Pato on rakenne, joka auttaa estämään veden nousun tai virtauksen johonkin tarkoitukseen. Ensimmäiset tämäntyyppiset rakennukset löydettiin Egyptistä, missä niitä käytettiin vesivarastojen luomiseen. Saksalaiset arkeologit löysivät tällaisen esineen kaksisataa kilometriä Kairosta. Se oli pato, jolla oli oma nimi "Sad el-Karaf", joka löytyy Herodotuksen asiakirjoista. Hänen iänsä suhteen asiantuntijat ovat eri mieltä. Jotkut uskovat, että se rakennettiin vuonna 3200 eKr., toiset - että vuosina 2950-2750. eKr.
Mistä oli vanhin pato?
Kuinka suuri oli vanhin pato? Tämä vaikuttava rakennus oli kaksinkertainen kivimuuri, jonka reunojen väliin heitettiin lisäksi kiven sirpaleita. Padon pituus oli harjaa pitkin yli 100 metriä ja korkeus 12 metriä. Samanlainen hanke mahdollisti jopa kahden miljoonan kuutiometrin veden keräämisen Wadi al-Gharaviin.
Kiinalaiset rakensivat suuressa mittakaavassa ja vuosisatojen ajan
Jotkut historioitsijat uskovat, että pronssikaudella patoja rakennettiin kaikkialle jommankumman kehityksen kohtiinpaikallinen sivilisaatio. Esimerkiksi Mesopotamiassa löydettiin kivirakennelma, joka on peräisin 700-luvulta eKr. Muinaisessa Syyriassa samanlaisia rakenteita rakennettiin puolitoista tuhatta vuotta ennen Kristuksen syntymää. (Nahr el-Assi). Laajamittaista patojen rakentamista havaittiin myös muinaisessa Kiinassa. Täällä tunnetuksi tuli mestari ja myöhemmin keisari Yu, jolle vuonna 2283 eKr nykyinen hallitsija uskoi v altakunnan kaiken vesirakentamisen hallinnan. Suuren Yun (kuten häntä edelleen kutsutaan) johdolla pystytettiin enemmän kuin yksi pato. Se oli laajamittainen rakennus vuosisatojen ja vuosituhansien ajan, mikä mahdollisti vuoteen 250 eKr mennessä esimerkiksi 50 000 neliökilometrin kastelun Sichuanin autiomaassa Minjiang-joen vesillä. Ja Kiinassa syntyi käytäntö rakentaa hydraulisia rakenteita käyttämällä sellaista elementtiä kuin kaari.
Da Vincin itse suunnittelema
Euroopassa, jossa kasteluongelma ei ollut niin akuutti kuin Aasiassa ja Afrikassa, padot ilmestyivät paljon myöhemmin - 1500-luvulla. Erityisesti kaarevat versiot mainitaan espanjalaisissa kronikoissa vuonna 1586, mutta insinöörit uskovat, että itse laitteet olisi voitu rakentaa vuosisatoja aikaisemmin. Tämä perustuu siihen, että tuon ajan nerot osallistuivat niiden suunnitteluun - Leonado da Vinci, Malatesta, Mechini, ja ottamalla huomioon myös kertyneen kokemuksen, joka tuli Eurooppaan kontaktien jälkeen arabimaailmaan. Esimerkiksi tiedetään, että jopa tällaista ensi silmäyksellä ei kovin vahvaa rakennetta, kuten savipatoa, käytettiin vuosisadan ajan,ennen romahtamista (pystyttiin Ranskaan vuonna 1196).
Patojen käyttö Venäjällä
Rikkaiden vesivarojensa Venäjälle ei ensisilmäyksellä myöskään vaadittu erityisesti patoja. Niitä on kuitenkin ollut täällä 1300-luvulta lähtien ja niitä on käytetty vesimyllyjärjestelmissä. Ensimmäinen maininta padot mainitaan Dmitri Donskoyn testamentissa, joka on päivätty vuodelle 1389. Pietari Suuri osoitti erityistä kiinnostusta tällaisia rakenteita kohtaan, joten 1700-luvulla Venäjän v altakunnassa oli jo yli 200 esinettä, joista erottui korkea savipato - Zmeinogorskaya. Tällaisten laitteiden kautta vesivaroja siirrettiin käytettäväksi tekstiili-, kaivos- ja muissa silloisissa yrityksissä.
Pato on hydraulinen rakenne, joka voidaan liittää yhteen tai toiseen esinetyyppiin luokituksen mukaan. Nykyään on olemassa säiliö-, vedenlasku- ja nostolaitteita. Säiliöpadot ovat yleensä erittäin korkeita ja niillä on kyky hallita veden vapautumista. Matalissa rakenteissa (esim. lampien rakentamiseen) ei yleensä ole valumaa. Toinen tärkeä luokitus on esineiden jako veden syvyyden mukaan sinetin edessä. Tässä erotetaan matalan, keskipaineisen ja korkean paineen padot (jopa 15, 50 ja yli 50 metriä).
Padot joille ja rotkoille
Jokeen padot voidaan rakentaa molempien poikki (vedenpinnan nostamiseksi, vesiputouksen järjestämiseksi, jonka voimaa voidaan jotenkin käyttää; matalan tekemiseenosa jokea, joka on aluskulkukelpoinen) ja pitkin (tulvilta suojaamiseksi). Joissakin tapauksissa purot, rotkot ja kolot tukkivat patojen sulaneen lumiveden pitämiseksi niissä, joita käytetään sitten kasteluun tai navigointikanavien ruokkimiseen.
