基本介紹
- 中文名：水壩
- 外文名：dam
- 拼音：shuǐ bà
- 簡介：擋水建築物
- 材質：土石或混凝土
詞語概念,基本信息,引證解釋,基本含義,歷史,目的,種類,選址,水壩以上,水壩以下,水壩以外,水壩損壞,著名大壩,
詞語概念
基本信息
詞目：水壩
基本解釋
[dam] 攔蓄或容納堰壩上游的水體的(例如河流或水庫的)壩；橫貫水道建造以限制或阻止水流的障礙物。
引證解釋
指土石或混凝土築成的攔水建築物。
《東周列國志》第七六回：“ 孫武 遂奉 闔閭 入 郢都 城，即使人掘開水壩，放水歸江，合兵以守四郊。” 丁玲 《記磚窯灣騾馬大會》：“在這條河邊，首先出現了難民紡織廠的鋸齒形的大工房和類似蜂窩的窯洞，修築了水壩和水渠。”
基本含義
歷史
世界上最早的水壩是公元前2900年埃及人為向首都盂菲斯供水在尼羅河上建造的一座高15米的砌石壩。目前仍在使用的最古老的水壩現存於伊拉克，它建於公元前1300年。公元前700年─前250年，亞述人、巴比倫人、波斯人修築了多座供灌溉用的水壩。同一時期，在葉門、斯里蘭卡、印度、中國也修築了各種水壩，如中國的都江堰，約建於公元前240年。古羅馬人在西班牙普洛色皮納修築了一座高12米，用混凝土做芯，可以看作現代填土壩的先驅。在科納爾市修築的另一座水壩採用了傾斜的迎水面，代表了一種更完善的設計，這兩座水壩至今還在。公元550年，拜占庭人在今土耳其與敘利亞邊界的德拉建造一座彎曲結構的水壩，為現代重力拱壩的前身。14世紀初伊朗人在一狹窄的石灰岩峽谷上修築了一座拱壩，高26米，而壩身的厚度還不到5米，中間彎曲部分的長度和半徑均為38米，由兩座直線壩支撐。1579年至1589年在西班牙蒂維建造的一座重力拱壩，高42米，在後來近3個世紀中，始終是歐洲最高的水壩。
水壩
水壩2016年3月，經專家實地考察確證：杭州良渚古城外圍發現的水利系統，是迄今所知中國最早的大型水利工程，也是世界最早的水壩，距今已經有4700至5100年，比傳說中的“大禹治水”還要早1000年。專家建議，儘快把水利系統列入良渚遺址保護範圍，並納入良渚古城申遺價值研究範圍。見右下圖。
在第二次世界大戰結束前的100年中，設計和建造水壩的經驗在許多方面取得了進展。如1936年美國建造的胡佛水壩是一座採用先進理論設計的重力拱壩。1940年竣工的佩克堡水壩，土方量9600萬立方米，是當時世界最大的水利工程。
當今世界最大的水壩就是中國建造的三峽大壩。大壩壩頂總長3035米，壩高185米。
目的
電力發動、穩定水流量/灌溉、洪水預防、開墾荒地、水轉換、水景觀等。
種類
1．按結構與受力特點可分為：
預應力壩
2．按泄水條件可分為：
3．按築壩材料的不同可分為：
混凝土壩
橡膠壩等
4．按壩體能否活動可分為：
固定壩
5．按壩工技術歷史發展的進程可分為：
古代壩
近代壩
現代壩
合頁活動壩
選址
其中一個最佳的地方為建造水壩是一個狹窄的部分的深 河 谷； 谷邊可能然後作為自然牆壁。水壩的結構的主功能將由小河渠道填補空白在自然水庫線左。站點通常是那些空白成為一個極小值為必需的存儲容量的地方。最經濟的安排經常是一個綜合結構例如a 石工 水壩由地球堤防側了。對土地的當前用途被充斥應該是可有可無的。
重要他人工程學並且工程學地質 考慮，當建造水壩時包括：
滲透性 周圍的岩石或土壤
地震 缺點
山崩 並且 傾斜穩定
高峰洪水流程
環境影響 在河漁場、森林和野生生物
