Вештачко језеро

Вештачко језеро или загат је тип језера који настаје свесним деловањем човека. Формира се преграђивањем речних долина, клисура и кањона помоћу бетонских и земљаних брана. Оваква језера градила су се још y прошлости, тачније око 1300. године п. н. е.у долини реке Оронт у Сирији, преграђен је ток на површини од око 50 km² и та акумулација названа је „Хомс“. Слични пројекти прављени су у Старом Египту, Индији и Месопотамији.

Власинско језеро

Језеро Насер у Египту

Вештачко језеро Јонгуа на реци Дахан (Тајван)

Вештачко језеро Вирнви. Брана затвара долину Вирнви и била је прва велика камена брана саграђена у Великој Британији

Вештачко језеро Стокс (Ланкашир, Велика Британија)

Данас су вештачка језера веома бројна и полифункционална. Служи за хидроенергију, односно производњу електричне енергије, наводњавање, те снабдевање водом насеља и индустрије, спорт, туризам, рекреацију, рибњаке и др. У Србији највећа загат је Ђердапско језеро, а следе Зворничко, Перућац, Златарско и др.

Вештачка језера се условно могу поделити на:

• акумулациона и
• рибњаке

Акумулационо језеро

Акумулационо језеро, такође и вештачка акумулација је вештачко језеро, настало човековим радом. Формирају се преграђивањем речних токова у долинама, клисурама, кањонима и котлинама, постављањем бетонских брана. Њихова намена може бити различита — за потребе хидроенергије, наводњавање, регулацију тока, рекреација, спортови на води, заштита од поплава, пловидба и сл.

Највећа вештачка акумулација на свету је језеро Волта у Гани и захвата површину од 8.500 km². Највеће акумулационо језеро у Србији је Ђердапско са површином од 170-250 km² (зависно од доба године).

Водопривредни системи за хидроелектране

Начин градње хидроелектране зависи о природних услова. Хидроелектране се разликују од осталих врста електрана јер се производња електричне енергије не може слободно планирати, доста зависе од природних чинилаца. Ако се жели да се изградити вештачко језеро велике запремине, као део неке хидроелектране или водопривредног система, то се не може учинити на месту где за то нема природних услова.

Кад је започело искориштавање енергије водотока за производњу електричне енергије пре стотинак година, градиле су се хидроелектране на повољном делу водотока, настојећи да се пронађе оптимално решење за дату хидроелектрану, без енергетског искориштења осталих делова водотока и потребе других корисника вода (наводњавање, водоопскрба и слично). Касније је, међутим, схваћено да се хидроелектране морају уклопити у водопривредни систем, што значи да се мора проучити употреба вода на целој дужини водотока и тражити оптимално решење за енергетику и друге привредне гране (пољопривреда, индустрија, водоопскрба, туризам), за заштиту од поплава и за заштиту околине.

Сматра се да нема рационалног искориштавања воде и заштите од ње, ако се не граде хидроелектране, јер производња електричне енергије чини сваки захват на водотоку економски исплатљивим. Начин искориштавања вештачког језера зависи од потреба свих корисника вода, а ублажење великих осцилација протока при вршном раду хидроелектрана, постиже се компензацијским базенима и употребом последње хидроелектране на водотоку као темељне електране.

Инјекцијске завесе

Завеса се састоји од дубоких инјекција испод темеља бране и њених бокова, убризганих с циљем да се спречи процеђивање и одлазак воде из вештачког језера. Завеса се обично продужује до непропусних слојева, ако се ови налазе на дохватној дубини, али може бити и лебдећа, као што је на брани Перућа. Дубина завесе редовно не прелази висину бране, али у пропустљивим теренским околностима може достићи и троструку висину бране. Дужина завесе утврђује се претходним сондажним бушењем терена и испитивањем његове пропустљивости.

Терени у којима губитак воде по дужинском метру бушотине не прелази 1 L/(s x m), на 10 бара притиска воде, сматрају се практично непропусним за воду. За бране висине мање од 30 метара, овај критеријум се ублажује до 3 l/(s x m), на 10 бара притиска воде. Потребан утрошак инјекционе смесе утврђује се практичним инјекционим пољем на месту бране. Исто тако, утврђује се потребан размак бушотина, који се креће од 2 до 5 метара.

