Dam

Barajele pot fi formate prin acțiunea omului, din cauze naturale sau chiar prin intervenția animalelor sălbatice, cum ar fi castorii. Barajele create de om sunt de obicei clasificate în funcție de mărime (înălțime), de scopul urmărit sau de structură.

Pe structură

În funcție de structura și materialul folosit, barajele sunt clasificate în baraje ușor de creat fără materiale, baraje cu arc de gravitație, baraje de terasament sau baraje de zidărie, cu mai multe subtipuri.

Baraje cu arc de gravitație

Barajul Gordon, Tasmania, este un baraj în arc.

În barajul în arc, stabilitatea este obținută prin combinarea acțiunii arcului și a gravitației. Dacă fața din amonte este verticală, întreaga greutate a barajului trebuie să fie transportată la fundație prin gravitație, în timp ce distribuția presiunii hidrostatice normale între acțiunea verticală în consolă și acțiunea arcului va depinde de rigiditatea barajului în direcție verticală și orizontală. Atunci când fața amonte este înclinată, distribuția este mai complicată. Componenta normală a greutății inelului arcului poate fi preluată de acțiunea arcului, în timp ce presiunea hidrostatică normală va fi distribuită conform descrierii de mai sus. Pentru acest tip de baraj, sunt mai importante suporții fermi și de încredere la piloni (fie contrafort sau perete lateral al canionului). Cel mai de dorit loc pentru un baraj în arc este un canion îngust cu pereți laterali abrupți compuși din rocă solidă. Siguranța unui baraj în arc depinde de rezistența pilonilor pereților laterali, prin urmare, nu numai că arcul trebuie să fie bine așezat pe pereții laterali, ci și caracterul rocii trebuie inspectat cu atenție.

Barajul Daniel-Johnson, Quebec, este un baraj de contrafort cu arce multiple.

Se folosesc două tipuri de baraje cu un singur arc, și anume barajul cu unghi constant și barajul cu rază constantă. Tipul cu rază constantă utilizează aceeași rază a feței la toate înălțimile barajului, ceea ce înseamnă că, pe măsură ce canalul se îngustează spre partea inferioară a barajului, unghiul central subînțeles de fața barajului devine mai mic. Barajul Jones Falls, din Canada, este un baraj cu rază constantă. La un baraj cu unghi constant, cunoscut și sub numele de baraj cu rază variabilă, acest unghi subînțeles este menținut constant, iar variația distanței dintre piloni la diferite niveluri este asigurată prin variația razei. Barajele cu rază constantă sunt mult mai puțin frecvente decât cele cu unghi constant. Barajul Parker de pe râul Colorado este un baraj în arc cu unghi constant.

Un tip similar este barajul cu dublă curbură sau barajul cu înveliș subțire. Barajul Wildhorse de lângă Mountain City, Nevada, în Statele Unite, este un exemplu de acest tip. Această metodă de construcție minimizează cantitatea de beton necesară pentru construcție, dar transmite sarcini mari fundației și pilonilor. Aspectul este asemănător cu cel al unui baraj cu un singur arc, dar cu o curbură verticală distinctă și care îi conferă un aspect vag de lentilă concavă, văzută din aval.

Barajul cu mai multe arcuri este format din mai multe baraje cu un singur arc cu contraforturi din beton ca piloni de susținere, ca de exemplu barajul Daniel-Johnson, Quebec, Canada. Barajul cu mai multe arce nu necesită la fel de multe contraforturi ca cel de tip gravitațional gol, dar necesită o fundație bună de rocă, deoarece sarcinile contraforturilor sunt mari.

Baraje gravitaționale

Barajul Grand Coulee este un exemplu de baraj gravitațional solid.