對人的居住的衝擊
報償為被充斥並且人口再定居的土地
毒性材料和大廈撤除從提出的水庫區域
水壩以上
水庫形成
在河流上建壩會在河流上游形成水庫。水庫的水會向周邊擴散，淹沒原有的棲息地。迄今，超過400,000平方千米的土地由於水壩的建造而被淹沒。新產生的水庫的表面積大於原先河流的，使得水分更多地被蒸發。這可能使河水每年減少2.1米的深度。根據近期的研究，水庫亦使溫室氣體排放增加。水庫最初的注水淹沒原有的植被，使得富含碳的植物和樹木死亡和分解。腐爛的組織向大氣大量排放碳。腐爛的植物沉入不含氧的水庫底部，由於缺乏流水來增加水的含氧量，最終分解成甲烷。
生態系統
水壩還會成為動物在上下游棲息地之間遷徙的障礙，比如美國和歐洲的鮭魚。水壩阻礙了它們去上游產卵，從而威脅到它們的繁殖，減少魚群的數量。因此，人們採取了種種措施來給魚留下通道。新建的水壩常常有人工的“魚道”或“魚梯”。也有地方採用駁船來運送魚群去上游產卵。魚群向下游遷徙也會受到水壩的阻攔，造成向下遷徙魚群數量的減少，除非它們能安全經溢洪道游出。水庫的泛濫也會改變河流周邊的濕地，森林和其他棲息地。河岸和下游地區的生態系統亦受到破壞。在沒有水壩的的河流，其自然的泛濫支持著河岸周圍特別豐富的生物種類。水壩的建立減少了泛濫的發生，對依賴季節性水流的下游洪水平原產生負面影響。水庫－河流形成的相對不變的生態系統支持的野生動物種類大為減少。水壩攔截了滋養下游生態系統的泥沙沉積。有些地方性的物種無法在環境變化下存活，而新物種會在這裡安家。然而，由於水壩改變了周圍生態系統習以為常的環境，水壩的建造幾乎總是會減少物種多樣性。
沉積
水壩以下
河岸線的侵蝕 水溫
與沒有水壩的情況相比，水庫中的水在冬天更熱而夏天更涼。當水庫水流入河流，河水的溫度也隨之改變。這對水庫和河流中的動植物均會產生影響，使它們的原生環境變得陌生。在Towy河，鮭魚和褐鱒捕獲量的大量減少被證明與1960年代建成的Llyn Brianne水壩造成的水溫降低有關。近期Snake河及Klamath地區的魚群變化也推動了新的旨在減少溫度變化造成的壓力的研究和保護項目。
水壩以外
對人類影響
雖然水壩對人類來說在許多方面有益，但它可能同時創造與此相當的有害影響。一個經常被隱瞞的事實是水壩建成後造成的人工湖常常成為許多疾病的滋生地.例如在熱帶地區，蚊子（攜帶瘧疾病原體）和螺類（攜帶血吸蟲）等攜帶有害物種的動物可以依靠水流緩慢的優勢大肆繁殖.水壩對於環境的影響：建造水壩對人類另一個不利因素是，如果水壩建造的太靠近他們的家園，那么搬遷就迫在眉睫了。中國建造的三峽大壩就是這么一個例子。三峽大壩占用了大量的土地，從而迫使100多萬人搬遷。世界銀行的麥可·塞爾尼亞博士和加州理工學院的教授塞耶·斯卡德博士說：“與水壩有關係的搬遷對社會有3種影響：經濟上的災難、心理上的創傷和社會。”
對生態影響
水壩不可避免地改變壩區以及上下游的水文特性，包括洪水脈衝模式、泥沙過程、水溫過程等，這會影響河床沖刷及江（河）湖關係等，進而可能顯著改變棲息於其中的水生動植物群落，這種改變對一些高度依賴河流連續統一體或江湖複合系統的水生動物（特別是魚類）來說，可能會帶來致命的後果。有些魚類喜歡棲息於急流環境（無論是攝食還是繁殖），大壩的建設就會導致它們的衰退。
