Dam

Dammen kunnen worden gevormd door toedoen van de mens, door natuurlijke oorzaken, of zelfs door tussenkomst van wilde dieren zoals bevers. Door de mens gebouwde dammen worden gewoonlijk ingedeeld naar hun grootte (hoogte), beoogde doel of structuur.

Naar structuur

Op basis van structuur en gebruikt materiaal worden dammen ingedeeld in eenvoudig te creëren dammen zonder materiaal, boog-zwaartekrachtdammen, indammingdammen of gemetselde dammen, met verschillende subtypen.

Boogdammen

Gordon Dam, Tasmanië, is een boogdam.

In de boogdam wordt de stabiliteit verkregen door een combinatie van boog- en zwaartekrachtwerking. Als de bovenstrooms gelegen zijde verticaal is, moet het gehele gewicht van de dam door de zwaartekracht naar de fundering worden gedragen, terwijl de verdeling van de normale hydrostatische druk tussen verticale cantilever- en boogwerking zal afhangen van de stijfheid van de dam in verticale en horizontale richting. Wanneer de stroomopwaartse zijde schuin is, is de verdeling gecompliceerder. De normale component van het gewicht van de boogring kan door de boogwerking worden opgenomen, terwijl de normale hydrostatische druk zal worden verdeeld zoals hierboven is beschreven. Voor dit type dam zijn stevige en betrouwbare steunpunten aan de landhoofden (steunberen of zijmuren van het ravijn) van groter belang. De meest wenselijke plaats voor een boogdam is een smalle canyon met steile zijwanden van stevig gesteente. De veiligheid van een boogdam is afhankelijk van de sterkte van de zijwandsteunpunten; daarom moet de boog niet alleen goed op de zijwanden liggen, maar moet ook het karakter van het gesteente zorgvuldig worden geïnspecteerd.

Daniel-Johnson Dam, Quebec, is een stuwdam met meerdere bogen.

Twee typen dammen met één boog zijn in gebruik, namelijk de constante-hoekdam en de constante-radiusdam. Bij het type met constante straal is de straal van het front op alle hoogten van de dam gelijk, hetgeen betekent dat naarmate het kanaal smaller wordt naar de onderkant van de dam toe, de centrale hoek die door het front van de dam wordt ingenomen, kleiner wordt. Jones Falls Dam, in Canada, is een dam met constante straal. Bij een dam met een constante hoek, ook wel dam met variabele straal genoemd, wordt deze hoek constant gehouden en wordt de variatie in afstand tussen de landhoofden op verschillende niveaus opgevangen door de stralen te variëren. Constante-radiusdammen komen veel minder vaak voor dan constante-hoekdammen. Parker Dam op de Colorado rivier is een constante-hoek boogdam.

Een vergelijkbaar type is de dubbele kromming of dunwandige dam. De Wildhorse Dam bij Mountain City, Nevada, in de Verenigde Staten is een voorbeeld van dit type. Deze constructiemethode beperkt de hoeveelheid beton die nodig is voor de bouw tot een minimum, maar brengt grote belastingen over op de fundering en de landhoofden. Het uiterlijk lijkt op dat van een dam met één boog, maar de dam heeft ook een duidelijke verticale kromming, waardoor hij er van benedenaf gezien uitziet als een holle lens.

De dam met meerdere bogen bestaat uit een aantal dammen met één boog en betonnen steunberen als ondersteunende landhoofden, zoals bijvoorbeeld de Daniel-Johnson Dam in Québec, Canada. De meerbogige dam heeft niet zoveel steunberen nodig als de holle zwaartekrachtdam, maar vereist wel een goede rotsfundering omdat de steunberen zwaar worden belast.

Zwaartekrachtdammen

De Grand Coulee Dam is een voorbeeld van een solide zwaartekrachtdam.

