Дамба

Для других видов использования см. Levee (устранение неоднозначности) .

Компоненты искусственной дамбы:

1. Проектирование высокого уровня воды (HWL)
2. Низкий водный канал
3. Канал наводнения
4. Риверсайд склон
5. Риверсайд Банкетт
6. Дамба корона
7. Приземленный склон
8. Страница Страница Банкит
9. Берма
10. Низкая вода обновления
11. Прибрежная земля
12. Дамба
13. Защищенная низменность
14. Речная зона

Сторона дамбы в Сакраменто , штат Калифорния

Alevee ( / ˈ l , который v i / или ˈ l является V Ei / // Дайк ( американский английский ), Дайк ( британский английский ; см. орфографии ), набережная , наводнения или остановка банка - это структура, используемая для удержания рек и Различия изменения . защиты от наводнения района, примыкающего к реке или побережью Обычно он землян и часто идет параллельно ходу реки в его пойме или вдоль низменных береговых линий.

Дамбы могут быть природными конструкциями гребня, которые образуются рядом с берегом реки или являются искусственно сконструированным заполнением или стена что регулирует уровень воды. Тем не менее, дамбы могут быть плохими для окружающей среды. Паводковые стены - более ограниченная альтернатива.

Древние цивилизации в долине Инда , Древнем Египте, Месопотамии и Китае - все построены дамбы. Сегодня дамбы можно найти во всем мире, и сбои дамб из -за эрозии или других причин могут быть серьезными бедствиями, такие как катастрофические сбои дамбы 2005 года в Большом Новом Орлеане , которые произошли в результате урагана Катрина .

Этимология

Спикеры американского английского используют слово «Leaee » от французского слова Levée (от женского прошлого причастия французского рычага глагола «поднять»). Он возник в Новом Орлеане через несколько лет после основания города в 1718 году, а затем был принят носителями английского языка. Название происходит от черты хребтов дамбы, которые поднимаются выше, чем канал и окружающие поймы.

Современная словесная дамба или дайка , скорее всего, вытекает из голландского слова Dijk , причем строительство дамб хорошо подтверждается еще в 11 веке. 126-километровый (78 миль) Вестфрис Омрингдийк , завершенный к 1250 году, была сформирована путем соединения существующих старых дамб. Римский хрониклер Тацит упоминает, что мятежные батави пронзили дайки, чтобы затопить свою землю и защитить их отступление (70 г. н.э. ). Слово Dijk изначально указало как траншею , так и банк . Он внимательно соответствует английскому глаголу, чтобы копать .

В англосаксонском языке слово DIC уже существовало и было объявлено как член в северной Англии и как канава на юге. Подобно голландцам, английское происхождение слова лежит в копании траншеи и формировании ванной почвы в берег рядом с ним. Эта практика означала, что название может быть дано либо раскопки, либо в банк. Таким образом, дайка Оффа - это комбинированная структура, а автомобильная дамба - это траншея - хотя когда -то она когда -то подняла банки. В английской Мидлендс и Восточной Англии , а также в Соединенных Штатах-это то, что . находится на юге Англии, маркер или дренажный маркер, ограниченный недвижимостью Там, где он несет ручей, его можно назвать бегущей дамкой, как в Rippingale Runge Dike , которая приводит воду из канализации , автомобильной дамбы, к южному сорок футам в Линкольншире (TF1427). Дайк -дамба - это заподтная дамба в Борне Северной Фен , около двадцати и рядом с рекой Глен , Линкольншир . В Norfolk и Suffolk Broads Dyke может быть дренажной канавой или узким искусственным каналом от реки или широкого доступа или причала, некоторые более длинные дамбы называют, например, Dyke Candle.

В некоторых частях Британии , особенно в Шотландии и северной Англии , дайка может быть полевой стены, обычно сделанной из сухого камня .

Использование

Укрепленная набережная

Основная цель искусственных дамб состоит в том, чтобы предотвратить наводнение прилегающей сельской местности и замедлить естественные изменения в водном пути, чтобы обеспечить надежные дорожки для судоходства для морской торговли с течением времени; Они также ограничивают поток реки, что приводит к более высокому и более быстрому потоку воды. Дамбы можно найти в основном вдоль моря, где дюны недостаточно сильны, вдоль рек для защиты от высоких наводнений, вдоль озер или вдоль Полдеров . Кроме того, дамбы были построены с целью побуждения или в качестве границы для области затопления. Последнее может быть контролируемым затоплением военных или мерой для предотвращения затопления большей площади, окруженной дамбами. Дамбы также были построены в виде полевых границ и военной защиты . Подробнее об этом типе дамбы можно найти в статье о стенах сухого камня .

