WIELKIE ZAPORY WODNE
1 Podstawy teoretyczne
2 Przegląd zapór i zbiorników wodnych:
a) -zapory w Europie
b) -zapory w Azji
c) -zapory w Ameryce Północnej i Południowej
d) -zapory w Afryce
Zapora wodna, jest to budowla hydro-techniczna w postaci w postaci wału lub muru przegradzającego w poprzek koryto rzeki. Zapory wodne wznosi się w celu utworzenia zbiorników retencyjnych. Klasyfikuje się je według materiału, z którego zostały wybudowane ( betonowe, ziemne) oraz położenia względem zbiornika (czołowe i boczne). Główne parametry, które charakteryzują zaporę wodną to: długość, objętość i wysokość.
Retencja wodna, naturalne zjawisko okresowego zatrzymania wody opadowej, opóźniające jej odpływ z danego terenu. Rozróżnia się retencje wodną powierzchniową, czyli zatrzymanie wody w dolinach rzek, jeziorach, zbiornikach retencyjnych oraz z bagnach, a także w postaci śniegu, lodu, oraz retencje głębinową, czyli występującą w skałach podłoża, gdzie tworzą się zbiorniki wody podziemnej, które sprzyjają powstawaniu wód mineralnych, gdyż woda uwięziona w podłożu bardzo szybko rozpuszcza skały, które blokują jej odpływ - podlega mineralizacji.
Retencja wodna jest ważnym elementem w gospodarce wodnej. Współczesne działania człowieka, np.: nadmierne wycinanie lasów powodują zmniejszenie retencji wodnej, co powoduje niekorzystne skutki, jak wzrost zagrożenia powodziowego.
Zbiornik retencyjny, jest to sztuczne jezioro zaporowe, powstałe w skutek przegrodzenia doliny rzecznej zaporą lub podpiętrzenia jeziora.
Zbiorniki retencyjne nizinne charakteryzują się zazwyczaj znaczną powierzchnią i niewielką głębokością; górskie zaś mała powierzchnią ale dużą głębokością. Głównym zadaniem zbiornika retencyjnego jest regulacja i wyrównanie odpływu rzecznego i zgromadzenie jej w okresach nadmiaru, oraz wykorzystanie podczas jej niedoboru.
Ze względu na przeznaczenie , wyróżnia się zbiorniki retencyjne:
- przeciwpowodziowe,
- energetyczne,
- żeglugowe,
- wielozadaniowe.
Podstawowym parametrem zbiornika retencyjnego jest jego pojemność, przy czym wyróżnia się pojemność całkowitą i użytkową, czyli taką, którą można wykorzystać do celów gospodarczych.
Najwyższą zaporą wodną jest Zapora Roguńska na rzece Wachsz w Tadżykistanie. Ma ona 325 metrów wysokości. Najdłuższe zapory, czyli takie, których długość przekracza 10 kilometrów, to:
- Cymlańska
- Gorkowska
- Kaniowska
- Krzemieńczucka
- Hirakd
- I Calabozo.
Najwyższą zaporą w Polsce jest Solina - 82 metry.
Zbiornikiem retencyjnym o największej objętości jest Jezioro Brackie na Agarze w Rosji, o pojemności 169 kilometrów sześciennych. Zbiornik retencyjny o największej powierzchni jest Wolta na rzece Wolta w Ghanie o powierzchni 8500 kilometrów kwadratowych.
Zastawka,
1) urządzenie przeznaczone do regulowania poziomu wody w rowach i kanałach melioracyjnych, zbudowane głównie z drewna lub betonu i zaopatrzone w podnoszoną zasuwę.
2) element budowli wodnej (zapory, jazu) służący do regulowania ilości wody w rzekach, kanałach i stawach.
Stopień wodny, jest to;
- różnica poziomów wody w cieku wodnym wywołana spiętrzeniem wody wywołanym przez zaporę na rzece.
- Zespół budowli hydrotechnicznych na rzece umożliwiający realizację zadań energetycznych, komunalnych, rolniczych, transportowych i rekreacyjnych.
Przegląd zapór wodnych i zbiorników retencyjnych świata.
Europa:
Jezioro Rybnickie.
Jest to zbiornik zaporowy utworzony w 1972 roku na Rudzie ( byłe województwo katowickie), na pograniczu Kotliny Raciborskiej i Płaskowyżu Rybnickiego. Ma szerokie zastosowanie w zakresie ochrony przeciwpowodziowej oraz do produkcji energii elektrycznej.
Powierzchnia
Pojemność
Wysokość
Moc elektrowni
5,4 km2
24 mln m3
b. d.
100 MW
Sulejowski Zbiornik Wodny.
