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댐

Dam
이 기사는 저수 구조물에 관한 것이다.다른 용도는 댐(동음이의)을 참조하십시오.
미국 애리조나주 콜로라도강의 글렌 캐니언 댐
웨일즈 빈위 댐 호수는 1888년에 완공되었다.
인도 케랄라 주의 토성 댐인 카라푸자 댐
핀란드 이마트라 부오크시 강에 있는 이마트란코스키 댐
네덜란드 그로닝겐 인근의 작은 댐

댐은 지표수나 지하수의 흐름을 막거나 제한하는 장벽이다.댐에 의해 만들어진 저수지는 홍수를 억제할 뿐만 아니라 관개, 인간의 소비, 산업용, 양식업, 항행성과 같은 활동을 위한 물을 제공한다.수력발전은 종종 댐과 함께 전기를 생산하기 위해 사용된다.댐은 또한 위치 간에 균등하게 분배될 수 있는 물을 모으거나 저장하는 데 사용될 수 있다.댐은 일반적으로 물을 유지하는 주요 목적을 수행하며, 수문이나 제방(제방이라고도 함)과 같은 다른 구조물은 특정 육지 지역으로의 물의 흐름을 관리하거나 방지하는 데 사용된다.가장 먼저 알려진 댐은 요르단의 자와 댐으로 기원전 3,000년으로 거슬러 올라간다.

댐이라는 단어는 중세 [1]영어로 거슬러 올라가며, 그 이전에는 암스테르담과 로테르담과 같은 많은 오래된 [2]도시의 이름에서 볼 수 있듯이 중세 네덜란드어에서 유래했다.

네덜란드에서 바덴해(북해의 일부), IJselmeer가 왼쪽에 있는 Afsluitdik

역사

고대 댐

초기 댐 건설은 메소포타미아와 중동에서 이루어졌다.댐은 메소포타미아의 날씨가 티그리스와 유프라테스 강에 영향을 미쳤기 때문에 수위를 조절하기 위해 사용되었다.

가장 오래된 댐은 수도 암만에서 북동쪽으로 100km 떨어진 요르단의 자와 댐이다.이 중력 댐은 원래 9미터 높이(30피트)와 1미터 폭(3.3피트)의 돌담을 특징으로 하며, 50미터 폭(160피트)의 토성 성벽으로 지탱되었다.그 건축물은 [3][4]기원전 3000년으로 거슬러 올라간다.

카이로에서 남쪽으로 약 25km 떨어진 와디 알-가라위에 있는 고대 이집트 사드-엘-카파라 댐은 기단 길이가 102m, 너비가 87m였다.이 구조물은 홍수 조절을 위한 우회 댐으로 기원전 2800년[5] 또는 2600년경에[6] 건설되었지만, 공사 중 또는 그 [5][6]직후 폭우로 파괴되었다.기원전 19세기 제12왕조 때 파라오 세노세르트 3세, 아메넴하트 3세, 아메넴하트 4세는 이집트 중기의 파음 부지와 나일강을 연결하는 16km 길이의 운하를 팠다.동서로 흐르는 Ha-Uar라고 불리는 두 개의 댐은 매년 홍수가 나는 동안 물을 저장하고 그것을 주변 땅으로 방출하기 위해 건설되었다.Mer-wer 또는 Lake Moeris라고 불리는 호수는 1,7002 km (660 평방 mi)에 이르고 오늘날 Birket Qarun으로 [7]알려져 있다.

기원전 3천 년 후반까지, 현대 인도의 Dholavira에 복잡한 물 관리 시스템이 건설되었습니다.이 시스템에는 물을 모아 저장하기 위한 16개의 [8]저수지, 댐 및 다양한 수로가 포함되어 있었다.

고대 세계의 놀라운 공학 기술 중 하나는 예멘에 있는 마리브의 천황댐이었다.기원전 1750년에서 1700년 사이에 시작된, 그것은 거대한 석조물로 연결된 두 개의 암석 사이를 흐르는, 단면이 삼각형이고 길이가 580m(1,900피트), 높이가 원래 4m(13피트)인 흙으로 만들어졌다.수리는 다양한 기간 동안 이루어졌으며, 가장 중요한 것은 기원전 750년 경에 이루어졌으며, 250년 후 댐 높이는 7m(23ft)로 증가하였다.사바 왕국이 멸망한 후, 댐은 추가 개량을 실시한 딤야르족(기원전 115년 경)의 관리 하에 놓였고, 5개의 수로, 2개의 석조 보강 수문, 정착지, 그리고 분배 탱크에 1,000m(3,300피트)의 운하를 가진 높이가 14m(46피트)인 구조물을 만들었다.이러한 작업은 댐이 25,000에이커(100km2)의 관개를 허용한 서기 325년까지 완료되지 않았습니다.

에플툰 피나르는 터키 코냐 근처에 있는 히타이트 댐이자 봄 사원이다.그것은 기원전 15세기에서 13세기 사이에 히타이트 제국에서 유래된 것으로 생각된다.

칼라나이는 남인도 타밀나두의 카베리 강 본류를 가로질러 길이 300m, 높이 4.5m, 폭 20m 이상의 다듬지 않은 돌로 지어졌다.기본 구조는 서기 2세기까지[9] 거슬러 올라가며,[10] 여전히 사용되고 있는 가장 오래된 물 전환 또는 물 조절 구조물 중 하나로 여겨진다.댐의 목적은 [11]카베리 강의 물을 운하를 통해 관개하기 위해 비옥한 델타 지역으로 우회시키는 것이었다.

두장옌은 중국에서 가장 오래된 관개 시스템으로 물의 흐름을 유도하는 댐을 포함하고 있다.그것은 기원전 251년에 완성되었다.쑨수 아오(孫水 a) 주(州) 총리가 만든 거대한 흙댐이 오늘날 [12]안후이(安 province)성 북부의 계곡을 범람시켜 거대한 관개용 저수지(둘레 100km(62m)를 만들어 오늘날에도 남아 있다.

로마 공학

스페인의 Cornalvo에 있는 로마 댐은 거의 2천 년 동안 사용되어 왔다.

로마의 댐 건설은 "로마인들이 대규모로 [13]엔지니어링 건설을 계획하고 조직하는 능력"으로 특징지어졌습니다.로마의 계획자들은 건기 [14]동안 도시 정착지에 영구적인 물 공급을 확보할 수 있는 거대한 저수지 댐이라는 당시 개념의 댐을 도입했다.그들의 선구적인 방수 수압 모르타르와 특히 로마 콘크리트는 이전에 [13]건설된 것보다 훨씬 더 큰 댐 구조물을 허용했습니다. 홈스 댐은 아마도 그 [15]당시 가장 큰 물 장벽이었을 것이고, 로마 시리아의 하바카 댐과 같은 것입니다.로마에서 가장 높은 댐은 로마 근처에 있는 수비아코 댐으로 1305년 [16]사고로 파괴될 때까지 최고 높이인 50미터(160피트)로 남아있었다.

로마의 기술자들은 제방 댐과 석조 중력 [17]댐과 같은 고대 표준 설계를 일상적으로 사용했다.그 밖에도 지금까지 알려지지 않았던 기본적인 댐 설계를 도입하는 등 고도의 창의력을 발휘했다.여기에는 아치 중력 댐,[18] 아치 [19]댐, 버트레스[20] 댐 및 다중 아치 버트레스 [21]댐이 포함되며, 이들 모두는 서기 2세기에 알려져 사용되었습니다(로마 댐 목록 참조).로마의 노동자들은 또한 이란의 [22]발레리안 다리와 같은 댐 다리를 건설한 최초의 사람들이었다.