水壩切斷了一些魚類的生殖洄游通道，往往會帶來毀滅性後果。譬如，在美國華盛頓的埃爾瓦河，曾經每年有約40萬尾鮭溯河產卵，但建壩之後，來產卵的鮭不足3000尾，因為它們失去了90%的產卵場，雖然後來添加了昂貴的魚道，但也無濟於事。20世紀70年代，長江中的中華鱘繁殖群體尚有1萬餘尾，1981年葛洲壩建成，阻止了中華鱘親魚的生殖洄游，1983-1984下降到約2176尾，2005-2007年期間下降到了203-257尾，到了2010年只剩數十尾，現已處於極危狀態。根據IUCN的資料，水壩是近百年來造成全球淡水魚類近1/5遭受滅絕、受威脅或瀕危的主要原因，將近3/4的德國淡水魚和2/5的美國淡水魚受到了它的影響。
對地球影響
水壩會造成氣候變化。這是由於水壩造成甲烷，一種溫室氣體的產生。水庫的水是分層的，底部缺氧，造成生物的厭氧分解，釋放出甲烷。Climate Change and Dams: An Analysis of the Linkages Between the UNFCCC Legal Regime and Dams. 由於氣候變化，以下是可能產生的影響：
水壩如果建造得當是優美的景觀，但是它們會破壞環境
海平面升高(可能淹沒海拔較低地區)
氣候帶向兩極移動
生態系統可能面臨新的氣候壓力
降雨和水分蒸發可能會改變，從而影響到水源
水壩損壞
如果破壞結構或顯著被損壞，水壩失敗一般是災難的。慣例變形監視滲流，在結構損壞發生之前，從流失和，更大的水壩是必要期望將被採取的所有問題和許可證矯正行動。在這樣問題情形下，多數水壩合併機制允許水庫被降下甚至被排泄。另一種解答可以是岩石 填水泥 -壓力抽 波特蘭水泥 泥漿 入微弱的破碎的岩石。
在武力衝突期間，水壩將被考慮作為包含危險力量的“設施”由於可能的破壞的巨型的衝擊對平民人口和環境。同樣地，它受規則的保護 國際人道主義法 (IHL)和不會被做攻擊對象，如果那也許導致嚴重損失在平民人口之中。促進證明， a 防護標誌包括在同一個軸安置的三個明亮的橙色圈子由IHL規則定義。
水壩失敗的主要起因包括溢洪道設計錯誤(南叉水壩)，對水平面的變動造成的地質不穩定在填裝或貧寒調查期間(Vajont水壩,Malpasset)，維修不足，特別是出口用管道輸送(Lawn湖水壩，val ? di Stava Dam崩潰)，極端降雨量(Shakidor水壩)和人、計算機或者設計錯誤(水牛城小河洪水，山谷堤堰水庫，Taum Sauk抽了存貯植物).
故意水壩失敗著名的事例(在上述判決之前)是 英國 皇家空軍 Dambusters 襲擊 德國 在第二次世界大戰(codenamed "操作懲戒")，三個德國水壩被選擇被破壞為了有對獲得從的德國基礎設施和製造業和力量能力的衝擊 Ruhr 並且 Eder 河。這次襲擊後成為了為幾部影片的依據。
著名大壩
1、三峽大壩
1994年12月14日，當今世界第一大的水電工程--三峽大壩工程正式動工，它位於西陵峽中段的湖北省宜昌市境內的三斗坪，距下游葛洲壩水利樞紐工程38公里。三峽大壩工程包括主體建築物工程及導流工程兩部分，工程總投資為954.6億元人民幣（按1993年5月末價格計算），其中樞紐工程500.9億元；113萬移民的安置費300.7億元，變電工程153億元。工程施工總工期自1993年到2009年共17年，分三期進行，到2009年工程全部完工。大壩為混凝土重力壩，壩頂總長3035米，壩頂高程185米，正常蓄水位175米，總庫容393億立方米，其中防洪庫容221.5億立方米，能夠抵禦百年一遇的特大洪水。配有26台發電機的兩個電站年均發電量849億度。航運能力將從現有的1000萬噸提高到5000萬噸，萬噸級船隊可直達重慶，同時運輸成本也將降低35%。