Într-un baraj gravitațional, forța care menține barajul în poziție împotriva împingerii apei este gravitația Pământului care trage în jos pe masa barajului. Apa apasă lateral (în aval) pe baraj, tinzând să răstoarne barajul prin rotație în jurul vârfului său (un punct situat în partea inferioară din aval a barajului). Greutatea barajului contracarează această forță, având tendința de a roti barajul în sens invers în jurul vârfului său. Proiectantul se asigură că barajul este suficient de greu pentru ca greutatea barajului să câștige acest concurs. În termeni inginerești, acest lucru este valabil ori de câte ori rezultanta forțelor gravitaționale care acționează asupra barajului și presiunea apei asupra barajului acționează pe o linie care trece în amonte de vârful barajului. Proiectantul încearcă să modeleze barajul astfel încât, dacă s-ar considera că partea barajului aflată deasupra unei anumite înălțimi este un baraj întreg, și acel baraj ar fi ținut pe loc de gravitație, adică nu există tensiune în fața din amonte a barajului care să țină în jos partea superioară a barajului. Proiectantul face acest lucru pentru că, de obicei, este mai practic să facă un baraj din materiale care, în esență, sunt doar îngrămădite, decât să facă materialul să se lipească împotriva tensiunii verticale. Forma care previne tensiunea în fața din amonte elimină, de asemenea, o tensiune de comprimare de echilibrare în fața din aval, ceea ce asigură o economie suplimentară.

Pentru acest tip de baraj, este esențial să existe o fundație impermeabilă cu o rezistență mare la rezistență portantă. Fundațiile permeabile au o probabilitate mai mare de a genera presiuni de ridicare sub baraj. Presiunile de ridicare sunt presiuni hidrostatice cauzate de presiunea apei din rezervor care împinge în sus împotriva fundului barajului. Dacă sunt generate presiuni de ridicare suficient de mari, există riscul destabilizării barajului gravitațional din beton.

Pe un amplasament adecvat, un baraj gravitațional se poate dovedi a fi o alternativă mai bună decât alte tipuri de baraje. Atunci când este construit pe o fundație solidă, barajul gravitațional reprezintă probabil cel mai bine dezvoltat exemplu de construcție de baraje. Deoarece teama de inundații este o motivație puternică în multe regiuni, barajele gravitaționale sunt construite în unele cazuri în care un baraj în arc ar fi fost mai economic.

Barajele gravitaționale sunt clasificate ca fiind „solide” sau „goale” și sunt, în general, realizate fie din beton, fie din zidărie. Forma solidă este cea mai larg utilizată dintre cele două, deși barajul gol este frecvent mai economic de construit. Barajul Grand Coulee este un baraj gravitațional solid, iar barajul Braddock Locks & este un baraj gravitațional gol.

Baraje gravitaționale în arc

Barajul Hoover este un exemplu de baraj gravitațional în arc.

Un baraj gravitațional poate fi combinat cu un baraj de arc într-un baraj de arc-gravitație pentru zonele cu un debit masiv de apă, dar cu mai puțin material disponibil pentru un baraj gravitațional pur. Comprimarea spre interior a barajului de către apă reduce forța laterală (orizontală) care acționează asupra barajului. Astfel, forța gravitațională necesară barajului este diminuată, adică barajul nu trebuie să fie atât de masiv. Acest lucru permite baraje mai subțiri și economisește resurse.

Baraje

Barajul Koshi din Nepal

Un baraj de baraj este un tip special de baraj care constă dintr-o linie de porți mari care pot fi deschise sau închise pentru a controla cantitatea de apă care trece prin baraj. Porțile sunt așezate între pilonii flancați, care sunt responsabili de susținerea încărcăturii de apă, și sunt adesea folosite pentru a controla și stabiliza debitul de apă pentru sistemele de irigații. Un exemplu de acest tip de baraj este barajul Red Bluff Diversion Dam, în prezent dezafectat, de pe râul Sacramento, în apropiere de Red Bluff, California.

Barajele care sunt construite la gurile râurilor sau lagunelor pentru a preveni incursiunile mareelor sau pentru a utiliza fluxul mareelor pentru energia mareelor sunt cunoscute sub numele de baraje de maree.

Baraje de baraj

Barajele de rambleu sunt realizate din pământ compactat și sunt de două tipuri principale: „cu umplutură de piatră” și „cu umplutură de pământ”. Ca și barajele gravitaționale din beton, barajele de dig se bazează pe greutatea lor pentru a reține forța apei.