서기 3세기에 로마인이 건설한 반데 카이사르 댐의 유적

이란에서는 반데 카이사르와 같은 다리 댐이 물레방아를 통해 수력 발전을 위해 사용되었으며, 이는 종종 물을 끌어올리는 메커니즘을 작동시켰다.첫 번째 댐 다리 중 하나는 데즈풀에 [23]있는 로마가 건설한 댐 다리였는데, 이 다리는 마을에 공급하기 위해 50큐빗 (약 23미터)의 물을 올릴 수 있었다.또한 우회 댐도 [24]알려져 있었다.제분 댐은 이슬람 기술자들이 Pul-i-Bulaiti라고 부르는 것을 도입했다.첫 번째는 이란의 카룬 강가에 있는 슈스타르에 지어졌고, 이들 중 많은 것들이 나중에 이슬람 [24]세계의 다른 지역에 지어졌습니다.댐의 뒤쪽에서 큰 파이프를 통해 물이 흘러나와 물레방아와 [25]물레방아를 팠다.10세기에 알 무카다시는 페르시아의 여러 댐을 묘사했다.그는 Ahwaz의 [26]한 곳은 길이가 910m가 넘었고, 많은 물레방아들이 물을 도시의 [27]저수지로 흘러들게 하는 수로로 끌어올리고 있다고 보고했다.또 다른 댐인 Band-i-Amir 댐은 300개의 [26]마을에 관개를 제공했다.

중세 시대

저지대 국가인 네덜란드에서는 수위를 조절하고 습지로 바다가 유입되는 것을 막기 위해 댐을 건설하는 경우가 많았다.그러한 댐은 종종 도시나 도시의 시작을 의미하는데, 그러한 장소에서 강을 건너는 것이 쉬웠기 때문이다. 그리고 종종 네덜란드의 지명들에 영향을 미쳤다.현재의 네덜란드 수도 암스테르담(옛 이름 암스텔레담)은 12세기 말 암스텔 강의 댐에서 시작되었고 로테르담은 니우베 마스 강의 작은 지류인 로테 강의 댐에서 시작되었다.암스테르담의 중앙 광장은 800년 된 댐의 원래 자리를 차지하고 있으며, 여전히 '댐'이라는 이름을 가지고 있다.

산업 혁명

바이타운에 잠긴 리도 운하 조각

로마인들은 아아치 댐을 최초로 건설했는데, 아아치 댐은 교대의 반력이 외부의 정수압으로부터 구조물을 안정화시켜 주었지만, 공학적 기술과 사용 가능한 건축 자재가 최초의 대규모 아치 댐을 건설할 수 있었던 것은 19세기였다.

19세기 초 대영제국 주변에 세 개의 선구적인 아치 댐이 건설되었다.영국왕립기술자 헨리 러셀은 하이데라바드에 물을 공급하기 위해 1804년 미르알람 댐 건설을 감독했다.높이는 12m(39피트)였고 21개의 가변 [28]경간 아치로 구성됐다.

1820년대와 30년대에 존 바이 중령은 오늘날의 오타와 근처에 있는 캐나다의 리도 운하를 건설하는 것을 감독했고 수로 시스템의 일부로 일련의 곡선형 석조 댐을 건설했습니다.특히, 존 레드패스에 의해 건설된 존스 폭포 댐은 북미에서 가장 큰 댐이자 공학적인 경이로움으로 1832년에 완공되었다.공사 중 물을 통제하기 위해 댐에는 두 개의 수문, 즉 물을 흐르게 하는 인공 수로가 열려 있었다.첫 번째는 댐의 동쪽 기단 근처에 있었다.두 번째 수문은 댐의 서쪽에서 약 20피트(6.1m) 위에 설치되었다.아래쪽에서 위쪽 수문으로 전환하기 위해 Sand Lake의 출구를 [29]막았습니다.

오스트레일리아에서 최초로 건설된 엔지니어링 댐, 뉴사우스웨일스주 파라마타의 메이슨리 아치 벽

호주의 파라마타 시 근처의 헌츠 크릭은 1850년대에 도시의 증가하는 인구로부터 나오는 물의 수요를 충족시키기 위해 댐을 만들었다.석조 아치형 댐 벽은 인도의 왕립 기술자들에 의해 만들어진 댐 공학 기술의 진보에 영향을 받은 퍼시 심슨 중위가 설계했다.이 댐은 17,000파운드가 들었고 1856년 호주에서 건설된 최초의 공학적 댐이자 수학적 [30]사양에 따라 건설된 세계 두 번째 아치 댐으로 완공되었다.

최초의 그러한 댐은 2년 전에 프랑스에서 개방되었다.프랑스 산업시대 최초의 아치댐으로 1832년 콜레라 발생 이후 물 공급을 개선하기 위해 프랑수아 졸라가 엑상프로방스 시에 건설했다.1844년 왕실의 승인을 받은 후, 댐은 이후 10년 동안 건설되었다.과학적 스트레스 분석의 수학적 결과를 바탕으로 구축되었다.

호주 워릭 근처의 75마일 댐은 아마도 세계 최초의 콘크리트 아치 댐이었을 것이다.1880년 헨리 찰스 스탠리가 설계한 이 폭포는 물이 넘치고 특별한 출구가 있어 결국 10미터(33피트)까지 높아졌습니다.

19세기 후반에는 석조댐 설계의 과학적 이론이 크게 발전했다.이 댐 설계는 경험적 방법론에 기초한 예술에서 엄격하게 적용된 과학적 이론적 틀에 기초한 직업으로 변형되었다.이 새로운 강조점은 프랑스와 영국에 있는 대학들의 공학부에 집중되었다.글래스고 대학의 William John Macquorn Rankine은 1857년 그의 논문 On the Stability of Loose Earth에서 댐 구조에 대한 이론적 이해를 개척했다.랭킨 이론은 댐 [31]설계의 원리를 잘 이해하게 해 주었다.프랑스에서 J. Augustin Tortene de Sazilly는 수직으로 면한 석조 중력 댐의 역학을 설명했고, Zola의 댐은 이러한 [32]원리에 기초하여 건설된 최초의 댐이었다.

근대

1942년 앤젤 애덤스의 후버 댐

큰 댐의 시대는 1902년 이집트의 아스완 로우 댐, 나일강의 중력 석공 버팀목 댐이 건설되면서 시작되었다.1882년 이집트 침공과 점령 이후, 영국은 1898년에 건설을 시작했다.이 프로젝트는 William Willcocks 경에 의해 설계되었으며, 벤자민 베이커 경과 존 에어드 경을 포함한 당대의 저명한 엔지니어가 참여했습니다.이들의 회사는 John Aird & Co.[33][34]였습니다.자본과 금융은 Ernest Cassel에 [35]의해 제공되었다.1899년에서 1902년 사이에 처음 건설되었을 때, 그 규모의 어떠한 시도도 [36]한 적이 없었다; 완공 당시,[37] 그것은 세계에서 가장 큰 석조 댐이었다.

후버 댐은 1931년부터 1936년까지 미국 애리조나주와 네바다주의 경계에 있는 콜로라도 강의 블랙 캐니언에 건설된 거대한 콘크리트 아치 중력 댐이다.1928년, 의회는 홍수를 통제하고, 관개수를 제공하고, 수력 발전을 생산할 수 있는 댐을 건설하는 프로젝트를 승인했다.댐 건설의 낙찰가는 식스 컴퍼니라는 컨소시엄에 의해 제출되었다.이렇게 큰 콘크리트 구조물은 이전에 지어진 적이 없고, 일부 기술은 입증되지 않았다.무더운 여름 날씨와 현장 주변의 시설 부족도 어려움을 야기했다.그럼에도 불구하고 Six Company는 [citation needed]예정보다 2년 이상 빠른 1936년 3월 1일 연방 정부에 댐을 넘겼다.

1997년까지 전세계에 약 800,000개의 댐이 있었으며, 그 중 약 40,000개의 댐이 높이가 [38]15m(49ft)를 넘었다.2014년 옥스포드 대학의 학자들은 현존하는 가장 큰 데이터 세트를 기반으로 대다수의 댐에 대한 상당한 비용 초과를 기록하고 이러한 [39]댐의 비용이 일반적으로 상쇄되는지 의문을 제기하는 대규모 댐의 비용에 대한 연구를 발표했다.

댐의 종류

댐은 인간의 대리인, 자연적 원인, 또는 심지어 비버와 같은 야생동물의 개입에 의해 형성될 수 있다.인공 댐은 일반적으로 크기(높이), 의도된 목적 또는 구조에 따라 분류된다.

구조별

사용된 구조 및 재료에 따라 댐은 재료, 중력 댐, 제방 댐 또는 석조 댐이 없는 댐으로 분류되며, 몇 가지 하위 유형이 있다.

