Dammbruch: Wie kann man einen Domino-Effekt stoppen?

Wenn Sie eine Reihe von Dämmen entlang eines Tals bauen lassen, was passiert, wenn der letzte in der Reihe plötzlich und katastrophal versagt?

Szenario.

Sie haben eine Staumauer etwa auf halber Höhe eines langen, engen Tals. Es ist wie ein Sandwich aufgebaut. Eine Schicht aus großen Granitfelsen, die durch Eisen- und Metallbänder verbunden sind, eine innere Schicht – eine Mischung aus verdichtetem Schutt und römischem Beton, und dann eine zweite Schicht aus großen Steinen. Die Form der Staumauer ist wie eine Hoover-Staumauer mit der Krümmung gegen den Wasserdruck gestaltet.

Nach einigen Jahrzehnten bis Jahrhunderten beginnt die Mauer zu verfallen. Sie können den gesammelten Schlick „ausbaggern“, um ihn auf Ihrem Ackerland zu verwenden, aber Sie verfügen nicht über das technologische Niveau der ursprünglichen Dammbauer, sodass Sie ihn nicht „richtig“ warten können. Um also Ihr bestehendes blühendes Ackerland und Ihre Städte im Tal zu schützen, bauen Sie eine zweite Dammmauer ein paar hundert Meter von der ursprünglichen Mauer entfernt, bevor sie sich zu stark verschlechtert. Das Original bricht nicht zusammen oder versagt.

Dieser neue Dammbereich darf sich füllen, und der Wasserdruck auf beiden Seiten der ursprünglichen Mauer hilft „vielleicht“, sie aufrecht zu halten. Um den Fisch- und Wassertransfer zwischen den beiden zu ermöglichen, könnten Änderungen an der obersten Schicht der ursprünglichen Wand vorgenommen werden, wie z.

Ich habe lange geglaubt, dass sie eine Möglichkeit haben würden, Wasser von einem Gebiet in ein anderes zu transportieren. Umleitung und Steuerung des Wasserflusses in die und aus den Dämmen in die umliegenden Täler. Mit Wasserrädern, Arcimedes-Schrauben, vielleicht sogar einer Art primitiver Saugwirkung. Ein paar Jahrzehnte/Jahrhunderte vergehen.

Frage

Was passiert mit der ursprünglichen Staumauer, wenn die zweite Staumauer plötzlich versagt?

Würde der plötzliche Verlust des Wasserdrucks, der die eine Seite stützt, gleichzeitig zum Versagen der ursprünglichen Wand führen? Vor allem, wenn die ursprüngliche Wand innen durch eindringendes Wasser in der mittleren Sandwichschicht beschädigt werden kann.

Wie bekomme ich die Originalwand zum halten?

Beachten Sie, dass ich nach dem Weltbau frage, da mir keine Beispiele aus dem wirklichen Leben für Staudämme in Serie und solche Staudammausfälle bekannt sind.

BEARBEITEN Ich glaube, ich denke eher an die Kombination der Bogen-Schwerkraft-Staumauer als nur an die Bogenstaumauer wie den Hoover-Staudamm. Diese Frage zu einem Damm aus Steinblöcken und nicht aus einer durchgehenden Betonfassung scheint zu implizieren, dass ein ähnlicher (aber nicht genau) Damm mindestens ein oder zwei Jahrhunderte hält, bevor er aufgrund der Belastungen versagt.

Aww, verdammt! Die Staumauer brach! Überall liegen Staudammtrümmer! Ich hasse Dammbrüche!
😄 Ich musste jedes einzelne verdammte Wort korrigieren, da meine Autokorrektur ständig von verdammt zu verdammt wechselte!
Ich liebe Dam Witze
Wenn der zweite Damm plötzlich versagt (dh er bricht zusammen, anstatt langsam immer mehr undicht zu werden), würde der ursprüngliche Damm wahrscheinlich auch versagen, da er von einem im Wesentlichen neutralen Zustand in einen Schlag mit zwei Kräften gleichzeitig übergehen würde - der Kraft des Wasser dahinter kombiniert mit einem Vakuumeffekt durch das von vorne wegströmende Wasser.
Realitätscheck Nummer 1: Der Bau des neuen Staudamms ist ein technisches Problem, das genauso schwierig ist wie das Aufstauen des Tals überhaupt (nun, Sie können möglicherweise den Bau von Umleitungskanälen vermeiden, was Arbeitskraft spart). Der flussabwärts gelegene Damm hat keinen technischen Nutzen aus dem flussaufwärts gelegenen, da die zu tragende Last nur von der Tiefe abhängt.
@dmckee, ich brauche den zweiten Damm nicht, um einen technischen Nutzen aus dem ersten Damm zu ziehen. Sie können erkennen, dass der ursprüngliche Damm möglicherweise versagt, und obwohl sie möglicherweise nicht in der Lage sind, den ursprünglichen Damm ordnungsgemäß zu reparieren oder zu warten, können sie versuchen, einen zweiten zu bauen – gebaut nur, weil sie nicht wollen, dass der Ausfall des ersten Damms sich auf sie auswirkt nachgelagerte Siedlungen. Offensichtlich wird der zweite Damm nicht so solide gebaut wie der erste ... und wird wahrscheinlich versagen ... Ich bin neugierig auf die Auswirkungen auf den ersten Damm, nachdem der zweite Damm gebaut und dann irgendwie auf einmal entfernt wurde.
Vielleicht finden Sie es aufschlussreich, etwas über das Versagen des Banqiao-Staudamms in China zu lesen.