Baraje de dig cu umplutură de rocă

Barajul Gathright din Virginia este un baraj de dig cu umplutură de rocă.

Barajele de dig cu umplutură de rocă sunt diguri din pământ granular compactat cu drenaj liber și cu o zonă impermeabilă. Pământul utilizat conține adesea un procent ridicat de particule mari, de unde și termenul de „umplutură de rocă”. Zona impermeabilă poate fi pe fața amonte și poate fi realizată din zidărie, beton, membrană de plastic, palplanșe de oțel, lemn sau alte materiale. Zona impermeabilă poate fi, de asemenea, în interiorul terasamentului, caz în care este denumită „miez”. În cazurile în care se utilizează argila ca material impermeabil, barajul este denumit baraj „compozit”. Pentru a preveni eroziunea internă a argilei în umplutura de rocă din cauza forțelor de infiltrare, miezul este separat cu ajutorul unui filtru. Filtrele sunt soluri clasificate special concepute pentru a preveni migrarea particulelor de sol cu granulație fină. Atunci când materialul de construcție adecvat este la îndemână, transportul este redus la minimum, ceea ce duce la economii de costuri în timpul construcției. Barajele cu umplutură de rocă sunt rezistente la daunele provocate de cutremure. Cu toate acestea, un control inadecvat al calității în timpul construcției poate duce la o compactare slabă și la nisip în rambleu, ceea ce poate duce la lichefierea umpluturii de rocă în timpul unui cutremur. Potențialul de lichefiere poate fi redus dacă se evită ca materialul susceptibil să fie saturat și dacă se asigură o compactare adecvată în timpul construcției. Un exemplu de baraj cu umplutură de rocă este barajul New Melones din California sau barajul Fierza din Albania.

Un miez care este din ce în ce mai popular este betonul asfaltic. Majoritatea barajelor de acest tip sunt construite cu rocă și/sau pietriș ca umplutură primară. Aproape 100 de baraje de acest tip au fost construite în prezent în întreaga lume de când a fost finalizat primul baraj de acest tip în 1962. Toate barajele cu miez de beton asfaltic construite până în prezent au un istoric de performanță excelent. Tipul de asfalt utilizat este un material vâscoelastic-plastic care se poate adapta la mișcările și deformațiile impuse digului ca întreg, precum și la așezarea fundației. Proprietățile flexibile ale asfaltului fac ca astfel de baraje să fie deosebit de potrivite pentru regiunile afectate de cutremure.

Pentru centrala hidroelectrică Moglicë din Albania, compania norvegiană de energie Statkraft a construit un baraj cu umplutură de piatră cu miez de asfalt. Se anticipează că, la finalizarea sa în 2018, barajul de 320 m lungime, 150 m înălțime și 460 m lățime va fi cel mai înalt baraj de acest tip din lume.

Baraje din beton cu îmbrăcăminte din piatră

Un baraj din beton cu îmbrăcăminte din piatră (CFRD) este un baraj din piatră cu îmbrăcăminte din piatră cu plăci de beton pe fața sa din amonte. Acest proiect oferă placa de beton ca un perete impermeabil pentru a preveni scurgerile și, de asemenea, o structură fără preocupare pentru presiunea de ridicare. În plus, designul CFRD este flexibil în funcție de topografie, mai rapid de construit și mai puțin costisitor decât barajele cu umplutură de pământ. Conceptul CFRD își are originea în timpul goanei după aur din California, în anii 1860, când minerii au construit baraje din lemn cu umplutură de piatră pentru operațiunile de ecluzare. Mai târziu, lemnul a fost înlocuit cu beton, pe măsură ce proiectul a fost aplicat la sistemele de irigații și energie electrică. Pe măsură ce proiectele CFRD au crescut în înălțime în anii 1960, umplutura a fost compactată, iar îmbinările orizontale și verticale ale plăcilor au fost înlocuite cu îmbinări verticale îmbunătățite. În ultimele câteva decenii, proiectarea a devenit populară.

Cel mai înalt CFRD din lume este barajul Shuibuya din China, înalt de 233 m (764 ft), finalizat în 2008.