아치 댐

주요 기사:아치 댐
태즈메이니아의 고든 댐은 아치형 댐이다.

아치댐은 아치와 중력작용의 조합으로 안정성을 얻는다.상류면이 수직인 경우 댐의 전체 중량은 중력에 의해 기초에 전달되어야 하며 수직 캔틸레버와 아치 작용 사이의 정상 정수압 분포는 수직 및 수평 방향의 댐 강성에 따라 달라진다.업스트림 면이 경사지면 분포가 더 복잡해집니다.아치 링 중량의 정상 구성요소는 아치 작용에 의해 취할 수 있으며, 정상 정수압은 위에서 설명한 대로 분배됩니다.이러한 유형의 댐에서는 교대(버트리스 또는 협곡 측벽)의 견고하고 신뢰할 수 있는 지지대가 더 중요하다.아치댐이 가장 바람직한 장소는 사운드 [40]바위로 이루어진 가파른 측면 벽이 있는 좁은 협곡이다.아치댐의 안전성은 측벽 교대의 강도에 따라 달라지기 때문에 아치가 측벽에 잘 안착되어 있을 뿐만 아니라 암석의 특성도 꼼꼼히 점검해야 한다.

퀘벡의 다니엘-존슨 댐은 다원형 버트리스 댐이다.

단일 아아치 댐의 두 가지 유형, 즉 고정 각도와 고정 반지름 댐이 사용되고 있다.고정 반지름 유형은 댐의 모든 고도에서 동일한 면 반경을 사용한다. 즉, 수로가 댐 하단을 향해 좁아질수록 댐 면에 의해 기울어진 중심 각도가 작아진다.캐나다의 존스 폴스 댐은 일정한 반경 댐이다.가변반경댐이라고도 하는 등각댐에서는 이 경사각을 일정하게 유지하고 반지름을 변화시킴으로써 다양한 수준의 교대간 거리변화를 처리한다.고정 반지름 댐은 고정각 댐보다 훨씬 덜 흔하다.콜로라도 강의 파커 댐은 일정한 각도의 아치형 댐이다.

비슷한 유형은 이중 곡선 또는 얇은 껍데기 댐이다.미국 네바다주 마운틴 시티 근처의 와일드호스 댐이 그 한 예이다.이 공법은 공사에 필요한 콘크리트량을 최소화하면서도 큰 하중을 기초 및 교대로 전달한다.외관은 단일 아치형 댐과 비슷하지만 수직 곡률도 뚜렷하고 하류에서 볼 때 오목렌즈의 모호한 외관을 제공한다.

다아치 댐은 콘크리트 버팀목이 지지 교대로 있는 다수의 단일 아치 댐으로 구성된다. 예를 들어 캐나다 퀘벡의 다니엘-존슨 댐이다.다중 아치 댐은 중공 중력 유형만큼 많은 버팀목이 필요하지 않지만 버팀목 하중이 무겁기 때문에 좋은 암석 기초가 필요합니다.

중력 댐

주요 기사 : 중력댐
그랜드 쿨리 댐은 고체 중력 댐의 한 예이다.

중력 댐에서, 댐을 물로부터의 압력에 맞서 제자리에 고정시키는 힘은 [41]댐의 덩어리를 끌어 내리는 지구의 중력이다.물은 댐을 측면(하류)으로 압박하여 댐의 발가락(댐 하류 아래쪽 지점)을 회전시켜 댐을 뒤집는 경향이 있습니다.댐의 무게가 그 힘을 상쇄시켜 댐을 발가락 쪽으로 회전시키는 경향이 있다.설계자는 댐이 충분히 무거워서 댐의 무게가 그 대회에서 승리할 수 있도록 합니다.공학적 측면에서 이는 댐에 작용하는 중력과 댐에 작용하는 수압의 결과물이 [citation needed]댐의 토우 상류를 통과하는 선으로 작용할 때마다 해당된다.설계자는 댐의 특정 높이 이상의 부분을 전체 댐으로 간주하면 댐도 중력에 의해 제자리에 고정됩니다. 즉, 댐 상부를 아래로 고정하는 댐 상류면에 장력이 가해지지 않습니다.설계자는 수직 [citation needed]장력에 맞서 재료를 서로 밀착시키는 것보다 기본적으로 쌓아올린 재료의 댐을 만드는 것이 일반적으로 더 실용적이기 때문에 이렇게 합니다.상류면의 장력을 방지하는 형상으로 하류면의 압축응력 균형도 해소되어 경제성이 향상된다.

이러한 댐의 경우 높은 지지력을 가진 불침투성 기초가 필수적입니다.투과성 기초는 댐 아래에서 상승 압력을 발생시킬 가능성이 높다.상승 압력은 저수지의 수압이 댐 바닥을 밀어올리면서 발생하는 정수압입니다.충분히 큰 상승 압력이 발생할 경우 콘크리트 중력 [42][citation needed]댐이 불안정해질 위험이 있습니다.

적절한 장소에서 중력 댐은 다른 유형의 댐에 대한 더 나은 대안으로 입증될 수 있다.견고한 기초 위에 지어졌을 때, 중력 댐은 아마도 댐 건설의 가장 잘 발달된 예가 될 것이다.홍수에 대한 두려움이 많은 지역에서 강력한 동기가 되기 때문에, 중력 댐은 아치 댐이 더 경제적이었을 경우에 건설된다.

중력 댐은 "고체" 또는 "홀로우"로 분류되며 일반적으로 콘크리트 또는 석조 건물로 만들어집니다.중공 댐을 건설하는 것이 경제적이기는 하지만 고체 형태는 둘 중 더 널리 사용된다.그랜드 쿨리 댐은 고체 중력 댐이고 브래독 록스&댐은 중공 중력 [citation needed]댐이다.

아치 중력 댐

후버댐은 중력댐의 한 예이다.
주요 기사:아치 중력 댐

중력 댐은 아치 댐과 결합하여 엄청난 양의 물이 흐르지만 순수한 중력 댐에 사용할 수 있는 재료가 적은 지역을 위해 아치 중력 댐으로 만들 수 있습니다.물에 의한 댐의 내부 압축은 댐에 작용하는 수평(수평) 힘을 감소시킨다.따라서 댐이 요구하는 중력은 감소한다. 즉, 댐이 그렇게 거대할 필요는 없다.이를 통해 댐을 얇게 만들고 리소스를 절약할 수 있습니다.

바리츠

네팔 고시 댐
주요 기사: 보댐

댐은 댐을 통과하는 물의 양을 조절하기 위해 열거나 닫을 수 있는 큰 관문들로 구성된 특별한 종류의 댐이다.관문은 물 부하를 지탱하는 측면 교각 사이에 설치되며 관개 시스템의 물 흐름을 제어하고 안정시키는 데 자주 사용됩니다.이러한 유형의 댐의 예로는 캘리포니아 레드 블러프 근처의 새크라멘토 강에 있는 현재 해체된 레드 블러프 전환 댐이 있습니다.

조수의 침입을 방지하거나 조력 발전에 조류의 흐름을 이용하기 위해 강이나 석호 입구에 건설되는 바리케이드를 조력 [43]바리케이드라고 한다.

제방 댐

주요 기사 : 제방댐

제방 댐은 압축된 흙으로 이루어져 있으며, 주로 암반 필과 흙 필의 두 가지 유형으로 구성되어 있습니다.콘크리트 중력 댐과 마찬가지로, 제방 댐은 물의 힘을 억제하기 위해 무게에 의존한다.

암석 매립식 제방댐

버지니아에 있는 Gathright 댐은 바위가 가득 찬 제방 댐이다.

