水壩及台灣主要水庫





水壩及台灣主要水庫

 

水壩
1.水壩是建築在溪流、河流和河口的屏障,用來防止洪水氾濫,生產水力發電,或是儲水作飲食或灌溉之用。

2.在河流中上流建造的短距離人工高聳河堤作用主要功能並非防止水患,而是為了集結河水,把水匯集在堤,將河谷淹沒後形成水庫,現代的大壩主要有兩大類:土石壩和混凝土壩。

3.簡言之,堤壩之興建與水庫作用與原因相似,都是為了集結水源,而用意一般如下:
(1)灌溉、供水:為附近的地區提供自來水及灌溉用水。
(2)發電:利用大壩上的水力發電機來產生電力。
(3)防洪:運河系統的一部份。

4.堤壩一般都建於狹窄的谷地,因為兩岸的山坡可以作為水庫的天然圍牆,而大壩的長度也可大大縮短。

興建之前,將被水淹地帶的民居和古蹟需要被移到其他地方。

在中國,最知名的有三峽水電站。

 

 

中國最早的大壩
中國歷史上有文字記載最早的大壩是建於公元前598~前591年間的安徽省壽縣的安豐塘壩,壩高6.5米,庫容約9070萬立方米,至今運行了2,600多年,是中國古代四大水利工程之一。

 

壩的分類
按受力情況
按壩的受力情況分為:重力壩、拱壩、支墩壩。

1.重力壩:利用壩體自身重量來抵抗上游水壓力並保持自身穩定。

2.拱壩,在平面上呈凸向上游的拱形擋水建築物,藉助拱的作用將水壓力的全部或部分傳到河谷兩岸的基岩上。

3.支墩壩,壩體傳導壓力至支墩、基座乃至地面,藉以抵抗水壓。

 

按築壩材料

按築壩材料分為:土石壩(土壩、堆石壩、砌石壩)、混凝土壩、鋼筋混凝土壩、橡膠壩、鋼閘門壩等。

1.土石壩(embankment dam):土石壩是用土或石頭建造的寬壩,斷面一般為梯形。

因為底部承受的水壓比頂部的大的多,所以底部較頂部寬。

土石壩多是橫越大河建成的,用的都是既普通又便宜但具有較好不透水性的材料。

由於物料較鬆散,能承受地基的動搖。

但水會慢慢滲入堤壩,降低堤壩的堅固程度。

因此,工程師會在堤壩表面加上一層防水的黏土;或在壩體內修築透水性更小的防滲層(防滲層有心牆和斜牆兩種類型);或設計一些通道,讓一部分的水流走。

2.混凝土壩:混凝土壩多用混凝土建成,通常建築在深而窄的山谷,因為只有混凝土才能承受堤壩底部的高水壓,是最廣泛應用的壩型,如建在岩基上,高度可達200米以上。

混凝土壩可以細分為混凝土重力壩,混凝土拱壩,混凝土支墩壩等。

混凝土壩的主要特點是利用自身的重量來支撐水體壓力。

混凝土重力壩為減少壩內應力及便於壩體散熱,壩內一般會建結構縫,結構縫很寬的壩被稱為寬縫重力壩。

壩體築成空腔的稱為空腹壩,腔內一般做水電廠房。

3.鋼筋混凝土壩:是抗震和不怕水庫漫溢的最佳選擇。

對原有水庫的土石壩和單體混凝土大壩,從基礎開始採用鋼筋混凝土包裝加固,也是提高原有水庫抗震、抗洪能力的一種選擇。

水庫,是解決缺水問題最重要的水利工程。

而大壩,是關係水庫安全的關鍵所在。

水庫大壩應能抗震、防溢,或不怕漫壩。這就需要對大量的水庫大壩進行加固、改建。

新建水庫,更要科學設計,提高抗震、抗洪等級,保證萬無一失。

4.橡膠壩:又稱橡膠水閘,是用高強度合成纖維織物做受力骨架,內外塗敷橡膠作保護層,加工成膠布,再將其錨固於底板上成封閉狀的壩袋,通過充排管路用水(氣)將其充脹形成的袋式擋水壩。

壩頂可以溢流,並可根據需要調節壩高,控制上游水位,以發揮灌溉、發電、航運、防洪、擋潮等效益。

 

按過水方式
按過水方式溢流壩、非溢流壩。

 

按大小
壩高超過15米,或者庫容超過300萬立方米、壩高在5米以上的壩為大壩(large dam),不足者為小壩。

壩高超過150米為主力壩(major dam).

 

按施工方式
按施工方式不同,分為沖填壩、拋石壩、常規澆注的混凝土壩、碾壓混凝土壩。

 

按用途
1.副壩(saddle dam或auxiliary dam),在水庫主壩以外的周邊山地的鞍部,如果高程低於水庫蓄水位或保證水位,需要建副壩在此擋水。

2.滾大壩或溢流堰(weir),用於控制水流走向或流量分配。

3.節制壩(check dam),用於控制水流速度不能過高、抑制土壤流失,或者增加水流迂曲以沉澱水沙等目的而修建的小壩。

4.丁字壩(wing dam),與節制壩相反,丁字壩走向是深入河道,用來使水流集中在河道中心以增加流速、刷深河床、抑制泥沙沉積、也有利於增加航道水深;同時靠近河岸的流速迂緩,避免水流沖刷河岸。

美國密西西比河建有數千座丁字壩以保持通航所需水深。

丁字壩在中國也是十分普遍的河工建築。

5.幹壩(dry dam) 橫跨水流,但是沒有閘門。

平時水流穿過壩體的洩水洞流向下游,不產生積水,因此稱之為「幹」壩。

在洪水時,由於能通過壩體下泄的流量有限,起到了限制洪水通過的作用

6.導流壩(diversion dam),把水流引向人工水道,用於灌溉或引水發電等目的。

7.尾礦壩(tailing dam),用於保存選礦後的礦渣的尾礦庫的壩體。

8.圍堰(cofferdam) 用於工程施工時修築水下基礎時,用擋水材料圍住施工區,抽空其中的水。

 

世界十大已建、在建高壩
壩名-壩高(米)-建壩目的-國家
雙江口大壩-312-HC-中國
錦屏一級大壩-305-HC-中國
努列克壩-300-IH-塔吉克
小灣大壩-292-HCIN-中國
大迪克桑斯壩-285-H-瑞士
溪洛渡大壩-278-HCN-中國
英古里壩-272-HI-喬治亞
瓦依昂壩-262-H-義大利
奇科森壩-261-H-墨西哥
特里壩-261-IS-印度

註:H發電,I灌溉,C防洪,S供水,N航運

 

 

台灣主要水庫列表
水庫名稱-動工-完工-類型-壩高(m)-壩長(m)-流域-有效容量(萬m³)
新山水庫-1976年-1980年-土石壩-66-265-基隆河-1,002.00
石門水庫-1956年-1964年-土石壩-133.1-360-大漢溪-20,986.50
翡翠水庫-1979年-1987年-雙向彎曲變厚度混凝土拱壩-122.5-510-北勢溪-33,550.50
寶山水庫-1981年-1984年-土石壩-34.5-260-柴梳山溪-538.00
寶山第二水庫-1997年-2004年-中央心層分土壩-61.0-345-石井溪-3,134.00
永和山水庫-1980年-1984年-土石壩-62.5-340-中港溪-2,809.58
明德水庫-1966年-1970年-土石壩-35.5-187-老田寮溪-1,244.76
鯉魚潭水庫-1985年-1992年-土石壩-96-235-大安溪-11,600.00
德基水庫-1969年-1974年-混凝土雙曲線薄型拱壩-180-290-大甲溪-15,596.00
日月潭水庫-1918年-1934年-混凝土心牆-30.3-363.6-濁水溪-13,218.00
霧社水庫-1939年-1960年-混凝土重力壩-114-205-霧社溪-4,486.93
仁義潭水庫-1980年-1987年-土石壩-28-1,535-八掌溪-2,506.00
曾文水庫-1967年-1973年-土石壩-133-400-曾文溪-47,955.00
烏山頭水庫-1920年-1930年-土石壩-56-1273-曾文溪-7,982.00
南化水庫-1988年-1993年-土石壩-87.5-509-後堀溪-9,942.90
阿公店水庫-1942年-1953年-土石壩-31-2,380-阿公店溪-1,669.00
牡丹水庫-1988年-1995年-土石壩-65-445.6-四重溪-2,793.00

 

 

 

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