Zbiornik zaporowy na Pylicy w byłym województwie piotrkowskim. Wybudowany w 1973 roku. Jest wykorzystywany do zaopatrywania Łodzi w wodę pitną, ochrony przeciwpowodziowej oraz produkcji energii elektrycznej.
Powierz
Pojemność
Wysokość
Moc elektrowni
26 km2
109 mln m3
10m
3,5 MW
Należy zauważyć, że ten zbiornik ma dość znaczną długość, która wynosi 15 km.
Niedzica i Czorsztyn stanowią bardzo ważny kompleks hydrotechniczny, więc nie można pominąć ani Elektrowni wodnej w Niedzicy, ani zbiornika retencyjnego w Czorsztynie. Oba wymienione obiekty znajdują się w województwie małopolskim.
Niedzica
Rok budowy
1997
Rzeka
Dunajec
Miasto
Nowy Targ
Miasto wojewódzkie
Kraków
Typ zapory
Ziemna
Uszczelnienie
glina, ił
Podłoże
Skała
Wysokość
60 m
Długość zapory
404 m
Pojemność zbiornika
234 mln m3
Powierzchnia zbiornika
13,5 km2
Długość zbiornika
12 km
Przeznaczenie
zaopatrzenie w wodę, ochrona przeciwpowodziowa, hydroenergetyka, rekreacja.
Zlewnia
1147 km2
Upust
1550 m3/s
Typ upustu
z zamknięciami
Właściciel
ODGW Kraków
Projektant
Hydroprojekt Warszawa
Wykonawca
"Hydrotest" Kraków
Na terenie zapory i elektrowni znajduje się wiele obiektów, które warto obejrzeć, ze względu na ich walory historyczne i artystyczne. Warto zwiedzić ten kompleks hydrotechniczny. Wstępem do zwiedzania jest projekcja filmu, która odbywa się w sali kinowej pawilonu wystawowego na koronie zapory głównej.. Trzeba również zwiedzić wystawę archeologiczną czyli zbiór przedmiotów o wartości historycznej, znalezionych przy prowadzeniu robót ziemnych, związanych z zaporą wodną
Czorsztyn.
Z 1905 roku pochodzą pierwsze materiały dotyczące sztucznego zbiornika na Dunajcu w okolicach Czorsztyna. Uściślenie tych zamysłów stanowiły plany budowy zbiorników wodnych na dopływach Wisły w Rożnowie, Czorsztynie, Porąbce i Mucharzu. Plany te zostały zaopiniowane przez pierwszego prezydenta Rzeczpospolitej Polskiej - Gabriela Narutowicza. Katastrofalna powódź w 1934 roku doprowadziła do podjęcia natychmiastowej decyzji o budowie jako pierwszego zbiornika na Dunajcu w Rożnowie. Następny miał być zbiornik z zaporą usytuowaną w Nidzicy, dla którego dokumentacje przygotowano w latach 1938 - 1939.
Rejowicki Zbiornik Wodny
zbiornik zaporowy w północnej Polsce, w byłym województwie szczecińskim, na Redze, na Równinie Gryfickiej. Powierzchnia 140 ha, długość 15 km, pojemność całkowita
4,5 mln m3.
Utworzony przez budowę zapory ziemnej w 1926. Wykorzystywany do produkcji energii elektrycznej (elektrownia o mocy 1,7 MW) i wyrównania odpływów z Jeziora Lisowskiego.
Grande Dixence.
Jest to zespół urządzeń hydrotechnicznych, który obejmuje dwa zbiorniki retencyjne, cztery elektrownie szczytowo - pompowe, kilka stacji pomp. Aby dostarczyć odpowiedniej ilości wody potrzebnej do napędzania turbin elektrowni, cieki wodne z czterech wielkich dolin są zbierane w jeden wielki ciek, który kanałami jest doprowadzany do elektrowni znajdujących się na dwu poziomach.
Długość przewodów doprowadzających.
150 km
Objętość zbiorników retencyjnych
450 mln m3
Roczna dostawa energii.
1,6 mld kWh
Całkowity spadek
1984 m
Inguri.
Ta zapora ma 285 metrów wysokości, znajduje się na rzece Inguri. Ma ona 272 metry wysokości. Położona w Szwajcarii, zaopatruje część jej mieszkańców w wodę i zaopatruje w energię elektryczną. Została oddana do użytku w 1984 roku.