암석 매립 댐은 불침투 구역이 있는 압축된 자유 배수 입상 토양의 제방이다.사용되는 지구에는 종종 큰 입자의 비율이 높기 때문에 "암석 충전"이라는 용어가 있습니다.차수 구역은 상류면에 있을 수 있으며 석조, 콘크리트, 플라스틱 막, 강철 시트 파일, 목재 또는 기타 재료로 만들 수 있다.차수 구역은 제방 안쪽에 있을 수도 있으며, 이 경우 "코어"라고 한다.점토를 불침투성 재료로 사용하는 경우 댐을 "복합" 댐이라고 합니다.침투력에 의한 점토의 암석충진 내부 침식을 방지하기 위해 필터를 이용하여 코어를 분리한다.필터는 미세 입자의 이동을 방지하기 위해 특별히 설계된 등급의 토양입니다.적절한 건축 자재가 있으면 운송이 최소화되어 건설 중 비용을 절감할 수 있습니다.암석 매립 댐은 지진에 대한 피해에 강하다.그러나 시공 중 품질관리가 불충분하면 제방의 압축력 및 모래가 저하되어 지진 시 암벽이 액상화 될 수 있다.또, 인화성 재료가 포화되는 것을 방지해, 시공중에 적절한 압착을 실시하는 것으로 액상화 가능성을 저감 할 수 있다.바위투성이 댐의 예로는 캘리포니아의 뉴 멜론즈 댐이나 알바니아의 피에자 댐이 있다.

인기가 높아지고 있는 핵심은 아스팔트 콘크리트입니다.이러한 댐의 대부분은 바위 및/또는 자갈을 1차 충전재로 하여 건설된다.1962년 첫 번째 댐이 완공된 이후 현재 전 세계적으로 거의 100개의 댐이 건설되었다.지금까지 건설된 아스팔트 콘크리트 코어댐은 모두 우수한 성능을 자랑한다.아스팔트의 종류는 점탄성 플라스틱 재질로, 제방 전체에 가해지는 움직임이나 변형, 기초 침하 등에 따라 조정할 수 있다.아스팔트의 유연한 특성은 이러한 댐을 지진 [44]지역에 특히 적합하게 만든다.

알바니아의 Moglica Hydro Power Plant를 위해 노르웨이 전력회사 Statkraft는 아스팔트 코어 암석 충전 댐을 건설했습니다.2018년에 완공되면 길이 320m, 높이 150m, 폭 460m의 댐은 세계에서 가장 높은 [45][46][47]댐이 될 것으로 예상된다.

콘크리트 표면 암석 매립 댐

콘크리트 표면 암석충전댐(CFRD)은 상류면에 콘크리트 슬래브가 있는 암석충전댐이다.콘크리트 슬래브를 차수벽으로 제공하여 누수를 방지함과 동시에 상승압력에 대한 우려가 없는 구조로 한다.또한 CFRD 설계는 지형에 유연하고 건설 속도가 빠르며 흙을 채우는 댐보다 비용이 저렴하다.CFRD의 개념은 1860년대 캘리포니아 골드 러시 때 광부들이 수문 작업을 위해 암석 매립 목재 표면 댐을 건설하면서 시작되었다.이 목재는 나중에 관개 및 전력 계획에 적용됨에 따라 콘크리트로 대체되었습니다.1960년대 CFRD 설계의 높이가 높아짐에 따라 필은 압축되었고 슬래브의 수평 및 수직 조인트는 개선된 수직 조인트로 대체되었다.지난 몇 십 년 동안 디자인은 인기를 [48]끌었다.

세계에서 가장 높은 CFRD는 2008년에 [49]완공된 233m 높이의 중국 슈부야 댐입니다.

흙을 가득 채운 댐

흙댐, 굴림댐 또는 단순한 흙댐이라고도 불리는 흙을 채우는 댐은 잘 짜여진 흙으로 이루어진 단순한 제방으로 건설된다.균질 압연토 댐은 완전히 한 종류의 재료로 구성되지만 침투수를 수집하기 위한 배수층을 포함할 수 있다.구역화된 흙 댐은 다른 물질의 구분된 부분 또는 구역을 가지고 있으며, 일반적으로 방수 점토 코어와 함께 국소적으로 풍부한 물질로 이루어진 껍데기를 가지고 있다.현대의 구역토제방에서는 필터 및 배수 구역을 사용하여 침수를 수집하고 제거하고 하류 셸 구역의 무결성을 보존합니다.구식 구역화 토류 댐 건설 방법에서는 수밀 코어를 만들기 위해 유압 충전재를 사용했습니다.압연토댐은 암석충전댐 방식으로 방수면 또는 코어를 사용할 수도 있다.빙심댐은 댐 내부의 수밀지역을 유지하기 위해 냉각수를 순환시켜 고위도에서 가끔 사용하는 임시 토류댐이다.

타벨라 댐은 이슬라마바드에서 북서쪽으로 약 50km(31마일) 떨어진 파키스탄 인더스 강에 있는 큰 댐이다.강바닥 위로 485피트(148m)의 높이와 95평방미(250km2)의 저수지는 세계에서 가장 큰 흙으로 채워진 댐이다.프로젝트의 주요 요소는 9,000피트(2,700m) 길이의 제방이며, 최대 높이는 465피트(142m)이다.이 댐은 약 2억 입방 야드의 매립물을 사용했는데, 이는 세계에서 가장 큰 인공 구조물 중 하나이다.

토성댐은 현지 자재로 건설할 수 있기 때문에 콘크리트 생산 및 반입 비용이 만만치 않은 지역에서는 비용 효율이 높다.

고정 크레스트 댐

다음 항목도 참조하십시오.저수두 댐

고정 크레스트 댐은 [50]강을 가로지르는 콘크리트 장벽이다.고정 크레스트 댐은 [51]항해를 위해 수로의 깊이를 유지하도록 설계되어 있습니다.이들은 물에서 발견하기 어렵고 [52]탈출하기 어려운 유도 전류를 생성하기 때문에 그들 위를 여행할 수 있는 보트족들에게 위험을 초래한다.

크기별

다양한 크기의 댐을 분류하는 방법에는 전 세계 및 미국 등 개별 국가 내에서 다양성이 있다.댐의 크기는 건설, 수리 및 제거 비용에 영향을 미치며 댐의 잠재적 환경 장애 범위와 [53]규모에 영향을 미친다.

대형 댐

국제대형댐위원회(ICOLD)는 '대형댐'을 "최저 기초에서 산꼭대기까지 높이가 15m(49ft) 이상인 댐 또는 5m(16ft)와 15m 사이의 댐으로 300만 입방미터(2,400에이커)[54] 이상을 저류한다"고 정의한다."주요 댐"의 [55]높이는 150m(490ft)가 넘는다.세계댐위원회 보고서에는 또한 "대형" 범주에 포함되며, 댐의 높이는 5~15m(16~49ft), 저수지 용량은 300만 입방미터(2,400에이커)[43] 이상이다.수력 발전 댐은 "고수(높이 30m 이상)" 또는 "저수(높이 [56]30m 미만)"로 분류할 수 있다.

2021년 현재 ICOLD의 세계 댐 등록에는 58,700개의 대형 댐 [57]: 6 기록이 포함되어 있다.세계에서 가장 높은 댐은 중국에 [58]있는 305m 높이의 시진핑-I 댐이다.

작은 댐

대형 댐과 마찬가지로, 소형 댐은 수력 발전, 홍수 보호, 저수 등 다양한 용도를 가지고 있다.소규모 댐은 예를 들어 [59]건기에 나중에 사용하기 위해 유출물을 포획하는 데 특히 유용할 수 있다.소규모 댐은 [60]사람을 대체하지 않고도 이익을 창출할 수 있으며, 소규모 분산형 수력발전 댐은 개발도상국의 농촌 개발에 도움을 [61]줄 수 있다.미국에만 육군 공병대 국가 [62]댐 인벤토리에 포함되지 않은 약 200만 개 이상의 "작은" 댐이 있다.소규모 댐에 대한 기록은 주 규제 기관에 의해 보관되므로, 소규모 댐에 대한 정보는 분산되고 지리적 범위가 [56]불균등하다.

세계 각국은 에너지 전략에 소형 수력 발전소(SHP)를 중요하게 생각하고 있으며, SHP에 [63]대한 관심이 눈에 띄게 증가하고 있다.Couto와 Olden(2018)[63]은 글로벌 연구를 실시하여 82,891개의 소형 수력발전소(SHP)가 가동 중이거나 건설 중인 것을 발견했다.최대 발전 용량, 댐 높이, 저수지 면적 등과 같은 SHP의 기술적 정의는 국가에 따라 다르다.

