinach budowa zapór łukowych jest nieskuteczna. Istnieje specjalny współczynnik, który odzwierciedla stosunek długości łukowej tamy wzdłuż grzbietu do jej wysokości (L/H). Najbardziej efektywna konstrukcja zapór łukowych ma miejsce, gdy współczynnik ten nie przekracza 3,5, chociaż znane są przypadki budowy zapór łukowych na stosunkowo szerokich odcinkach - na przykład dla elektrowni wodnej Sayano-Shushenskaya L/H = 4,56, dla Tama Pieve di Cadore we Włoszech L/H=7,45.

Zapora Pieve di Cadore. Zdjęcie stąd

Nie lubią łukowatych zapór i asymetrycznych dolin – łuk normalnie w nich nie pracuje. W razie potrzeby uciekają się nawet do budowy specjalnych połączeń i ścian oporowych. I wreszcie skały, na których opiera się tama łukowa, muszą być bardzo mocne. W związku z tym idealnym miejscem na tamę łukową jest wąwóz górski, w którym są one głównie budowane.

Schemat tamy wodnej Xiaowan.

Stabilność zapór łukowych jest niezwykle wysoka. W doświadczeniach modelowych uległy one zniszczeniu dopiero pod obciążeniami 3-5 razy większymi od obliczonych. Znany jest przykład katastrofy na tamie Vayont (bardzo wysokiej i bardzo cienkiej), kiedy osuwisko w zbiorniku spowodowało przelanie się wody przez zaporę w warstwie co najmniej 70 m - tama stanęła i, co więcej, prawie nie został uszkodzony.

Zapora Vayont. Zdjęcie stąd

W Rosji jest niewiele zapór łukowych - trzy zapory czysto łukowe (Chirkeyskaya, Miatlinskaya i Gunibskaya) oraz dwie łukowo-grawitacyjne tamy (Sayano-Shushenskaya i Gergebilskaya). Istnieje projekt elektrowni wodnej Agvalinskaya na rzece Andiiskoye Koysu z zaporą łukową o wysokości 210 m.

Elektrownia wodna Chirkey. Zdjęcie stąd

Najwyższą zaporą łukową na świecie jest tama chińskiej elektrowni wodnej Xiaowan na rzece Mekong o wysokości 292 m, oddana do użytku w 2010 roku. Wcześniej przez długi czas liderem była tama elektrowni wodnej Inguri w Gruzji, jej wysokość wynosi 271,5 m. W Chinach buduje się wiele wielopiętrowych zapór łukowych - na przykład tama elektrowni wodnej Xiluodu ma 278 m. m (swoją drogą moc elektrowni wodnej też jest imponująca – 13 860 MW!). Tam też budowana jest najwyższa tama łukowa na świecie – Zhinping-1 o wysokości 305 m. To jednak nie koniec – jest tam piękny projekt tamy Abu Sheneila w Sudanie o wysokości 335 m!