Val av reservoarplats: 3 faktorer

Denna artikel lyfter fram de tre faktorer som ska beaktas för val av reservoarplats. Faktorerna är: - 1. Catchmentområdets geologi 2. Geologin i reservoarområdet (dvs. det område som ska översvämmas) 3. Dammens geologi.

Faktor # 1. Geologi av fångstområdet:

Detta påverkar andelen av avrinningen och perkoleringen. Tillräcklig information kan erhållas från de befintliga kartorna tillsammans med ytterligare information som samlats in av observationer från första hand.

Faktor # 2. Geologin i reservoarområdet (dvs. området som ska översvämmas):

Det viktiga kravet här är att det inte borde vara någon rädsla för läckage när marken är under tryck med fullt vattenhål i behållaren. Geologisk kartläggning i stor skala (t ex 10 cm till 9 km) kan göras för att samla in och samla de nödvändiga uppgifterna. Vattentabellens placering kan också undersökas vid behov och eventuell siltning av platsen beaktas.

Generellt finns det på många platser lämpliga för upptagande av reservoarer, ytliga deponier som torv, alluvium och till och med glacial drift är närvarande och dessa är alltför fasta stenar. Torv bör undvikas och eftersom dess tjocklek kan ofta vara svårt att uppskatta förutom från många borrhål. Om avsevärd mängd torv är närvarande är borttagningen nödvändig.

De organiska syrorna och färgämnena av torv kommer att påverka renheten av vatten negativt. På vissa ställen där 8 till 10 m tjocka torvfötter existerade behandlades de genom att täcka den med ett lager av ren sand 0, 5 m till 1 m tjock. Alluvium kan inte uppvisa sådan svårighet, men om skyttegraver måste skäras, kan träning behövas. I vissa fall kan alluviumets vattenhalt ge upphov till svårigheter under konstruktionen.

Glaciala avlagringar (som stenblock) är ogenomträngliga och kan vara fördelaktiga. Tvärtom, om insättningarna innehåller sanden och gravlar (ex. Morainer) kan dessa porösa material leda till allvarlig läckage. Under sådana förhållanden är det värt att gräva genom de permeabla insättningarna för uppbyggnad av en avskärning eller använd någon annan behandling.

Permeable och Soluble Rocks:

Stenarna under något skydd av ytliga avlagringar kan ibland ge några svårigheter. Dessa beror på närvaron av högpermeabla stenar som kan påverka behållarens vattentäthet. Kalksten och sådana lösliga stenar skapar problemen i detta avseende, eftersom de sannolikt kommer att utveckla lösningskanaler som kan bära bort stor mängd vatten.

I sådana situationer kan ibland de stora kaviteterna i kalkstensbildningen på platsen fyllas i ett dyrt injekteringsprogram genom injektion av varmvätskasfalt genom en serie hål borrade i berget.

Gipsbäddar är ännu mer lösliga än kalksten. Det finns fall av vatten som flyr genom ett gipsskikt som kan bli utvidgat genom lösning. Det finns också fall av underjordiskt flöde av vatten genom ett band av poröst grit som medför allvarlig läckage. Läckage kan också ske om sprickor.

Vaggar som osannolikt tillåter passage av vatten inkluderar skiffer och skiffer, skiffer, gneisser och kristallina steniga stenar som granit (utom i förhållanden där väl utvecklade gemensamma system finns i dem).

Vattenkolning är möjlig genom sönderfallna stenar (dolerit och laterit) och därför borde de undvikas. Av ovanstående diskussioner sluts vi att den huvudsakliga geologiska övervägandet på alla dammsorter är bergets stabilitet i stiftelser.

De viktigaste geologiska övervägandena vid valet av platser för dammar är:

(a) De stenar som ligger bakom måste ha tillräcklig styrka för att klara dammens vikt och den resulterande kraften.

(b) Klipporna bör vara ogenomträngliga för att förhindra läckage av vatten under dammen.

