Для повышения разности уровней воды, особенно в нижних тече­ниях рек, сооружаются плотины.

Определение.

Плотина — это массивная перемычка, цель которой удерживать водный поток, это незаменимый инструмент при практическом использовании водных ресурсов.

Кстати, в течение долгого времени теории строительства плотин не существовало. Только в 1853 году французский инженер Сазилли обо­сновал некоторые теоретические постулаты. Плотины обеспечивают повышение уровня воды в реке или ее отвода. В последнем случае пло­тины обеспечивают судоходство или орошение земель.

Плотины могут отличаться в зависимости от конструкции и раз­деляться на две группы:

♦ гравитационные плотины выглядят как каменные или бетонные заграждения и препятствуют поступлению воды своим весом;

♦ арочные плотины выполняют свои обязанности благодаря осо­бой конструкции.

Успешное функционирование арочных плотин завйсит от трех показателей:

♦ сопротивления вертикальных элементов сооружения;

♦ массы и особенностей арочной конструкции, которая опирается на береговые устои.

При возведении плотины необходимо учитывать воздействие некоторых внешних факторов. Это так называемые сдвигающие силы, появление которых обусловлено воздействием воды, ветра, ударами волн, перепадами температуры. Пренебрежение строителей к выше­перечисленным факторам может привести к разрушению плотины. Поэтому производятся определенные расчеты, позволяющие воспре­пятствовать негативному действию сдвигающих сил.

Например, горизонтальная составляющая давления воды увеличи­вается с глубиной и равна:

Prop=Wxh

где w — вес единицы объема воды; h — глубина.

Очень важно и вместе с тем достаточно сложно точно рассчитать фильтрационное давление, которое воздействует на подошву кон­струкции из-за того, что под нее просачивается вода. Чтобы опреде­лить степень вероятности таких процессов, необходимо проведение исследований. При этом многое зависит от грунтового ложа. Если фундамент плотины установлен на гальке, речном песке, пористой породе, то давление на основание конструкции будет равно полному гидростатическому напору.

В том случае, когда основание плотины соединено со скальными породами при помощи цемента и щели практически отсутствуют, можно получить давление, равное всего лишь 10—40 процентам гидростатического напора.