Дамбы могут быть постоянными земляными работами или аварийными конструкциями (часто мешками с песком ), которые поспешно построены в чрезвычайной ситуации.

Некоторые из самых ранних дамб были построены цивилизацией долины Инда (в Пакистане и Северной Индии от C. 2600 г. до н.э. ), от которой зависела аграрная жизнь народов Хараппана. Дамбы были также построены более 3000 лет назад в Древнем Египте была построена система дамб , где вдоль левого берега реки Нил , простирающихся от современного Асвана до дельты Нила на берегу Средиземноморье . Месопотамские также цивилизации и древний Китай построили большие дамбы. Поскольку дамба настолько же сильна, как и его самая слабая точка, высота и стандарты конструкции должны быть последовательны по ее длине. Некоторые власти утверждают, что это требует сильного руководящего органа для руководства работой и, возможно, стало катализатором для развития систем управления в ранних цивилизациях. Тем не менее, другие указывают на доказательства крупномасштабных земляных работ, таких как каналы и/или дамбы, датирующие до короля Скорпиона в предсказании Египта , в течение которых управление было гораздо менее централизованным.

Еще один пример исторической дамбы, которая защищала растущее городское государство Мексико-Тенохтитлана и соседнего города Тлателко, был построен в начале 1400-х годов под наблюдением Тлахтоани Алтепетл Теккоко, Незахуалкотл. Его функция заключалась в том, чтобы отделить солоноватые воды озера Texcoco (идеально подходит для сельскохозяйственной техники Chināmitls ) от свежей питьевой воды, поставляемой в поселениях. Однако после того, как европейцы уничтожили Теночтитлан, дамба была также уничтожена, и наводнение стало серьезной проблемой, в результате чего большая часть озера было истощено в 17 -м веке.

Дамбы обычно строятся путем накапливания земли на очищенной, ровной поверхности. Широкие в основании, они сужаются до уровня, где могут быть размещены временные насыпи или мешки с песком. Поскольку интенсивность сброса наводнения увеличивается в дамбах на обоих берегах реки , и поскольку отложения ила повышают уровень речных русле , планирование и вспомогательные меры являются жизненно важными. Секции часто возвращаются от реки, чтобы сформировать более широкий канал, а бассейны долины наводнения делятся на множественные дамбы, чтобы предотвратить затопление одного нарушения. Дамба, сделанная из камней, уложенных в горизонтальных рядах с слоем тонкого газона между каждым из них, известен как спеткель .

Искусственные дамбы требуют существенной инженерии. Их поверхность должна быть защищена от эрозии, поэтому они посажены растительностью, такой как бермудская трава , чтобы связывать землю вместе. На суше высоких дамб низкая терраса земли, известная как банкет , обычно добавляется в качестве еще одной антиэрозионной меры. На стороне реки эрозия от сильных волн или течений представляет еще большую угрозу целостности дамбы. Эффекты эрозии противостоят посадке подходящей растительности или установкой камней, валунов, взвешенного матирования или бетонных обли . Отдельные канавы или дренажная плитка построены, чтобы убедиться, что фундамент не станет разрушенным.

Профилактика реки

Сломан дамб на реке Сакраменто

Дамба удерживает высокую воду на реке Миссисипи от наводнения Гретна , штат Луизиана , в марте 2005 года.

Выдающиеся системы дамбы были построены вдоль реки Миссисипи и реки Сакраменто в Соединенных Штатах , а PO , Rhine , Meuse River , Rhône , Loire , Vistula , Дельта, образованной Рейном, Маасом/Мейсе и Шельдтом в Нидерландах и Дунай в Европе . Китая В период воюющих штатов ирригационная система ирригации Дюцзянгьяна была построена как проект по сохранению воды и контроль за наводнениями. Инфраструктура системы расположена на реке Мин , которая является самым длинным притоком реки Янцзы , в Сычуане , Китай .

