Плотина была первым гидротехническим сооружением, которое научился строить древний человек. Плотины древности, конечно, не могли похвастаться высотой и изяществом, а возводились из подручных материалов. Функция такой плотины сводилась к удержанию воды, чтобы позже использовать её для орошения или в качестве питьевой воды.

Современная плотина представляет собой сложное гидротехническое сооружение, предназначенное для удержания необходимого объема воды в заданных пределах. Самое распространенное применение плотины – перегораживание русла реки для создания напора и водохранилища гидроэлектростанции. Помимо выработки электроэнергии на ГЭС подъем уровня воды в реке создает благоприятные условия для лесосплава, судоходства, орошения и водоснабжения. В то же время при создании водохранилища затопляются существенная площадь зачастую плодородных земель, затрудняется естественная миграция рыбы, изменяется климат вблизи водохранилища.

Плотины подразделяются по нескольким критериям:
По роли в составе гидроузла:

• глухие;
• водосливные;
• станционные;

По величине напора:

• низконапорные;
• средненапорные;
• высоконапорные;

По используемому материалу:

• бетонные (железобетонные);
• грунтовые;
• деревянные;

По конструктивному признаку:

• гравитационные;
• контрфорсные;
• арочные;

Плотину называют глухой, если её конструкцией не предусмотрены водосбросные устройства. Водосливная плотина, как понятно из названия, оборудована одним из видов водосбросных устройств и предназначена для пропуска избыточного объема воды в нижний бьеф. Станционная плотина оборудуется водоподводящими устройствами.

Разделение плотин по напору, также как и в случае с гидроэлектростанциями, носит условный характер. Вот наиболее распространенные значения:

• низконапорные плотины – до 20 м;
• средненапорные плотины – от 20 до 80 м;
• высоконапорные плотинные – от 80 до 200 м;

Бок о бок с критерием напора идет используемый материал плотины. Высоконапорные плотины возводятся из бетона или железобетона, в диапазоне средних напоров можно использовать для строительства грунтовые материалы, а низконапорные плотины допустимо возводить из дерева.

В свою очередь с материалом, из которого строится плотина тесно связан её конструктивный признак. Грунтовые плотины и деревянные плотины могут быть только гравитационными. Это значит устойчивость плотины, то есть способность устоять под давлением воды из водохранилища, определяется только лишь её весом. Гравитационные плотины можно возводить на любых основаниях.
Железобетонные и бетонные плотины могут быть гравитационными, арочными и контрфорсными.

Арочная плотина обеспечивает устойчивость в водохранилище за счет передачи давления воды с фронта плотины на берега или береговые устои. Позволяет это сделать её необычная конструкция - дуга выпуклая в сторону верхнего бьефа, сверху напоминающая арку (отсюда и название). Но из-за этой же особенности возводить её можно только на скальном основании. Подробнее об арочных плотинах.

Контрфорсная плотина представляет собой бетонные перекрытия либо своды (арки), опирающиеся на контрфорсы. При этом напорное перекрытие, в виде плит или сводов, стоит не вертикально, а под определенным углом к верхнему бьефу. Такая конструкция обеспечивает устойчивость не только за счет веса плотины, но и за счет давления воды на её наклонную поверхность. Строительство контрфорсной плотины возможно только на скальном основании. Подробнее об контрфорсных плотинах.

Использованная литература:

   Брызгалов, В.И. Гидроэлектростанции: Учеб. пособие / В.И. Брызгалов, Л.А. Гордон - Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2002 - 541 стр.

   Чугаев, Р.Р. Гидротехнические сооружения - ч.І - Глухие плотины: Учеб. пособие / Р.Р Чугаев - Москва: Агропромиздат, 1985 - 318 с.

   Чугаев, Р.Р. Гидротехнические сооружения - ч.ІІ - Водосливные плотины: Учеб. пособие / Р.Р. Чугаев - Москва: Агропромиздат, 1985 - 302 с.