비관할 댐

댐의 크기(일반적으로 "작음")로 인해 특정 법적 규제 대상에서 제외되는 경우 댐은 비관할권적이다.댐을 "관할권" 또는 "비관할권"으로 분류하는 기술적 기준은 위치에 따라 다르다.미국에서는 각 주가 무엇이 비관할 댐을 구성하는지를 정의합니다.콜로라도 주에서 비관할 댐은 100에이커 이하의 용량과 20에이커 이하의 표면적을 가진 저수지를 만들고 규칙 4.2.5.1과 4.2.19에 정의된 높이 10피트 [64]이하의 댐으로 정의된다.이와는 대조적으로 뉴멕시코 주는 관할 댐을 높이가 25피트 이상이고 15에이커 피트 이상을 저장하거나 50에이커 피트 이상을 저장하며 높이가 6피트 이상인 댐으로 정의한다(섹션 72-5-32 NMSA). 이는 이러한 요건을 충족하지 않는 댐은 [65]비관할구역임을 시사한다.총 250만 개의 댐 중 241만 개에 해당하는 대부분의 미국 댐은 공공기관의 관할권(즉, 비관할권)이 아니며, 국가댐 인벤토리(NID)[66]에도 등재되지 않았다.

규제되지 않은 소규모 댐의 위험성

작은 댐은 큰 댐과 비슷한 위험을 초래한다.그러나 규제(더 규제된 대형 댐과 달리)와 소형 댐(즉, 비관할 댐)의 재고 부재는 인간과 [66]생태계 모두에 상당한 위험을 초래할 수 있다.예를 들어 미국 국립공원국(NPS)에 따르면 "비관할적"은 댐 안전 연방지침에 열거된 바와 같이 댐 안전 프로그램에 포함되는 최소 기준을 충족하지 않는 구조물을 의미한다.그non-jurisdictional 구조와 국민 연금 댐 안전 프로그램에 의거 어떠한 추가 요구 사항이나 활동으로 거론되지 않는 위험 분류를 받지 않습니다."[67] 작은 댐 개별적으로(즉, 그들이 실패할 수 있)라 강을 따라 작은 댐의 한 무리로 collectively,[68]또는 지리적 영역 내에 r.을 곱할 수 있는 위험할 수 있1960-1998년 사망자를 초래한 미국 댐 붕괴에 대한 그레이엄의 1999년[69] 연구에서는 6.1m 높이의 댐 붕괴(소형[70] 댐의 일반적인 높이 범위)가 사망자의 86%를 유발하고 6.1m 미만의 댐 붕괴가 사망자의 2%를 유발한다는 결론을 내렸다.비관할 댐은 설계, 건설, 유지보수 및 감시가 [70]규제되지 않기 때문에 위험을 초래할 수 있다.학자들은 소규모[63] 댐의 환경적 영향(예: 강의 흐름, 온도[71][56], 침전물 및 식물과 동물의 다양성을 변화시킬 수 있는 잠재력)을 더 잘 이해하기 위해 더 많은 연구가 필요하다고 지적했다.

용도별

안장댐

안장댐은 1차댐에 의해 생성된 저수지를 제한하거나 효율성을 높이기 위해 저수지의 범위를 제한하기 위해 건설된 보조댐이다.보조 댐은 저점 또는 "안장"에 건설되며, 그렇지 않으면 저수지가 빠져나갈 수 있다.때때로 저수지는 인근 토지의 침수를 방지하기 위해 둑이라고 불리는 유사한 구조물에 의해 봉쇄된다.둑은 둑과 비슷한 얕은 호수에서 경작지를 매립하는 데 흔히 사용된다. 둑은 강이나 하천을 따라 건설된 담이나 제방이다.

위어

주요 기사:위어

보(때로는 "오버플로 댐"이라고도 함)는 강 수로에서 종종 물 추상화를 위해 저류호를 만드는 데 사용되며 흐름 측정이나 지연에도 사용될 수 있는 작은 댐입니다.

체크댐

주요 기사:체크댐

체크 댐은 유속을 줄이고 토양의 침식을 제어하기 위해 설계된 작은 댐이다.반면 날개댐은 수로를 일부만 제한하는 구조여서 퇴적물이 쌓이지 않는 더 빠른 수로를 만든다.

건조 댐

주요 기사:건조 댐

홍수 방지 구조라고도 알려진 건식 댐은 홍수를 통제하기 위해 설계되었다.보통 물을 막지 않고 하류의 범람을 일으킬 수 있는 강한 흐름의 시간을 제외하고 채널을 자유롭게 흐르게 합니다.

우회 댐

주요 기사:우회 댐

우회 댐은 강의 흐름의 전부 또는 일부를 자연적인 흐름으로부터 우회시키도록 설계되었다.물은 관개 및/또는 수력 발전 생산을 위해 운하 또는 터널로 리디렉션될 수 있다.

지하 댐

지하 댐은 지하수를 가두어 국지적인 지역에서 오래 사용할 수 있도록 지하수의 전부 또는 대부분을 지표 아래에 저장하기 위해 사용된다.어떤 경우에는 바닷물이 담수 대수층으로 침입하는 것을 막기 위해 건설되기도 한다.지하 댐은 일반적으로 사막이나 일본 오키나와 후쿠자토 댐과 같은 섬 등 수자원이 적고 효율적으로 저수할 필요가 있는 지역에 건설된다.그것들은 북동 아프리카와 브라질의 건조한 지역에서 가장 흔하며, 미국 남서부, 멕시코, 인도, 독일, 이탈리아, 그리스, 프랑스, [72]일본에서도 사용된다.

지하 댐에는 "지하"와 "모래 저장"의 두 가지 유형이 있습니다.지하 댐은 지표면 바로 아래에 있는 불침투층(고체 암반 등)에서 대수층 또는 배수로를 가로질러 건설된다.벽돌, 돌, 콘크리트, 강철 또는 PVC 등 다양한 재료로 구성할 수 있습니다.일단 건설되면, 댐 뒤에 저장된 물은 수위를 올리고 우물로 추출된다.모래 저장 댐은 하천이나 와디를 가로질러 단계적으로 건설되는 댐이다.홍수가 산꼭대기를 덮칠 것이므로 강해야 한다.시간이 흐르면서, 모래는 댐 뒤에 층으로 쌓이게 되는데, 이것은 물을 저장하고, 가장 중요한 것은, 증발을 방지하는 데 도움이 됩니다.저장된 물은 우물, 댐 본체를 통해 또는 배수관을 [73]통해 추출할 수 있습니다.

테일링 댐

주요 기사:테일링 댐

테일링 댐은 일반적으로 테일링 저장에 사용되는 흙을 채운 제방 댐으로, 광석의 비경제적 분율에서 귀중한 분율을 분리한 후 채굴 작업 중에 생산된다.기존의 저수 댐이 이러한 목적에 도움이 될 수 있지만 비용 때문에 테일링 댐이 더 효과적이다.저수 댐과 달리, 후행 댐은 특정 광산의 수명 내내 연속적으로 상승한다.일반적으로 베이스 댐 또는 스타터 댐이 건설되며, 미류와 물의 혼합물로 채워지면서 댐이 솟아오릅니다.댐을 높이는 데 사용되는 재료에는 토양과 함께 [74](크기에 따라) 미행이 포함될 수 있습니다.

"업스트림", "다운스트림" 및 "중앙선"의 세 가지 상향식 테일링 댐 설계가 있으며, 상향식 중 산정의 움직임에 따라 이름이 지정됩니다.사용되는 특정 설계는 지형, 지질, 기후, 미행 유형 및 비용에 따라 달라집니다.상류의 후미 댐은 꼭대기에 건설되는 사다리꼴 제방으로 구성되어 있으며, 꼭대기는 상류로 이동한다.이로 인해 상대적으로 평평한 다운스트림 측과 들쭉날쭉한 업스트림 측이 형성되며, 이는 압수물 내 테일링 슬러리에 의해 지지됩니다.하류 설계는 하류에 성토와 볏을 배치하는 제방을 연속적으로 상승시키는 것을 말한다.센터라인드 댐은 순차적인 제방댐을 쌓고 하류측에는 필을 설치하여 지지하고 상류측에는 [75][76]슬러리를 지지한다.

