Дамба - Levee

Для использования в других целях см. Ливи (значения).

Компоненты дамбы:
  1. Расчетный высокий уровень воды (HWL)
  2. Маловодный канал
  3. Канал наводнения
  4. Прибрежный склон
  5. Банкетка на берегу реки
  6. Дамба корона
  7. Общий откос
  8. Банкетка у входа
  9. Берм
  10. Защита от маловодья
  11. Прибрежная земля
  12. Дамба
  13. Защищенная низменность
  14. Речная зона
Сторона дамбы в Сакраменто, Калифорния

А дамба (/ˈлɛvя/),[1][2] дамба, дамба, набережная, наводнение или стоп-банк представляет собой удлиненный естественный гребень или искусственно построенный заполнить или стена, регулирующая уровень воды. Это обычно земляной и часто параллельно к курсу река в его пойма или вдоль низменных береговых линий.[3]

Этимология

Спикеры Американский английский (особенно в Средний Запад и Глубокий Юг ) используйте слово дамба, от французского слова Levée (от причастия женского рода прошедшего Французский глагол рычаг, "поднимать"). Он возник в Жители Нового Орлеана через несколько лет после основания города в 1718 году и позже был принят англоговорящими людьми.[4][нужна цитата для проверки ] Название происходит от того, что гребни дамбы поднял выше, чем канал и окружающие поймы.

Современное слово дамба или дамба скорее всего происходит от Голландский слово Dijk, со строительством дамб в Фризия (теперь часть Нидерланды и Германия ) хорошо засвидетельствовано еще в 11 веке. 126-километровый (78 миль) Вестфриз Омрингдейк, завершенный к 1250 году, был сформирован путем соединения существующих более старых дамб. Римский летописец Тацит упоминает, что мятежные Батави пробивали дамбы, чтобы затопить их землю и защитить их отступление (70 г. н.э.).[5] Слово Dijk первоначально указали как траншея и банка. Он очень похож на английский глагол копать.[6]

В Англосаксонский, слово dic уже существовал и был объявлен как Дик в северной Англии и как ров на юге. Подобно голландскому, английское происхождение этого слова заключается в рытье траншеи и формировании вздыбленной почвы в берегу рядом с ней. Эта практика означала, что название может быть дано либо раскопкам, либо банку. Таким образом Дайк Оффы представляет собой комбинированную структуру и Автомобиль Dyke это траншея - хотя когда-то в ней тоже были вздымающиеся берега. В средней полосе и на севере Англии, а также в Соединенных Штатах дамба - это то, что ров находится на юге, обозначение границы владения или небольшой дренажный канал. Там, где она несет поток, ее можно назвать бегущей плотиной, как в Бегущая дамба Риппингейл, который выводит воду из дренажная канализация, Автомобильная дамба, к южному сорокафутовому водостоку в Линкольншир (TF1427). Плотина Дайк - это замочить дамбу в Bourne North Fen, около Двадцать и рядом с River Glen, Линкольншир. в Норфолк и Саффолк Broads, дамба может быть дренажной канавой или узким искусственным руслом у реки или широким для доступа или швартовки, некоторые более длинные дамбы называются, например Свеча Дайк.[7]

В части Британия особенно Шотландия, дамба может быть полевой стеной, обычно сделанной из сухой камень.

Использует

Укрепленная набережная

Основное назначение искусственных дамб - предотвратить затопление прилегающих сельская местность и замедлить естественные изменения курса водного пути, чтобы со временем обеспечить надежные судоходные пути для морской торговли; они также ограничивают течение реки, что приводит к увеличению и ускорению потока воды. Дамбы можно найти в основном вдоль моря, где дюны недостаточно сильны, вдоль рек для защиты от наводнений, вдоль озер или вдоль польдеры. Кроме того, дамбы были построены с целью опаски или в качестве границы для зоны затопления. Последнее может быть контролируемым затоплением военными или мерой по предотвращению затопления большей территории, окруженной дамбами. Дамбы также были построены как границы полей и как военные защита. Подробнее об этом типе дамбы можно прочитать в статье о стены из сухого камня.

Дамбы могут быть постоянными земляные работы или аварийные сооружения (часто мешки с песком ) построен на скорую руку в случае наводнения. Когда такой аварийный берег добавляется поверх существующей дамбы, он известен как колыбель.