In een zwaartekrachtdam is de kracht die de dam op zijn plaats houdt tegen de druk van het water de zwaartekracht van de aarde die naar beneden trekt aan de massa van de dam. Het water drukt zijwaarts (stroomafwaarts) op de dam, waardoor de neiging ontstaat de dam te kantelen door om zijn teen te draaien (een punt aan de benedenstroomse kant van de dam). Het gewicht van de dam gaat deze kracht tegen, waardoor de dam de andere kant op gaat draaien om zijn teen. De ontwerper zorgt ervoor dat de dam zo zwaar is dat het gewicht van de dam deze wedstrijd wint. In technische termen is dat het geval wanneer de resultante van de krachten van de zwaartekracht op de dam en de waterdruk op de dam in een lijn werken die stroomopwaarts van de teen van de dam loopt. De ontwerper probeert de dam zo te vormen dat, als men het gedeelte van de dam boven een bepaalde hoogte als een hele dam zelf zou beschouwen, ook die dam door de zwaartekracht op zijn plaats zou worden gehouden, d.w.z. dat er geen spanning in het stroomopwaartse gedeelte van de dam is die de bovenkant van de dam omlaag houdt. De ontwerper doet dit omdat het gewoonlijk praktischer is een dam te maken van materiaal dat in wezen alleen maar opgestapeld is, dan het materiaal tegen verticale spanning in elkaar te laten kleven. De vorm die spanning in de stroomopwaartse zijde voorkomt, elimineert ook een balancerende drukspanning in de stroomafwaartse zijde, hetgeen extra besparingen oplevert.

Voor dit type dam is het van essentieel belang een ondoordringbare fundering met een hoge draagkracht te hebben. Doorlatende funderingen hebben een grotere kans op het genereren van opwaartse druk onder de dam. Upliftdrukken zijn hydrostatische drukken die worden veroorzaakt door de waterdruk van het reservoir die tegen de bodem van de dam drukt. Als de opwaartse druk groot genoeg is, bestaat het risico dat de betonnen dam wordt gedestabiliseerd.

Op een geschikte plaats kan een zwaartekrachtdam een beter alternatief voor andere dammen blijken te zijn. Wanneer de zwaartekrachtdam op een stevige fundering wordt gebouwd, is zij waarschijnlijk het best ontwikkelde voorbeeld van dammenbouw. Aangezien de angst voor overstromingen in vele streken een sterke drijfveer is, worden zwaartekrachtdammen in sommige gevallen gebouwd waar een boogdam economischer zou zijn geweest.

Zwaartekrachtdammen worden ingedeeld in “massief” of “hol” en zijn over het algemeen gemaakt van beton of metselwerk. De massieve vorm is de meest gebruikte van de twee, hoewel de holle dam vaak economischer te bouwen is. Grand Coulee Dam is een massieve zwaartekrachtdam en Braddock Locks & Dam is een holle zwaartekrachtdam.

Arch-gravity dammen

De Hoover Dam is een voorbeeld van een arch-gravity dam.

Een zwaartekrachtdam kan worden gecombineerd met een boogdam tot een boog-zwaartekrachtdam voor gebieden met een enorme waterstroom, maar minder materiaal beschikbaar voor een zuivere zwaartekrachtdam. De inwaartse compressie van de dam door het water vermindert de laterale (horizontale) kracht die op de dam werkt. Daardoor wordt de benodigde zwaartekracht van de dam minder, d.w.z. dat de dam niet zo massief hoeft te zijn. Dit maakt dunnere dammen mogelijk en bespaart grondstoffen.

Stuwdammen

De Koshi stuwdam van Nepal

Een stuwdam is een speciaal soort dam dat bestaat uit een rij grote poorten die kunnen worden geopend of gesloten om de hoeveelheid water te regelen die door de dam stroomt. De poorten worden geplaatst tussen flankerende pijlers die verantwoordelijk zijn voor het ondersteunen van de waterbelasting, en worden vaak gebruikt om de waterstroom voor irrigatiesystemen te controleren en te stabiliseren. Een voorbeeld van dit type dam is de nu buiten gebruik gestelde Red Bluff Diversion Dam op de Sacramento River bij Red Bluff, Californië.

Stuwdammen die aan de monding van rivieren of lagunes worden gebouwd om getijdeninvloeden te voorkomen of de getijdenstroom te benutten voor getijdenkracht, staan bekend als getijdenstuwdammen.

Omdammen

Onderddijkte dammen zijn gemaakt van samengeperste aarde, en zijn er in twee hoofdtypen: “rock-fill” en “earth-fill”. Net als betonnen dammen zijn aarden dammen afhankelijk van hun gewicht om de kracht van het water tegen te houden.

