Zapory ziemne

Zapory ziemne - Jerzy Sobczak

Zapory są wznoszone od czasów starożytnych, niegdyś w celu zaopatrzenia w wodę i nawodnień, później także wykorzystania energii wód, obecnie głównie w celu ochrony przed powodziami. Powstałe zbiorniki służą także rekreacji. Zapora betonowa to budowla piętrząca wodę na wysokość ponad 15 m; budowla o niższym piętrzeniu jest jazem. Wśród zapór betonowych rozróżnia się zapory: ciężkie, półciężkie i lekkie, a ze względu na kształt — zapory łukowe-ciężkie i zapory łukowe. Zapory ciężkie są masywnymi budowlami, przeciwstawiającymi swój ciężar parciu poziomemu spiętrzonej wody; największa taka zapora na świecie to Grande-Dixence (wys. 285 m), a w Polsce — Solina. Zapory półciężkie (filarowe), aby zwiększyć siłę przeciwstawiającą się parciu poziomemu, wykorzystują ciężar wody spoczywającej na zaporze; najwyższą (196 m) tego typu zaporą jest zapora Itaipu na Paranie, jedyną w Polsce zaporą półciężką jest Zatonie. W zaporach lekkich (żebrowo-płytowych) ciężar wody bywa większy od ciężaru zapory; najwyższe osiągają 80 m, w Polsce ze względów klimatycznych (przemarzanie konstrukcji) zapory lekkie nie są budowane. Zapory łukowe-ciężkie część parcia wody przekazują na zbocza doliny, co powoduje, że mogą być budowane w stosunkowo wąskich dolinach. Najwyższe to Sajańsko-Szuszeńska (242 m; zniszczona 2009) i Hoover Dam na rz. Kolorado (221 m), w Polsce — Pilchowice. Zapory łukowe są budowane jako jednokrzywiznowe (łuk „napięty” w górę rzeki; pracujące jak sklepienia) i dwukrzywiznowe (pracujące jak kopuły); zapory te przekazują parcia poziome na zbocza doliny, co powoduje, że mogą być wznoszone tylko w bardzo wąskich dolinach (kanionach); najwyższą na świecie zaporą łukową jest zapora Enguri, w Europie — Vaiont, w Polsce brak takich zapór. Do zapór betonowych należą także zapory filarowe-wielołukowe; największą z nich jest zapora Daniel Johnson (Kanada), ma wysokość 214 m. Zapora ziemna to budowla piętrząca ziemna, przystosowana do stałego, bez względu na swoją wysokość, piętrzenia wody; zasadniczym elementem piętrzącym jest korpus ziemny zapory mający kształt trapezoidalny o szerokiej podstawie; zapory ziemne mają tę przewagę nad zaporami betonowymi, że mogą być wznoszone na każdym odpowiednio wytrzymałym podłożu, nie tylko skalnym. Wśród zapór ziemnych rozróżnia się 4 podstawowe typy: zapory ziemne sypane, wykonywane z materiału gruntowego, najwyższa na świecie to zapora Oroville, w Polsce Wisła Czarne; zapory ziemne narzutowe, wykonywane z narzutu kamiennego i rumoszu skalnego, najwyższa to New Melones (USA; 191 m), w Polsce nie ma takich budowli; zapory ziemne narzutowo-kamienne, wykonywane z materiału gruntowego i narzutu kamiennego (największa — Norak (Nurek), w Polsce Czorsztyn–Niedzica); zapory ziemne namywane, wznoszone metodami transportu hydraulicznego (w Polsce Koronowo).