Некоторые из самых ранних дамб были построены Цивилизация долины Инда (в Пакистан и Северная Индия примерно с 2600 г. до н.э.), от которого зависела аграрная жизнь хараппских народов.[8] Дамбы также были построены более 3000 лет назад в древний Египет, где вдоль левого берега р. река Нил на более чем 1000 километров (600 миль), от современных Асуан к Дельта Нила на берегу Средиземноморье. В Месопотамский цивилизации и древний Китай также построили большие системы дамб.[9] Поскольку дамба прочна настолько, насколько ее самое слабое место, высота и стандарты конструкции должны быть одинаковыми по длине. Некоторые авторитеты утверждали, что это требует сильного руководящего органа для руководства работой и, возможно, послужило катализатором для развития систем управления в ранних цивилизациях. Тем не менее, другие указывают на свидетельства крупномасштабных земляных работ по контролю воды, таких как каналы и / или дамбы, датируемые прежде Король Скорпион в Додинастический Египет, во время которого управление было гораздо менее централизованным.

Другой пример исторической дамбы, которая защищала растущий город-государство Мексихко-Тенечтитлан и соседний город Тлателулко, была построена в начале 1400-х годов под наблюдением тлахтоани альтепетля Текскоко, Незауалькойотля. Его функция заключалась в разделении солоноватых вод озера Тескоко (идеально подходящего для сельскохозяйственной техники. Chināmitls) от пресной питьевой воды, подаваемой в населенные пункты. Однако после того, как европейцы разрушили Теночтитлан, дамба также была разрушена, и наводнение стало серьезной проблемой, в результате чего большая часть озера была осушена в 17 веке.

Дамбы обычно сооружают путем насыпания земли на очищенной ровной поверхности. Широкие у основания, они сужаются к верху уровня, где можно разместить временные насыпи или мешки с песком. Поскольку интенсивность сброса паводков увеличивается в дамбах на обоих Берега реки, и потому что ил депозиты повышают уровень русла рек, планирование и вспомогательные меры жизненно важны. Секции часто отделяются от реки, чтобы сформировать более широкий канал, а бассейны пойменных долин разделены множеством дамб, чтобы одна брешь не затопила большую территорию. Дамба, сделанная из камней, уложенных горизонтальными рядами с слоем тонкого дерна между каждым из них, известна как Spetchel.

Искусственные дамбы требуют серьезной инженерии. Их поверхность необходимо защищать от эрозии, поэтому они засажены такой растительностью, как Бермудская трава чтобы связать землю вместе. На суше от высоких дамб располагалась низкая земляная терраса, известная как банкетка обычно добавляется в качестве еще одной меры против эрозии. На берегу реки эрозия из-за сильных волн или течений представляет еще большую угрозу целостности дамбы. Эффекту эрозии противодействуют посадка подходящей растительности или установка камней, валунов, утяжеленных циновок или бетона. ограждения. Для предотвращения переувлажнения фундамента сооружаются отдельные канавы или дренажная плитка.

Предупреждение речных наводнений

Разбитая дамба на реке Сакраменто
Дамба защищает реку Миссисипи от наводнения Гретна, Луизиана, в марте 2005 г.

Выдающиеся системы дамб были построены вдоль Река Миссисипи и Река Сакраменто в Соединенные Штаты, а По, Рейн, Река Маас, Рона, Луара, Висла, дельта, образованная Рейном, Маасом / Маасом и Шельда в Нидерланды и Дунай в Европа. Во время китайского Период воюющих царств, то Ирригационная система Дуцзянъянь был построен Цинь как проект по охране водных ресурсов и борьбе с наводнениями. Инфраструктура системы расположена на Миньцзян (Китайский : 岷江; пиньинь : Mínjiāng), который является самым длинным притоком Чанг Цзян, в Сычуань, Китай.

