Un dig este o construcție din pământ, piatră sau beton, situată în general paralel cu malul unui curs de apă, al unui lac sau al mării, având drept scop prevenirea pătrunderii apei pe terenurile situate în spatele digului. Pentru apărarea acestor terenuri împotriva pătrunderii apei și pentru a împiedica alte efecte nedorite, pe lângă digul propriu zis, mai trebuie realizate diferite alte lucrări precum stăvilare, canale de desecare, stații de pompare etc. Sistemele care cuprind totalitatea acestor lucrări se numesc îndiguiri.
Tipuri de diguri
După cum sunt supuse la acțiunea apei, digurile pot fi împărțite în:
Diguri permanente, care sunt supuse acțiunii apei în cea mai mare parte a duratei de funcționare. Cazul tipic al unor asemenea digurilor sunt digurile longitudinale care prelungesc barajele transversale pe albia râurilor. Asemenea diguri au caracterul unor baraje de pământ, singura deosebire fiind că ele sunt paralele cu cursul de apă. Scopul lor este de obicei să limiteze zona inundată prin realizarea unui lac de acumulare. Diguri semipermanente, care sunt supuse periodic acțiunii apei. Cazul tipic al unor asemenea diguri este cel al digurilor pentru apărarea zonelor litorale în mările cu maree. Aceste diguri sunt supuse la acțiunea apei în perioadele de maree înaltă, când împiedică pătrunderea apei pe terenurile învecinate. În perioada de reflux, la mareea joasă digurile pot să nu mai fie de loc supuse la acțiunea apei. Diguri nepermanente, care sunt supuse numai ocazional acțiunii apei. Cazul tipic al unor asemenea diguri este cel al digurilor de combatere a inundațiilor, care sunt supuse acțiunii apei numai în perioadele de viitură.
Tipul digurilor determină condițiile cărora digurile trebuie să la poată face față și implicit, caracteristicile lor constructive.
Elemente constructive ale digurilor thumb|center|700px|Secțiune tip printr-un dig Corpul digului Executarea corpului digului thumb|250px|right|Digul râului Mississippi la Gretna Louisiana, în timpul viiturii din martie 2005.
Corpul digurilor este în general realizat din pământ, care de cele mai multe ori se ia din gropi de împrumut situate în apropierea amplasamentului digului, pentru a evita transportul materialului de distanțe mari, ceea ce ar scumpi costul lucrării. Materialul din care este executat digul trebuie totuși să respecte anumite condiții tehnice.
În primul rând, în corpul unui dig nu trebuie incorporat material de natură vegetală. Solul vegetal favorizează dezvoltarea diferitor animale, cum sunt cârtițele, care sapă canale în corpul digurilor. Aceste canale periclitează siguranța digurilor deoarece ele pot constitui căi prin care apa pătrunde în interior; în timp, apa poate lărgi progresiv aceste canale antrenând materialul solid din jurul cavităților, putând chiar produce ruperea digului.
Chiar dacă condiția de a utiliza materiale locale limitează opțiunile de care dispune executantul, materialul din care se execută digurile trebuie să fie ales astfel încât să îndeplinească anumite condiții tehnice. Este de dorit ca amestecul pus în operă să nu conțină pietriș sau particule prea mari, nici particule extrem de fine, care ar putea fi antrenate de apa care se infiltrează prin dig, astfel încât să se formeze goluri. În general, materialul trebuie să respecte o anumită granulometrie, cu anumite proporții pentru particulele de diferite diametre.
În momentul punerii în operă a pământului, acesta este în general înfoiat, între particulele de pământ existând goluri cu aer. De aceea corpul digului trebuie în general compactat, pentru ca materialul granular să se așeze în mod corect, și particulele mai fine să umple golul dintre particulele mai mari, scopul compactării fiind cel de a reduce la minimum golurile dintre particule. Pentru o bună compactare, pământul trebuie pus în operă în straturi de o anumită grosime, care trebuie compactate înainte de executarea stratului următor. În trecut compactarea se făcea cu maiuri acționate manual, care aveau o eficiență limitată. În prezent, compactarea se face cu utilaje, numite cilindri compactori în care efectul de compactare este realizat prin greutatea utilajului și uneori și prin vibrare. Aceste utilaje sunt concepute astfel încât să asigure o presiune uniformă pe întreaga suprafață pe care acționează, astfel încât să nu rămână porțiuni mai puțin compactate. Grosimea straturilor de pământ trebuie aleasă astfel încât efectul de compactare să fie resimțit pe întreaga grosimie. Ea trebuie astfel adaptată la tipul de utilaje întrebuințat. Uneori, pentru a asigura un efect suplimentar de compactare, transportul materialului pus în operă se face peste corpul digului în curs de execuție, greutatea camioanelor contribuind la compactare.
Tasarea digurilor
Chiar dacă digurile au fost bine compactate în timpul execuției, există un efect de tasare în timp al pământului din corpu digului, determinat în general de o compactare suplimentară care are loc în timp. În proiectarea digurilor se ține seama în general de această tasare și, de regulă, digurile se construiesc mai înalte, astfel încât, după această tasare în timp, să nu scadă sub nivelul necesar pentru a-și îndeplini funcțiunea. Totuși, din cauza neomogeneității materialului cât și din alte motive, tasarea nu este uniformă și se va ajunge ca, după un anumit timp de la execuția digurilor, coronamentul acestora să nu mai fie pe toată lungimea la cota necesară. O operație strict necesară a întreținerii lucrărilor de îndiguie o reprezintă verificarea periodică a coronamentului digurilor și reprofilarea lor în zonele în care se constată tasări mai mari decât cele anticipate. Cu toate acestea, cazurile în care această cerință este respectată sunt rare, și o cauză curentă a ruperii digurilor este deversarea lor în zonele în care tasarea a determinat coborîrea coronamentului la o cotă prea joasă.