En idealisk plats för en damm är därför ett ogenomträngligt band av hårda starka massiva stenar som är fria från leder över hela dammens längd. Som nämnts ovan gör graniter, gneisser, skiffer mm bra
grunden för en damm.

Dammar med stor höjd kan inte effektivt grundas på lösa, okonsoliderade strator som sand och lera eftersom det kommer att bli avsevärd förlust av perkolering eller läckage. Lågtrycksdammar kan emellertid byggas på sådana områden om de är försedda med breda fundament utan sprickor eller öppningar. Dammar bör inte byggas över ett felplan. Små sprickor och leder kan emellertid förseglas med betongmaterial. Men i ett felplan, om tätningen är klar, kan den återigen växa under jordbävningar.

Överväganden i sängar eller folierade stenar:

Enkla geologiska strukturer och ogenomträngliga bergarter ger raka framåtförhållanden för konstruktion av dammar där strata inte är mycket vikta. Sådana förhållanden i verkligheten är sällsynta, eftersom topografiska och andra överväganden delvis reglerar valet. Antiklinier och synkliner är vanligtvis förekommande egenskaper.

Figur 18.7 visar en erosionsdal i en antiklinisk böjning. I detta fall kommer en damm som grundas i denna dal att vara effektiv upp till den ogenomträngliga bergets höjd eftersom den är vattentät. Över denna nivå kommer läckage att ske genom de permeabla sandstenarna på båda sidor.

Figur 18.8 visar en annan erosion dal i bergigt land med bergskiktet i antiklinisk böjning.

En damm över denna dal är olämplig. Den permeabla sandstenbädden utsätts för strömmen i detta fall.

När det gäller stratifierade stenar med ogenomträngliga sängar som är förbundna med porösa lager bör dammen byggas så att dess längd är parallell med strejken av sängar och grundarna bör placeras så att de har ett förkläde av ogenomträngliga lager under uppströmsidan av dammen. När det gäller lutade skikt är det bra att lägga grunden på dammen på sängarna med uppströms dips istället för brant lutande sängar med nedströms dips.

När dammar placeras på vikta stenar, är det fördelaktigt att placera dem exakt eller något på uppströmsidan av axelns axelaxel av antiklinisk vikning (bild 18.11). Men när det gäller synklinisk vik är det bättre att placera dammen lite på nedströms sidan av vikens axel.

Fel och jordskred:

Fel kan utgöra ett allvarligt problem om det är öppet för passage av vatten. De blir potentiella utlopp för avflyttning av lagrat vatten från behållaren. De kan behandlas genom grouting eller alternativt genom grävning längs frakturen och fyllning av gräv med lera pöl eller betong.

Jordskred är indikationer på instabilt tillstånd. Sådana skäl som är kända för att ha utsatts för jordskred bör undvikas. Vatten som läcker genom en porös bädd kan leda till jordskred i backar bort från behållaren någon gång efter att behållaren är fylld.

Vattentabellens position:

Det är naturligt att när naturliga jämviktsförhållanden ändras som på grund av ackumulering av en stor kropp av skållat vatten, måste effekterna av sippring, avvikelse eller störning av grundvattenflödet beaktas. Vattnet i behållaren sjunker ner i marken och rörelsen för sådant vatten beror på vattentabellens läge och naturens sten.

På de flesta ställen ligger vattenbordet nära under ytan i dalen som stiger på vardera sidan. När vattennivån i behållaren inte överstiger vattentabellens nivå under någon angränsande mark (som ett lokalt vattendrag) skulle det inte vara någon allvarlig förlust vid sänkning. Men när vattennivån på vattnet är högre vid något tillfälle som i figur 18.13.

Det kommer läckage och mängden av sådant läckage beror på de rådande stenarnas permeabilitet. När dessa är finkorniga sediment är läckaget inte troligt att det är bra, men när öppna texturerad eller sammansatta stenar är närvarande, kommer sämreförlusterna att vara stora (var försiktig för att säkerställa att uppblåsta vattentabeller inte misstas för huvudvattenbordet).