Система дамбы Миссисипи представляет собой одну из крупнейших таких систем, найденных в любой точке мира. Он включает в себя более 5600 км (3500 миль) дамб, простирающихся около 1000 км (620 миль) вдоль Миссисипи, простирающейся от мыса Жирардо , штат Миссури , до дельты Миссисипи . Их начали французскими поселенцами в Луизиане в 18 веке, чтобы защитить город Новый Орлеан . Первые дамбы Луизианы были высотой около 90 см (3 фута) и покрывали расстояние около 80 км (50 миль) вдоль реки. Инженерный корпус армии США, совместно с Комиссией по реке Миссисипи, расширил систему дамбы, начиная с 1882 года, чтобы покрыть берега реки от Каира, штат Иллинойс, до устья дельты Миссисипи в Луизиане. К середине 1980-х годов они достигли своей нынешней степени и составляли в среднем 7,3 м (24 фута) высоты; Некоторые дамбы Миссисипи достигают 15 м (50 футов). Дамбы Миссисипи также включают одни из самых длинных непрерывных индивидуальных дамб в мире. Одна такая дамба простирается на юг от Пайн -Блаффа , штат Арканзас , на расстоянии около 610 км (380 миль). Охват и масштабы дамб Миссисипи часто сравнивали с Великой Китайской стеной .

Инженерный корпус армии Соединенных Штатов (USACE) рекомендует и поддерживает технологию сотового удержания (Geocells) в качестве лучшей практики управления. Особое внимание уделяется вопросу эрозии поверхности, задержке профилактики и защиты гребня дамб и склона нижнего течения. Подкрепление геоселлами обеспечивает растягивающуюся силу в почве, чтобы лучше противостоять нестабильности.

Искусственные дамбы могут привести к возвышению естественного русла реки с течением времени; происходит ли это или нет и от того, как быстро, зависит от разных факторов, одним из них является количество и тип груза реки . Аллювиальные реки с интенсивными накоплениями отложений имеют тенденцию к такому поведению. Примеры рек, где искусственные дамбы привели к возвышению русла реки, даже до точки, где для желтой реки в Китае и Миссисипи в Соединенных Штатах обнаружено, что русло реки выше, чем прилегающая поверхность земли за дамбами.

Профилактика прибрежного наводнения

Дамбы очень распространены на болотах, граничащих с заливом Фанди в Нью -Брансуике и Новой Шотландии , Канада . Акадцам , которые урегулировали этот район, могут быть приписаны первоначальному строительству многих дамб в этом районе, созданных с целью выращивания плодородных приливных болотов. Эти дамбы называются Дайками. Они построены с шарнирными воротами, которые открываются во время падения, чтобы истощать пресной вода из сельскохозяйственных болота, и закрывается во время прилива, чтобы предотвратить въезд морской воды за дайкой. Эти ворота Sluice называются « Aboiteaux ». На нижнем материке вокруг города Ванкувер , Британская Колумбия , есть дамбы (известные на местном уровне как дамбы, а также называются «морская стена»), чтобы защитить низменную землю в дельте реки Фрейзер , особенно в городе Ричмонд на острове Лулу . Существуют также дадюшки для защиты других мест, которые затоплены в прошлом, такие как Питт Полдер, земля, прилегающая к реке Питт и другие притоки.

Дамбы профилактики прибрежных наводнений также распространены вдоль внутренней береговой линии за морем Ваддена , область, опустошенной многими историческими наводнениями. Таким образом, народы и правительства построили все более крупные и сложные системы защиты от наводнения, чтобы остановить море даже во время штормовых наводнений. Самым большим из них являются огромные дамбы в Нидерландах , которые вышли за рамки просто защиты от наводнений, поскольку они агрессивно забрали землю, которая находится ниже среднего уровня моря.

Spury Dykes или Groynes

См. Также: Причал и Волны (Структура)

Эти обычно искусственные гидравлические структуры расположены для защиты от эрозии. Они обычно помещаются в аллювиальные реки перпендикулярно или под углом к ​​берегу канала или в обзоре , и широко используются вдоль береговых линий. Существует два общих типа Dyke Spur, проницаемые и непроницаемые, в зависимости от материалов, используемых для их построения.

Естественные примеры

Природные дамбы обычно образуются вокруг низменных рек и ручьев без вмешательства человека. Они представляют собой удлиненные хребты грязи и/или ила, которые образуются на поймах реки, непосредственно прилегающих к решенным берегам. Как и искусственные дамбы, они действуют, чтобы снизить вероятность затопления поймы.

Осаждение дамбы является естественным следствием затопления извилистых рек, которые несут высокую долю подвешенного осадка в виде мелких песков, илтов и грязи. Поскольку пропускная способность реки частично зависит от его глубины, отложения в воде, который находится над затопленными берегами канала, больше не способен сохранять такое же количество мелких отложений в подвеске, что и основной талвег . Таким образом, очень тонкие отложения быстро оседают на частях поймы, ближайших к каналу. Через значительное количество наводнений это в конечном итоге приведет к созданию хребтов на этих позициях и снижению вероятности дальнейших наводнений и эпизодов здания дамбы.