Инјектирање се данас изводи под притиском до 60 бара, а он се за сваки случај мора утврдити према стварним условима на терену. Завеса може бити једноредна, дворедна или троредна. Данас се тежи да буде највише дворедна, како би се пре завршили радови. За мање пропусне стене износи утрошак суве материје за инјектирање свега неколико килограма, а за врло пропусне, кречњачке стене пење се до неколико стотина килограма. На брани Перућа он износи 300 kg/m.

За инјектирање се употребљавају чисте цементне смесе, цемент с песком, цемент с глином, с бентонитом, водено стакло и друга хемијска једињења, зависно од ступња напрслости средине и карактеру прслина. Бентонит и водено стакло спречавају да у врло шупљикавим стенама смеса непотребно одлази у ширину, што би поскупило радове. По положају, инјекције могу бити вертикалне или косе, што зависи о услојености терена.

Завеса се може инјектирати или пре почетка радова на ископу темеља, што захтева велику дужину јаловог бушења, или након довршења радова на ископу, или након бетонирања најдоњих слојева бране, када се створи потребан надслој, што спречава одизање појединих слојева. Завеса се обично налази с узводне стране испод темеља. Тиме се уједно смањује узгон, што је за гравитационе бране веома важно.

Након завршетка израде завесе и бетонирања доњих делова бране, врши се везно инјектирање по целој површини темеља, да би се брана са стеном повезала у монолит; дубина ових инјекција обично не прелази 2 до 5 метара. Инјектирање се спроводи било из контролног ходника или с низводног лица бране. Према досадашњем искуству потребно је на сваких 4 до 7 m² површине темеља једна бушотина. Ове инјекције уједно служе за побољшање квалитета стена које су минирањем била оштећена при ископу. Лучне бране захтевају инјектирање дуж целог периметра бране; нормално је потребно да се обави и консолидацијско инјектирање испод целе ширине њихова темеља, да би се побољшао квалитет и смањиле деформације подлоге. Дубина ових инјекција износи најмање половину ширине темеља.