Baraje cu umplutură de pământ

Barajele cu umplutură de pământ, numite și baraje de pământ, baraje de pământ rulat sau pur și simplu baraje de pământ, sunt construite ca un simplu dig de pământ bine compactat. Un baraj de pământ laminat omogen este construit în întregime dintr-un singur tip de material, dar poate conține un strat de drenaj pentru a colecta apa de infiltrare. Un baraj de pământ zonat are părți sau zone distincte din materiale diferite, de obicei un înveliș de material abundent la nivel local cu un miez de argilă etanș la apă. Digurile moderne de pământ zonat utilizează zone de filtrare și de drenaj pentru a colecta și elimina apa de infiltrare și pentru a păstra integritatea zonei de înveliș din aval. O metodă învechită de construcție a digurilor de pământ zonat folosea o umplutură hidraulică pentru a produce un miez etanș la apă. Barajele de pământ rulat pot, de asemenea, să utilizeze o față sau un miez etanș la fel ca un baraj cu umplutură de piatră. Barajul cu miez înghețat este un baraj de pământ temporar folosit ocazional la latitudini înalte prin circulația unui agent de răcire este prin conducte în interiorul barajului pentru a menține o regiune etanșă de permafrost în interiorul acestuia.

Barajul Tarbela este un baraj mare pe râul Indus din Pakistan, la aproximativ 50 km (31 mi) la nord-vest de Islamabad. Înălțimea sa de 148 m deasupra albiei râului și rezervorul de 95 mp (250 km2) îl fac cel mai mare baraj umplut cu pământ din lume. Elementul principal al proiectului este un dig cu o lungime de 2.700 m (9.000 picioare) și o înălțime maximă de 142 m (465 picioare). Barajul a folosit aproximativ 200 de milioane de yarzi cubi (152,8 milioane de metri cubi) de umplutură, ceea ce îl face una dintre cele mai mari structuri construite de om din lume.

Pentru că barajele de pământ pot fi construite din materiale locale, ele pot fi rentabile în regiuni în care costul producerii sau aducerii betonului ar fi prohibitiv.

Baraje cu creastă fixă

Un baraj cu creastă fixă este o barieră de beton peste un râu. Barajele cu creastă fixă sunt proiectate pentru a menține adâncimea în canal pentru navigație. Ele prezintă riscuri pentru navigatorii care pot trece peste ele, deoarece sunt greu de reperat din apă și creează curenți induși din care este dificil de scăpat.

Pe mărime

Există o variabilitate, atât la nivel mondial, cât și în cadrul țărilor individuale, cum ar fi în Statele Unite, în ceea ce privește modul în care sunt clasificate barajele de diferite mărimi. Dimensiunea barajului influențează costurile de construcție, reparare și îndepărtare și afectează gama potențială a barajelor și amploarea perturbărilor de mediu.

Baraje mari

Comisia Internațională pentru Baraje Mari (ICOLD) definește un „baraj mare” ca fiind „un baraj cu o înălțime de 15 m (49 ft) sau mai mare de la fundația cea mai joasă până la creastă sau un baraj între 5 m (16 ft) metri și 15 metri care reține mai mult de 3 milioane de metri cubi (2.400 acre⋅ft)”. „Barajele majore” au o înălțime de peste 150 m (490 ft). Raportul Comisiei Mondiale a Barajelor include, de asemenea, în categoria „mari”, barajele care au o înălțime cuprinsă între 5 și 15 m (16 și 49 ft) și o capacitate de acumulare de peste 3 milioane de metri cubi (2.400 acre⋅ft). Barajele hidroenergetice pot fi clasificate fie ca fiind de „mare înălțime” (cu o înălțime mai mare de 30 m), fie ca fiind de „joasă înălțime” (cu o înălțime mai mică de 30 m).

În 2021, Registrul mondial al barajelor al ICOLD conține 58.700 de înregistrări de baraje mari.:6 Cel mai înalt baraj din lume este barajul Jinping-I din China, cu o înălțime de 305 m (1.001 ft).

