Brana je struktura koja pomaže blokirati uspon ili protok vode za jednu ili drugu svrhu. Prve građevine ovog tipa otkrivene su u Egiptu, gdje su korištene za stvaranje skladišta vode. Arheolozi iz Njemačke pronašli su takav objekt dvjesto kilometara od Kaira. Bila je to brana s vlastitim imenom "Sad el-Karaf", koja se nalazi u zapisima Herodota. Što se tiče njezinih godina, stručnjaci se ne slažu. Neki vjeruju da je sagrađena 3200. godine prije Krista, drugi - da je u intervalu između 2950.-2750. pr.
Od čega je napravljena najstarija brana?
Koliko je velika bila najstarija brana? Ova impresivna građevina bila je dvostruki kameni zid, između čije su stranice dodatno nabacani ulomci kamenja. Duljina brane bila je više od 100 metara duž vrha, dok je visina dostigla 12 metara. Sličan projekt omogućio je akumulaciju do dva milijuna kubnih metara vode u Wadi al-Gharavi.
Kinezi su gradili u velikim razmjerima i stoljećima
Neki povjesničari vjeruju da su brane u brončanom dobu građene posvuda na točkama razvoja jednog ili drugoglokalna civilizacija. Na primjer, u Mezopotamiji je pronađena kamena građevina koja datira iz sedmog stoljeća prije Krista. U drevnoj Siriji slične su građevine izgrađene tisuću i pol godina prije Kristova rođenja. (Nahr el-Assi). Izgradnja brana velikih razmjera primijećena je i u staroj Kini. Ovdje se proslavio majstor, a kasnije i car Yu, kojemu je 2283. godine prije Krista sadašnji vladar povjerio upravljanje cjelokupnom vodogradnjom u carstvu. Pod vodstvom Velikog Yua (kako ga još zovu) podignuto je više od jedne brane. Bila je to gradnja velikih razmjera stoljećima i tisućljećima, koja je do 250. godine prije Krista omogućila navodnjavanje, na primjer, 50.000 četvornih kilometara u pustinjama Sečuana koristeći vode rijeke Minjiang. A u Kini se rodila praksa izgradnje hidrauličnih konstrukcija pomoću elementa kao što je luk.
Dizajnirao sam da Vinci
U Europi, gdje problem navodnjavanja nije bio tako akutan kao u Aziji i Africi, brane su se pojavile mnogo kasnije - u 16. stoljeću. Zasvođene verzije posebno se spominju u španjolskim kronikama 1586., ali inženjeri vjeruju da su sami uređaji mogli biti izgrađeni stoljećima ranije. To se temelji na činjenici da su u njihovom dizajnu sudjelovali genijalci tog vremena - Leonado da Vinci, Malatesta, Mechini, a također uzimajući u obzir nagomilano iskustvo koje je u Europu stiglo nakon kontakata s arapskim svijetom. Na primjer, poznato je da je čak i takva, na prvi pogled, ne baš jaka građevina, poput zemljane brane, radila stoljeće,prije urušavanja (podignut u Francuskoj 1196.).
Upotreba brana u Rusiji
Za Rusiju, s njezinim bogatim vodnim resursima, također, na prvi pogled, brane nisu bile osobito potrebne. Međutim, ovdje postoje još od 14. stoljeća nove ere i korišteni su u sustavima vodenih mlinova. Prvi spomen brana zabilježen je u oporuci Dmitrija Donskog iz 1389. godine. Petar Veliki je pokazao poseban interes za takve građevine, pa je u 18. stoljeću u Ruskom Carstvu već bilo više od 200 objekata, među kojima se isticala visoka zemljana brana - Zmeinogorskaya. Vodni resursi preko takvih uređaja prenošeni su za korištenje u tekstilnim, rudarskim i drugim poduzećima tog vremena.
Brana je hidraulička konstrukcija koja se može povezati s jednom ili drugom vrstom objekta, ovisno o klasifikaciji. Danas postoje rezervoari, uređaji za spuštanje i podizanje vode. Akumulacijske brane su obično vrlo visoke i mogu kontrolirati ispuštanje vode. Niske građevine (na primjer, za izgradnju ribnjaka) obično nemaju otjecanje. Druga važna klasifikacija je podjela objekata ovisno o dubini vode ispred pečata. Ovdje se razlikuju brane niskog, srednjeg i visokog tlaka (do 15, 50 odnosno više od 50 metara).
Barne za rijeke i jaruge
Barne na rijekama mogu se graditi i poprijeko (za podizanje vodostaja urediti vodopad čija se snaga može nekako iskoristiti; da se napravi plitakdio rijeke prohodan za brodove), i uzduž (za zaštitu od poplava). U nekim su slučajevima potoci, jaruge i udubine blokirani branama kako bi u njima zadržali otopljeni snijeg, koji se zatim koristi za navodnjavanje ili za napajanje navigacijskih kanala.