Coronamentul digurilor
Digurile pot fi utilizare și ca ramblee ale unor căi de comunicație, în special al unor drumuri. O asemenea utilizare a digurilor impune anumite restricții, ca de evitarea unor curbe prea bruște. Aceste condiții sunt în general ușor de respectat, deoarece curbele accentuate trebuie evitate și din motive hidraulice. În zone aglomerate, amplasarea unor drumuri pe diguri poate fi avantajoasă deoarece evită achiziționarea altor terenuri pentru drumuri. Executarea unui drum pe coronament impune executarea unei părți carosabile care servește și la protejarea coronamentului digurilor, în special a valurilor care uneori pot ajunge să deferleze peste coronament.
Dacă nu se execută un drum public pe coronament, circulația pe coronament trebuie însă evitată, fiind recomandabil să se instaleze bariere cu dispozitive de încuiere în locurile în care digurile sunt traversate de drumuri publice, pentru a împiedeca accesul persoanelor neautorizate. Chiar digurile necarosabile trebuie să aibă pe coronament un strat de macadam care să permită circulația vehiculelor de supraveghere și de întreținere, al căror acces ar putea să nu fie posibil pe un simplu dig de pământ, în special în condiții de ploaie. Totuși acest strat nu este suficient pentru o circulație mai intensă. În determinarea condițiilor funcționale trebuie însă avut în vedere că în perioade de pericol, poate fi necesară prezența simultană a mai multor utilaje. De asemenea, lucrările de intervenție pot impune executarea unor lucrări temporare de supraînălțare sau de consolidare cu saci de nisip și lățimea coronamentului trebuie să permită în același timp și circulația vehiculelor.
Lățimea minimă a coronamentului digului este de 3.00 m pentru circulația pe un singur fir. La anumite distanțe trebuie executate platforme de încrucișare a vehiculelor care circulă pe coronament. Dacă drumurile publice care trec peste dig se află la distanțe mari, trebuie executate rampe de acces a vehiculelor de întreținere pe coronamentul digurilor. Aceste rampe trebuie să țină seama de amenajările din incinta îndiguită astfel încât să se poată ajunge la rampe în orice moment. De asemenea, multe din lucrările de intervenție necesită punerea în operă a unor cantități de pământ care în mod preferabil ar trebui să existe în apropierea rampelor de acces. Toate aceste aspecte trebuie analizate încă din perioada conceperii digurilor, astfel încât măsurile de intervenție să fie stabilite. În situații de urgență este rareori timp pentru investigații suplimentare.
Un factor de care trebuie ținut seama este și durata de solicitare a digurilor, condițiile de acces trebuind să fie mai bune dacă durata de solicitare a digului este mai mare. Pentru digurile care sunt destinate numai pentru protecția unor viituri torențiale, care țin câteva ore, viiturile
La nivelul coronamentului, solicitările statice și precum și cele dinamice ale apei sunt secundare și în general nu duc la relații de dimensionare a lățimii coronamentului.
Taluzurile digurilor Taluzul dinspre apă al digului este cel care este supus la solicitările cele mai mari și de aceea trebuie consolidat. În determinarea acestor consolidări trebuie avute în vedere:
curenții longitudinali care au tendința de a antrena materialul de pe taluzul digului; acțiunea valurilor, în general transversale pe dig, care de asemenea au tendința de a antena materialul de pe taluz; forțele hidrodinamice ale apei din corpul digului care se scurge prin paramentul amonte în cazul unei scăderi relativ bruște a nivelului apei. acțiunea de șiroire a apei (în general provenite din ploi) pe taluzul digului când acesta nu este acoperit de ape.
În determinarea modului de protecție, un element important îl constituie durata pe care taluzul se află sub apă. În cazul în care vitezele longitudinale nu sunt excesive și nici nu sunt condiții pentru formarea unor valuri foarte înalte, este posibilă realizarea unor protecții prin înierbare. Sistemul radicular al plantelor formează o rețea deasă care leagă particulele de pământ, împiedicându-le de a fi antrenate de curenții de apă. Pentru a obține un asemenea efect este necesară utilizarea unui amestec de ierburi perene corespunzătoare. Rețetele variază după zonele climatice în care se află digurile și a momentelor în care este probabilă apariția unor viituri. Astfel, tipurile de ierburi diferă în general dacă digurile sunt situate în zone de îngheț, la care ierburile trebuie să reziste sau în zone calde, în care nu apar asemenea probleme.
Durata viiturilor, în timpul cărora înierbarea de protecție este înnecată este de asemenea importantă pentru alegerea rețetei de înierbare. Majoritatea ierburilor nu suportă decât un timp limitat de submerjare. Pentru unele diguri al căror parament este submerjat timp relativ îndelungat, cum este cazul pentru digurile lacurilor de acumulare sau digurile în zonele musonice unde digul poate fi sub apă pentru cea mai mare parte a anotimpului umed, apărările prin înierbare nu sunt indicate.
De asemenea, înierbarea trebuie să reziste la calitatea apei. De exemplu, la îndiguirile marine trebuie ales un amestec de ierburi care suportă un grad mai înalt de salinitate decât la îndiguirile de ape interioare. Totuși și pentru apele interioare pot apărea anumite condiții de calitate a apelor.