Вештачко језеро

Вештачко језеро 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.

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. Grad.hr: "Preljevi", 2011.

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.Gfos.hr: "Preljevi kod niskih brana", 2011.

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 -{m}-2 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.

Типови

Преграђене долине thumb|250п|Акумулација Ист Бранч, део система водоснабдевања Њујорка, формирана је преграђивањем источне притоке реке Кротон. thumb|250п|Чероко језеро у Тенесију је формирано након преграђивања долине реке Холстон од стране Управе долине Тенесија 1941. године као део настојања Њу дила да доведе електричну енергију у долину Тенесија.

Акумулације са браном су вештачка језера створена и контролисана браном изграђеном преко долине и ослањају се на природну топографију да обезбеде већи део басена резервоара. Ови резервоари могу бити или резервоари на току, који се налазе на првобитном кориту низводне реке и они су испуњени потоцима, рекама или кишницом која отиче из околних шумских сливова, или резервоари ван тока, који примају преусмерену воду из оближњег потока, аквадукта или цевоводну вода из других резервоара.

Бране се обично налазе на уском делу низводно од природног басена. Стране долине делују као природни зидови, са браном која се налази на најужој практичној тачки како би се обезбедила снага и најнижа цена изградње. У многим пројектима изградње резервоара, људи морају бити измештени и поново смештени, историјски артефакти релоцирани или ретка животна окружења премештена. Примери укључују храмове Абу Симбела (који су премештени пре изградње Асуанске бране да би се створило језеро Насер од Нила у Египту), измештање села Кејпел Келин током изградње Лин Келина, и премештање Борго Сан Пјетра из Петрела Салто током изградње језера Салто.

Изградња преграђеног резервоара обично захтева преусмеравање реке током дела изградње, често кроз привремени тунел или обилазни канал..

У брдовитим регионима, резервоари се често граде повећањем постојећих језера. Понекад у таквим резервоарима, нови највиши ниво воде премашује висину слива на једном или више доводних токова, као што је Лин Кливедог у Средњем Велсу. У таквим случајевима потребне су додатне бочне бране за задржавање резервоара.

Тамо где је топографија слабо погодна за формирање једног великог резервоара, већи број мањих резервоара може бити изграђен у ланцу, као у долини реке Таф где резервоари Лвин-он, Кантреф и Биконс формирају ланац дуж долине.

Обалско језеро

Обалска језера су резервоари за складиштење свеже воде који се налазе на морској обали близу ушћа реке за складиштење поплавне воде реке. Како је изградња акумулација на копну оптерећена знатним потапањем земљишта, приобални резервоари су пожељнији економски и технички, јер не користе оскудно земљиште. Многи обални резервоари су изграђени у Азији и Европи. Симангуем у Јужној Кореји, Марина Бараж у Сингапуру, Ћингцаоша у Кини и Плавер коув у Хонгконгу су примери таквих обалских резервоара. thumb|250п|Поглед из ваздуха на обалско језеро Плавер коув.Agriculture, Fisheries and Conservation Department: Plover Cove Country Park

Поред обале реке thumb|250п|Акумулација Краљица МајкаBBC News Homes flooded by reservoir leak Saturday, 8 April 2006 у Беркширу у Енглеској је пример језера поред обале реке; његова вода се црпи из реке Темзе.

Тамо где се вода црпи или сифонира из реке различитог квалитета или величине, могу се изградити резервоари на обали за складиштење воде. Такве акумулације се обично формирају делом ископавањем, а делом изградњом комплетног опкољавајућег насипа, чији обим може премашити 6 км (4 миље). Дно резервоара и насип морају имати непропусну облогу или језгро: у почетку су они често били направљени од лужвасте глине, али је то генерално замењено модерном употребом ваљане глине. Вода ускладиштена у таквим резервоарима може остати тамо неколико месеци, а током тог времена нормални биолошки процеси могу значајно смањити многе загађиваче и умањити замућеност. Коришћење резервоара на обали такође омогућава да се захватање воде заустави на неко време, на пример када је река неприхватљиво загађена или када су услови протока веома ниски због суше. Лондонски систем водоснабдевања показује један пример коришћења складишта на обали: овде се вода узима из реке Темзе и реке Ли у неколико великих резервоара на страни Темзе, као што је резервоар Квин Мери, History (pdf) који се може видети дуж прилаза лондонском аеродрому Хитроу.

Сервисни резервоар

Сервисни резервоари чувају потпуно пречишћену воду за пиће близу места дистрибуције. Многи сервисни резервоари су изграђени као водоторњеви, често као узвишене структуре на бетонским стубовима где је пејзаж релативно раван. Други сервисни резервоари могу бити базени за складиштење, резервоари за воду или понекад потпуно подземне цистерне, посебно у брдовитијим или планинским земљама. Савремени резервоари често користе геомембранске облоге на својој бази да ограниче цурење и/или као плутајуће поклопце да ограниче испаравање, посебно у сушним климама., J. Wiley and Sons, New York, NY, 379 pgs., Chapman and Hall Publ., London, 355 pgs. У Уједињеном Краљевству, вода Темзе има много подземних резервоара изграђених током 1800-их, од којих је већина обложена циглом. Добар пример је резервоар Онор оук у Лондону, изграђен између 1901. и 1909. Када је завршен, за њега се говорило да је највећи подземни резервоар изграђен од цигле на свету и још увек је један од највећих у Европи. Овај резервоар сада чини део јужног продужетка Воденог прстена Темзе. Врх резервоара је затрављен и сада га користи Акваријус голф клуб.

Вештачко језеро

Źródło i licencja