Плотина

Плотина - искусственная преграда для воды. Поперек рек и речек П.устраиваются с целью поднять уровень воды и образовать искусственныйводопад, которым пользуются как механическою силою, или же чтобы сделатьмелкие реки судоходными и распространить судоходство и сплав далее вверхпо течению реки. Ручьи, балки, овраги и ложбины заграждаются П. длязадержания в них дождевых и снеговых вод, образующих пруды и резервуары,запасами которых пользуются в сухое время года для орошения полей, дляводопоя и других потребностей в домашнем хозяйстве или же дляводоснабжения населенных мест, для питания судоходных каналов, а такжедля пропусков воды в реки при недостаточной глубине их для судоходства(р. Мета, Верхняя Волга и др.). П. вдоль рек возводятся для направлениятечения соответственно потребностям судоходства, а по берегам рек, озери морей - для предохранения от наводнений и для предупреждения вторженияморских вод во внутрь страны. Искусство возведения П. известно уже сглубокой древности. О водоподъемных плотинах упоминает Геродот. Абулфедасообщает о П., построенной персами для отвода воды от города Тостара.Шах-Аббас соорудил близ Катана каменную плотину длиною 36 м., высотою 16м. и толщиною 10 м., снабженную у подошвы каналом для пропуска воды.Наконец, в древние времена строились также весьма большие П. дляограждения местностей от наводнений, напр. арабами во II ст. по Р. Хр.Подобные же работы, по рассказу Абулфеды, предприняты были АлександромМакедонским для предупреждения разлива озера Кадис, близ сирийскогогорода Эмесы. П., преграждающие течение реки, производят подпор воды,который распространяется на известном протяжении вверх по течению.Водоподъемные П. разделяются на глухие, устроенные в виде сплошноймассы; вовсе не пропускающие воды, водосливные, допускающие протоквысокой весенней воды через гребень или водослив П., и разборчатые, сосъемными затворами, которые совершенно удаляются перед весеннимиразливами или большими паводками, оставляя почти все русло реки открытымдля свободного прохода воды, льда или судов и леcныx гонок. Иногдаразборчатые П. устраиваются самодействующими, т. е. сами открываются привозвышении уровня воды до известного предела и сами закрываются при егопонижении. Часто строятся смешанные П., состоящие из глухих иразборчатых частей, расположенных или одна возле другой, или так, чтонижняя часть П. глухая, а верхняя разборчатая. Кроме того, в П.устраиваются особые отверстия для пропуска судов и лесных плотов, наз.шлюзами и полу шлюзами, а также водосливы и водоспуски для пропускаизлишней воды. П. в разных странах имеют местные названия, которыеотчасти указывают на тип устройства. У нас на Вышневолоцкой воднойсистеме они называются бейшлотами, в Индии (Мадрас) аникутами, в Египтебарражами (франц. Barrage), земляные П. у нас в запад. крае и на югеназываются греблями. В Германии, Франции и Англии для механическоговододействия часто употребляются водосливные П.; в России же водосливныеП. встречаются редко и наиболее распространены створчатые. Причина этогозаключается, во-первых, в сильном ледоходе в наших реках, при которомпрочное устройство водосливных П. вообще трудно исполнимо, а во-вторых,в небольшой вообще высоте подъема воды, достигаемой глухими П. (редковыше 3 м.). Створчатые же П. поднимают воду на значительную высоту иобразуют за собою весьма обширные пруды, вмещающие большой запас воды. Вместах густонаселенных, где земля имеет большую ценность, образованиеподобных прудов, затопляющих окрестные угодья, было бы весьма убыточно.Так, напр., пруд, образуемый створчатыми П. на pp. Сестре и Черной, приСестрорецком оружейном заводе, имеет до 12 кв. в. поверхности; наУральских горных заводах, где во многих местах устроены наиболееобширные в России заводские П., площади прудов занимают от 10 до 30 кв.в., но есть пруды, которых площадь простирается до 60 кв. в. (напр.Черноисточинский, Кыштымский). Самые небольшие, обыкновенные мельничныепруды все-таки занимают 10, 20 и 30 дес. земли. Створчатые П.представляют еще то преимущество для механического вододействия, чтопосредством затворов водоспуска, называемых щитами, заставками, вешками(когда они сколочены из досок) и шандорами (когда они состоят изгоризонтально укладываемых брусьев), можно регулировать воду,поднимаемую П., и держать ее уровень на определенной высоте, что весьмаважно для правильного действия некоторых гидравлических приемников.Всякая П. своею постоянною частью образует порог, который возвышаясь наддном реки поперек ее русла, стесняет течете. Вследствие этого перед П. иниже ее образуются сильные водовороты, действующие разрушительно на днореки и на те части сооружения в отверстиях П., около которых совершаетсяперепад воды, почему части эти должны быть устроены особенно прочно.