Ameryka Północna i Południowa:
Zapora Hoovera
W 1905 roku rzeka Kolorado gwałtownie zmieniła swój bieg tworząc w ten sposób Morze Salton o powierzchni 111 km2 i tym samym grożąc zatopieniem całej Imperial Valley w Kalifornii. Chcąc poprawić nawodnienie, zapanować nad rzeką, a jednocześnie uzyskać energię elektryczną postanowiono wybudować olbrzymią zaporę wodną wzdłuż granicy Arizony i Newady. Prace rozpoczęto w roku 1931. W owym czasie prezydentem Stanów Zjednoczonych był Herbert Hoover, więc postanowiono zaporze nadać jego imię.
Zapora zawiera 2,5 mln m3 betonu, a ilość stali użytej do budowy szkieletu wystarczyłaby na zbudowanie drugiego Empire State Building. Przy podstawie Ma grubość 201 metrów, a na samym szczycie 14 metrów. Pozwala to na swobodny przejazd samochodów osobowych i ciężarowych po dwupasmowej drodze, która wiedzie szczytem tamy.
Wysokość tamy to potężne 220 metrów, czyli tyle, co 70 piętrowy drapacz chmur.
Szerokość i inne parametry zapory przedstawione są w tabeli poniżej:
Wysokość
220m
Szerokość - podstawa
201m
Szerokość - szczyt
14m
Długość
375m
Masa tamy
14 mln ton
Długość powstałego jeziora
117km
Długość linii brzegowej powstałego jeziora
1323km
Moc elektrowni
2500 MW
Boruca.
Dość znacząca zapora usytuowana w Ameryce Środkowej, w Kostaryce.
Zbiornik ma 269 metrów wysokości i jest wykorzystywany do nawadniania , zaopatrywania w wodę i produkcji energii elektrycznej. Zapora została oddana do użytku w roku 1989.
Wybudowano ja na rzece Tarraba.
Chicoasen.
Jest to meksykańska zapora o dużym znaczeniu dla tego regionu; chroni przed powodziami, zaopatruje w wodę w okresie suszy. Zapora wznosi się na 261 metrów. Taka wysokość pozwoliła na zbudowanie elektrowni wodnej przy tamie o dość dużym spadku, która zaopatruje w energię elektryczną pobliskie miasta i zakłady pracy.
Została wybudowana w 1980 roku.
Guavio.
Na rzece Guavio w Kolumbii postanowiono wybudować zaporę wodną, mającą na celu zaopatrywanie w wodę oraz dostarczanie energii elektrycznej.
Zapora ma 250 metrów wysokości, a oddana do użytku została w 1989 roku.
Mica.
Mica jest również tamą, która znajduje się na terytorium Ameryki. Rzeka Kolumbia, która przepływa przez Kanadę, była rzeka bardzo niebezpieczną, ze względu na nie dający się przewidzieć poziom wód. Dlatego została na niej utworzona zapora o nazwie Mica. Zapora ma wysokość 242 metrów. Bezpośrednio przy zaporze znajduje się elektrownia wodna, która napędza swoje turbiny wodą wypływającą z tamy. Zapora została oddana do użytku w 1973 roku.
Oroville.
Jest to zbiornik wodny utworzony na rzece Feather. Jego budowa została zakończona w 1968 roku. Znajduje się na terytorium Stanów Zjednoczonych Ameryki Północnej. Zapora ma 235 metrów wysokości.
Azja:
Zapora Roguńska
Najwyższą zaporą na świecie jest Zapora Roguńska. Znajduje się ona w Tadżykistanie w Azji. Jej wysokość wynosi 325 m. Szerokość nie jest już tak imponująca, bo wynosi 660 m. Takie parametry pozwoliły na wybudowanie elektrowni wodnej, która ma olbrzymią moc, wynoszącą 3600 MW. Budowa zapory trwała 9 lat i zakończyła się w roku 1985.
Nam Gnum.
Największy zbiornik zaporowy Laosu.
Jego budowa została zakończona w 1974 roku. Ma powierzchnię 375 km2, całkowita pojemność wynosi 7 km3. Na zaporze powstała elektrownia wodna o mocy 120 MW, która zaopatruje w prąd okoliczne miasteczka. Ponadto zbiornik wykorzystuje się do nawadniania suchej okolicy.
Bhakra Nangal, Bhakra Dan
system budowli wodnych w Indiach, na rzece Satled, obejmuje dwie zapory wodne, sztuczny zbiornik o pojemności 9 mld m3 wody oraz elektrownie wodne o łącznej mocy 1200 MW. Wodami ze zbiornika nawadnia się 3 mln ha ziemi.
Sajańsko - Szuszeńska elektrownia wodna
jedna z największych elektrowni wodnych na świecie, zbudowana na Jeniseju, w azjatyckiej części Rosji, w 1980. Wysokość zapory 240 m. Moc 6400 MW.
Krasnojarski Zbiornik wodny.