Види још

• Брана
• Језеро
• Рибњак

Литература

• Дукић, Д. и Гавриловић Љ. (2006): Хидрологија, Завод за уџбенике и наставна средстав, Београд.
• Мастило, Наталија (2005): Речник савремене српске географске терминологије, Географски факултет, Београд
• Schmutz, Stefan; Moog, Otto (2018), Schmutz, Stefan; Sendzimir, Jan, ур., „Dams: Ecological Impacts and Management”, Riverine Ecosystem Management (на језику: енглески), Cham: Springer International Publishing, стр. 111—127, ISBN 978-3-319-73249-7, doi:10.1007/978-3-319-73250-3_6 , Приступљено 2020-09-29 
• Kondolf, G. M.; Gao, Y.; Annandale, G. W.; Morris, G. L.; Jiang, E.; Zhang, J.; Cao, Y; Carling, P.; Fu, K.; Guo, Q.; Hotchkiss, Rollin (2014). „Sustainable sediment management in reservoirs and regulated rivers: Experiences from five continents”. Earth's Future (на језику: енглески). 2 (5): 256—280. Bibcode:2014EaFut...2..256K. ISSN 2328-4277. doi:10.1002/2013EF000184 . Архивирано из оригинала 24. 06. 2021. г. Приступљено 20. 06. 2021. 
• Rovira, A.; Ibàñez, C. (2007). „Sediment management options for the lower Ebro River and its delta”. Journal of Soils and Sediments (на језику: енглески). 7 (5): 285—295. ISSN 1439-0108. S2CID 97748305. doi:10.1065/jss2007.08.244. 
• Batalla, R. J.; Vericat, D. (2009). „Hydrological and sediment transport dynamics of flushing flows: implications for management in large Mediterranean Rivers”. River Research and Applications (на језику: енглески). 25 (3): 297—314. doi:10.1002/rra.1160. 
• Gómez, C. M.; Pérez-Blanco, C. D.; Batalla, R. J. (2014). „Tradeoffs in river restoration: Flushing flows vs. hydropower generation in the Lower Ebro River, Spain”. Journal of Hydrology (на језику: енглески). 518: 130—139. Bibcode:2014JHyd..518..130G. doi:10.1016/j.jhydrol.2013.08.029. 
• Tena, A.; Vericat, D.; Batalla, R. J. (2014). „Suspended sediment dynamics during flushing flows in a large impounded river (the lower River Ebro)”. Journal of Soils and Sediments (на језику: енглески). 14 (12): 2057—2069. ISSN 1614-7480. S2CID 55058640. doi:10.1007/s11368-014-0987-0. 
• Kondolf, G. M.; Annandale, G.; Rubin, Z. (2015). „Sediment starvation from dams in the lower Mekong river basin: Magnitude of effect and potential mitigation opportunities”. 36th IAHR World Congress (на језику: енглески). 
• Auel, C.; Berchtold, T.; Boes, R. M. (2010). „Sediment management in the Solis Reservoir using a bypass tunnel”. Dam Safety: Sustainability in a Changing Environment ; Proceedings of the 8th ICOLD European Club Symposium (на језику: енглески). Verlag der Technischen Universität Graz: 455—460. ISBN 978-3-85125-118-0. 
• Boes, R. M.; Auel, C.; Müller-Hagmann, M.; Albayrak, I. (2014). „Sediment bypass tunnels to mitigate reservoir sedimentation and restore sediment continuity”. Reservoir sedimentation. CRC Press, Taylor and Francis Group. стр. 221—228. 
• Warrick, Jonathan A.; Stevens, Andrew W.; Miller, Ian M.; Harrison, Shawn R.; Ritchie, Andrew C.; Gelfenbaum, Guy (2019-09-27). „World's largest dam removal reverses coastal erosion”. Scientific Reports (на језику: енглески). 9 (1): 13968. ISSN 2045-2322. PMC 6764949 . PMID 31562373. doi:10.1038/s41598-019-50387-7. 
• Dai, Zhijun; Liu, James T. (2013-02-14). „Impacts of large dams on downstream fluvial sedimentation: An example of the Three Gorges Dam (TGD) on the Changjiang (Yangtze River)”. Journal of Hydrology. 480: 10—18. Bibcode:2013JHyd..480...10D. doi:10.1016/j.jhydrol.2012.12.003. 
• Maavara, Taylor; Chen, Qiuwen; Van Meter, Kimberly; Brown, Lee E.; Zhang, Jianyun; Ni, Jinren; Zarfl, Christiane (фебруар 2020). „River dam impacts on biogeochemical cycling”. Nature Reviews Earth & Environment (на језику: енглески). 1 (2): 103—116. ISSN 2662-138X. S2CID 211006052. doi:10.1038/s43017-019-0019-0. CS1 одржавање: Формат датума (веза)
• Josette, Garnier; Leporcq, Bruno; Sanchez, Nathalie; Philippon, Xavier (1999). „Biogeochemical mass-balances (C, N, P, Si) in three large reservoirs of the Seine Basin (France)”. Biogeochemistry. 47 (2): 119—146. S2CID 95558971. doi:10.1023/A:1006101318417. 
• Friedl, Gabriela; Wüest, Alfred (април 2002). „Disrupting biogeochemical cycles - Consequences of damming”. Aquatic Sciences. 64 (1): 55—65. S2CID 44859140. doi:10.1007/s00027-002-8054-0. CS1 одржавање: Формат датума (веза)
• Humborg, Christoph; Conley, Daniel J.; Rahm, Lars; Wulff, Fredrik; Cociasu, Adriana; Ittekkot, Venugopalan (фебруар 2000). „Silicon Retention in River Basins: Far-reaching Effects on Biogeochemistry and Aquatic Food Webs in Coastal Marine Environments”. AMBIO: A Journal of the Human Environment (на језику: енглески). 29 (1): 45—50. ISSN 0044-7447. S2CID 86019928. doi:10.1579/0044-7447-29.1.45. CS1 одржавање: Формат датума (веза)
• Turner, R. E.; Qureshi, N.; Rabalais, N. N.; Dortch, Q.; Justic, D.; Shaw, R. F.; Cope, J. (1998-10-27). „Fluctuating silicate:nitrate ratios and coastal plankton food webs”. Proceedings of the National Academy of Sciences (на језику: енглески). 95 (22): 13048—13051. ISSN 0027-8424. PMC 23704 . PMID 9789038. doi:10.1073/pnas.95.22.13048. 
• Aleem, A. A. (август 1972). „Effect of river outflow management on marine life”. Marine Biology (на језику: енглески). 15 (3): 200—208. ISSN 0025-3162. S2CID 84575211. doi:10.1007/BF00383550. CS1 одржавање: Формат датума (веза)

Спољашње везе

• Department of Water Resources. „Reservoir Information”. California Data Exchange Center. State of California. 
• Global Journal of Research Engineering (USA). „Durability-Based Optimization of Reinforced Concrete Reservoirs Using Artificial Bee Colony Algorithm”. Civil and Structural Engineering (GJRE-E). Архивирано из оригинала 03. 04. 2022. г. Приступљено 20. 06. 2021.