Бока выпускных отверстий створчатых П. образуются так назыв. береговымиустоями, а самые отверстия, по ширине, разделяются на несколько частейпромежуточными опорами или быками и щитовыми стойками. Дно отверст., покоторому движется вода, называется флютбетом. Флютбет образуют понурный,водобойный и сливной полы, из которых первый предохраняет сооружение отводоворотов, защищая основание П. от давления подпруженной воды, второйпринимает на себя удары перепадающей воды, а третий предназначается дляослабления действия водоворотов, образующихся за П. у ее подошвы. Вмалых П. понурный пол образуют иногда земляною отсыпью к порогувыпускного отверстия со стороны пруда, которую называют отмелью илиотмелом. Каждая П., - будет ли она по материалу каменная, деревянная илиземляная, или составленная из соединения различных материалов, а по родусвоему водосливная или разборчатая - должна поднять воду и поддерживатьуровень ее на определенной высоте, пропускать без вреда для выпускногоотверстия, самой плотины и находящихся возле ее сооружений назначенноеколичество воды для действия гидравлических приемников, а также излишнююводу, как при нормальном состоянии реки, так в во время самых высокихпаводков, а иногда и идущий по реке лед; в случае судоходства или сплаваона должна иметь приспособления для пропуска судов и плотов. При этом П.и все ее части должны иметь надлежащую прочность и устойчивость, чтобыдавлением и движением воды, а иногда и льда П. не могла быть ни сдвинутас места, ни опрокинута, ни подмыта и ни прорвана ни в какой части.Главная задача в строительном отношении, при возведении П.,заключающаяся в том, чтобы по возможности совершеннее прервать течетереки, представляет весьма сложное дело и требует от строителя не толькознаний и опытности, но многих местных наблюдений и соображений, особенноесли приток воды в реки значителен и подвержен большим колебаниям, агрунт русла слабый. Прорыв плотины иногда сопровождается большимибедствиями, вследствие сноса строений и даже разрушения целых селений,гибели людей и пр. (напр. разрушение Джонстоунской П. в Сев. Америке в1887 г., Бузейской во Франции в 1892 г.; при последней катастрофе этогорода, в конце 1897 г., вследствие прорыва плотины С.-Кристин, близЛюшона во Франции, была разрушена целая деревня Монтобан. Земляные П.,не смотря на все указанные опытом способы их уплотнения, могут бытьпригодны для поднятия за ними воды на высоту не более 12 - 14 м. Дляобеспечения непроницаемости земляных П., в Америке в последнее времястали строить их с бетонным ядром, иногда же в теле П. до высотынаибольшего подпорного горизонта закладывается каменная стенка.Обыкновенно же, для предупреждения просачивания, в ядро П. закладываетсяслой глины. На наружной части П. чистой глины нельзя употреблять; лучшимматериалом для земляных П. считается песчано-глинистая земля. Толщина П.зависит от напора на нее воды, но во всяком случае должна быть не менее4 м. Откосы земляных П. делаются довольно пологими. Внутренний откосдолжен быть не менее полуторного, а если можно ожидать обвалов, тоделают его положе, доводя до тройного. Наружный откос, в зависимости отрода грунта, от полуторного до двойного. Для предупреждения разрушенияоткосов от ударов волн или от мороза, их дернуют или мостят на мхе, апри большой высоте откоса его укрепляют сухою каменною кладкою. КаменныеП. представляют сооружения из каменных стен, промежутки между которымизаполняются землею; встречаются на французских каналах. Каменные П.делаются обыкновенно толщиною в половину высоты, а потому толщина их,при высоте напора от 10 до 20 м., доходит до 12 м. При большой высоте П.уширяют к основанию, придавая наклон наружной и внутренней поверхностямстены, по кривой, определяемой расчетом. Наиболее замечательною изкаменных плотин, построенных в недавнее время, считается Нильскийбарраж, расположенный в 12 англ. милях ниже Каира, в пункте разделенияНила на 2 рукава - Розеттский и Дамиеттский. Сооружение это начато в1843 г. Мегметом-Али, по проекту французского инженера Мужеля, который ируководил работами до 1850 г. После смерти Мегмета-Али работы былиприостановлены и возобновились лишь в 1882 г., под руководствоманглийского гидротехника инженера Монкрифа. Нильский барраж состоит издвух П., переброшенных через начало Розеттского и Дамиеттского рукавов исоединенных каменной набережной. По наружному виду, барраж представляетгигантский каменный мост, состоящий из множества узких пролетов.Розеттская плотина имеет в длину 1437 фт" а Дамиеттская 1709 фт.