Yleiskatsaus patoihin ja säiliöihin

Pato on mikä tahansa este, joka pidättää vettä; patoja käytetään pääasiassa liiallisen veden virtauksen säästämiseen, hallintaan ja / tai estämiseen tietyille alueille. Lisäksi joitain patoja käytetään vesivoiman tuottamiseen. Tässä artikkelissa tarkastellaan ihmisen tekemiä patoja, mutta patoja voidaan luoda myös luonnollisista syistä, kuten joukkohukkaa tapahtumia tai jopa eläimet kuten majava.

Toinen termi, jota käytetään usein keskusteltaessa patoista, on säiliö. Vesisäiliö on ihmisen luoma järvi, jota käytetään pääasiassa veden varastointiin. Ne voidaan myös määritellä erityisiksi vesistöiksi, jotka muodostuvat padon rakentamisesta. Esimerkiksi Hetch Hetchyn säiliö Kalifornian Yosemiten kansallispuistossa on vesistö, jonka O'Shaughnessy pato on luonut ja pitänyt.

Yksi yleisimmistä suurten patojen tyypeistä on kaaripato. Nämä muuraus- tai betoni padot ovat ihanteellisia kapeisiin ja / tai kivisiin kohteisiin, koska niiden kaareva muoto pidättää vettä helposti painovoiman kautta ilman, että tarvitaan paljon rakennusmateriaaleja. Kaari padoilla voi olla yksi iso yksittäinen kaari tai niissä voi olla useita pieniä kaaria, jotka on erotettu betonituilla. Hooverin pato, joka on Yhdysvaltojen Arizonan ja Nevadan osavaltioiden rajalla, on kaareva pato.

Toinen patotyyppi on tukijalka. Niissä voi olla useita kaareja, mutta toisin kuin perinteinen kaareva pato, ne voivat olla myös litteitä. Normaalisti tukipilarit on valmistettu betonista ja niissä on sarja kannatinryhmiä, joita kutsutaan tukipilareiksi padon alavirran puolelle estämään veden luonnollinen virtaus. Daniel-Johnson Dam Quebecissä, Kanadassa, on monikaarinen tukipato.

Yhdysvalloissa yleisin patotyyppi on pengerrys pato. Nämä ovat suuria, maaperästä ja kalliosta valmistettuja patoja, jotka käyttävät painoaan vettä pidättämiseen. Jotta vesi ei pääse liikkumaan niiden läpi, pengerreissä on myös paksu vedenpitävä ydin. Tarbelan pato Pakistanissa on maailman suurin padon pato.

Lopuksi, painovoimat ovat valtavia patoja, jotka on rakennettu pitämään vettä vain omalla painollaan. Tätä varten ne rakennetaan käyttämällä suuria määriä betonia, mikä tekee niistä vaikeiden ja kalliiden rakentaa. Grand Coulee -pato Yhdysvalloissa Washingtonin osavaltiossa on paino pato.

Ensimmäistä ja yleensä suurinta säiliötyyppiä kutsutaan laaksoon vaimennetuksi säiliöksi. Nämä ovat säiliöitä, jotka sijaitsevat kapeilla laaksoalueilla, joissa laakson sivut ja pado voivat pitää valtavia määriä vettä. Paran paras sijainti tämäntyyppisissä säiliöissä on, jos se voidaan tehokkaimmin rakentaa laaksoseinään muodostamaan vesitiivis tiiviste.

Laakson peitossa olevan varastosäiliön rakentamiseksi joki on siirrettävä, yleensä tunnelin läpi, työn alkaessa. Ensimmäinen askel tämän tyyppisten säiliöiden luomisessa on vahvan perustuksen kaataminen padolle, minkä jälkeen padon rakentaminen voi alkaa. Nämä vaiheet saattavat kestää kuukausia tai vuosia hankkeen koosta ja monimutkaisuudesta riippuen. Valmistuttuaan ohjaus poistetaan ja joki pystyy virtaamaan vapaasti padoa kohti, kunnes se täyttää vähitellen säiliön.

Lisäksi säiliön luominen vaatii suurten alueiden tulvia luonnon ympäristön ja toisinaan kylien, kaupunkien ja pienten kaupunkien kustannuksella. Kiinan rakentaminen Kolmen rotkon patoesimerkiksi vaati yli miljoonan ihmisen uudelleensijoittamista ja tulvii monia erilaisia ​​arkeologisia ja kulttuurikohteita.

Toinen patojen suuri käyttö on energiantuotanto, koska vesivoima on yksi maailman tärkeimmistä sähkön lähteistä. Vesivoima syntyy, kun Mahdollinen energia padon vedestä ohjaa vesiturbiini, joka puolestaan ​​kääntää generaattorin ja tuottaa sähköä. Jotta veden energiaa voidaan käyttää parhaalla mahdollisella tavalla, yleinen vesivoimapato käyttää säiliöitä, joilla on eri tasot säätääkseen tarvittavan energian määrää. Esimerkiksi kun tarve on alhainen, vettä pidetään ylemmässä säiliössä ja kysynnän kasvaessa vesi vapautuu alempaan säiliöön, jossa se pyörittää turbiinia.

Joitakin muita patojen ja säiliöiden tärkeitä käyttötapoja ovat veden virtauksen ja kastelun stabilointi, tulvien ehkäisy, veden ohjaus ja virkistys.

Lisätietoja patoista ja tekoaltaat käy PBS: ssä Patopaikka.

1. Rogun - 1 099 jalkaa (335 m) Tadžikistanissa
2. Nurek - 984 jalkaa (300 m) Tadžikistanissa
3. Grande Dixence - 932 jalkaa (284 m) Sveitsissä
4. Inguri - 892 jalkaa (272 m) Georgiassa
5. Boruca - 267 metriä tuumaa Costa Rica
6. Vaiont - 262 metriä Italiassa
7. Chicoasén - 851 jalkaa (261 m) Meksikossa
8. Tehri - 260 m Intiassa
9. Álvaro Abregón - 853 jalkaa (260 m) Meksikossa
10. Mauvoisin - 820 jalkaa (250 m) Sveitsissä
11. Karibajärvi - 43 kuutiometriä (180 km³) Sambiassa ja Zimbabwessa
12. Kuybyshevin säiliö - 14 kuutiometriä (58 km³) Venäjällä