Zbiornik zaporowy na rzece Jenisej w Rosji. Wybudowany w 1955r. Jego wody napędzają największą elektrownię wodna w Rosji.
Powierzchnia
Pojemność
Wysokość
Moc elektrowni
2150 km2
73,3 km3
b. d.
6090 MW
Nagardźun Sagar.
Największe jezioro zaporowe Indii. Zostało wybudowane w roku1968 na rzece Kriszna w Ghatach Zachodnich.
Powierzchnia
Pojemność
Wysokość
Moc elektrowni
728 km2
11,5 km3
125 m
400 MW
Jego znaczenie jest olbrzymie; wykorzystywany jest do produkcji energii elektrycznej oraz do nawadniania przyległych terenów.
Rogun.
Jest to zapora wybudowana na rzece Wachsz. Rzeka przepływa przez Tadżykistan, a sama zapora również jest położona na terytorium tego kraju.
Zapora ma 335 metrów wysokości i tym samym jest najwyższą tamą na świecie. Jej uroczyste oddanie do użytku odbyło się 1 1985 roku.
Nurek.
Podobnie jak Rogun, tak i ta zapora została wzniesiona na rzece Wachsz. Jest niższa od swojej "sąsiadki" o 35 metrów, więc ma 300 metrów wysokości. Została oddana do użytku na pięć lat przed zakończeniem budowy tamy Rogun, w 1980 roku.
Afryka:
Nasera Jezioro, Nasser Lake,
zbiornik zaporowy na Nilu, położony po obu stronach granicy egipsko-sudańskiej. Pojemność całkowita 164 km3, powierzchnia 5126 km2. Utworzony w 1960 przez spiętrzenie wód rzeki Wielką Tamą Asuańską. Dzięki Jezioru Nasera nawodniono 324 tys. ha nowych gruntów, ponadto zbiornik wykorzystywany jest do produkcji energii elektrycznej (elektrownia o mocy 2100 MW), żeglugi i rybołówstwa. Część zbiornika położona w Egipcie nosi imię Gamala Abdel Nasera, część zaś leżąca w Sudanie nazywana jest jeziorem Nubia. Większe miasta: Wadi Halfa, Semna
Asuański Hydrowęzeł
zbudowany na Nilu w latach 1960-1970, jeden z największych hydrowęzłów świata. Zlokalizowany w południowym Egipcie, na południe od Asuanu. W jego skład wchodzi: Wielka Tama Asuańska, długość ok. 4 km, wysokość 111 m, Jezioro Nasera- sztuczny zbiornik, długości 500 km (część leży na terenie Sudanu), pojemność 160 mld. m3 oraz elektrownia wodna (12 turbin o łącznej mocy 2100 MW). Hydrowęzeł Asuański pozwolił na zwiększenie powierzchni pól uprawnych o 800 tys. ha, wzrost produkcji rolnej, przyspieszenie uprzemysłowienia kraju.
Wysoka Tama Asuańska
Egipski prezydent, Edward Sadat, dokonał 15 stycznia 1971 roku uroczystego otwarcia nowej tamy na Nilu. Prace nad nią rozpoczęto 11 lat wcześniej, w czasach prezydenta Gamala Abdela Nasera. Tama ma 111 metrów wysokości i 3,6 km długości. Przy podstawie jej grubość wynosi 910 metrów a przy szczycie 40 metrów. Na szczycie tamy biegnie cztero pasmowa szosa. Jest w niej tyle gliny, piasku, cementu i kamieni, że wystarczyłoby na wybudowanie 17 Wielkich Piramid.
U zachodniego krańca tamy wznosi się łuk tryumfalny i pomnik złożony z czterech zaostrzonych, białych bloków skalnych, połączonych w stylizowany kwiatu lotosu.
Od wschodniej strony tamy woda napędza turbiny elektrowni wodnej.
Zapora utworzyła również największych sztucznych jezioro na świecie - Jezioro Nasera. Ma ono powierzchnie 5244 km2, a długość 510 km, sięga ono przez Nubię , aż do Sudanu.
Wysoka Tama Asuańska po raz pierwszy pozwoliła całkowicie zapanować nad Nilem i po niezliczonych stuleciach klęsk corocznie regulować jego kapryśne wylewy, od których zależało życie i dobrobyt Egiptu. Tamę zaprojektowano w Niemczech, ale przy jej budowie pomagał były Związek Radziecki.
Budowa tego kolosa pochłonęła życie 451 osób które pracowały przy jej wznoszeniu, jak również zatopiła domostwa 60 tysięcy mieszkańców, których trzeba było przemieścić i znaleźć miejsce zamieszkania.