Baraje mici

Ca și barajele mari, barajele mici au utilizări multiple, cum ar fi, dar fără a se limita la acestea, producția de energie hidroelectrică, protecția împotriva inundațiilor și stocarea apei. Barajele mici pot fi deosebit de utile în fermele agricole pentru a capta apele de scurgere pentru utilizare ulterioară, de exemplu, în timpul sezonului secetos. Barajele la scară mică au potențialul de a genera beneficii fără a strămuta populația, iar barajele hidroelectrice mici și descentralizate pot contribui la dezvoltarea rurală în țările în curs de dezvoltare. Numai în Statele Unite există aproximativ 2.000.000 sau mai multe baraje „mici” care nu sunt incluse în Inventarul național al barajelor al Corpului de ingineri al armatei. Registrele barajelor mici sunt ținute de agențiile de reglementare ale statelor și, prin urmare, informațiile despre barajele mici sunt dispersate și neuniforme în ceea ce privește acoperirea geografică.

Țări din întreaga lume consideră că centralele hidroelectrice mici (SHP) sunt importante pentru strategiile lor energetice și a existat o creștere notabilă a interesului pentru SHP. Couto și Olden (2018) au efectuat un studiu global și au găsit 82 891 de centrale hidroelectrice mici (SHP) în funcțiune sau în construcție. Definițiile tehnice ale PCH-urilor, cum ar fi capacitatea maximă de producție, înălțimea barajului, suprafața rezervorului etc., variază în funcție de țară.

Baraje nejurisdicționale

Un baraj este nejurisdicțional atunci când dimensiunea sa (de obicei „mică”) îl exclude de la a fi supus anumitor reglementări legale. Criteriile tehnice de clasificare a unui baraj ca fiind „jurisdicțional” sau „nejurisdicțional” variază în funcție de locație. În Statele Unite, fiecare stat definește ceea ce constituie un baraj nejurisdicțional. În statul Colorado, un baraj nejurisdicțional este definit ca fiind un baraj care creează un rezervor cu o capacitate de 100 de acri-pământ sau mai mică, cu o suprafață de 20 de acri sau mai mică și cu o înălțime măsurată conform regulilor 4.2.5.1. și 4.2.19. de 10 picioare sau mai mică. În schimb, statul New Mexico definește un baraj jurisdicțional ca fiind un baraj cu o înălțime de 25 de picioare sau mai mare și care stochează mai mult de 15 acri-pământ sau un baraj care stochează 50 de acri-pământ sau mai mult și are o înălțime de șase picioare sau mai mare (secțiunea 72-5-32 NMSA), sugerând că barajele care nu îndeplinesc aceste cerințe nu sunt jurisdicționale. Cele mai multe baraje din SUA, 2,41 milioane dintr-un total de 2,5 milioane de baraje, nu se află sub jurisdicția niciunei agenții publice (adică sunt nejurisdicționale) și nici nu sunt listate în Inventarul Național al Barajelor (NID).

Riscurile barajelor mici nereglementate

Barajele mici prezintă riscuri similare cu cele ale barajelor mari. Cu toate acestea, absența reglementării (spre deosebire de barajele mari mai reglementate) și a unui inventar al barajelor mici (de exemplu, cele care nu sunt jurisdicționale) poate duce la riscuri semnificative atât pentru oameni, cât și pentru ecosisteme. De exemplu, conform Serviciului Parcurilor Naționale al SUA (NPS), „non-jurisdicțional înseamnă o structură care nu îndeplinește criteriile minime, enumerate în Orientările federale pentru siguranța barajelor, pentru a fi inclusă în programele de siguranță a barajelor. Structura nejurisdicțională nu primește o clasificare a pericolelor și nu este luată în considerare pentru nicio altă cerință sau activitate în cadrul programului de siguranță a barajelor al NPS.” Barajele mici pot fi periculoase în mod individual (adică pot ceda), dar și în mod colectiv, deoarece o agregare de baraje mici de-a lungul unui râu sau în cadrul unei zone geografice poate multiplica riscurile. Studiul realizat de Graham în 1999 cu privire la prăbușirile barajelor din SUA care au provocat decese în perioada 1960-1998 a concluzionat că prăbușirea barajelor cu înălțimea cuprinsă între 6,1 și 15 m (intervalul tipic de înălțime al barajelor mici) a cauzat 86% din decese, iar prăbușirea barajelor cu înălțimea mai mică de 6,1 m a cauzat 2% din decese. Barajele nejurisdicționale pot prezenta pericole deoarece proiectarea, construcția, întreținerea și supravegherea lor nu sunt reglementate. Cercetătorii au remarcat că sunt necesare mai multe cercetări pentru a înțelege mai bine impactul barajelor mici asupra mediului (de exemplu, potențialul lor de a modifica debitul, temperatura, sedimentele și diversitatea plantelor și animalelor unui râu).