Glavni elementi HE
Konstrukcija hidrauličkih građevina obično uključuje branu, akumulaciju ispred ili iza nje, instalaciju za podizanje vode, kompleks hidroelektrana, padine za prolaz riba, odvod vode (ako je sustav je propust), konstrukcije za jačanje obale i čišćenje sustava od nanosa. Veliki objekti izrađuju se od armiranog betona, dok se mali mogu graditi od zemlje, metala, betona, drveta ili čak tkanine. Poznato je da su tijekom poplave u Komsomolsku na Amuru zaštitnu branu činili vojnici Ministarstva za izvanredne situacije, koji su na sebi držali filmove koji su spriječili prelijevanje vode preko vrhova postojećih zaštitnih konstrukcija.
Kako brane mogu podnijeti teret?
Druga klasifikacija brana odražava kako se ti objekti odupiru opterećenjima. Gravitacijske građevine percipiraju udare cijelom svojom masom i odolijevaju zbog prianjanja potplata brane i temelja na kojemu stoji. Takve su opcije obično vrlo masivne. Primjerice, brana hidroelektrane na rijeci Ind (brana Tarbela) ima visinu od oko 143 metra i dužinu veću od 2,7 km, što stvara ukupni volumen od 130 milijuna kubnih metara. metara. Lučni objekti prenose pritisak na obale. Ako je luk širok i pritisak je visok, onda lučno-gravitacijski modeli ili lukovi s kontraforima u podnožju. Opcije podupirača imaju tanji zid brane, ali ojačanu bazu zbog potpornih elemenata. Brane se danas grade masovnom ili aluvijalnom metodom, kao i metodom usmjerene eksplozije.
Posljedice nesreća
Nezgode na branama sa sobom nose značajne materijalne gubitke, jer je uništena ne samo jedinstvena oprema, već i poduzeća koja opskrbljuju strujom i vodom s ove brane. Ponekad se cijela naselja ispiru vodenim tokovima, usjevne površine budu poplavljene, usjevi gube. Ali najgore je to što deseci, stotine, pa čak i tisuće ljudi mogu umrijeti gotovo trenutno.
Dakle, u ožujku 1928. u kanjonu San Francisca došlo je do uništenja brane sv. Franje, tada je umrlo oko šest stotina ljudi, a višemetarski komadi same brane pronađeni su na udaljenosti od oko kilometar od mjesta proboja. U SSSR-u, tijekom Velikog Domovinskog rata (1941.), donesena je odluka o namjernom potkopavanju brane Dneproges u vezi s okupacijom Zaporožja od strane fašističkih trupa. Masivna betonska konstrukcija djelomično je oštećena s 20 tona amonala. Koliko je ljudi tada umrlo, još uvijek nije točno utvrđeno. Brojke su od dvadeset do sto tisuća ljudi, uključujući vojnike, izbjeglice i stanovništvo, koje bi se moglo nalaziti na lijevoj obali Dnjepra, koji je preuzeo najveći teret vodenog elementa.
Ukupan broj žrtava je oko 230 tisuća ljudi
Poslijeratne nesreće na branamavelike elektrane povlačile su za sobom još veće žrtve. U kolovozu 1975., kada je pukla brana Banqiao, utopilo se samo 26.000 ljudi, a uzimajući u obzir širenje epidemija i gladi, broj umrlih dosegao je 170-230 tisuća ljudi. Istodobno je uništeno oko trećine od milijun grla stoke i uništeno oko 6 milijuna zgrada i građevina. Autocesta od Guangzhoua do Pekinga bila je zatvorena osamnaest dana. A sve se to dogodilo jer brane, predviđene za maksimalnu količinu oborina, nisu mogle izdržati nalet vodenih masa koje je donio tajfun Nina. 8. kolovoza 1975. srušila se najmanja brana, što je dovelo do ispuštanja vode u Bancao, gdje su u kratkom vremenu srušene 62 brane. Nastali val bio je širok do 10 km i visok tri do sedam metara. Neka kineska sela potpuno su oprana zajedno sa svojim stanovnicima.
Da bi se spriječio pucanje brane, danas se poduzimaju brojne mjere, uključujući usklađenost s projektnim parametrima brane, provjeru usklađenosti tijekom rada, promatranja tijekom rada, prikupljanje vizualnih i geodetskih podataka, itd. Za brane, postoje dvije nedosljednosti sa zahtjevima i standardima projekta: "K1" - objekt je u potencijalno opasnom stanju i potrebne su hitne mjere za otklanjanje njegovih uzroka, i "K2" - stanje prije nesreće, moguće je uništenje, spašavanje i evakuacija potreban je posao.