三峽大壩建成後，將會形成長達600公里的巨型水庫，成為世界罕見的新景觀。三峽大壩採取分期蓄水。1997年11月8日大江截流後，水位提高到10－75米，三峽一切景觀不受影響；2003年6月，第二期工程結束後，水位提高到135米，三峽旅遊景區除張飛廟被淹將搬遷外，其餘景區基本保存；2006年，長江水位提高到156米，僅屈原祠的山門被淹而將重建；2009年整個三峽工程竣工後，水位提高到175米，屆時將有少數石刻將搬遷，石寶寨的山門將被淹1.5米，目前正計畫修築堤壩圍護，那時石寶寨所在的玉印山將成為一座四面環水的孤峰，更別致傳奇。而其它各景點的雄姿依然不變。隨著沿江山脈間人造湖泊的形成和通航條件的改善，原本分散在三峽周圍的許多景點將更容易到達，如小三峽、神農溪等千姿百態的仙境畫廊。
2、伊泰普壩
在廣袤千里的南美洲熱帶叢林裡，奔流著一條滾滾大河，那就是巴西南部與阿根廷和巴拉圭交壤處的巴拉那河。巴拉那河，南美第二大河，穿越南美大陸經過巴西、巴拉圭、阿根廷三個國家後注入大西洋。因常泛濫，迫使居民必須遷離家園，等水退後才能重返家園修補家。印地安人稱巴拉那河為“水之父”，它帶著紅色的泥水。在伊瓜蘇瀑布，那“飛流直下三千尺”的壯觀場景，可謂震天動地。
安第斯山以東的南美諸國，是地球上水利資源最豐富的地方，亞馬孫河、拉普拉塔河、巴拉那河等流量充沛的水系滋養著流域的文明富庶。然而背靠大樹不能乘涼，深入寶山卻空手而返，實為人類遺憾。奔流不息的巴拉那河不能造福人類，而只是一味禍害一方，更曾讓多少有遠見的人們抱腕而嘆。巴西自上世紀70年代經濟起飛後，先後經歷了兩次電力能源危機。出於深刻的教訓和對未來經濟與社會發展對能源需求的預計，巴西政府毅然決定同巴拉圭合作建造當時世界上最大的水電站——伊泰普壩。1974年，巴西和巴拉圭兩國簽署了《伊泰普協約》，決定創建伊泰普合營公司，共同修建一座大壩，以開發作為兩國界河的巴拉那河的水利資源。
3、阿爾門德拉壩
阿爾門德拉壩位於西班牙薩拉曼卡(Salamanca)省杜羅河支流托爾梅斯(Tormes)河上，距離最近的城市為阿爾門德拉市。混凝土拱壩，最大壩高202m，水庫總庫容26.49億立方米。電站初期裝機容量54萬kW，後期擴建容量27萬kW，年平均發電量13億kW·h。工程主要用於發電，於1965年開工，1970年竣工。
壩址處河谷狹窄，基岩為花崗岩，右岸副壩處有一個片麻岩帶。設計地震烈度為8度。壩址以上控制流域面積7100平方公里，多年平均徑流量16.09億立方米，年平均流量51立方米/秒，水庫有效庫容24.75億立方米，淹沒面積86.50平方公里，庫岸總長度306km。設計洪峰流量5300立方米/秒，水庫最高蓄水位731.5m，正常蓄水位730m，最低運行水位643m。
4、胡佛水壩
胡佛水壩(Hoover Dam)位於亞利桑那州的西北部，93號洲際高速公路上，內華達州及亞利桑那州的西北部交界處，從拉斯維加斯出發向東南方向行駛約40公里處。工程龐大，建成後對工農業發展起著巨大的作用。因此它在世界水利工程行列中占有重要的地位。胡佛水壩的建造耗費了大量資金，動員了大批入力，於1936年竣工並交付使用。它是一座拱門式重力人造混凝土水壩。壩高220米，底寬200米，頂寬14米，堤長377米。這樣巨大的水壩在世界上是不多見的，它宛如一條巨龍盤臥在大地上，顯得十分威武。水壩建成後對工農業發展起著巨大的作用。因此它在世界水利工程行列中占有重要的地位。