Pe utilizare

Baraj de șa

Un baraj de șa este un baraj auxiliar construit pentru a confina rezervorul creat de un baraj principal, fie pentru a permite o înălțime mai mare a apei și o stocare mai mare, fie pentru a limita întinderea unui rezervor pentru o eficiență sporită. Un baraj auxiliar este construit într-un loc jos sau „șa” prin care, altfel, rezervorul ar scăpa. Ocazional, un rezervor este limitat de o structură similară numită dig pentru a preveni inundarea terenurilor din apropiere. Digurile sunt utilizate în mod obișnuit pentru recuperarea terenurilor arabile dintr-un lac de mică adâncime, la fel ca un dig, care este un zid sau un terasament construit de-a lungul unui râu sau al unui curs de apă pentru a proteja terenurile adiacente de inundații.

Vârtej

Un baraj (uneori numit „baraj de revărsare”) este un baraj mic care este adesea folosit în canalul unui râu pentru a crea un lac de acumulare în scopul captării apei și care poate fi folosit, de asemenea, pentru măsurarea sau întârzierea debitului.

Baraj de control

Un baraj de control este un mic baraj proiectat pentru a reduce viteza de curgere și a controla eroziunea solului. Invers, un baraj cu aripi este o structură care restricționează doar parțial un curs de apă, creând un canal mai rapid care rezistă la acumularea de sedimente.

Baraj uscat

Un baraj uscat, cunoscut și sub numele de structură de întârziere a inundațiilor, este conceput pentru a controla inundațiile. În mod normal, nu reține apa și permite canalului să curgă liber, cu excepția perioadelor de debit intens care, în caz contrar, ar provoca inundații în aval.

Baraj de deviere

Un baraj de deviere este conceput pentru a devia tot sau o parte din debitul unui râu de la cursul său natural. Apa poate fi redirecționată într-un canal sau tunel pentru irigații și/sau producția de energie hidroelectrică.

Baraj subteran

Barajele subterane sunt folosite pentru a capta apa subterană și a o stoca în întregime sau în cea mai mare parte a ei sub suprafață pentru o utilizare prelungită într-o zonă localizată. În unele cazuri, ele sunt construite și pentru a împiedica pătrunderea apei sărate într-un acvifer de apă dulce. Barajele subterane sunt construite de obicei în zone în care resursele de apă sunt minime și trebuie stocate eficient, cum ar fi în deșerturi și pe insule, cum ar fi barajul Fukuzato din Okinawa, Japonia. Ele sunt cel mai des întâlnite în nord-estul Africii și în zonele aride din Brazilia, fiind utilizate, de asemenea, în sud-vestul Statelor Unite, Mexic, India, Germania, Italia, Grecia, Franța și Japonia.

Există două tipuri de baraje subterane: „subterane” și unul de „stocare a nisipului”. Un baraj subteran este construit de-a lungul unui acvifer sau al unei rute de drenaj de la un strat impermeabil (cum ar fi un pat de rocă solidă) până chiar sub suprafață. Acestea pot fi construite dintr-o varietate de materiale, printre care cărămizi, pietre, beton, oțel sau PVC. Odată construită, apa stocată în spatele barajului ridică nivelul freatic și este apoi extrasă cu ajutorul unor puțuri. Un baraj de stocare a nisipului este un baraj construit în etape peste un curs de apă sau un wadi. Acesta trebuie să fie puternic, deoarece inundațiile vor trece peste creasta sa. În timp, nisipul se acumulează în straturi în spatele barajului, ceea ce ajută la stocarea apei și, cel mai important, la prevenirea evaporării. Apa înmagazinată poate fi extrasă cu ajutorul unui puț, prin corpul barajului sau cu ajutorul unei conducte de scurgere.