Siltning upp av behållaren:

När behållaren är klar kommer strömmar som strömmar in i behållaren att deponera sitt sediment där. När mängden av sådana silt sedimenter är betydande kan det leda till att den konstgjorda sjön siltar om några år. Tiden för sådan siltning beror på typen av avrinningsområdet. Om det finns ett gott omslag på träd det hjälper till att minska siltning.

Om siltning fortskrider reduceras vattenlagringskapaciteten, vilket minskar behållarens effektivitet. Under sådana omständigheter måste det finnas någon bestämmelse för att tvätta ut silt genom vissa passager i dammen eller på något annat sätt.

Många sediment sätts i tider av översvämning. På vissa platser kan det vara möjligt att tillhandahålla ett bypass för översvämningsvatten runt reservoaren. Alternativt kan siltfällor tillhandahållas på strömmarna som matar reservoaren.

Faktor # 3. Geologin på damområdet:

En damm bör ha en säker grund. För att undvika förutsättningar för givet kan naturens yta geologi undersökas genom provborrningar och en storskalig karta (t.ex. 40 cm till en km) kan beredas.

I de flesta fall kommer en damm att innebära utgrävningar av en grävning om damkonstruktionen är av betong, murverk eller jord kommer en kärnvägg och de geologiska förhållandena i grävområdet bör vara kända fullständigt. En ideal damm, för hela dess längd, skulle behöva en sund och vattentät sten (helst i en slags sten).

Sådana förhållanden i verkligheten realiseras inte. Möjligheten till perkolering under dammplatsen när behållaren är full och placeringen av den skuggade vattenkroppen i förhållande till vattentabellen är faktorer som är värda att överväga. Alternativa platser måste undersökas i sina egna meriter.

Provborrningar:

Säkerhet och ekonomi är de allmänna övervägandena vid valet av en plats för en damm. En storskalig geologisk karta över området där dammen ska lokaliseras kan göras med huvudstrukturer inklusive fel i klipporna. Ytterligare information kan erhållas från borrningar. En roterande tråkig kan ge en kärna som fungerar som en rekord av de klippor som passerade genom.

Provborrningar görs för att undersöka underjordiska förhållanden. Kritiska områdesaxlar kan sjunka för att få detaljer. Stora borrningar på 1, 2 m diameter görs ibland, vilket möjliggör en direkt inspektion av klipporna och undersökning av kalkstensgrottor på vissa platser. Borrhålets avstånd bör planeras korrekt för att ge riklig information om platsens geologiska strukturer.

Detta program av omfattande tråkig bör helst vara ansvarig för en ingenjör med kunskap om geologi. Detta kan utan tvekan följas av en regelbunden inspektion av en geolog. Under borrning bör någon plötslig förlust av vatten i borren registreras, eftersom det kan peka på närvaron av vissa öppna sprickor.

Ytliga insättningar:

De stenar över vilka en damm ska byggas, är generellt täckta av vissa ytliga insättningar som alluvium eller drift. Sådana material tillsammans med eventuella trasiga stenar bör avlägsnas över fundamentet så att dammen kan grundas säkert på ljudklipp.

Naturen av ytligt skydd som måste skäras kommer att styra den metod som ska antas vid utgrävningen och därför bör undersökas särskild uppmärksamhet ägnas åt porositet och vattenhalt.

I situationer där dammkanalen är ganska djup är det viktigt att uppskatta uppförandet av de ytliga insättningarna under konstruktionen, de stöd som behövs för utgrävningens sidor och pumpens volym om materialet är vattenhaltigt. Rinnande sand och silt om det uppstår i en del av avgrävning kan behöva använda tryckluft i utgrävningen och speciella gjutjärnens cylindriska förband i den delen av grävningen.