5、大迪克桑斯壩
世界最高的混凝土重力壩。位於瑞士羅訥河支流迪克桑斯河上，控制流域面積357平方千米，水庫總庫容4億立方米。壩址處河谷呈V形。最大壩高285米，壩頂長695 米。基岩為良好的花崗片麻岩，抗滲性能良好，但仍作了深度為 200米的帷幕灌漿。為適應地形和地質條件，壩軸線呈折線。由於庫容大而來水量小，除壩身僅有一個泄量為10立方米/秒的底孔外，未設其他泄水建築物。壩下幾座水電站總裝機容量為 130 萬千瓦。工程於1953年開工，1962年建成。
是世界最高的混凝土重力壩，同時也是歐洲最高的水壩，最大壩高285米，壩頂長695米。水壩位於瑞士羅訥河支流迪克桑斯河上，壩址處河谷呈V形，形成一個4千米長的人工湖——迪斯湖。豐水期，湖深可達284米，並容納4億立方 米的水，通過管道將羅訥河水引至三座總裝機容量為130萬千瓦的水電站。
水壩建在羅訥河的支流迪克桑斯河上，庫容大而來水量小，因此，壩體僅有一個泄流量為10立方米每秒的底孔，未設其他泄水建築物。冰川融雪是水庫儲水的主要來源，所以水庫的水位依季節的變化而變化。通常九月末水位達到最高峰，隨著冬季的到來水位逐漸下降，到次年四月達到最低點。
瑞士並非歐洲最大的國家，但它的氣壓卻是整個歐洲大陸最高的。這座水壩用於攔截迪克桑斯河的河水，當水壩滿水時，水深大約1000英尺，水容量超過4億立方米。至於壩高，令人感到奇怪的是，大壩所在的河（迪克桑斯河）卻是非常小。其實，水壩里的水是由一個超過100公里的隧道系統將迪克桑斯河與其它河流里的水聚集起來的。這些水主要來自冰川。這座水壩在1957年蓄滿了水，將原先那座自19世紀就佇立於此的水壩淹沒。
6、克魯恩河壩
克魯恩河壩是伊朗國內的一座拱壩，建於多石又狹窄的峽谷上真是恰到好處。它的曲線不僅具有美學特徵，它的拱門更是將水流壓向水壩的下方。這剛好加強了它的地基。
7、瓦依昂壩
瓦依昂壩位於義大利阿爾卑斯山東部皮亞韋(Piave)河支流瓦依昂河下遊河段，距離最近的城市為瓦依昂市。距匯入皮亞韋河的瓦依昂河河口約2km。找寶網
8、葛蘭峽谷大壩
葛蘭峽谷大壩以科羅拉多州的美好風景為背景，建於亞利桑那州的科羅拉多河上。可以從周圍的環境看出，這地方比較乾燥，而大壩的使命就是為美國這部分特別乾旱的地區貯存水資源。它高達216米，拱形的頂部長達470米。它因對當地的動植物群有影響而遭受批評，但卻滿足著三個州的社區需求。這個水壩是利用此地葛蘭峽谷的自然條件，在峽谷兩岸壘起大壩攔截科羅拉多河水，進行水利發電和水利調節。
1957--1963年建成，是美國第2高壩（216米）。大壩屬於美國軍方管理，提供免費的導遊，可下到壩底的發電站參觀。1963年大壩建好後開始關閘蓄水，由此形成了鮑威爾湖（lake Powell),是為紀念那位第一個漂流此河並建議開發水利的先驅Powell 將軍而命名的。由於體積巨大，一直蓄水17年，直到1980年才將此湖添滿，現在是美國第2大人工湖。1972年建立了葛蘭峽谷國家旅遊度假區（Glen Canyon national recreation area），此度假區面積很大，跨尤他和亞歷桑那兩州，開發了很多水上運動，加上大湖兩岸風光，是名副其實的度假地。
9、德沃夏克水電站