미류 댐은 종종 채굴 과정에서 나오는 독성 화학물질을 저장하기 때문에 침수를 방지하는 불침투성 라이너가 있다.안정성 및 환경적 목적을 위해 테일링 연못의 물/슬러리 수위도 [76]관리해야 합니다.

소재별

강철 댐

주요 기사:강철댐
미시간주, 1905년에 건설된 레드리지 스틸 댐

강철댐은 20세기 초에 잠깐 실험한 댐의 일종으로, 강철 도금(각도로)과 내하력 보를 구조물로 사용한다.영구 구조물로 의도된 강철 댐은 석조, 콘크리트 또는 토공보다 저렴하지만 목재 크립 댐보다 튼튼한 건설 기술을 고안할 수 있는지 여부를 결정하기 위한 (실패한) 실험이었다.

목재 댐

1978년 미시간 주의 목재 요람 댐

목재 댐은 건설의 용이성과 속도 때문에 산업혁명 초기 및 변경 지역에서 널리 사용되었다.비교적 수명이 짧고 건설할 수 있는 높이가 제한적이어서 현대에는 거의 건설되지 않는 목재 댐은 물 유지 특성을 유지하고 통과 같이 부패에 의한 열화를 제한하기 위해 지속적으로 습기를 유지해야 합니다.목재 댐을 건설하는 것이 가장 경제적인 장소는 목재가 풍부하고, 시멘트는 비용이 많이 들거나 운송이 어려우며, 낮은 수돗물 전환 댐이 필요하거나 수명이 문제가 되지 않는 장소이다.목재 댐은 한 때, 특히 북미 서부에 많이 있었지만, 대부분은 무너지거나, 흙 제방 아래에 숨겨지거나, 완전히 새로운 구조물로 대체되었습니다.목재 댐의 두 가지 일반적인 변형은 "crib"과 "plank"였다.

목재 요람 댐은 통나무집처럼 무거운 목재나 다듬은 통나무로 지어졌으며 내부에는 흙이나 잔해가 가득했다.무거운 아기침대 구조물이 댐의 면과 물의 무게를 지탱했다.스플래시 댐은 19세기 후반과 20세기 초에 통나무를 하류로 띄우는 데 사용된 목재 침목 댐이었다.

"나무판자 댐"은 판자의 보수 배치를 지지하기 위해 무거운 목재를 사용하는 다양한 건축 방법을 사용한 보다 우아한 구조였다.

기타 타입

코퍼담스

주요 기사: Cofferdam
몽고메리 포인트 잠금 장치 및 댐의 잠금 장치 공사 중 금고댐

커피댐은 일반적으로 물에 잠긴 지역에서 물을 배제하기 위해 건설된 임시 장벽입니다.일반적으로 목재, 콘크리트 또는 강판 말뚝으로 만들어진 코퍼댐은 영구 댐, 교량 및 이와 유사한 구조물의 기초 위에 건설할 수 있도록 하기 위해 사용됩니다.프로젝트가 완료되면, 그 지역에 지속적인 유지보수가 필요하지 않는 한, 보통 금고댐은 철거되거나 철거될 것이다.(제방 및 옹벽도 참조).

커피댐의 일반적인 용도에는 연안 석유 플랫폼의 건설과 수리가 포함됩니다.이 경우, 코퍼댐은 판강으로 제작되어 수중에서 용접된다.공기는 우주로 펌핑되어 물을 대체하고 지표면 아래의 건조한 작업 환경을 가능하게 합니다.

천연 댐

댐은 또한 자연적인 지질학적 힘에 의해 만들어질 수 있다.용암댐은 용암이 흐를 때 형성되며, 종종 현무암으로 인해 하천이나 호수 출구의 경로를 차단하여 자연 저류물이 생성된다.미국 애리조나 북부 콜로라도 강에 용암 댐을 만든 180만 년 전~10만 년 전 유잉카레 화산지대의 분출이 그 예가 될 것이다.가장 큰 호수는 댐이 붕괴되기 전에 길이가 약 800km로 늘어났다.빙하 활동은 또한 지난 빙하기가 끝날 무렵 7,7802 km(3,000 평방 mi)의 빙하 호수 미술라를 형성한 코딜란 빙상에 의한 몬태나주의 클라크 포크의 댐과 같은 천연 댐을 형성할 수 있다.빙하가 남긴 모레인 퇴적물은 또한 강을 댐으로 막아 호수를 형성할 수 있다. 예를 들어, 플랫헤드 호수, 몬태나 주(모레인 댐 호수 참조).

지진이나 산사태와 같은 자연재해는 지형이 불안정한 산악지대에 산사태 댐을 만드는 경우가 많다.역사적인 예로는 타지키스탄의 우소이 댐을 들 수 있다.이 댐은 무르하브 강을 막아 사레즈 호수를 만든다.높이가 560m(1,840피트)로 천연 댐과 인공 댐을 모두 포함하여 세계에서 가장 높은 댐이다.더 최근의 예는 파키스탄 훈자 강에서 산사태로 인해 아타바드 호수가 생긴 것이다.

자연 댐은 종종 인간의 거주지와 기반시설에 중대한 위험을 초래한다.이로 인한 호수는 종종 사람이 사는 지역에 범람하는 반면 댐의 치명적인 붕괴는 1927년 서부 와이오밍의 그로스 벤트르 산사태의 실패와 같은 훨씬 더 큰 피해를 야기할 수 있으며, 이로 인해 켈리 마을은 6명의 사망자를 냈다.

비버 댐
주요 기사:비버 댐

비버는 주로 진흙으로 댐을 만들고 거주할 수 있는 특정 지역을 범람시키기 위해 버팀목을 세운다.땅의 구획을 범람시킴으로써, 비버는 지표면 아래나 근처를 항해할 수 있고 포식자들로부터 비교적 잘 숨겨지거나 보호됩니다.홍수가 난 지역은 특히 겨울에 비버들이 음식에 접근할 수 있게 해줍니다.

구성 요소

발전 플랜트

주요 기사:수력 전기
유압 터빈 및 발전기

2005년 현재, 대부분 댐에서 나오는 수력 발전은 세계 전기의 약 19%와 재생 [77]가능 에너지의 63% 이상을 공급하고 있다.중국은 대규모로 소규모 수력발전을 사용하고 있으며 세계 [77]전력사용량의 약 50%를 차지하고 있지만, 그 대부분은 대형 댐에 의해 발전되고 있다.

대부분의 수력 발전은 수차 및 발전기를 구동하는 댐 물의 잠재 에너지에서 비롯됩니다. 댐의 발전 능력을 높이기 위해 물은 터빈 전에 펜스톡이라는 대형 파이프를 통해 흐를 수 있습니다.이 단순한 모델의 변형은 펌핑 저장 수력 전기를 사용하여 다양한 고도에 있는 저수조 간에 물을 이동시킴으로써 수요가 높고 낮은 기간에 맞춰 전기를 생산합니다.전력 수요가 적은 시간에는 과잉 발전 용량이 더 높은 저장소로 물을 펌핑하는 데 사용됩니다.수요가 많을 경우 터빈을 통해 물이 다시 저수지로 방출됩니다(예를 들어 다이노위그 발전소 참조).

단면 수력 발전 댐

스필웨이

주요 기사: 스필웨이
웨일즈 Llyn Brianne 댐의 여수로, 첫 번째 매립 직후

여수로란 댐의 상류 쪽에서 하류 쪽으로 물을 흘려보내는 댐의 한 단면이다.많은 여수로에는 여수로의 흐름을 제어하도록 설계된 수문이 있습니다.여수로에는 몇 가지 종류가 있습니다."서비스 스필웨이" 또는 "프라이머리 스필웨이"는 통상의 흐름을 통과합니다."보조 여수로"는 서비스 여수로 용량을 초과하여 유량을 방출합니다."비상 여수로"는 서비스 여수로의 심각한 오작동과 같은 극단적인 조건에 맞게 설계됩니다."퓨즈 플러그 여수로"는 큰 홍수가 났을 때 덮쳐 떠내려갈 수 있도록 설계된 낮은 제방이다.퓨즈 플러그의 요소는 원격 제어 없이 작동하는 독립 독립 블록입니다.댐의 보안을 해치지 않고 댐의 정상적인 웅덩이를 늘릴 수 있습니다. 예외적인 경우에 대비하여 점차적으로 대피하도록 설계되어 있기 때문입니다.그들은 때때로 일반적인 홍수에 범람을 허용함으로써 고정된 보 역할을 한다.