Aarden dammen

Gathright Dam in Virginia is een aarden dam.

Aarden dammen zijn dammen van verdichte vrij afwaterende korrelige aarde met een ondoordringbare zone. De gebruikte aarde bevat vaak een hoog percentage grote deeltjes, vandaar de term “rock-fill”. De ondoordringbare zone kan zich aan de stroomopwaartse zijde bevinden en bestaan uit metselwerk, beton, plastic membraan, stalen damwanden, hout of ander materiaal. De ondoordringbare zone kan zich ook binnen de ophoging bevinden; in dat geval wordt gesproken van een “kern”. In de gevallen waarin klei als ondoordringbaar materiaal wordt gebruikt, wordt de dam een “composietdam” genoemd. Om interne erosie van klei in de rotsvulling ten gevolge van kwelkrachten te voorkomen, wordt de kern afgescheiden met behulp van een filter. Filters zijn speciaal gesorteerde grond, ontworpen om de migratie van fijnkorrelige gronddeeltjes te voorkomen. Wanneer geschikt bouwmateriaal voorhanden is, wordt het transport geminimaliseerd, wat leidt tot kostenbesparingen tijdens de bouw. Stuwdammen van steenstortmateriaal zijn bestand tegen schade door aardbevingen. Onvoldoende kwaliteitscontrole tijdens de bouw kan echter leiden tot slechte verdichting en zand in de ophoging, wat kan leiden tot het vloeibaar worden van de steenvulling tijdens een aardbeving. Het risico op liquefactie kan worden verminderd door te voorkomen dat kwetsbaar materiaal verzadigd raakt en door tijdens de bouw voor voldoende verdichting te zorgen. Een voorbeeld van een dam met rotsvulling is de New Melones Dam in Californië of de Fierza Dam in Albanië.

Een kern die in populariteit toeneemt is asfaltbeton. De meeste van dergelijke dammen worden gebouwd met rots en/of grind als primaire vulling. Sinds de eerste dam van dit type in 1962 is voltooid, zijn er wereldwijd bijna 100 dammen van dit ontwerp gebouwd. Alle tot nu toe gebouwde asfalt-betonkerndammen hebben een uitstekende staat van dienst. Het gebruikte type asfalt is een visco-elastisch-plastisch materiaal dat zich kan aanpassen aan de bewegingen en vervormingen die aan het talud als geheel worden opgelegd, en aan de zetting van de fundering. De flexibele eigenschappen van het asfalt maken dergelijke dammen bijzonder geschikt voor aardbevingsgebieden.

Voor de waterkrachtcentrale van Moglicë in Albanië bouwde het Noorse energiebedrijf Statkraft een rotsvuldam met asfaltkernen. Na voltooiing in 2018 zal de 320 m lange, 150 m hoge en 460 m brede dam naar verwachting ’s werelds hoogste in zijn soort zijn.

Concrete-face rock-fill dammen

Een concrete-face rock-fill dam (CFRD) is een rock-fill dam met betonnen platen aan de stroomopwaartse zijde. Bij dit ontwerp fungeert de betonnen plaat als een ondoordringbare wand om lekkage te voorkomen en tevens als een constructie zonder zorgen over de opwaartse druk. Bovendien is het CFRD-ontwerp flexibel ten opzichte van de topografie, sneller te bouwen en minder kostbaar dan dammen van gestorte aarde. Het CFRD-concept is ontstaan tijdens de California Gold Rush in de jaren 1860, toen mijnwerkers dammen van opgevuld hout bouwden voor sluisoperaties. Het hout werd later vervangen door beton toen het ontwerp werd toegepast op irrigatie- en elektriciteitswerken. Toen de CFRD-ontwerpen in de jaren 1960 in hoogte toenamen, werd de vulling verdicht en werden de horizontale en verticale voegen van de plaat vervangen door verbeterde verticale voegen. De laatste decennia is het ontwerp populair geworden.

De hoogste CFRD ter wereld is de 233 m hoge Shuibuya-dam in China, voltooid in 2008.

