Pato on pieni este, joka pystytetään puron tai joen poikki ja joka nostaa vedenpintaa hieman toisella puolella ; se on kuin pato, mutta pienemmille puroille. Koska ne antavat veden kerääntyä taakseen, padot tarjoavat tasaisen virtauksen padon yli. Lisäksi rikkaruoho voi olla myös tulva-aukon harja valtavassa pengerpadossa.
Patomateriaali riippuu niiden iästä ja käyttötarkoituksesta. Pato voi olla puuta, betonia tai kivien, soran ja lohkareiden yhdistelmää.
Pinta, jonka yli vesi virtaa patossa, kutsutaan harjaksi. Tämän harjanteen päälle roiskuva vesi tunnetaan vaipana, mikä tarkoittaa yksinkertaisesti niitä nestemäisen H2O-molekyylejä, jotka pääsevät Enjoy View -näkymän yli. Mutta tällaista vaippaa ei voi olla patojen kanssa, jotka estävät virtauksen tällaisen rakenteen yli. Jos vaippa putoaa pitkälle ilmaan – eli jos veden korkeus nousee ennen nousua (pato), sitä kutsutaan vapaapurkauspatoksi. Jos vesi kuitenkin virtaa tällaisessa tapauksessa tuskin padon nousun kanssa, sitä kutsutaan vedenalaiseksi tai hukkuneeksi.
Padon toiminta vesivoimalaitoksessa
Yhdessä sulkujen kanssa patoja käytetään joen purjehduskelpoisuuden ja tasaisen virtauksen varmistamiseksi. Tässä tapauksessa pato rakennetaan paljon pidemmäksi. Se voidaan rakentaa U-muotoon tai jopa vinoon, jotta sitä ei tarvitse rakentaa kohtisuoraan, ja se on mahdollisimman lyhyt ja lyhyt. Suhteellisesti pidempi pato päästää paljon enemmän vettä ylivirtaamaan, vaikka ylivuotoalueen syvyys kasvaa vain hieman. Tällä tavoin joen ylävirran syvyyden vaihtelut pienenevät virtausnopeuden muutosten myötä. Näin ollen sulkujen tai kastelujärjestelmien monimutkaista suunnittelua ja käyttöä ei tarvita.
Vesivoimalaitoksen pato on yksinkertainen menetelmä virtausnopeuden mittaamiseen keskikokoisissa ja teollisuuspuroissa. Sitä käytetään suurissa vesivoimahankkeissa padonrakentamisen aiheuttamien mahdollisten haittojen estämiseksi. Koska ylimmän vaiheen padon geometria tunnetaan ja vesi virtaa kaikilta puolilta, sen takana olevan veden syvyys voidaan muuntaa virtausnopeudeksi. Kaava perustuu oletukseen, että neste kulkee virtausjärjestelmänsä kriittisen syvyyden läpi lähellä padon harjaa. Jos vettä ei voida johtaa pois padolta, virtauksen mittaaminen on monimutkaista tai jopa mahdotonta. Patoa käytetään siis puron tai uoman pystysuoran profiilin ylläpitämiseen, ja sitä kutsutaan silloin pinnankorkeuden vakauttajaksi.
Keinotekoinen pato yleensä lisää liuenneen hapen määrää vedessä harjanteen yläpuolella, ja tällä ominaisuudella on vaikutusta jokijärjestelmien paikalliseen ekologiaan. Pato, joka keinotekoisesti hidastaa veden nopeutta ylävirtaan, voi lisätä liettymistä. Pato voi estää vaeltavat kalat. Kalatikkaat mahdollistavat kalojen kulun vedenpintojen välillä. Vesimylly osoittaa, kuinka vedenpinnan ero padon ylä- ja alapuolella voi tuottaa energiaa.
Lue myös: Mikä on perinteinen vesivoimalaitos?
Padotyypit
Tässä on joitain vesivoimaloiden patotyyppejä:
- Suorakaiteen muotoinen pato: Tämä on tyypillinen padon muoto, jossa on a teräväharjainen tai kapea harjamainen yläreuna. Sitä voidaan yleensä soveltaa suurempiin virtaaviin kanaviin.
- Kolmion muotoinen pato: V-lovinen pato viittaa padon muotoon, joka on käänteinen kolmio. Tämän tyyppinen pato soveltuu erityisen hyvin pienten virtausten purkautumisen mittaamiseen suuremmalla tarkkuudella.
- Puolisuunnikkaan muotoinen pato: Se on puolisuunnikkaan muotoinen ja toimii suorakaiteen muotoisen padon muunnelmana, jolla on suurempi kapasiteetti samalle harjanteelle. Sivut ovat ulospäin kalteva 1:4 (vaaka: pystysuora).
Katso myös: Mikä on hydraulinen pää vesivoimalaitoksessa?