유로는 유로를 흐르는 물의 캐비테이션이나 난류를 포함한 유수의 흐름에 의해 서서히 침식되어 기능 상실을 초래할 수 있다.1889년 펜실베이니아 주 존스타운의 사우스 포크 댐이 범람하여 존스타운 홍수('1889년의 대홍수')[78]를 일으킨 것은 부적절한 수로 설계와 어망 설치였다.

침식률은 종종 모니터링되며, 일반적으로 유출로의 하류면을 오지 곡선과 같은 난류 흐름을 최소화하는 곡선으로 형성하여 위험을 최소화합니다.

댐 조성

공통의 목적

기능. 예
발전 수력 발전은 세계의 주요 전력 공급원이다.많은 나라에는 발전 목적으로 댐을 만들 수 있는 충분한 물의 흐름이 있는 강이 있다.예를 들어 남미 파라나 강의 이타이푸 댐은 2005년 기준으로 14GW를 생산해 파라과이가 소비하는 에너지의 93%, 브라질이 소비하는 에너지의 20%를 공급하고 있다.
급수 세계의 많은 도시 지역들은 낮은 댐이나 보 뒤에 파여진 강에서 물을 공급받는다.예를 들어 템즈강에서 물이 나오는 런던과 디강에서 물이 나오는 체스터가 있다.다른 주요 원천에는 Claerwen 시리즈 댐과 저수지와 같은 깊은 계곡을 가로지르는 높은 댐에 의해 포함된 깊은 고지 저수지가 포함된다.
수류/관개 안정화 댐은 종종 농업 목적과 [79]관개 목적으로 물의 흐름을 제어하고 안정시키기 위해 사용된다.버그 해협 댐과 같은 다른 댐은 내륙의 호수나 바다의 수위를 안정시키거나 복원하는데 도움을 줄 수 있다. 이 경우에는 아랄해이다.[80]
홍수 방지 캐나다 컬럼비아 강의 킨리사이드 댐은 8.76km3(2.10cumi)의 홍수를 저장할 수 있으며, 델타웍스는 네덜란드를 연안 [81]홍수로부터 보호합니다.
매립지 댐(이 문맥에서는 종종 제방 또는 제방이라고 함)은 물에 잠길 수 있는 지역에 물이 유입되는 것을 방지하기 위해 사용되어 사람이 사용할 수 있는 매립을 가능하게 한다.
물바꾸러기 관개, 발전 또는 기타 용도로 물을 돌리는 데 사용되는 일반적인 작은 댐으로, 일반적으로 다른 기능은 없습니다.때때로 그들은 다른 배수구나 저수지로 물을 돌려서 그곳의 흐름을 증가시키고 특정 지역의 물 사용을 개선하는데 사용된다.'전환 댐'을 참조하십시오.
내비게이션 댐은 깊은 저수지를 만들고 또한 하류의 물의 흐름을 바꿀 수 있다.이는 강의 깊이를 변경함으로써 상류 및 하류 항해에 영향을 미칠 수 있다.수심이 깊을수록 물 용기의 이동 자유도가 높아지거나 높아집니다.큰 댐이 이러한 목적을 수행할 수 있지만, 대부분의 경우 보와 자물쇠가 사용됩니다.

이러한 목적 중 일부는 상충되며 댐 운영자는 동적 트레이드오프를 수행해야 합니다.예를 들어, 발전 및 물 공급은 저수지를 높게 유지하는 반면, 홍수 예방은 저수지를 낮게 유지합니다.연간 주기에 따라 강수량이 변동하는 지역의 많은 댐도 이러한 다양한 목적의 균형을 맞추기 위해 저수지가 매년 변동하는 것을 볼 수 있다.댐 관리는 경쟁 [82]관계자들 사이에서 복잡한 작업이 됩니다.

위치

다카토 댐 방류

댐을 건설하기에 가장 좋은 장소 중 하나는 깊은 강 계곡의 좁은 부분이며, 계곡 측면은 자연 벽의 역할을 할 수 있다.댐 구조의 주요 기능은 하천이 남긴 자연 저수지 라인의 틈새를 메우는 것이다.이러한 사이트는 일반적으로 필요한 스토리지 용량에 대해 격차가 최소가 되는 사이트입니다.가장 경제적인 배치는 종종 토방 옆에 있는 석조 댐과 같은 복합 구조물이다.현재 침수되는 토지의 사용은 불필요해야 한다.

댐을 건설할 때 기타 중요한 엔지니어링 및 엔지니어링 지질학적 고려사항은 다음과 같습니다.

  • 주변 암반 및 토양의 투과성
  • 지진 단층
  • 산사태 및 경사면 안정성
  • 물받이
  • 최대 홍수 흐름
  • 탱크 실팅
  • 하천 어업, 산림 및 야생 생물에 대한 환경 영향(어류 사다리 참조)
  • 인간의 주거에 미치는 영향
  • 침수 보상 및 인구정착
  • 제안된 저수지 구역에서 독성 물질 및 건물 제거

영향 평가

영향은 여러 가지 방법으로 평가된다: 댐에서 발생하는 인간 사회에 대한 이익(농업, 물, 피해 방지 및 전력), 자연과 야생 생물에 대한 위해 또는 이익, 지역의 지질에 대한 영향(물 흐름과 수위 변화가 안정성을 증가 또는 감소시킬지 여부), 그리고 인간의 삶에 대한 혼란(이동, 손실)수중에서 발생하는 역학적 또는 문화적 문제).

환경에 미치는 영향

주요 기사:저수지의 환경에 미치는 영향
댐으로 인한 목재·쓰레기 퇴적

댐 뒤에 있는 저수지는 강의 많은 생태학적 측면에 영향을 미친다.하천 지형과 역학은 광범위한 흐름에 의존하는 반면 댐 아래의 하천은 방출 후 방출되지 않아 발생하는 매우 안정적인 흐름 조건이나 톱니 모양의 흐름 패턴을 장기간 경험하는 경우가 많다.터빈에서 나오는 것을 포함한 저수지에서 방출되는 물은 보통 매우 적은 양의 부유 퇴적물을 포함하고 있으며, 이는 다시 강바닥의 세척과 강둑의 상실로 이어질 수 있다. 예를 들어 글렌 캐니언 댐에 의한 일일 순환 흐름 변화는 모래톱 침식의 한 원인이었다.

오래된 댐은 종종 물고기 사다리가 없어서 많은 물고기들이 자연 번식지로 상류로 이동하지 못하고 번식 주기가 실패하거나 이동 경로를 [83]막는다.물고기 사다리도 산란장 [84]상류로 어획량이 줄어드는 것을 막지 못한다.일부 지역에서는, 어린 물고기("smolt")가 일년 중 일부 기간 동안 바지선을 통해 하류로 운반됩니다.수생 생물에 미치는 영향이 적은 터빈 및 발전소 설계는 활발한 연구 영역이다.

그러나 동시에, 일부 특정 댐은 어떤 종류의 물고기와 다른 수생 생물에 대한 더 나은 조건 확립에 기여할 수 있다.연구는 각 생물군의 지역 환경 조건과 베타 다양성 패턴에 영향을 미치는 주요 하천 저지대 [85]하류 방향에서 지류가 수행하는 주요 역할을 입증했다.치환과 농도의 차이는 어류(평균 = 0.77)와 식물성 플랑크톤(평균 = 0.79)에 대한 총 베타 다양성의 높은 값에 기여했지만, 상대적 중요도는 생물학적 그룹(각각 [85]평균 = 0.45와 0.52)에 대한 대체 성분과 더 관련이 있었다.De Almeida, R.A., Steiner, M.T.A. 등이 실시한 연구에 따르면 댐 건설 후 개체수가 30% 이상 감소한 반면, 다른 종들은 개체수를 28%[86] 증가시켰다.이러한 변화는 물고기가 "다양한 먹이 습성"을 얻었고, 거의 모든 종이 둘 이상의 [86]그룹에서 발견된다는 사실로 설명될 수 있다.