Система дамбы Миссисипи представляет собой одну из крупнейших подобных систем в мире. Он включает в себя более 5600 км (3500 миль) дамб, простирающихся примерно на 1000 км (620 миль) вдоль Миссисипи, простирающихся от Мыс Жирардо, Миссури, в Дельта Миссисипи. Они были начаты французскими поселенцами в Луизиана в 18 веке для защиты города Жители Нового Орлеана.[10] Первые дамбы Луизианы были около 90 см (3 фута) в высоту и покрывали расстояние около 80 км (50 миль) вдоль реки.[10] Инженерный корпус армии США совместно с Комиссией по реке Миссисипи расширил систему дамб, начиная с 1882 года, чтобы прикрыть берега реки от Каир, Иллинойс ко рту Дельта Миссисипи в Луизиане.[10] К середине 1980-х они достигли нынешнего размера и в среднем составляли 7,3 м (24 фута) в высоту; некоторые дамбы Миссисипи достигают высоты 15 м (50 футов). Дамбы Миссисипи также включают одни из самых длинных непрерывных индивидуальных дамб в мире. Одна такая дамба простирается к югу от Pine Bluff, Арканзас, на расстояние около 610 км (380 миль).

Инженерный корпус армии США (USACE) рекомендует и поддерживает технологию сотовой связи (геоячейки) в качестве передового метода управления.[11] Особое внимание уделяется вопросам поверхностной эрозии, предотвращению перехлеста и защите гребня дамбы и склона вниз по течению. Армирование геоячейками обеспечивает растягивающее усилие на почву, чтобы лучше противостоять нестабильности.

Искусственные дамбы могут со временем привести к возвышению естественного русла реки; произойдет это или нет и как быстро, зависит от различных факторов, одним из которых является количество и тип нагрузка на кровать реки. Аллювиальный реки с интенсивным скоплением наносов склонны к такому поведению. Примеры рек, где искусственные дамбы приводили к возвышению русла реки, даже до точки, где русло реки выше, чем прилегающая поверхность земли за дамбами, можно найти для Желтая река в Китае и Миссисипи в США.

Предотвращение прибрежных наводнений

Дамбы очень распространены на болотах, граничащих с Залив Фанди в Новый Брансвик и Новая Шотландия, Канада. В Академики кто заселил этот район, можно приписать первоначальному строительству многих дамб в этом районе, созданных для выращивания плодородных приливных болот. Эти дамбы называют дамбами. Они построены с навесными шлюзовыми воротами, которые открываются при отливе для отвода пресной воды с сельскохозяйственных угодий и закрываются при приливе, чтобы морская вода не попадала за плотину. Эти шлюзовые ворота называются "aboiteaux ". В Нижний Материк по городу Ванкувер, британская Колумбия, есть дамбы (называемые местными дамбами и также называемые «морской стеной») для защиты низменных земель в Река Фрейзер дельта, особенно город Ричмонд на Остров Лулу. Есть также дамбы для защиты других мест, которые в прошлом были затоплены, например, Питт-Польдер, земля, прилегающая к Pitt River и другие притоки рек.

Прибрежные дамбы для предотвращения наводнений также распространены вдоль внутренней береговой линии за Ваттовое море, район, пострадавший от множества исторических наводнений.[12] Таким образом, народы и правительства возводят все более крупные и сложные системы дамб для защиты от наводнений, чтобы останавливать море даже во время штормовых наводнений. Самыми большими из них, конечно же, являются огромные дамбы в Нидерланды, которые вышли за рамки простой защиты от наводнений, так как они агрессивно захватили землю, расположенную ниже среднего уровня моря.[13]

Отроговые дамбы или бобы

Смотрите также: Причал и Волнорез (строение)

Эти обычно искусственные гидротехнические сооружения расположены для защиты от эрозии. Обычно их размещают в аллювиальных реках перпендикулярно или под углом к ​​берегу канала или реки. защита,[14] и широко используются вдоль береговых линий. В зависимости от материалов, из которых они были построены, существуют два распространенных типа шпоров - проницаемые и непроницаемые.

Супер дамба

Важные города Японии (Токио и Осака) разработали новую защиту от наводнений, известную как Супер-дамба. Супер дамбы - это более толстые дамбы, которые не сломаются даже в самых экстремальных ситуациях.[15]

Природные примеры

Естественные дамбы обычно образуются вокруг равнинных рек и ручьев без вмешательства человека. Это удлиненные гряды ила и / или ила, которые образуются в поймах рек, непосредственно примыкающих к вырубленным берегам. Как и искусственные дамбы, они снижают вероятность затопления поймы.