Kontur av stenytan:

Profilen hos den fasta stenytan vid damningsstället kan bestämmas genom provborrningar. För detta ändamål bör det finnas tillräckligt antal borrningar som bör vara lämpligt åtskilda. (Fig 18.14)

Baserat på borrhålsdata kan en konturkarta av den begravda ytan göras. I ett däcktäckt område, eftersom glaciala avlagringar är så oregelbundna att det kan finnas många stora topografiska hål och gamla dalar kan också vara närvarande i underdriftytan.

Om dessa mötas under underbyggnad är det svårt och ytterligare utgifter kommer att vara inblandade, eftersom utgrävningen måste sträcka sig ned genom drift helt upp till solid rock. Fyllningen i de nedgrävda dalarna som nämns ovan kan vara glaciala sandar eller gravlar som bär vatten eller stenblock.

Deponeringstypen kan också variera på kort avstånd. Ibland skapar svårigheter med stora stenblock, och det finns chanser att misslyckas som en solid rockbädd. Borer borde fortsättas för 6 m eller mer i sådana situationer för att säkerställa att rockgolvet verkligen har nåtts.

Grundvillkor:

På denna rubrik faller hänsyn till problem som naturen och villkoren (friska eller förfallna) av de stenar över vilka dammen ska grundas. De olika övervägandena är bergets styrka, som borde vara tillräcklig för att bära lastens belastning utan att krossas eller skjuvas, strukturella egenskaper som dopp av lager, avstånd mellan ströplan, förekomst av veck, fel, leder och krossade zoner sten och permeabiliteten hos stenarna och typen av vattencirkulationen genom den.

Små dammar kan framgångsrikt byggas över sängar med svaga material som ler, men för stora och tunga dammar är hårda stenar som granit, sandsten och gneiss vanligtvis utvalda. Sådana formationer där hårda såväl som mjuka bergskikt alternerande är inte föredragna eftersom penetreringen av vatten kan försvaga de mjukare bergskikten som leder till rörelse längs dem.

Formationer av alternativa lager av sandsten och skiffer kan också leda till glidning under utgrävningar för grävningar. Olika bergarter har olika lagerstyrka och även två stenar med samma namn kan ha ganska olika styrka. Om det uppstår tvivel om materialets kapacitet att stödja lasterna, är det nödvändigt att testa det för krosshållfastheten.

För bästa förutsättningar bör en damm byggas på en enhetlig formation. Om olika slag av sten är närvarande i formationen, kan deras olika lagerstyrkor leda till ojämn avveckling av strukturen.

Stenstens styrka, dess struktur och permeabilitet är de viktiga egenskaperna som styr deras lämplighet i fundament. Ur sitt lämplighetssynpunkt kan klipporna delas upp i fem huvudgrupper, nämligen de starka massiva bergarterna, de kärnösa bergarterna, tunna bäddsediment, svaga bergarter och de okonsoliderade bergarterna.

Starka massiva stenar: Damstäder som är underlagna av fräscha ignängliga påträngande, granit, syenit, gabbro och andra sorter är starka nog att stödja de belastningar som åläggs dem. Problemet är att bestämma de möjliga vägarna för överdriven perkolering.

Klipporna kan innehålla splittring eller skjuvningszoner. De strukturellt svaga zonerna är markerade av sönderdelade delar. Fogsystemen på platser kan vara tillräckligt öppna i ytan och kräva insprutning. De fina ytorna på dessa stenar binder bra med betong och behöver ingen speciell behandling.

Denna grupp av grundmaterial innehåller också tjocka massiva lavaflöden. De flesta lavaströmmar visar komplexa leder. Det kan därför vara nödvändigt att utgräva och grout ett parti som tillåter för klar cirkulation. Vissa lavaströmmar är scoriaceous eller vesiculated. Om dessa versikuler är anslutna med mineralämnen kommer berget att bli tillfredsställande.