큰 댐은 이 지역의 멸종위기종과 미발견종을 포함한 전체 생태계를 파괴하고 원래의 환경을 새로운 내륙 호수로 대체시킬 수 있다.

댐 뒤에 형성된 대형 저수지는 물 하중 및/또는 물 [citation needed]표의 높이 변화로 인해 지진 활동의 기여도에 표시되었다.

댐은 또한 지구 [87]온난화에 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다.저수지의 수위 변화는 [88]메탄과 같은 온실가스의 원천이다.댐과 그 뒤의 물은 지구 표면의 작은 부분만을 덮고 있지만, 그것들은 많은 양의 온실가스를 [89]생산할 수 있는 생물학적 활동을 가지고 있다.

인간의 사회적 영향

댐이 인간 사회에 미치는 영향은 매우 크다.닉 컬러더는 헝그리 월드: 미국의 아시아에서의 빈곤과의 냉전 투쟁에서 댐 건설은 국가가 공공의 이익을 명분으로 사람들을 대체하도록 요구하며, 종종 계획자들에 의해 대중의 학대를 초래한다고 주장한다.그는 1960년 인도 내무장관 모라르지 데사이가 퐁댐에 대해 화가 난 마을 사람들에게 말한 것을 인용하며, 그는 마을 사람들이 [90]협조하지 않으면 물을 방류하고 마을 사람들을 익사시키겠다고 위협했다.

중국 양쯔강의 삼협댐은 후버댐의 5배가 넘는 크기입니다.홍수 조절 및 수력 발전에 사용할 600km(370mi) 길이의 저수지를 만든다.그것의 건설은 백만 명 이상의 사람들의 집을 잃고 그들의 대규모 이주, 많은 귀중한 고고학적, 문화적 유적지의 손실, 그리고 중요한 생태학적 [91]변화를 필요로 했다.2010년 중국 홍수 때 댐은 참혹한 홍수를 막았고 거대한 저수지는 하룻밤 사이에 [92]4미터(13피트) 증가했다.

2008년에는 댐 [93]건설로 인해 전 세계에서 4000만 명에서 8000만 명의 이재민이 발생한 것으로 추정됐다.

경제학

수력발전소 건설은 현장연구, 수문연구, 환경영향평가에 긴 리드타임을 필요로 하며 탄소발전에 비해 규모가 큰 프로젝트이다.수력 발전 생산을 위해 경제적으로 개발할 수 있는 현장의 수는 제한적이다. 새로운 부지는 인구 중심에서 멀리 떨어져 있고 일반적으로 광범위한 송전선을 필요로 한다.수력 발전은 강우량, 지표수 및 빙하 녹는 수준 변화를 포함한 기후의 주요 변화에 취약할 수 있으며, 저수해에서 충분한 전력을 이용할 수 있도록 하기 위한 추가 용량에 대한 추가 지출을 야기한다.

일단 완성되고 잘 설계되고 유지된다면 수력 발전원은 일반적으로 비교적 저렴하고 신뢰할 수 있습니다.연료도 없고 탈출 위험도 낮으며, 청정 에너지원으로서 원자력이나 풍력 [94]발전보다 저렴합니다.풍력에 비해 필요에 따라 물을 저장하고 필요에 따라 높은 전력 수준을 발생시키는 것이 더 쉽게 규제됩니다.

저수지 및 댐 개선

댐 건설은 일부 긍정적인 효과에도 불구하고 하천 생태계에 심각한 영향을 미쳐 수문학적 변화의 [95]일부로 하천 생태계가 악화된다.저수지와 댐의 부정적인 영향을 줄이는 주요 방법 중 하나는 인간의 물 수요와 하천 생태계 [95]보호의 갈등을 해결하기 위해 최신 자연 기반 저수 최적화 모델을 구현하는 것이다.

댐 제거

주요 기사:댐 제거

강에서 댐을 제거함으로써 물과 퇴적물의 흐름을 재정립할 수 있다.댐 제거는 댐이 오래되고 유지관리 비용이 [96]제거 비용을 초과하는 경우 적절한 것으로 간주된다.댐 제거의 일부 영향에는 저수지 침식, 하류 침전물 공급 증가, 하천 폭 및 편조 증가, 자연 수온 재정립 및 [96]댐으로 인해 이전에 이용할 수 없었던 서식지의 재확립이 포함된다.

미국 워싱턴주의 엘화강에서 세계 최대 규모의 댐이 철거됐다(엘화강 복원 참조).엘화 댐과 글린스 캐니언 댐이라는 두 댐은 2011년과 2014년 사이에 제거되었으며, 이 댐은 약 30 Mt의 [96][97]침전물을 저장하였다.그 결과 하류 하천과 삼각주에 대한 토사와 목재 수송이 재정립되었다.저수지에 저장된 침전물의 약 65%가 침식되었고, 이 중 약 10%가 강바닥에 침전되었다.나머지 90%는 해안으로 이송됐다.토사 공급이 재개되면서 약 60ha의 삼각주가 증가했으며, 하천 [97]편조도 증가하였다.

댐 붕괴

주요 기사:댐 붕괴
사우스포크 댐 붕괴와 그로 인한 홍수로 1889년 펜실베니아 존스타운 파괴
위험부대를 포함하는 공사 및 설비의 국제 특별 표지판

댐 붕괴는 일반적으로 구조물이 파손되거나 현저하게 손상되면 치명적입니다.대형 댐 내부 및 주변의 배수구에서 스며드는 일상적인 변형 모니터링 및 모니터링은 문제를 예측하고 구조적 기능 상실이 발생하기 전에 교정 조치를 취하는 데 유용하다.대부분의 댐은 이러한 문제가 발생할 경우 저수지를 낮추거나 배수할 수 있는 메커니즘을 포함하고 있다.또 다른 해결책은 암석 그라우팅이 될 수 있습니다. 즉, 포틀랜드 시멘트 슬러리를 약한 파쇄암에 압력 펌핑하는 것입니다.

무력 충돌 시 댐은 파괴 가능성이 큰 민간인과 환경에 미치는 영향이 크기 때문에 위험한 세력을 포함하는 시설로 간주해야 한다.따라서 국제인도법(IHL)의 규정에 의해 보호되며, 민간인 사이에 심각한 손실을 초래할 수 있는 경우에는 공격의 대상이 되지 않는다.식별을 용이하게 하기 위해 IHL 규칙에 따라 동일한 축에 배치된 세 개의 밝은 주황색 원으로 구성된 보호 표지가 정의된다.

댐 붕괴의 주요 원인으로는 부적절한 여수로 용량, 제방, 기초 또는 교대를 통한 배관, 여수로 설계 오류(사우스 포크 댐), 충전 중 수위 변화로 인한 지질학적 불안정(Vajont, Malpasset, Testalinden Creek 댐), 특히 출구 파이프의 정비 불량 등이 있다. 레이크 댐, 발 디 스타바 댐 붕괴), 극단적 강우(샤키도르 댐), 지진 및 인간, 컴퓨터 또는 설계 오류(버팔로 크릭 홍수, 데일 제방 저수지, 타움 사크 양수장).

(위의 판결에 앞서) 고의적인 댐 붕괴의 주목할 만한 사례는 제2차 세계대전 중 영국 공군의 '댐버스터즈'의 독일 공습(코드명 'Operation Cheat')이었다.이 때, 3개의 독일 댐은 루르 강 및 에드 강에서 파생된 독일의 인프라와 제조 및 전력 능력을 손상시키기 위해 파괴되었다.이 습격은 후에 몇몇 영화의 기초가 되었다.

2007년 이후 네덜란드 IJkdijk 재단은 오픈 이노베이션 모델과 제방 붕괴에 대한 조기 경고 시스템을 개발 중이다.개발 노력의 일환으로 IJkdijk 필드랩에서 본격적인 제방이 파괴되었습니다.파괴 과정은 국제 기업 및 과학 기관의 센서 네트워크에 의해 모니터링됩니다.

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추가 정보

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외부 링크

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