Плотины являются наиболее распространенным типом водоподпорных гидротехнических сооружений. Их применяют в самых разнообразных водохозяйственных целях: для регулирования стока, улучшения условии судоходства и лесосплава на реках, для водоснабжения юродов, промышленных объектов, населенных пунктов, при использовании водной энергии, при обводнении и орошении. Плотины, как правило, входят в состав всех напорных речных гидроузлов и гидротехнических систем и являются наиболее ответственными сооружениями. особенно когда с их помощью создают водохранилища больших объемов.
Для современных плотин характерно наличие большого числа их типов, отличающихся конструктивными особенностями и возможностями применения и тех или иных природных условиях. В целях упрощения выбора типа плотин для конкретных условий (климатических, гидрологических, топографических. инженерно-геологических, производственных) и решения определенных водохозяйственных задач в гидротехнике существует их классификация по ряду признаков: водохозяйственному (по степени регулирования речного стока), величине воспринимаемого напора, гидравлическому (по способу пропуска воды), статическому расчетному (по способу восприятия основных нагрузок и сопротивлению сдвигу), по материалу, из которого их строят.
Но водохозяйственному признаку плотины с некоторой условностью разделяют на водоудержательные или водохранилищные, сооружаемые для устройства водохранилищ в речных долинах и примыкающих к ним понижениях местности, и подоподъемные, сооружаемые только для повышения уровня воды в реке или озере.
Водохранилищные плотины могут иметь значительную протяженность (несколько километров) и высоту до нескольких сотен метров (плотина Нурекской ГЭС на р. Вамп около 300 м). Ими образованы водохранилища огромных объемов в десятки кубических километров.
Водоподъемные плотины отличаются небольшими напорами (редко свыше 10 м). Поднимая уровни воды в реках обычно в пределах берегов русла или поймы, они образуют так называемые русловые водохранилища незначительных объемов.
По величине воспринимаемого напора плотины, так же как и гидроузлы, делят на низконапорные, средненапорные и высоконапорные.
По гидравлическому признаку различают плотины глухие, не допускающие пропуска воды через их гребень, и водосливные допускающие перелив воды через гребень (через верх).
Глухие плотины (рис. 2.1) для пропуска через них речною потока имеют водосливные и водовыпускные отверстия (водосбросы и водоспуски) в теле плотины или вне его. Водосливные плотины выполняют без затворов (рис. 2.2) и с затворами1 (щитами), перекрывающими водосливные отверстия, которые устраивают на гребне плотины с помощью бычков (бетонных стенок с пазами для затворов).
По способу восприятия основных нагрузок и сопротивлению сдвигу (статическо-расчетному признаку) плотины разделяют на следующие:
- гравитационные (см. рис. 2.1 и 2.2), имеющие большую собственную массу, вследствие чего по их подошве возникает большая сила трения, обеспечивающая устойчивость плотины на сдвиг под воздействием стремящихся сдвинуть ее сил; к этим плотинам относятся земляные, каменнонабросные, смешанные, бетонные, железобетонные и деревянные ряжевые;
- арочные — бетонные и железобетонные плотины, работающие как система упругих горизонтальных арок, опирающихся на берега; арочно-гравитационные, работающие одновременно как арка и гравитационная плотина; многоарочные плотины (рис. 2.3), представляющие собой ряд арок, передающих нагрузку на промежуточные бычки — контрфорсы; арочные плотины обычно выполняют глухими, многоарочные (малого напора) водосливными; — контрфорсные, состоящие из ряда контрфорсов (обычно выполняемых из железобетона), пролеты между которыми перекрываются железобетонными плоскими или криволинейными плитами, воспринимающими давление воды с в. б. и передающими его через контрфорсы основанию; у деревянных плотин контрфорсы выполняют из деревянных брусьев.
Их называют гидротехническими затворами.
Контрфорсные плотины выполняют глухими и водосливными.
Рис. 2.3. Многоарочная плотина.
1- водохранилище, 2- арки. 3 — контрфорсы. 4 — зуб.
По роду основного материала, из которого возводят плотины, различают следующие основные типы: из местных материалов (земляные, из каменной наброски, смешанные), бетонные, железобетонные, деревянные.