Aarde dammen

Aarde dammen, ook wel aarden dammen, rol-aarde dammen of gewoon aarden dammen genoemd, worden geconstrueerd als een eenvoudige ophoging van goed verdichte aarde. Een homogene dam van gewalste aarde bestaat volledig uit één soort materiaal, maar kan een drainagelaag bevatten om doorsijpelend water op te vangen. Een dam van gezoneerde aarde heeft afzonderlijke delen of zones van ongelijksoortig materiaal, meestal een omhulsel van plaatselijk overvloedig materiaal met een waterdichte kleikern. Moderne ophogingen met gezoneerde aarde maken gebruik van filter- en drainzones om doorsijpelend water op te vangen en te verwijderen en om de integriteit van de stroomafwaartse schilzone te bewaren. Een verouderde methode voor de bouw van dammen van gezoneerde aarde maakte gebruik van een hydraulische vulling om een waterdichte kern te verkrijgen. Bij dammen van gewalste aarde kan ook een waterdichte bekleding of kern worden gebruikt, zoals bij dammen van gestorte steen. De dam met bevroren kern is een tijdelijke aarden dam die af en toe op hoge breedtegraden wordt gebruikt door een koelmiddel door pijpen in de dam te laten circuleren om een waterdicht gebied van permafrost binnen de dam te handhaven.

Tarbela Dam is een grote dam in de Indus rivier in Pakistan, ongeveer 50 km (31 mi) ten noordwesten van Islamabad. Met een hoogte van 148 m boven de rivierbedding en een reservoir van 250 km2 is dit de grootste met aarde gevulde dam ter wereld. Het belangrijkste element van het project is een 2.700 m lange dam met een maximale hoogte van 142 m. Voor de dam is ongeveer 200 miljoen kubieke yards (152,8 miljoen kubieke meter) aan vulmateriaal gebruikt, waarmee het een van de grootste door de mens gemaakte constructies ter wereld is.

Omdat aarden dammen van plaatselijke materialen kunnen worden gebouwd, kunnen ze kosteneffectief zijn in regio’s waar de kosten van het produceren of aanvoeren van beton te hoog zouden zijn.

dammen met vaste kruin

Een fixed-crest dam is een betonnen barrière over een rivier. Fixed-crest dammen zijn ontworpen om de vaargeul op diepte te houden. Ze vormen een risico voor schippers die eroverheen varen, omdat ze vanaf het water moeilijk te zien zijn en moeilijk te ontwijken stromingen veroorzaken.

naar grootte

Er is variabiliteit, zowel wereldwijd als binnen afzonderlijke landen, zoals in de Verenigde Staten, in hoe dammen van verschillende grootte worden gecategoriseerd. De grootte van dammen is van invloed op de kosten van bouw, herstel en verwijdering en op het potentiële bereik en de omvang van de verstoring van het milieu.

Grote dammen

De International Commission on Large Dams (ICOLD) definieert een “grote dam” als “een dam met een hoogte van 15 m (49 ft) of meer van de laagste fundering tot de top of een dam tussen 5 m (16 ft) meter en 15 meter die meer dan 3 miljoen kubieke meter (2.400 acre⋅ft) water kan opslaan”. “Grote dammen” zijn dammen van meer dan 150 meter hoog. In het verslag van de Wereldcommissie voor Stuwdammen worden stuwdammen met een hoogte tussen 5 en 15 meter en een reservoircapaciteit van meer dan 3 miljoen kubieke meter (2.400 acre⋅ft) eveneens tot de categorie “groot” gerekend. Waterkrachtdammen kunnen worden geclassificeerd als “hooggelegen” (hoger dan 30 m) of “laaggelegen” (minder dan 30 m hoog).

In 2021 bevat het World Register of Dams van ICOLD 58.700 records van grote dammen.:6 De hoogste dam ter wereld is de 305 m hoge Jinping-I Dam in China.