Если в основном канале продолжается агрессивное расстройство, это еще больше будет задержать дамбу, а дамбы могут продолжать накапливаться. В некоторых случаях это может привести к тому, что кровать канала в конечном итоге поднимется над окружающими поймами, написанными только дамбами вокруг него; Примером является желтая река в Китае недалеко от моря, где океанские корабли, по -видимому, плывут высоко над равниной на возвышенной реке.

Дамбы распространены в любой реке с высокой взвешенной фракцией осадков и, таким образом, тесно связаны с извилистыми каналами, которые также с большей вероятностью возникают, когда река несет большие доли взвешенного отложения. По аналогичным причинам они также распространены в приливных ручьях, где приливы приносят большое количество прибрежных ил и грязи. Высокие весенние приливы вызовут наводнения и приведут к созданию дамбы.

Неудачи и нарушения

Основная статья: нарушение дамбы

Как натуральные, так и искусственные дамбы могут потерпеть неудачу несколькими способами. Факторы, которые вызывают неудачу дамбы, включают задержку, эрозию, структурные сбои и насыщение дамбы. Наиболее частым (и опасным) является нарушение дамбы . Здесь часть дамбы фактически ломается или разрушается, оставляя большое отверстие для воды, чтобы затопить землю, иначе защищенную дамбы. Нарушение может быть внезапным или постепенным сбоем, вызванным либо поверхностной эрозией, либо путем слабости слабости в дамбе. Нарушение может оставить вентиляционное месторождение отложений, излучающимся от нарушения, описанного как расщепление . В естественных дамбах, когда произойдет нарушение, разрыв в дамбе останется до тех пор, пока он снова не будет заполнен процессами строительства дамбы. Это увеличивает шансы на будущие нарушения, возникающие в том же месте. Нарушения могут быть местоположением меандерных отсечений, если направление потока реки постоянно перемещается через разрыв.

Иногда, как говорят, дамбы терпят неудачу, когда вода перекидывает гребень дамбы. Это приведет к наводнениям на поймах, но, поскольку это не повреждает дамбу, у него меньше последствий для будущего наводнения.

Среди различных механизмов отказа, которые вызывают нарушения дамбы, эрозия почвы является одним из наиболее важных факторов. Прогнозирование эрозии почвы и генерации размывания, когда происходит задержка, важно для разработки стабильной дамбы и затопления . Было проведено многочисленные исследования, чтобы исследовать эродируемость почв. Briaud et al. (2008) Использованный тест на функциональный аппарат эрозии (EFA) для измерения эродируемости почв и впоследствии с помощью программного обеспечения CHEN 3D на дамбу выполняли численное моделирование, чтобы выяснить векторы скорости в запертой воде, а сгенерированная промыва дамба. Анализируя результаты теста EFA, была разработана эрозионная диаграмма для классификации эродирования почв. Хьюз и Надаль в 2009 году изучал эффект комбинации переполнения волн и переполнения штормовых наголов на эрозию и генерацию размывания на дамбах. Исследование включало гидравлические параметры и характеристики потока, такие как толщина потока, волновые интервалы, уровень всплеска над коронкой дамбы при анализе развития размывания. Согласно лабораторным испытаниям, эмпирические корреляции, связанные со средними перерывами, были получены для анализа сопротивления дамбы против эрозии. Эти уравнения могут соответствовать ситуации, аналогичной экспериментальным тестам, в то время как они могут дать разумную оценку, если применить к другим условиям.

Osouli et al. (2014) и Karimpour et al. (2015) провели физическое моделирование лабораторных шкалов дамб, чтобы оценить характеристику оценки различных дамб из -за затопления.

Другим подходом, применяемым для предотвращения сбоев дамбы, является томография с удельным сопротивлением электрического сопротивления (ERT). Этот неразрушающий геофизический метод может обнаружить заранее зоны критического насыщения в насыпках. Таким образом, ERT может использоваться при мониторинге явлений просачивания в структурах Земли и выступать в качестве системы раннего предупреждения, например, в критических частях дамб или насыпей.

Негативные последствия

Крупные структуры, предназначенные для изменения естественных процессов, неизбежно имеют некоторые недостатки или негативные воздействия.

