hydrotechnika
 
Encyklopedia PWN
hydrotechnika
[gr.],
dział nauki i techniki zajmujący się budowlami pozwalającymi właściwie prowadzić gospodarkę wodną; m.in. są to: budowle wodne, stacje uzdatniania wody, oczyszczalnie ścieków, rurociągi hydrotechn., budowle w głębokich wykopach — np. stacje metra;
wykorzystanie zasobów wód śródlądowych wymaga stosowania: wodnych zbiorników retencyjnych (przy zaporach) i przepływowych (przy jazach), ujęć wody, kanałów, pompowni, oczyszczalni ścieków, sieci wodociągowych i kanalizacyjnych; przy zbiornikach buduje się m.in. upusty i przepławki dla ryb; w celu umożliwienia żeglugi śródlądowej (regulacja i kanalizacja rzek) powstają kanały śródlądowe, śluzy, przystanie; energetyka wodna wykorzystuje elektrownie wodne; dla rolnictwa i leśnictwa duże znaczenie mają melioracje, co wiąże się m.in. z budową wałów ochronnych i kanałów odwadniających i nawadniających; woda służy także do urabiania złóż (np. węgla) i do transportu hydraulicznego. Wykorzystanie zasobów wód morskich do żeglugi ułatwiają kanały mor., porty wodne, budowle stoczniowe.
Ochronie przeciwpowodziowej służą: regulacja rzek i budowa wzdłuż nich obwałowań, falochronów i nabrzeży wzdłuż brzegów mor. oraz zbiorników retencyjnych na rzekach; do likwidacji zatorów wodnych używa się lodołamaczy, a także środków wybuchowych i chemicznych.
Regulacja stosunków wodnych służy zapewnieniu danemu rejonowi (np. miastu) niezbędnej ilości wody odpowiedniej jakości; w tym celu stosuje się nawadnianie lub odwadnianie terenu, buduje sztuczne zbiorniki wodne, ujęcia wody lub kanały przerzutowe i rurociągi do przesyłania wody z innych rejonów.
Z powodu często niewielkich (np. w Polsce) zasobów wodnych i znacznej nierównomierności przepływów w rzekach, optymalne zaspokojenie potrzeb wodnych jest kosztowne i skomplikowane; h. ma charakter interdyscyplinarny, wiąże się m.in. z hydrauliką, hydromechaniką, hydrologią, geologią, mechaniką gruntów, mechaniką budowli, meteorologią, gleboznawstwem, naukami roln. i leśnymi. W projektowaniu budowli wodnych, ze względu na fakt, że zwykle są to budowle bardzo skomplikowane i każda ma specyficzne właściwości, często wykorzystuje się modelowanie.
Współczesna h. dąży do kompleksowych rozwiązań, np. w Holandii Delta-Plan (8 zapór, śluzy, kanały, elektrownie wodne, sztuczna wyspa) zapewnia jednocześnie ochronę przeciwpowodziową, doprowadzenie wody na tereny roln., znaczne ograniczenie przenikania słonych wód w głąb kraju i pozyskanie obiektów rekreacyjnych. Zasadniczym elementem każdego kompleksu hydrotechn. jest budowla piętrząca, a spiętrzenie wody wywołuje wiele ujemnych skutków, które należy brać pod uwagę przy projektowaniu takiej budowli — należą do nich: podniesienie zwierciadła wody ponad normalny stan, zatrzymanie powyżej jazu lub zapory rumowiska rzecznego i osadzanie niesionych przez wodę zawiesin oraz lodu (spowodowane mniejszą prędkością przepływu), podniesienie zwierciadła wody gruntowej powodujące często zabagnienie terenu; w celu ograniczenia tych ujemnych skutków buduje się m.in.: urządzenia do usuwania rumowiska, przepuszczania lodu, obwałowania rzeki (przy gruntach przepuszczalnych nie zapobiega to jednak zabagnieniu terenu). Ważne są również skutki społ. powstawania wielkich budowli hydrotechn. — np. budowany ob. w Chinach na Jangcy (w prow. Hubei) kompleks hydrotechn. (wielkie zapora i elektrownia oraz zbiornik wodny o dł. 600 km mający pełnić ważną funkcję przeciwpowodziową) spowoduje zalanie 44 tys. ha pól uprawnych, ponad 150 miast i wysiedlenie 1,3 mln ludzi; budowa kompleksu Gabčikovo–Nagymaros na Dunaju doprowadziła do protestów Węgier przeciwko zakłóceniu ekosystemu rzeki. Najstarsze obiekty hydrotechn. znajdowały się na terenach ubogich w wodę; ślady kanałów nawadniających, znalezione na terenach Mezopotamii, pochodzą z ok. 5200 p.n.e., a w IV tysiącl. p.n.e. powstały kanały nawadniające w Egipcie i Indiach, ok. III tysiącl. p.n.e. została zbud. kam. zapora w Egipcie, ok. I tysiącl. p.n.e. — podziemne zbiorniki wodne w Persji, ok. 700 p.n.e. — akwedukty w Asyrii, ok. 500 p.n.e. — kanał żeglowny Nil–M. Czerwone; w starożytności urządzenia wodne miały szczególną rangę i wg mitów opiekowali się nimi bogowie, toteż nie niszczono ich nawet podczas działań woj.; w staroż. Rzymie gospodarka wodna należała do najlepiej zorganizowanych służb (akwedukty, urządzenia ciepłownicze i kąpielowe), ale intensywna eksploatacja wód połączona z wycinaniem dużych połaci lasów powodowała stopniowe stepowienie i pustynnienie znacznych obszarów; po okresie zastoju w średniowieczu kolejny okres rozwoju h. rozpoczął się w XVI w. (w Europie — regulacja rzek, budowa portów); w XIX i XX w. powstało na świecie wiele kanałów (w tym Sueski i Panamski), zapór, zbiorników i elektrowni wodnych. W Polsce intensywny rozwój h. rozpoczął się na pocz. XIX w. — projekty S. Staszica wykorzystania wód rzek Kamiennej i Iłżanki, budowa Kanału Augustowskiego; w XX w. powstały pierwsze w Polsce zapory wodne w Leśnej na Kwisie i Pilchowicach na Bobrze; w okresie międzywoj. zbud. w Polsce kilkanaście znaczących obiektów hydrotechn., m.in. port w Gdyni oraz zaporę i elektrownię w Rożnowie na Dunajcu; po II wojnie świat. powstały m.in.: zapora w Goczałkowicach, zapora i elektrownia w Tresnej i Solinie oraz duże elektrownie wodne szczytowo-pompowe w Żarnowcu i Porąbce-Żar; w ostatnich latach wiele kontrowersji wzbudzała budowa zapory w Pieninach (w Czorsztynie), zapora ta jednak latem 1997 wytrzymała uderzenie fali powodziowej i zapobiegła zalaniu m.in. Nowego Sącza i Tarnowa.
Ilustracje
Dunaj, stopień wodny Gabčíkovo/Čunovofot. M. Więckowski/Archiwum Ilustracji WN PWN SA © Wydawnictwo Naukowe PWN
Asuan, Wielka Tama na Nilu należąca do Hydrowęzła Asuańskiego, 1960–70 fot. B. Lemisiewicz/Archiwum Ilustracji WN PWN SA © Wydawnictwo Naukowe PWN
Przeglądaj encyklopedię
Przeglądaj tabele i zestawienia
Przeglądaj ilustracje i multimedia