Kleine dammen

Net als bij grote dammen hebben kleine dammen meerdere toepassingen, zoals, maar niet beperkt tot, waterkrachtproductie, bescherming tegen overstromingen, en wateropslag. Kleine dammen kunnen bijzonder nuttig zijn op boerderijen om afvloeiing op te vangen voor later gebruik, bijvoorbeeld tijdens het droge seizoen. Kleinschalige dammen hebben het potentieel om voordelen te genereren zonder ook mensen te verplaatsen, en kleine, gedecentraliseerde hydro-elektrische dammen kunnen de plattelandsontwikkeling in ontwikkelingslanden bevorderen. Alleen al in de Verenigde Staten zijn er ongeveer 2.000.000 of meer “kleine” dammen die niet zijn opgenomen in de nationale inventaris van dammen van het Army Corps of Engineers. Gegevens over kleine dammen worden bijgehouden door regelgevende agentschappen van staten en daarom is informatie over kleine dammen versnipperd en ongelijk in geografische dekking.

Landen over de hele wereld vinden kleine waterkrachtcentrales (SHP’s) belangrijk voor hun energiestrategieën, en er is een opmerkelijke toename van de belangstelling voor SHP’s geweest. Couto en Olden (2018) voerden een wereldwijde studie uit en vonden 82.891 kleine waterkrachtcentrales (SHP’s) in werking of in aanbouw. Technische definities van SHP’s, zoals hun maximale opwekkingscapaciteit, damhoogte, reservoiroppervlak, enz., verschillen per land.

Niet-jurisdictionele dammen

Een dam is niet-jurisdictioneel wanneer de omvang ervan (meestal “klein”) uitsluit dat deze aan bepaalde wettelijke voorschriften is onderworpen. De technische criteria om een dam als “jurisdictional” of “non-jurisdictional” te categoriseren verschillen per locatie. In de Verenigde Staten bepaalt elke staat wat een dam is die niet onder de jurisdictie valt. In de staat Colorado wordt een niet-bevoegde dam gedefinieerd als een dam die een reservoir creëert met een capaciteit van 100 acre-feet of minder en een oppervlakte van 20 acres of minder en waarvan de hoogte, gemeten volgens de Regels 4.2.5.1 en 4.2.19, 10 voet of minder bedraagt. De staat New Mexico daarentegen definieert een bevoegd dam als een dam van 25 voet of hoger die meer dan 15 acre-feet kan opslaan of een dam die 50 acre-feet of meer kan opslaan en 6 voet of hoger is (sectie 72-5-32 NMSA), wat suggereert dat dammen die niet aan deze eisen voldoen, niet bevoegd zijn. De meeste dammen in de VS, 2,41 miljoen van de in totaal 2,5 miljoen dammen, vallen niet onder de jurisdictie van een overheidsinstantie (d.w.z. dat ze niet onder de jurisdictie vallen), noch zijn ze opgenomen in de National Inventory of Dams (NID).

Risico’s van ongereguleerde kleine dammen

Kleine dammen lopen soortgelijke risico’s als grote dammen. Het ontbreken van regelgeving (in tegenstelling tot meer gereguleerde grote dammen) en van een inventaris van kleine dammen (d.w.z. dammen die niet onder de jurisdictie vallen) kan echter leiden tot aanzienlijke risico’s voor zowel mensen als ecosystemen. Volgens de National Park Service (NPS) van de VS betekent “niet onder de jurisdictie vallend” bijvoorbeeld een constructie die niet voldoet aan de minimumcriteria, zoals vermeld in de Federal Guidelines for Dam Safety, om te worden opgenomen in programma’s voor de veiligheid van dammen. De structuur die niet onder de jurisdictie valt, krijgt geen risicoclassificatie en wordt niet in aanmerking genomen voor verdere eisen of activiteiten in het kader van het veiligheidsprogramma voor dammen van de NPS”. Kleine dammen kunnen individueel gevaarlijk zijn (d.w.z. dat ze kunnen falen), maar ook collectief, omdat een aggregatie van kleine dammen langs een rivier of binnen een geografisch gebied de risico’s kan vermenigvuldigen. Graham’s onderzoek uit 1999 naar dambreuken in de VS waarbij tussen 1960 en 1998 dodelijke slachtoffers vielen, concludeerde dat het falen van dammen tussen 6,1 en 15 m hoog (het typische hoogtebereik van kleinere dammen) 86% van de dodelijke slachtoffers veroorzaakte, en het falen van dammen minder dan 6,1 m hoog 2% van de dodelijke slachtoffers veroorzaakte. Niet onder de jurisdictie vallende dammen kunnen gevaar opleveren omdat het ontwerp, de bouw, het onderhoud en het toezicht ervan niet gereglementeerd zijn. Wetenschappers hebben opgemerkt dat meer onderzoek nodig is om de milieueffecten van kleine dammen beter te begrijpen (bv. hun potentieel om de stroming, temperatuur, sediment en de diversiteit aan planten en dieren in een rivier te veranderen).