Baraj de coadă

Un baraj de decantare este, de obicei, un baraj de terasament folosit pentru a stoca reziduurile, care sunt produse în timpul operațiunilor miniere după separarea fracțiunii valoroase de fracțiunea nerentabilă a unui minereu. Barajele convenționale de retenție a apei pot servi acestui scop, dar din cauza costurilor, un baraj de decantare este mai viabil. Spre deosebire de barajele de retenție a apei, un baraj de decantare este ridicat succesiv pe toată durata de viață a minei respective. De obicei, se construiește un baraj de bază sau de pornire și, pe măsură ce acesta se umple cu un amestec de steril și apă, este ridicat. Materialul utilizat pentru ridicarea barajului poate include sterilul (în funcție de dimensiunea acestuia) împreună cu solul.

Există trei modele de baraje de steril ridicate, „amonte”, „aval” și „linie mediană”, denumite în funcție de mișcarea crestei în timpul ridicării. Designul specific utilizat depinde de topografie, geologie, climă, tipul de steril și de costuri. Un baraj de decantare în amonte constă în construirea unor terasamente trapezoidale deasupra, dar cu vârful spre creasta altuia, deplasând creasta mai în amonte. Astfel se creează o parte relativ plană în aval și o parte zimțată în amonte, care este susținută de nămolul de steril din baraj. Proiectarea în aval se referă la ridicarea succesivă a terasamentului care poziționează umplutura și creasta mai în aval. Un baraj centrat are diguri de rambleu secvențiale construite direct peste altul, în timp ce umplutura este plasată pe partea din aval pentru susținere, iar nămolul susține partea din amonte.

Pentru că barajele de steril stochează adesea substanțe chimice toxice provenite din procesul de exploatare minieră, acestea au o căptușeală impermeabilă pentru a preveni infiltrațiile. Nivelurile de apă/slurry din iazul de decantare trebuie să fie gestionate și în scopuri de stabilitate și de mediu.

Pe materiale

Baraje de oțel

Barajul de oțel Redridge, construit în 1905, Michigan

Un baraj de oțel este un tip de baraj experimentat pentru scurt timp în jurul începutului secolului al XX-lea, care folosește ca structură o placă de oțel (în unghi) și grinzi portante. Destinate a fi structuri permanente, barajele de oțel au fost un experiment (eșuat) pentru a determina dacă se poate concepe o tehnică de construcție care să fie mai ieftină decât zidăria, betonul sau terasamentul, dar mai rezistentă decât barajele din lemn cu colivie.

Baraje din lemn

Un baraj din lemn în formă de colivie în Michigan, 1978

Barajele din lemn au fost utilizate pe scară largă în prima parte a revoluției industriale și în zonele de frontieră datorită ușurinței și vitezei de construcție. Rareori construite în epoca modernă din cauza duratei lor de viață relativ scurte și a înălțimii limitate la care pot fi construite, barajele din lemn trebuie să fie menținute în permanență umede pentru a-și păstra proprietățile de retenție a apei și pentru a limita deteriorarea prin putrefacție, la fel ca un butoi. Locațiile în care construcția barajelor din lemn este cea mai economică sunt cele în care lemnul este abundent, cimentul este costisitor sau dificil de transportat și fie este necesar un baraj de deviere cu înălțime redusă, fie longevitatea nu reprezintă o problemă. Barajele din lemn au fost cândva numeroase, în special în vestul Americii de Nord, dar majoritatea au cedat, au fost ascunse sub terasamente de pământ sau au fost înlocuite cu structuri complet noi. Două variante obișnuite ale barajelor din lemn au fost barajele de „culcuș” și cele de „scândură”.

