Sprawdź tamę - Check dam

Betonowe zapory kontrolne w Austrii
Stalowa zapora kontrolna
Częstym zastosowaniem zapór kontrolnych jest bioswales , które są sztucznymi kanałami odwadniającymi, które mają na celu usuwanie mułu i zanieczyszczeń z odpływu.

Dam check to mały, czasami tymczasowy, tama zbudowana w poprzek Swale , rowu melioracyjnego , lub drogą wodną w celu przeciwdziałania erozji poprzez zmniejszenie prędkości przepływu wody. Same zapory kontrolne nie są rodzajem nowej technologii; są raczej starożytną techniką pochodzącą z II wieku naszej ery Zapory kontrolne są zazwyczaj, choć nie zawsze, realizowane w systemie kilku zapór rozmieszczonych w regularnych odstępach na obszarze zainteresowania.

Zapora kontrolna na rzece Kudumbur w Kerali w Indiach

Funkcjonować

Zapora kontrolna umieszczona w rowie , murze lub kanale przerywa przepływ wody i spłaszcza nachylenie kanału, zmniejszając w ten sposób prędkość. Z kolei ta przeszkoda powoduje infiltrację i zmniejsza erozję . Mogą być używane nie tylko do zmniejszania prędkości przepływu, ale także do rozprowadzania przepływów przez wale, aby uniknąć preferencyjnych ścieżek i kierować przepływy w kierunku roślinności. Chociaż za tamą może wystąpić pewna sedymentacja , zapory kontrolne nie działają przede wszystkim jako urządzenia do wychwytywania osadów.

Na przykład na rzece Graliwdo w Etiopii wzrost chropowatości hydraulicznej przez zapory zwrotne i straty przesyłu wody w osadzonych osadach są odpowiedzialne za opóźnienie spływu do dolnej części koryt rzecznych. Redukcja odpływu szczytowego była większa w odcinku rzeki z zaporami zwrotnymi i roślinnością (minus 12%) niż w odcinku bez oczyszczenia (minus 5,5%). Redukcja całkowitej objętości odpływu była również większa w rzece z tamami zwrotnymi niż w rzece nieoczyszczonej. Wprowadzenie zapór kontrolnych w połączeniu z roślinnością zmniejszyło przepływ szczytowy i całkowitą objętość odpływu, ponieważ duża część odpływu infiltrowała w osadach osadzonych za zaporami kontrolnymi. Ponieważ na dużych obszarach północnej Etiopii wprowadzane są zapory zwrotne w wąwozach, przyczynia się to do zasilania wód gruntowych i zwiększenia przepływu w dnie rzeki.

Aplikacje

Mechanizm kontroli stopnia

Zapory kontrolne tradycyjnie wdrażano w dwóch środowiskach: w poprzek dna kanałów i na pagórkowatych zboczach. Zapory kontrolne służą przede wszystkim do kontrolowania prędkości wody, ochrony gleby i ulepszania terenu. Stosuje się je, gdy inne praktyki kontroli przepływu, takie jak wyściełanie kanału lub tworzenie bioswales , są niepraktyczne. W związku z tym są powszechnie stosowane w degradujących kanałach tymczasowych, w których trwała stabilizacja jest niepraktyczna i niewykonalna pod względem alokacji zasobów i finansowania ze względu na krótki okres życia. Są one również stosowane, gdy opóźnienia w budowie i warunki pogodowe uniemożliwiają terminową instalację innych praktyk kontroli erozji. Jest to zwykle widoczne podczas procesu budowy stałych zapór na dużą skalę lub kontroli erozji. W związku z tym zapory kontrolne służą jako tymczasowe mechanizmy kontroli nachylenia wzdłuż dróg wodnych do czasu uzyskania zdecydowanej stabilizacji lub wzdłuż stałych wałów, które wymagają ochrony przed montażem nieerodującej wykładziny.

Mechanizm kontroli jakości wody

Wiele zapór kontrolnych ma tendencję do tworzenia pul strumieniowych . W warunkach niskiego przepływu woda przenika do gruntu, wyparowuje lub przesącza się przez lub pod tamą. W warunkach wysokiego przepływu – powodzi – woda przepływa nad lub przez konstrukcję. Gruboziarnisty i średnioziarnisty osad z spływu ma tendencję do osadzania się za tamami kontrolnymi, podczas gdy drobniejsze ziarna przepływają. Pływające śmieci są również wyłapywane przez zapory kontrolne, zwiększając ich skuteczność jako środków kontroli jakości wody.

Regiony suche

Głazowa zapora z bali w Maygwa , Etiopia

Na suchych obszarach często budowane są zapory kontrolne, aby zwiększyć zasilanie wód gruntowych w procesie zwanym zarządzanym zasilaniem warstwy wodonośnej. Dzięki temu spływy zimowe mogą być magazynowane w warstwach wodonośnych, z których w porze suchej można czerpać wodę do nawadniania, pojenia zwierząt gospodarskich i wody pitnej. Jest to szczególnie przydatne w przypadku małych osiedli położonych z dala od dużego ośrodka miejskiego, ponieważ zapory kontrolne wymagają mniejszego polegania na maszynach, finansowaniu lub zaawansowanej wiedzy w porównaniu z wdrażaniem tam na dużą skalę.

Tamy kontrolne mogą być używane w połączeniu z limanami do zatrzymywania i zbierania wód powierzchniowych .