德沃夏克壩壩址基岩為堅硬的花崗片麻岩。壩基大部分輕度風化，小部分中度風化。壩基中的斷層對大壩施工有很大影響，右壩肩斷層的特點是傾角大，向西北方向傾斜80°-90°，左壩肩斷層則是傾角不大，向南傾斜20°-50°。基岩十分良好。施工時發現了4個大剪下帶或斷層和3個小剪下帶。壩址處為地震少發區，附近未發現活動的斷層，地震烈度為7-8度。
壩址以上集水面積6320平方公里，多年平均流量159.6立方米/秒，實測最大流量2830立方米/秒，可能最大洪峰流量11600立方米/秒，十年一遇和百年一遇年流量分別為1370立方米/秒和2080立方米/秒。水庫最高蓄水位489.17m，運行水位440.44～487.68m，總庫容42.8億立方米，有效庫容24.97億立方米，水庫面積69.2平方公里。
10．英古里壩
英古里壩位於喬治亞共和國英古里(Ингури)河支瓦爾峽谷內，臨近土耳其邊界。該壩為雙曲拱壩，最大壩高271.5m。是目前世界上最高的拱壩。地下式水電站，裝機5台，單機容量26萬kW，另在尾水渠上建4座電站，裝機34萬kW，總裝機容量164萬kW。工程於1965年開始施工，1978年第一台機組發電，1982年工程竣工。水庫總庫容11.1億立方米，有效庫容6.76億立方米。該工程具有發電和防洪等綜合效益。
壩區屬亞熱帶氣候，年平均溫度14℃，冬季月平均溫度低於－5℃，夏季月平均溫度23℃，全年無霜期長達287天，冬季積雪層厚24cm，年降水量2100mm。
壩址區河谷底寬50-70m，左岸岸坡為35°，右岸為45°，屬高地震區，地震烈度為8度，結構物的地震荷載按9度設計。壩基由石灰岩、白雲岩和巴列姆白雲岩（下白堊紀）組成，岩層為單斜構造，傾向下游，傾角50°-60°，河床上部呈輕微的背斜彎曲。基岩堅硬，瞬時抗壓強度約80-90MPa，裂隙發育，卸荷區岩石變形模量不超過4000～8000MPa或更低，天然完整區岩石變形模量在13000MPa以下。根據岩石的結構特點、物理力學特性和裂隙發育程度，將基岩分成6層，分層厚度40-150m。
壩址主要的斷裂破壞有：壩上游1-1.5km處的侏羅紀和白堊紀岩石接觸帶的邊緣斷層；位於壩上游1.5km處英古里逆斜斷層，其垂直斷距為1000m；構造斷層，斷距100～120m，無現代變形活動現象。屬於輕度構造破壞、開度大於10cm的裂隙和更小的裂隙約有20條。壩址河床砂礫石沖積層厚達38m。岩溶現象僅局部出現在左岸高台地的基底內，有孔穴狀岩溶及裂隙和層理呈碳酸鹽溶濾現象。
壩址處控制流域面積4060平方公里，多年平均流量155立方米/秒，最大實測流量950立方米/秒。千年一遇洪水流量2120立方米/秒。
11．納加爾朱納薩加爾水壩
納加爾朱納薩加爾水壩納加爾朱納薩加爾水壩至今仍是亞洲最大的水壩，同時也是最古老的。它始建於1956年，經過很長一段時間才投入使用。由於在印度的民主政治初期沒法套用現代建築設備，大壩只能由石頭代替混凝土建造而成。這項工程花費了很長的時間，一直到1969年才竣工，而頂部的閘門在三年後才安裝完畢，大壩自此才投入使用。七萬人參與這項工程，大約200人死於工程事故。
12．薩揚－舒申斯克水電站
薩揚---舒申斯克水電站於1968年9月動工，1987年建成，歷經20年。其間曾採用臨時進水口和臨時水輪機轉輪，在低水頭60米（相當於設計水頭194米的32%）下提前發電，取得了較好的經濟效益，是蘇聯水電站建設中的一項重要經驗。