Barajele de culcuș din lemn au fost ridicate din bârne grele sau bușteni îmbrăcați în maniera unei case din bușteni, iar interiorul a fost umplut cu pământ sau moloz. Structura grea a culcușului susținea fața barajului și greutatea apei. Barajele de stropire au fost baraje de cherestea folosite pentru a ajuta la plutirea buștenilor în aval la sfârșitul secolului al XIX-lea și începutul secolului al XX-lea.

„Barajele din scânduri de lemn” au fost structuri mai elegante care au folosit o varietate de metode de construcție, folosind lemne grele pentru a susține un aranjament de scânduri pentru reținerea apei.

Alte tipuri

Cofferdams

Un cofferdam în timpul construcției ecluzelor de la Montgomery Point Lock and Dam

Un cofferdam este o barieră, de obicei temporară, construită pentru a exclude apa dintr-o zonă care este în mod normal scufundată. Realizate în mod obișnuit din lemn, beton sau palplanșe de oțel, cofferdams sunt folosite pentru a permite construcția pe fundația barajelor permanente, a podurilor și a structurilor similare. Când proiectul este finalizat, cofferdamul va fi de obicei demolat sau îndepărtat, cu excepția cazului în care zona necesită o întreținere continuă. (A se vedea, de asemenea, cale de rulare și zid de sprijin.)

Utilizările comune ale cofferdams includ construcția și repararea platformelor petroliere offshore. În astfel de cazuri, cofferdamul este fabricat din tablă de oțel și sudat în poziție sub apă. Aerul este pompat în spațiu, dislocând apa și permițând un mediu de lucru uscat sub suprafață.

Baraje naturale

Barajele pot fi, de asemenea, create de forțele geologice naturale. Barajele de lavă se formează atunci când fluxurile de lavă, adesea bazaltică, interceptează calea de ieșire a unui curs de apă sau a unui lac, ducând la crearea unui baraj natural. Un exemplu ar fi erupțiile câmpului vulcanic Uinkaret de acum aproximativ 1,8 milioane-10.000 de ani, care au creat baraje de lavă pe râul Colorado din nordul Arizonei, în Statele Unite. Cel mai mare lac de acest tip a ajuns la o lungime de aproximativ 800 km (500 mi) înainte de cedarea barajului. Activitatea glaciară poate, de asemenea, să formeze baraje naturale, cum ar fi barajul de pe râul Clark Fork din Montana de către calota glaciară Cordilleran, care a format lacul glaciar Missoula, cu o suprafață de 7.780 km2 (3.000 de mile pătrate), aproape de sfârșitul ultimei ere glaciare. Depozitele de morena lăsate în urmă de către ghețari pot, de asemenea, să barajeze râurile pentru a forma lacuri, cum ar fi la Lacul Flathead, tot în Montana (vezi Lac barat de morena).

Dezastrele naturale, cum ar fi cutremurele și alunecările de teren, creează frecvent baraje de alunecare de teren în regiunile muntoase cu geologie locală instabilă. Printre exemplele istorice se numără barajul Usoi din Tadjikistan, care blochează râul Murghab pentru a crea lacul Sarez. Cu o înălțime de 560 m, acesta este cel mai înalt baraj din lume, incluzând atât barajele naturale, cât și cele construite de om. Un exemplu mai recent ar fi crearea lacului Attabad de către o alunecare de teren pe râul Hunza din Pakistan.

Barajele naturale prezintă adesea pericole semnificative pentru așezările umane și infrastructură. Lacurile rezultate inundă adesea zonele locuite, în timp ce o cedare catastrofală a barajului ar putea provoca pagube și mai mari, cum ar fi cedarea alunecării de teren Gros Ventre din vestul Wyoming-ului, în 1927, care a distrus orașul Kelly, provocând moartea a șase persoane.

Baraje cu fiare

Cei care creează baraje în principal din noroi și betoane pentru a inunda o anumită zonă locuibilă. Inundând o parcelă de teren, castorii pot naviga sub sau aproape de suprafață și pot rămâne relativ bine ascunși sau protejați de prădători. Regiunea inundată permite, de asemenea, castorilor accesul la hrană, în special în timpul iernii.

.