Regiony górskie

Jako strategia stabilizacji potoków górskich, budowa zapór kontrolnych ma w wielu regionach górskich długą tradycję, sięgającą XIX wieku w Europie. Strome zbocza utrudniają dostęp ciężkim maszynom budowlanym do górskich strumieni, więc sprawdź tamy, które zostały zbudowane w miejsce większych zapór. Ponieważ typowe duże nachylenie powoduje dużą prędkość przepływu, zwykle konieczny jest układ tarasowy składający się z wielu blisko rozmieszczonych zapór kontrolnych, aby zmniejszyć prędkość, a tym samym przeciwdziałać erozji. Takie zapory kontrolne konsolidacyjne, wbudowane w tarasy, mają na celu zapobieganie wcinaniu się w koryta kanałów zarówno w kierunku od czoła, jak i w dół, jednocześnie stabilizując sąsiednie zbocza wzgórz. Są one ponadto wykorzystywane do łagodzenia zagrożeń związanych z powodzią i spływem gruzu.

Rozważania projektowe

Strona

Przed zainstalowaniem zapory kontrolnej inżynierowie sprawdzają witrynę. Standardowe praktyki wymagają, aby obszar odwadniania wynosił dziesięć akrów lub mniej. Droga wodna powinna leżeć na nachyleniu nie większym niż 50% i powinna mieć minimalną głębokość do podłoża skalnego wynoszącą 2 stopy. Tamy kontrolne są często używane w naturalnych lub zbudowanych kanałach lub skarpach. Nigdy nie powinny być umieszczane w transmisjach na żywo, chyba że zostały zatwierdzone przez odpowiednie władze lokalne, stanowe i/lub federalne.

Materiały

Tama z bali w wąwozie, ok. 1935, Missouri, USA
Tama z bali w rzece Adawro , Etiopia

Zapory w kratkę wykonane są z różnych materiałów. Ponieważ są one zwykle używane jako konstrukcje tymczasowe, często są wykonane z tanich i dostępnych materiałów, takich jak skały, żwir, kłody, bele siana i worki z piaskiem. Spośród nich zapory z bali i zapory skalne są zwykle stałe lub półstałe, a zapory z workami z piaskiem są budowane głównie w celach tymczasowych. Istnieją również zapory sprawdzające, które są budowane z płyt skalnych lub drewnianych. Te zapory są zwykle wdrażane tylko w małych, otwartych kanałach, które odwadniają 10 akrów (0,04 km 2 ) lub mniej; i zwykle nie przekraczają 2 stóp (0,61 m) wysokości. Drut pleciony może być użyty do budowy tamy kontrolnej w celu utrzymywania drobnego materiału w żlebie. Jest zwykle używany w środowiskach, w których wąwóz ma umiarkowane nachylenie (mniej niż 10%), mały obszar odwadniający oraz w regionach, w których prądy powodziowe zazwyczaj nie niosą dużych skał lub głazów. W prawie wszystkich przypadkach koce do kontroli erozji, które są biodegradowalnymi kocami o otwartym splocie, są używane w połączeniu z tamami kontrolnymi. Koce te wspomagają wzrost roślinności na zboczach, liniach brzegowych i dnach rowów.

Budowa zapory z bali w Adawro

Rozmiar

Sprawdź tamy są zwykle mniej niż 2 do 3 stóp (0,61 do 0,91 m) wysokości. a środek zapory powinien znajdować się co najmniej 6 cali (0,15 m) poniżej jej krawędzi. Kryterium to wywołuje efekt jazu, powodując wzrost poziomu powierzchni wody w górę rzeki dla niektórych, jeśli nie wszystkich warunków przepływu.

Rozstaw

Aby skutecznie spowolnić prędkość wody, zmniejszyć erozję i chronić kanał między zaporami w większym systemie, należy odpowiednio zaprojektować odstępy. Tamy kontrolne powinny być rozmieszczone w taki sposób, aby czubek zapory kontrolnej w górnym biegu był równy wysokości grzbietu tamy kontrolnej w dolnym biegu. Pozwala to wodzie stawać się między tamami i znacznie spowalnia prędkość przepływu.

Zalety

Zapory kontrolne są bardzo skuteczną metodą zmniejszania prędkości przepływu w kanałach i drogach wodnych. W przeciwieństwie do dużych tam, zapory kontrolne są wdrażane szybciej, są opłacalne i mają mniejszy zakres. Z tego powodu ich wdrożenie zazwyczaj nie powoduje przemieszczania się ludzi i społeczności ani nie niszczy zasobów naturalnych, jeśli jest prawidłowo zaprojektowane. Co więcej, tamy są proste w budowie i nie opierają się na zaawansowanych technologiach, co pozwala na ich wykorzystanie w społecznościach wiejskich o mniejszych zasobach lub dostępie do wiedzy technicznej, jak to ma miejsce już od jakiegoś czasu na suchych terenach Indii.

Ograniczenia

Sprawdź tamy nadal wymagają konserwacji i praktyk usuwania osadów. Trudniejsze do wykonania na stromych zboczach, ponieważ prędkość jest większa, a odległość między zaporami musi zostać skrócona. Zapory kontrolne, w zależności od użytego materiału, mogą mieć ograniczoną żywotność, ale jeśli są prawidłowo zaimplementowane, można je uznać za trwałe.

Utrzymanie

Zapory kontrolne wymagają regularnej konserwacji, ponieważ zazwyczaj tymczasowe konstrukcje nie są zaprojektowane do długotrwałego użytkowania. Zapory należy sprawdzać co tydzień i po obfitych opadach deszczu. Ważne jest, aby gruz, ściółka i liście były usuwane z górnej części zapory. Dzieje się tak zwykle, gdy osad osiągnął wysokość połowy pierwotnej wysokości zapory.

Gdy miejsce jest trwale ustabilizowane i zapora kontrolna nie jest już potrzebna, jest całkowicie usuwana, łącznie z elementami spłukiwanymi w dół rzeki, a odsłonięte miejsca są stabilizowane.

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki