重力坝
原理
重力坝是用坝體本身的重量去抵抗水因為重力要下游流動的力。[3]。水坝中的水會產生往下游的橫向壓力,產生一讓水坝沿著其坝堤底(水坝往下游處最底部的一點)旋轉的力矩。水坝結構的重量要和此力矩對抗,也就是產生往另一方向旋轉的力矩。水坝設計者需確保水坝重量夠重,其產生力矩可以比水的橫向壓力產生的力矩要大。在工程中,只要重力作用在坝體上的力及水壓作用在坝體上的力,其合力作用在在坝堤底上游即可。
而且,設計者需要考慮坝體的造形,使得若坝體往上游那一面,不會受到往上的張力,此原因是因為在實務上,最好是讓坝體的材料堆積起來即可,不僅要考慮讓坝體材料緊實,還需要考慮垂直的張力。
上述消除坝體上游面張力的外形,也避免了需平衡坝體下游面壓縮力的需求,因此也較經濟。
不過這類的重力坝,就需要有不滲透,且有高強度的壩基。
當設置在適當的地點,重力坝會比其他種類水坝要適合,若在一個仔細研究過的壩基上修築,重力坝可能是水壩最好的範例。在許多地區對洪水的恐懼是很有力的訴求,可能有些地區其他種類水坝會比較適合且經濟,但卻因為對洪水的恐懼而修築了重力坝。
分類
重力坝最常見的分類可依其用的材料來分類:
- 混凝土坝,包括:
重力坝也可以依其形式來分類:
重力坝可以依其結構高度分類:
- 低,最高到30公尺。
- 中等高度,30到100公尺。
- 高,超過100公尺。
參考資料
- Design of Gravity Dams, Bureau of Reclamation, 1976 的存檔,存档日期2012-01-21.
- Design of Small Dams, Bureau of Reclamation, 2004 的存檔,存档日期2014-02-22.
- British Dam society 的存檔,存档日期2011-08-31.
- Gravity Dam Design, US Army Corps of Engineers, EM 1110-2-2200, June 1995 的存檔,存档日期2013-03-01.
書目
- Kollgaardand, E.B.; Chadwick, W.L. . US Committee of the International Commission on Large Dams. 1988.
- . Denver, Colorado: US Society on Dams. 2013.
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