Экологическое воздействие

Дамбы прерывают экосистемы поймы, которые развивались в условиях сезонного наводнения. Во многих случаях воздействие в два раза, так как уменьшение повторения наводнения также способствует изменению землепользования от лесных пойм в фермы.

Увеличение высоты

В естественном водоразделе паводковые воды распространились по пейзажу и медленно возвращаются к реке. Вниз по течению, доставка воды из области наводнения распространяется вовремя. Если дамбы держат паводковые воды внутри узкого канала, вода доставляется вниз по течению в течение более короткого периода времени. Тот же объем воды в течение более короткого временного интервала означает более высокую стадию реки (высота). По мере того, как все больше дамбы строятся вверх по течению, интервал рецидивов для высоких водных событий в реке увеличивается, часто требуя увеличения высоты дамбы.

Нарушения дамбы производят высокоэнергетические наводнения

Во время естественного наводнения вода, проливаясь над берегами, медленно поднимается. Когда дамба терпит неудачу, стена с водой, удерживаемая дамбой, внезапно выливается над ландшафтом, очень похожа на разрыв плотины. Потраченные на пострадавшие районы, далеко от нарушения, могут испытывать наводнения, аналогичные природному событию, в то время как ущерб вблизи нарушения может быть катастрофическим, включая вычисление глубоких дыр и каналов в соседнем ландшафте.

Длительное наводнение после неудачи дамбы

В естественных условиях паводковые воды быстро возвращаются на речный канал, когда падают уровни воды. Во время нарушения дамбы вода выливается в пойму и движется вниз по уклону, где она заблокирована от возвращения к реке. Наводнение продлевается в таких районах, ожидая, когда паводковые воды медленно проникли и испарятся.

Оседание и вторжение морской воды

Естественное наводнение добавляет слой осадка к пойме. Дополнительный вес таких слоев на протяжении многих веков делает корку глубже в мантию , так же, как плавучий блок древесины, проталкивается глубже в воду, если на вершине добавлена ​​другая плата. Импульс движения вниз не сразу останавливается, когда новые слои отложений перестают быть добавлены, что приводит к оседанию (погружение поверхности земли). В прибрежных районах это приводит к тому, что земля погружается ниже уровня моря, океан, мигрирующее вглубь страны, и соленой воды вторгается в пресноводные водоносные горизонты.

Потеря прибрежных отложений

Там, где большая река выливается в океан, скорость воды внезапно замедляется, а способность транспортировать песок и ил уменьшается. Отложения начинают успокаиваться, в конечном итоге формируя дельту и простирающиеся до береговой линии моря. Во время последующих затоплений вода, вытекающая из канала, найдет более короткий маршрут к океану и начнет строить новую дельту. Волновое действие и океанские токи перераспределяют некоторые отложения, чтобы построить пляжи вдоль побережья. Когда дамбы строятся вплоть до океана, отрывы от событий наводнения отрезаны, река никогда не мигрирует, а повышенная скорость реки доставляет отложения в глубокую воду, где волновое действие и океанские течения не могут перераспределять. Вместо естественной дельты в форме клина « дельта птиц-футов » простирается далеко в океан. Результаты для окружающей земли включают истощение пляжа, оседание, вторжение соленой воды и потерю земли.

Смотрите также

• Расчет моста - эрозия осадка вблизи фондов моста водой
• Бундинг - упорная стена вокруг источника загрязнения
• Вырезать - структурная особенность
• Плотина - барьер, который останавливает или ограничивает поток поверхности или подземных потоков
• Структура Земли - здание или другая структура, изготовленная в основном из почвы
• Набережная (земляные работы) - стена или берег для перевозки дороги или железнодорожного пособия на низком уровне или кромке воды
• Контроль наводнения - методы снижения вредных эффектов паводковых вод
• Контроль наводнения в Нидерландах - искусственный контроль над наводнениями в Нидерландах
• Лавовый канал
• Nullah - крутая, узкая долина
• Seawall - форма прибрежной обороны
• Sleeper Dike -дамба, которая поддерживает передовую дамбу
• Оседание - вниз вертикальное движение поверхности Земли
• Траншея - выкопанный канал на земле

Внешние ссылки

• «Хорошо, трюк с копателями», июнь 1951 г., популярная научная статья о том, как инженеры по борьбе с наводнениями использовали старый метод для защиты дамб на паводках вдоль рек от просачивания, подрывающего дамбу
• «Проектирование и строительство дамб» Руководство инженера армии США EM-1110-2-1913
• Международный справочник дамб