HPP:n pääelementit
Hydraulisten rakenteiden rakenteeseen kuuluu yleensä pato, säiliö sen edessä tai jälkeen, vedennostolaitteisto, vesivoimalaitoskompleksi, kalojen kulkurinteet, vesiviemäri (jos järjestelmä on rumpu), rakenteet rannikon vahvistamiseksi ja järjestelmän puhdistamiseksi sedimentistä. Suuret esineet valmistetaan teräsbetonista, kun taas pienet voidaan rakentaa maasta, metallista, betonista, puusta tai jopa kankaasta. Tiedetään, että Komsomolsk-on-Amurin tulvan aikana suojapato koostui hätätilanneministeriön sotilaista, jotka pitivät kiinni kalvolevyjä, jotka estivät veden valumisen olemassa olevien suojarakenteiden yläpuolelle.
Kuinka padot kestävät kuorman?
Toinen patojen luokitus kuvastaa näiden esineiden kuormitusta. Painovoimarakennukset havaitsevat iskuja koko massallaan ja vastustavat padon pohjan ja sen perustan kiinnittymisen vuoksi. Tällaiset vaihtoehdot ovat yleensä erittäin massiivisia. Esimerkiksi Indus-joen vesivoimapadon (Tarbela Dam) korkeus on noin 143 metriä ja pituus yli 2,7 kilometriä, jolloin kokonaistilavuus on 130 miljoonaa kuutiometriä. metriä. Kaarevat esineet siirtävät painetta pankeille. Jos kaari on leveä ja paine korkea, kaareva-painovoimamalleja tai kaaria, joiden pohjassa on tukikannattimet. Tukivaihtoehdoissa on ohuempi patoseinä, mutta tukielementtien ansiosta vahvistettu pohja. Patoja rakennetaan nykyään bulkki- tai alluviaalimenetelmällä sekä suunnatulla räjähdysmenetelmällä.
Onnettomuuksien seuraukset
Patoonnettomuudet tuovat mukanaan merkittäviä aineellisia menetyksiä, sillä tältä patopysäkiltä tuhoutuvat paitsi ainutlaatuiset laitteet, myös sähköä ja vettä käyttävät yritykset. Joskus vesivirrat huuhtoutuvat pois kokonaisia asutuksia, satoalueita tulvii, sato menetetään. Mutta pahinta on, että kymmenet, sadat ja jopa tuhannet ihmiset voivat kuolla lähes välittömästi.
Joten maaliskuussa 1928 San Franciscon kanjonissa tapahtui St. Francis -padon tuhoutuminen, sitten noin kuusisataa ihmistä kuoli ja itse padosta löydettiin usean metrin osia noin etäisyydeltä. kilometrin päässä läpimurtopaik alta. Neuvostoliitossa suuren isänmaallisen sodan (1941) aikana tehtiin päätös horjuttaa Dneprogesin patoa tietoisesti fasististen joukkojen miehittämän Zaporozhyen yhteydessä. Massiivinen betonirakenne vaurioitui osittain 20 tonnin ammonaalilla. Kuinka monta ihmistä kuoli silloin, ei ole vielä tarkasti määritelty. Luvut ovat 20–100 tuhatta ihmistä, mukaan lukien joukot, pakolaiset ja väestö, joka saattoi olla Dneprin vasemmalla rannalla, joka otti suurimman osan vesielementistä.
Uhrien kokonaismäärä on noin 230 tuhatta ihmistä
Sodanjälkeiset patoonnettomuudetsuuret voimalaitokset aiheuttivat vielä suurempia uhreja. Elokuussa 1975, kun Banqiaon pato murtui, vain 26 000 ihmistä hukkui, ja epidemioiden ja nälänhädän leviäminen huomioon ottaen kuolleiden määrä oli 170-230 tuhatta ihmistä. Samaan aikaan noin kolmannes miljoonasta karjasta tuhoutui ja noin 6 miljoonaa rakennusta ja rakennelmaa tuhoutui. Kantonista Pekingiin johtava moottoritie oli suljettuna 18 päivää. Ja kaikki tämä tapahtui, koska suurimmalle sademäärälle suunnitellut padot eivät kestäneet taifuuni Ninan tuomaa vesimassojen hyökkäystä. 8. elokuuta 1975 pienin pato romahti, mikä johti veden vapautumiseen Bancaoon, jossa 62 patoa murtui lyhyessä ajassa. Tuloksena oleva a alto oli jopa 10 kilometriä leveä ja kolmesta seitsemään metriä korkea. Jotkut kiinalaiset kylät huuhtoutuivat kokonaan pois asukkaineen.
Padon murtumisen estämiseksi toteutetaan tänään useita toimenpiteitä, kuten padon suunnitteluparametrien noudattaminen, vaatimustenmukaisuuden tarkistaminen työn aikana, havainnot käytön aikana, visuaalisen ja geodeettisen tiedon kerääminen jne. Patojen os alta., on kaksi epäjohdonmukaisuutta projektin vaatimusten ja standardien kanssa: "K1" - esine on mahdollisesti vaarallisessa tilassa ja sen syiden poistamiseksi tarvitaan kiireellisiä toimenpiteitä, ja "K2" - onnettomuutta edeltävä tila, tuhoaminen on mahdollista, pelastus ja evakuointi työtä tarvitaan.