Denna kategori av starka stenar inkluderar även gneisser, schists, phyllites, skiffer och kvartsiter i fräscha tillstånd. Dessa stenar har stor styrka för att stödja stora belastningar, men det är nödvändigt att bestämma huruvida strukturzoner existerar längs vilken överdriven perkolering uppträder eller ej.

Fel och skjuvningszoner kan existera och frakturklyvning som ofta är lokaliserad i tunna zoner kan behöva särskild uppmärksamhet. De fina ytorna på dessa stenar binder också bra med betong utan att behöva någon speciell behandling utom rengöring.

Conglomerates, breccias och sandstenar kan också inkluderas i denna kategori, beroende på graden och karaktären av cementeringen. I dessa bergarter är de gemensamma cementmedlen kalcit, kiseldioxid, järnoxid och fina klastika. Om stenarna cementeras noggrant med kvarts, kalcit eller annan mineralcement eller genom grundligt förorenad klastisk cement, kommer de att ha bra bärkraft mot tunga belastningar.

När stenarna är cementerade med fint klastisk sediment, bör lera, lera extremt noga försäkra sig om att de kan bli mjukare vid långvarig kontakt med vatten under tryck eller ej.

Om dessa stenar endast delvis är cementerade med kalcit på kiseldioxid, kan de ha tillräcklig bärhållfasthet men kan inte vara lämpliga eftersom de kan vara invändigt permeabla. Shaly eller argillaceous lager eller sömmar i dessa sprickor bör uppmärksammas eftersom slipsar sannolikt kommer att inträffa längs dem.

Cavernous Rocks:

Två typer av stenar är högt permeabla på grund av närvaron av cavernösa öppningar. Dessa är karbonatstenar och vesikulär eller scoriaceous lavas. Kalkstenar, dolomiter och deras metamorfaekvivalenter är marmor de enda gemensamma stenarna som är överdrivet upplösta av underjordiskt vatten. Cavernösa strukturer och lösningskanaler som möjliggör enkel cirkulation av vatten finns i dessa karbonatstenar. Att försumma närvaron av sådana öppningar i klipporna kan leda till mycket dyr skada.

Scoriaceous lavas ingår också i cavernous stenar, men de cavernösa öppningarna är inte stora men klipporna är ofta mycket permeabla. Det är nödvändigt att kontrollera både topp- och bottenkontakter av lavaflödena, eftersom förutom vesikulationshåligheterna (vanligen lokaliserade i de övre delarna av flödena) sannolikt kommer oregelbundna håligheter vid kontakter av två flöden vid basal kontakt av lava närvarande.

Tunna sängar Sediment:

På de flesta ställen presenterar sedimentära sängar variationer i vertikala sektioner. Skiffer, sandstenar och kalkstenar finns ofta intercalerade i en följd av tunna sängar. De flesta enskilda sängar kan ha en tjocklek från mindre än 25 mm till några millimeter mer. Försiktighet måste vidtas för att bestämma särdrag hos sängen, särskilt vid långvarig blötläggning.

De grova texturerade skikten och kalkstenen tillåter vatten att suga igenom. Även om det kan finnas tillräckligt med bärstyrka, finns det rädsla för att man kan glida längs ströplanen eller vid lederna som orsakas av dammens dragkraft. De möjliga glidytorna är de svaga shalyen eller lerjärnen.

De svaga stenarna:

Vulkaniska tuffar och lera stenar klassificeras i denna grupp. Sådana argillaceous stenar med avskilda avskilda plan som är parallella med sängkläderna kallas skiffer. Dessa är av två typer, de bildas konsolideras genom komprimering under belastning utan cementering och de cementerade typerna, vilka förutom kompaktering också har cementerats.

I torrt tillstånd har klipporna konsoliderade genom kompaktering god styrka. Men efter blötning förlorar många av dessa styrka. De cementerade skalorna har en högre lagerstyrka än kompakteringsskalorna. Många är relativt elastiska men är svaga i skjuvmotstånd.