Египтяне называют барраж "Мостом благословений", так как он значительнорасширил площадь орошения в тот период, когда в нем особенно нуждаетсяНижний Египет. Успех нильского барража побудил египетское правительствовыработать проект второй, более грандиозной П. на этой же реке, уАсуана, длиною 18 км. и высотою 23 м. от дна реки, для накопления околомиллиарда куб. м. воды. К работам предполагается приступить в скоромвремени. Деревянные П. состоят из флютбета, береговых устоев и быков,которые в России всегда устраиваются из ряжей, т. е. бревенчатых ящиков,заполняемых камнем. Для предупреждения просачивания воды поперекдеревянной П., впереди понурного пола, под затворами и в концеводобойного и сливного полов забиваются сплошные стенки из шпунтовыхсвай. В случае твердого грунта, не допускающего забивки свай, нижниевенцы ряжевых стен прикрепляются к скале болтами, с помощью выдолбленныхв камне гнезд. Промежутки между венцами ряжевой нарубкипроконопачиваются и стены обшиваются досками для предохранения отдействия сырости. На устоях и быках, поперек всей П., устраивается мост,с которого можно управлять механизмами для подъема затворов. Последниесостоят из стоек, пространство между которыми запирается щитами илишандорами. Подъемные механизмы состоят из горизонтального вала, накоторый навиваются цепи от затворов. П. с постоянными частями в видеустоев и быков, даже по открывании всех затворов, все же значительностесняют живое сечение реки, так что на некоторых реках, промежутки этидолжны оказаться недостаточными для пропуска полного количества весеннихвод, что может повлечь за собою значительный подъем воды, затоплениеокружающей местности и разрушение самой П. В таких условиях прибегают ксистемам разборчатых П., которые дают возможность открыть все отверстиемежду устоями. Существует много различных устройств этого рода П., вкоторых устранены постоянные промежуточные быки. В П. Поаре временнымиопорами служат металлические фермы; устанавливаемые поперек всей реки понаправлению течения. Фермы связаны поперечными связями, образующимимостик. В этот мостик упираются почти вертикальные шандоры или спицы(деревянные или металлические), которые нижними концами упираются впорог, вделанный в флютбет. Плотно между собою соприкасаясь спицыобразуют род стены, подпирающей воду. Помощью соответственных механизмовтакую П. можно быстро открыть, удалив спицы и разобрав связь междуфермами, после чего последние ложатся на дно, вращаясь около нижнегосвоего основания. Таким образом открывается вся ширина реки. В П.системы Тенара заграждение составляется из ряда наклонных щитов,поддерживаемых подкосами, со стороны, противоположной напору. Подкоссоединен со щитом посредством шарнира, так что помощью особой рейки,движущейся на катках вдоль всей П., и соединенного с нею зубчатогомеханизма, можно последовательно опрокинуть все щиты и опустить их надно. На подобном же принципе основано устройство разборчатых П. системыШаноана, в которых, для облегчения подъема щитов против течения,устанавливается впереди их вспомогательная П., состоящая из ферм Поаре изакрываемая спицами. При дальнейшем усовершенствовании этой системы,Шаноан устранил вспомогательную П. Поаре и взамен того сделал свою П.самодействующею, пользуясь для этого подпором воды,. которым приводитсяв движение колесо или турбина, перемещающая щиты. В П. системы Жирара иКаллона щиты поднимаются гидравлическими прессами. В самодействующей П.системы Дефонтена щит составляется из двух частей: верхней,поднимающейся над флютбетом, и нижней, помещенной в особой выемке в телефлютбета. Верхняя часть есть собственно затвор, а нижняя служитпротивовесом для передвижения верхней при помощи напора воды. Весь щитвращается на горизонтальной оси, соединяющей обе части его. Пуская водув камеру противовеса, производят по желанию давление то на одну, то надругую сторону нижней половины щита и таким образом затвор, смотря понадобности, становится вертикально, образуя преграду для воды, илиложится на флютбет, открывая отверстие П. Этого рода П. с подвижнымичастями, называемый барабанными, в последнее время применены с большимуспехом во Франции (Жуанвильская и Нуазьельская П. на р. Марне) и вГермании (на р. Кюдов у Тарновки; на р. Шпрее у Шарлотенбурга, на р.Майне и др.). В более широком смысле название П. применяют не только ксооружениям, устраиваемым поперек водотоков для подъема и накопленияводы, но также к дамбам , которые возводятся вдоль рек и по берегамморей для защиты от наводнений, а также при разных мелиорационныхпредприятиях с целью осушки низменных местностей и т. д. Гребеньприморских П. должен возвышаться над самым высоким уровнем моря на 1, 5до 3 м. Речные оградительные П. обыкновенно возвышаются на 0, 5 м. надгоризонтом высоких паводков. П. этого рода строятся большею частью ввиде земляных валов или каменных дамб. Голландские П., с помощью которыхудалось отвоевать от моря значительные пространства плодородной земли,представляют земляные насыпи, защищенные с внешней стороны камнем илирядами свай. Обширные П. для защиты от наводнений построены на многихреках, подверженных разливам, в Голдандии (Нижний Рейн, Ваал и др.реки), Сев. Германии (в низовьях Вислы, Одера, Эльбы и др.), Франции(Луара), Англии (Тайн, Уайтем, Уэлленд), Америке (р. Миссисипи), у насна р. Тереке и др. В Западной Европе владельцы прибрежных земельсоединяются в товарищества (Deichgenossenschaften в Германии), которыена общие средства возводят и содержат в исправности оградительные П. длязащиты их угодий от затопления. Права и обязанности участников такихтовариществ определяются специальными законами. А. Таненбаум.