Отложение дамб является естественным следствием разлива извилистых рек, которые несут большую долю воды. взвешенный осадок в виде мелкого песка, ила и ила. Поскольку пропускная способность реки частично зависит от ее глубины, отложения в воде, которая находится над затопленными берегами канала, больше не способна удерживать во взвешенном состоянии такое же количество мелких отложений, что и основная вода. тальвег. Таким образом, особо мелкие отложения быстро оседают на ближайших к руслу частях поймы. В случае значительного числа наводнений это в конечном итоге приведет к созданию гребней в этих местах и ​​уменьшит вероятность дальнейших наводнений и эпизодов строительства дамбы.

Если ухудшение состояния основного русла продолжится, это снова повысит вероятность выхода за пределы дамбы, и дамба может продолжать нарастать. В некоторых случаях это может привести к тому, что русло канала, в конечном итоге, поднимется над окружающими поймами, ограничиваясь только дамбами вокруг него; примером является Желтая река в Китай недалеко от моря, где океанские корабли, кажется, плывут высоко над равниной над возвышающейся рекой.

Дамбы обычны в любой реке с высокой фракцией взвешенных наносов и, таким образом, тесно связаны с извилистый каналы, которые также чаще возникают там, где река несет большие фракции взвешенных наносов. По аналогичным причинам они также обычны в приливных ручьях, где приливы приносят большое количество прибрежных илов и илов. Высоко весенние приливы вызовет наводнение и приведет к созданию дамб.

Сбои и нарушения

Основная статья: Нарушение дамбы

Как естественные, так и искусственные дамбы могут выйти из строя по разным причинам. Факторы, вызывающие разрушение дамбы, включают перегиб, эрозию, разрушения конструкции и насыщение дамбы. Наиболее частым (и опасным) является прорыв дамбы. Здесь часть дамбы фактически разрушается или размывается, оставляя большое отверстие для воды, чтобы затопить землю, иначе защищенную дамбой. Прорыв может быть внезапным или постепенным разрушением, вызванным либо поверхностной эрозией, либо недолговечностью дамбы. Прорыв может оставить веерообразный осадок, исходящий от пролома, описанный как расщелина. В естественных дамбах после того, как произошло нарушение, разрыв в дамбе будет оставаться до тех пор, пока он снова не будет заполнен процессами строительства дамбы. Это увеличивает шансы возникновения нарушений в будущем в том же месте. Нарушения могут быть местом расположения меандровые отсечки если направление течения реки постоянно меняется через щель.

Иногда говорят, что дамбы выходят из строя, когда вода перекрывает гребень дамбы. Это вызовет наводнение в поймах, но поскольку оно не повредит дамбу, оно будет иметь меньше последствий для будущего наводнения.

Среди различных механизмов отказа, вызывающих прорывы дамбы, эрозия почвы оказывается одним из наиболее важных факторов. Прогнозирование эрозии почвы и образования размыва при переполнении важно для проектирования стабильной дамбы и заливные стены. Были проведены многочисленные исследования эродируемости почв. Briaud et al. (2008)[16] использовали аппарат функции эрозии (EFA) для измерения эродируемости почв, а затем с помощью программного обеспечения Chen 3D численное моделирование было выполнено на дамбе, чтобы определить векторы скорости в вышележащей воде и образовавшуюся размыву, когда выходящая вода сталкивается с дамба. Путем анализа результатов теста EFA была разработана диаграмма эрозии для классификации эродируемости почв. Хьюз и Надаль в 2009 году[17] изучили влияние сочетания переполнения волн и разлива штормовых нагонов на эрозию и образование размыва в дамбах. Исследование включало гидравлические параметры и характеристики потока, такие как толщина потока, интервалы волн, уровень нагона над вершиной дамбы, при анализе развития размыва. Согласно лабораторным испытаниям, эмпирические корреляции, связанные со средним превышающим расходом, были получены для анализа устойчивости дамбы к эрозии. Эти уравнения могут соответствовать только ситуации, подобной экспериментальным испытаниям, в то время как они могут дать разумную оценку, если их применить к другим условиям.