Bij gebruik

Zadeldam

Een zadeldam is een hulpdam die wordt gebouwd om het door een primaire dam gevormde reservoir in te dammen, hetzij om een grotere waterhoogte en opslag mogelijk te maken, hetzij om de omvang van een reservoir te beperken voor een grotere efficiëntie. Een hulpdam wordt gebouwd op een lage plaats of “zadel” waarlangs het reservoir anders zou ontsnappen. Soms wordt een reservoir ingeperkt door een soortgelijke structuur, een dijk genoemd, om te voorkomen dat nabijgelegen land overstroomt. Dijken worden gewoonlijk gebruikt voor het droogleggen van akkerland vanuit een ondiep meer, vergelijkbaar met een dijk, een muur of dijk die langs een rivier of beek is gebouwd om aangrenzend land te beschermen tegen overstromingen.

Weer

Een stuw (soms een “overloopdam” genoemd) is een kleine dam die vaak wordt gebruikt in een riviergeul om een opstuwingsmeer te creëren voor wateronttrekkingsdoeleinden en die ook kan worden gebruikt voor debietmeting of -vertraging.

Controledam

Een check dam is een kleine dam die is ontworpen om de stroomsnelheid te verminderen en bodemerosie te beheersen. Omgekeerd is een vleugeldam een structuur die een waterloop slechts gedeeltelijk beperkt, waardoor een sneller kanaal ontstaat dat weerstand biedt aan de ophoping van sediment.

Droge dam

Een droge dam, ook wel overstromingsvertragende constructie genoemd, is ontworpen om overstromingen te beheersen. De dam houdt normaal gesproken geen water tegen en laat het kanaal vrij stromen, behalve tijdens perioden van intense stroming die anders stroomafwaarts overstromingen zouden veroorzaken.

Omleidingsdam

Een afleidingsdam is bedoeld om het debiet van een rivier geheel of gedeeltelijk van zijn natuurlijke loop af te leiden. Het water kan worden omgeleid naar een kanaal of tunnel voor irrigatie en/of de productie van hydro-elektrische energie.

Ondergrondse dam

Ondergrondse dammen worden gebruikt om grondwater op te vangen en geheel of grotendeels onder de oppervlakte op te slaan voor langdurig gebruik in een bepaald gebied. In sommige gevallen worden ze ook gebouwd om te voorkomen dat zout water in een zoetwater aquifer binnendringt. Ondergrondse dammen worden meestal gebouwd in gebieden waar de watervoorraden minimaal zijn en efficiënt moeten worden opgeslagen, zoals in woestijnen en op eilanden zoals de Fukuzato Dam in Okinawa, Japan. Ze komen het meest voor in Noordoost-Afrika en de dorre gebieden van Brazilië, maar worden ook gebruikt in het zuidwesten van de Verenigde Staten, Mexico, India, Duitsland, Italië, Griekenland, Frankrijk en Japan.

Er zijn twee soorten ondergrondse dammen: “sub-surface” en een “sand-storage”. Een ondergrondse dam wordt gebouwd over een watervoerende laag of een afwateringsroute vanaf een ondoordringbare laag (zoals vast gesteente) tot vlak onder de oppervlakte. Ze kunnen van verschillende materialen worden gemaakt, zoals bakstenen, stenen, beton, staal of PVC. Eenmaal gebouwd, verhoogt het water dat achter de dam is opgeslagen het grondwaterpeil en wordt het vervolgens met putten onttrokken. Een zanddam is een stuwdam die in fasen over een beek of wadi wordt gebouwd. De dam moet sterk zijn, omdat overstromingen over de top van de dam zullen spoelen. Na verloop van tijd hoopt zand zich op in lagen achter de dam, waardoor water wordt opgeslagen en, wat nog belangrijker is, verdamping wordt voorkomen. Het opgeslagen water kan worden onttrokken met een put, door het damlichaam, of door middel van een afvoerpijp.

