堰とは、小川や川に架けられた小さな堰で、片側の水位をわずかに上げるものです。ダムに似ていますが、より小さな川向けです。堰は背後に水を溜めることができるため、ダムの上部から一定の水流を生み出します。さらに、巨大な堤防ダムでは、水草が放水路の頂部となることもあります。
堰の材質は、その建設年数や用途によって異なります。堰は、木材、コンクリート、または岩石、砂利、巨石などを組み合わせたものなど、様々な素材で作ることができます。
堰内の水が流れる表面は、頂部と呼ばれます。この頂部から溢れ出る水はナップと呼ばれ、単にエンジョイ ビューを横切る液体 H2O 分子を意味します。しかし、このようなナップはダムでは存在できません。ダムは、このような構造物の上を流れる水の流れを阻止します。ナップが空中でかなり下がっている場合、つまり、水位が上昇してから (堰) 流れ上がる場合、それは自由排出堰と呼ばれます。しかし、そのような場合に水がほとんど堰を上がらずに流れる場合、それは水没または溺死と呼ばれます。
水力発電所における堰の役割
閘門と堰は、河川の航行を可能にし、水流を一定に保つために使用されます。この場合、堰はそれよりもはるかに長く設置されます。できるだけ短く垂直に設置することを避けるため、U字型や斜めに構造化することも可能です。比較的長い堰は、溢流深度のわずかな増加で、より多くの水を溢流させることができます。このようにして、流量の変化に伴う上流の河川深度の変動が軽減されます。したがって、閘門や灌漑用水路の複雑な設計や使用は不要になります。
水力発電所の堰は、水路や中規模・工業用水路の流量を測定する簡単な方法として機能します。大規模な水力発電プロジェクトでは、ダム建設による潜在的な被害を防ぐために堰が使用されます。最上段堰の形状は既知であり、水はあらゆる方向から流れ出るため、堰の背後の水深を流量に変換することができます。この式は、流体が堰の頂部付近で流動状態の臨界水深を通過するという前提に基づいています。水が堰から流れ出ない場合、流量測定は複雑になるか、不可能になります。そのため、堰は河川や水路の垂直形状を維持するために使用され、その場合は勾配安定装置と呼ばれます。
人工堰は一般的に堰堤の頂上付近の水中の溶存酸素量を増加させ、この特性は河川系内の局所的な生態系に影響を与えます。上流の水流速度を人為的に遅くする堰は、堆積物の増加を招く可能性があります。回遊魚は堰によって阻まれることがあります。魚道は魚が水位の異なる場所を移動できるようにします。水車は、堰の上流と下流の水位差がどのように動力を生み出すかを示しています。
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堰の種類
水力発電所の堰の種類をいくつか紹介します。
- 長方形堰： これは典型的な堰の形状で、 鋭い冠を持つ または狭い頂上のある上端。通常は、より大きな流路に適用されます。
- 三角堰： V ノッチ堰は逆三角形の堰の形状を指します。このタイプの堰は、小流量の流量を高精度に測定するのに特に適しています。
- 台形堰： 台形堰は長方形堰の改良型で、同じ頂強度でより大きな容量を備えています。側面は 1:4 (水平:垂直) の勾配で外側に傾斜しています。
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