Osouli et al. (2014) и Каримпур и др. (2015) провели физическое моделирование дамб в лабораторном масштабе, чтобы оценить балльные характеристики различных дамб из-за перекрытия водозаборной стены.[18][19]>

Другой подход, применяемый для предотвращения разрушения дамбы: томография электросопротивления (ERT). Этот неразрушающий геофизический метод позволяет заранее обнаруживать критические зоны насыщения в насыпях. Таким образом, ERT может использоваться для мониторинга явлений фильтрации в земляных сооружениях и действовать как система раннего предупреждения, например в критических частях дамб или насыпей.[20]

Смотрите также

Заметки

  1. ^ "дамба - значение дамбы в словаре современного английского языка Longman". Ldoceonline.com.
  2. ^ Значение levee в кембриджском словаре английского языка. Dictionary.cambridge.org.
  3. ^ Генри Петроски (2006). «Дамбы и другие возвышенности». 94 (1). Американский ученый: 7–11. Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)
  4. ^ "дамба". Оксфордский словарь английского языка (Интернет-ред.). Издательство Оксфордского университета. (Подписка или членство участвующего учреждения требуется.)
  5. ^ Тацит Истории V 19
  6. ^ "Etymologisch woordenboek van het Nederlands, deel 1: A t / m E - Amsterdam University Press". Aup.nl.
  7. ^ «Закрытие пешеходной дорожки Weavers 'Way - Decoy Road (Hickling) до Potter Heigham, 7 января 2011 г. - 6 апреля 2012 г.». Countrysideaccess.norfolk.gov.uk. Получено 17 мая 2013.
  8. ^ "Цивилизации долины реки Инд". History-world.org. Архивировано из оригинал 9 июня 2012 г.. Получено 12 сентября 2008.
  9. ^ Нидхэм, Джозеф. (1971). Наука и цивилизация в Китае: Том 4, Физика и физические технологии, Часть 3, Гражданское строительство и навигация. Кембридж: Издательство Кембриджского университета; Брайан Лендер. «Государственное управление речными дамбами в раннем Китае: новые источники по экологической истории региона Центрального Янцзы». Тонг Пао 100,4–5 (2014): 325–62.
  10. ^ а б c Кемп, Кэтрин. Система дамбы Миссисипи и структура контроля Олд-РиверОкружающая среда Луизианы. Tulane.edu
  11. ^ Эдвард Б. Перри (сентябрь 1998 г.). "Восстановление дамбы в техническом отчете USACE REMR-GT-26, Инновационные методы восстановления дамбы". Dtic.mil. Получено 3 апреля 2019.
  12. ^ «Трехсторонняя рабочая группа по охране прибрежных районов и повышению уровня моря (CPSL), Экосистема Ваттового моря № 25, автор - Якобус Хофстеде, Общий секретариат Ваттового моря (CWSS), Вильгельмсхафен, Германия, 2009 г.» (PDF). Waddensea-secretariat.org. Получено 3 апреля 2019.
  13. ^ Мэтт Розенберг. «Дайки Нидерландов - География». Geography.about.com.
  14. ^ "Хао Чжан, Хадзимэ Накагава, 2008 г., Осмотр Spur Dyke: последние достижения и будущие исследования" (PDF). Dpri.kyoto-u.ac.jp. Получено 17 мая 2013.
  15. ^ «Дамба и Супер Диви». Получено 5 мая 2018.
  16. ^ Брио, Дж., Чен, Х., Говиндасами, А., Сторесунд, Р. (2008). Эрозия дамбы в Новом Орлеане во время урагана «Катрина» в результате переполнения. Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии. 134 (5): 618–632.
  17. ^ Хьюз, С.А., Надаль, Северная Каролина (2009). Лабораторные исследования совмещенного волнового выхода и штормового нагона в дамбе. Береговая инженерия. 56: 244–259
  18. ^ Каримпур, Маздак; Хайнцл, Кайл; Стендбек, Эмалин; Галле, Кевин; Замиран, Сиаваш; Осули, Абдолреза (2015). «Характеристики размыва насыщенных дамб из-за перекрытия заливных стенок». IFCEE 2015. С. 1298–1307. Дои:10.1061/9780784479087.117. ISBN  9780784479087.
  19. ^ «Возможная эрозия дамбы и размыв из-за перекрытия стены затоплением (доступна загрузка PDF-файла)». ResearchGate.
  20. ^ Арозио, Диего; Мунда, Стефано; Тресольди, Грета; Папини, Моника; Лонгони, Лаура; Занзи, Луиджи (13 октября 2017 г.). «Индивидуальная система сопротивления для мониторинга насыщения и фильтрации в земляных дамбах: установка и проверка». Открытые геонауки. 9 (1): 457–467. Bibcode:2017OGeo .... 9 ... 35A. Дои:10.1515 / geo-2017-0035. ISSN  2391-5447.

внешние ссылки