Tailings dam

Main article: Een residudam is typisch een aarden dam die wordt gebruikt om residuen op te slaan, die tijdens mijnbouwactiviteiten worden geproduceerd na het scheiden van de waardevolle fractie van de onrendabele fractie van een erts. Conventionele waterkerende dammen kunnen voor dit doel worden gebruikt, maar vanwege de kosten is een residudam levensvatbaarder. In tegenstelling tot waterretentiedammen wordt een residudam in de loop van de levensduur van een bepaalde mijn achtereenvolgens opgeworpen. Gewoonlijk wordt een basis- of begindam gebouwd, en naarmate deze zich vult met een mengsel van residuen en water, wordt de dam verhoogd. Het materiaal dat wordt gebruikt om de dam te verhogen kan bestaan uit de residuen (afhankelijk van hun grootte) samen met grond.

Er zijn drie ontwerpen voor verhoogde residudammen, de “stroomopwaartse”, “stroomafwaartse” en “middellijn”, genoemd naar de beweging van de top tijdens het verhogen. Het specifieke ontwerp dat wordt gebruikt, hangt af van de topografie, de geologie, het klimaat, het type residuen en de kosten. Een stroomopwaartse residudam bestaat uit trapeziumvormige ophogingen die boven op, maar teen aan kam van een andere dam worden gebouwd, waardoor de kam verder stroomopwaarts komt te liggen. Hierdoor ontstaat een relatief vlakke stroomafwaartse zijde en een gekartelde stroomopwaartse zijde die wordt ondersteund door tailingslurry in de opstuwing. Het stroomafwaartse ontwerp verwijst naar de opeenvolgende verhogingen van de ophoging, waardoor de vulling en de top verder stroomafwaarts komen te liggen. Bij een gecentreerde dam worden de opeenvolgende dammen direct op elkaar gebouwd, terwijl aan de stroomafwaartse zijde de vulling ter ondersteuning wordt aangebracht en de stroomopwaartse zijde wordt ondersteund door slurry.

Omdat residudammen vaak giftige chemicaliën van het mijnproces opslaan, hebben zij een ondoordringbare bekleding om doorsijpelen te voorkomen. Het water/slibniveau in het residubekken moet ook voor stabiliteits- en milieudoeleinden worden beheerd.

Per materiaal

Staaldammen

Main article: Stalen dam

Redridge Steel Dam, gebouwd 1905, Michigan

Een stalen dam is een type dam waarmee rond het begin van de 20e eeuw kort is geëxperimenteerd en waarbij stalen beplating (onder een hoek) en dragende balken als constructie worden gebruikt. Bedoeld als permanente structuren, waren stalen dammen een (mislukt) experiment om te bepalen of een bouwtechniek kon worden bedacht die goedkoper was dan metselwerk, beton of grondwerk, maar steviger dan houten kribdammen.

Houten dammen

Een houten kribdam in Michigan, 1978

Houten dammen werden veel gebruikt in het begin van de industriële revolutie en in grensgebieden vanwege het gemak en de snelheid waarmee ze gebouwd konden worden. In de moderne tijd worden houten dammen zelden gebouwd vanwege hun relatief korte levensduur en de beperkte hoogte waarop zij kunnen worden gebouwd. Houten dammen moeten voortdurend nat worden gehouden om hun waterretentie-eigenschappen te behouden en aantasting door rot te beperken, zoals bij een ton. De plaatsen waar houten dammen het meest economisch zijn om te bouwen zijn die waar hout overvloedig aanwezig is, cement duur of moeilijk te vervoeren is, en waar ofwel een dam met een lage opvoerhoogte nodig is of een lange levensduur geen probleem is. Houten dammen waren ooit talrijk, vooral in het Noordamerikaanse westen, maar de meeste zijn mislukt, verborgen onder aarden taluds, of vervangen door geheel nieuwe structuren. Twee veel voorkomende varianten van houten dammen waren de “crib” en de “plank”.