Försiktighet bör vidtas när man lägger betong på packningsskalor för att förhindra uttorkning av den förberedda ytan. Så lite tid som möjligt borde tillåtas förfalla från förberedelsestidpunkten till det aktuella att hälla betongen.

Om detta inte är gjort kan det partiellt torkade ytskiktet slakta i lera vid betongens botten. När det gäller cementerade skalor behöver deras ytor inte någon speciell förberedelse utom avlägsnande av förvitnat eller sönderfallet material.

Unconsolidated Rock:

Dammar är ofta byggda på okonsoliderat material. Grus och grov sand har bra bärkraft även om de är permeabla. De flesta översvämningsområdena har siltavlagringar som är löst packade och därmed måste tillräcklig försörjning göras för dränering för att förhindra plastisk deformation. De flesta skalor är kompakterbara.

Om vattnet inte tillåter att snabbt flyga vid lastning och komprimering, måste det bära en del av stressen och i en sådan åtgärd kan den påverka stiftets stabilitet. Silter och fina sandar av flodavlagring uppvisar svåra problem i stiftelser. Leror är mycket plast som utgör farliga fundament.

I situationer där det underliggande materialet är mycket permeabelt, kan lakan eller andra anordningar tillhandahållas tillsammans med ett ogenomträngligt förkläde tillhandahållet uppströms. Dessa anordningar har till syfte att öka avståndet vattnet måste passera genom det permeabla materialet under dammen med sin reducerade hastighet.

Percolation under dammen:

Perkolering under en damm är både en källa till läckage från behållaren och också en möjlig orsak till uppåt tryck på basens botten. Mängden perkolering under en damm regleras av grundstenens permeabla eller ogenomträngliga natur.

Där grundstenarna är permeabla kan det vara möjligt att minska perkoleringen i stor utsträckning genom att öka längden på perkoleringsvattnet så mycket som möjligt, varigenom hydraulisk gradient minimeras mellan uppströms och nedströms ytor av dammen. Detta kan uppnås genom att bygga längs fundamentet en avskuren gräv, fylld av ogenomsläppligt material till ett utformat djup och ligger nära dammens uppströms yta.

Genom detta arrangemang böjs perkoleringsbanan nedåt och ökas i längd på grund av ogenomtränglig barriär. Förhållandet mellan vattendjupet i behållaren (vid dammens uppströmsida) till längd av perkolationslängden tas vid något värde mellan 1: 5 och 1:20 beroende på naturen hos klipporna på platsen, ett högre värde används för finkorniga sediment än för grovt.

En annan metod är att åstadkomma en avskärning eller en vertikal zon av grouted rock. Den sistnämnda metoden är användbar när det gäller fogade stenar som granit. Flytande cement pumpas in under tryck i hål borrade i fundamentet.

I situationer där en damm ska byggas på porösa sediment kan ett horisontellt betongförkläde konstrueras som sträcker sig för en del avstånd uppströms och nedströms från dammen. Denna anordning har också effekten att öka längden på perkolationen under strukturen.

Om klipporna nedan har fogar och sängkläder med öppningar kommer vattnet som kommer in i dem att utöva ett uppåt tryck på konstruktionens botten. Ett sådant tryck kan lindras genom att bygga in i damningsavloppens botten vilket förmedlar något vatten upp och ut genom nedströmsytan. Avloppet är vanligtvis placerat nära vattensidan och inspektionspassager som löper längs dammens längd kan tillhandahållas. Test har visat att upphöjningstrycket minskas kraftigt med denna metod.

Avlopp och förebyggande av skur:

Det är viktigt att ordentligt föreskrivas för att släppa ut översvämningsvatten genom att tillhandahålla spillvägar. Brist på sådan bestämmelse kan leda till damfel. Sköljning av översvämningsvatten som passerar över spillvattnet på en damm bör övervägas genom att man tillhandahåller ett konkret förkläde vid tån. Detta görs för att förhindra avlägsnande av sten från väggarna och golv i nedströmsdalen på grund av kraftig urladdning.