Timber crib dammen werden opgetrokken uit zwaar hout of gekapte boomstammen op de manier van een houten huis en het interieur gevuld met aarde of puin. De zware kribconstructie ondersteunde de voorkant van de dam en het gewicht van het water. Spatdammen waren houten kribdammen die aan het eind van de 19e en het begin van de 20e eeuw werden gebruikt om boomstammen stroomafwaarts te laten drijven.

“Houten plankdammen” waren elegantere constructies die een verscheidenheid aan constructiemethoden gebruikten en zware balken gebruikten om een waterkerende opstelling van planken te ondersteunen.

Andere typen

Cofferdammen

Main artikel: Kofferdam

Een kofferdam tijdens de bouw van sluizen bij de Montgomery Point Lock and Dam

Een kofferdam is een, meestal tijdelijke, barrière die is aangelegd om water uit een gebied te weren dat normaal onder water staat. D bouwkuipen zijn meestal gemaakt van hout, beton of stalen damwanden en worden gebruikt om te kunnen bouwen op de fundering van permanente dammen, bruggen en soortgelijke constructies. Na voltooiing van het project wordt de bouwkuip gewoonlijk gesloopt of verwijderd, tenzij het gebied voortdurend onderhoud behoeft. (Zie ook causeway en keermuur.)

Gebruikelijke toepassingen van kofferdammen zijn onder meer de bouw en reparatie van offshore-olieplatforms. In dergelijke gevallen wordt de kofferdam vervaardigd van plaatstaal en onder water op zijn plaats gelast. Lucht wordt in de ruimte gepompt, waardoor het water wordt verdrongen en een droge werkomgeving onder het oppervlak ontstaat.

Natuurlijke dammen

De dammen kunnen ook worden gevormd door natuurlijke geologische krachten. Lavadammen worden gevormd wanneer lavastromen, vaak basalt, het pad van een beek of meerafvoer onderscheppen, waardoor een natuurlijke opstuwing ontstaat. Een voorbeeld hiervan zijn de uitbarstingen van het Uinkaret-vulkanisch veld ongeveer 1,8 miljoen-10.000 jaar geleden, waardoor lavadammen ontstonden in de Coloradorivier in Noord-Arizona in de Verenigde Staten. Het grootste van deze meren was ongeveer 800 km lang voordat de dam het begaf. Gletsjeractiviteit kan ook natuurlijke dammen vormen, zoals de afdamming van de Clark Fork in Montana door de Cordilleran Ice Sheet, die tegen het einde van de laatste ijstijd het 7.780 km2 grote Glacial Lake Missoula vormde. Morene-afzettingen achtergelaten door gletsjers kunnen ook rivieren afdammen om meren te vormen, zoals bij Flathead Lake, ook in Montana (zie door morenen afgedamd meer).

Natuurlijke rampen zoals aardbevingen en aardverschuivingen creëren vaak aardverschuivingsdammen in bergachtige gebieden met een onstabiele plaatselijke geologie. Historische voorbeelden zijn de Usoi-dam in Tadzjikistan, die de Murghab-rivier afsluit om het Sarez-meer te creëren. Met een hoogte van 560 m is dit de hoogste dam ter wereld, zowel natuurlijke als door de mens gebouwde dammen. Een recenter voorbeeld is het ontstaan van het Attabad-meer door een aardverschuiving in de Hunza-rivier in Pakistan.

Natuurlijke dammen vormen vaak een groot gevaar voor menselijke nederzettingen en infrastructuur. De ontstane meren overspoelen vaak bewoonde gebieden, terwijl een catastrofaal falen van de dam nog grotere schade kan veroorzaken, zoals het falen van de Gros Ventre landslide in het westen van Wyoming in 1927, die de stad Kelly wegvaagde met de dood van zes mensen tot gevolg.

Beverdammen

Main article: Beverdam

Bevers maken dammen voornamelijk van modder en stokken om een bepaald bewoonbaar gebied onder water te zetten. Door een stuk land onder water te zetten, kunnen bevers onder of dichtbij de oppervlakte navigeren en relatief goed verborgen of beschermd blijven tegen roofdieren. Het overstroomde gebied geeft bevers ook toegang tot voedsel, vooral tijdens de winter.