Antworten (2)

Nein, das kann nicht halten

Realitätscheck: Ihre Prämisse ist falsch, da Sie einen Bogendamm aus Materialien gebaut haben, die nicht stabil genug sind, um den Bogen zu stützen. Dies bedeutet, dass Sie einen Damm haben, der keinerlei Konventionen oder bekannten technischen Prinzipien folgt.

Aber lassen Sie uns das ignorieren und stattdessen einfach annehmen, dass Sie eigentlich meinen, dass Sie einen gekrümmten Steinschüttungsdamm haben , wie diesen:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wird das halten, wenn Sie 1) es untertauchen und 2) der stromabwärts gelegene Damm plötzlich nachgibt und das gesamte Wasser zwischen den Dämmen abfließt?

Antwort: Es besteht keine Chance, dass es hält .

Zuerst haben Sie den Damm getaucht, was bedeutet, dass das gesamte Material auf der Unterwasserseite ungesichert ist. Der gesamte Damm verflüssigt sich noch bevor die Katastrophe beginnt.

Zweitens kommt es zu einer massiven Wasserbewegung, die viel Material auf der stromabwärts gelegenen Seite des Damms wegspült.

Drittens wird das Wasser auf der Oberwasserseite des alten Damms über die Kante fließen und es auch dort wegspülen.

Viertens sagten Sie als Prämisse, der alte Damm sei bereits schwach und beginne sich zu verschlechtern.

Diese Dinge zusammen bedeuten, dass der alte Damm einfach nicht halten kann, wenn der neue Damm versagt. Es handelt sich nicht um plötzlich wechselnde Kräfte, sondern um eine Wasserbewegung, die den Damm einfach wegspült.

So sieht es aus, wenn ein Staudamm versagt: Teton-Staudamm-Katastrophe Und beachten Sie, dass dieser Damm auf der stromabwärts gelegenen Seite nicht überflutet wurde.

Ein Schneeball hat in der Hölle eigentlich ziemlich gute Chancen, je nachdem, wann man ihn hineinwirft, da die Hölle irgendwann zufriert.
@Aify Sehr drollig. Ich hoffe, Sie haben aus diesem Grund nicht so schlecht gestimmt .
Was? Nein, ich war nicht der Downvoter bei dieser Antwort. Tatsächlich mochte ich es, und das verdammte Einfrieren war ein Witz Oo
@Aify Ah, dann sehr gut. :)
Aber jetzt ergibt mein Kommentar keinen Sinn - möchten Sie den Schneeball wieder einsetzen?
Ich glaube, ich denke an die Kombination Bogengewichtsmauer, die aus „Beton, Walzbeton und Mauerwerk “ bestehen kann. Sie können also eine Kombination aus einer Betonbogenstaumauer, z. B. dem Hoover-Staudamm, und einer Gewichtsstaumauer aus Granitblöcken, z. B. dem Pathfinder-Staudamm, haben. en.wikipedia.org/wiki/Arch-gravity_dam
@EveryBitHelps Trotzdem werden Sie ein Problem haben, da Sie den Damm durchnässt haben und dann plötzlich das Wasser abfließen lassen, was große Bewegungen verursacht. Ich sage immer noch: nein, man kann einem Damm nur schaden, indem man ihn überflutet. Es wird den Zusammenbruch des stromabwärts gelegenen Damms nicht überleben.
Ich hatte es befürchtet. Ich hatte dieses Szenario so lange in meinem Kopf und gestern plötzlich hat es bei mir geklickt und war so am Boden zerstört ... Ich musste jemand anderen mein Problem ausloten lassen. Ich glaube, ein zusätzlicher Szenendieb, mit dem ich bereits gespielt habe und der irgendwie weggeworfen wurde, muss wieder hinein!
@EveryBitHelps Nun, wenn wir die Frage umdrehen: Was brauchst du für deine Geschichte?
@Michael Karnerfors, Tee hihi. Das wäre aussagekräftig! Sagen wir einfach ... Ich möchte nicht, dass die Dammbauer wehrlos sind und leicht angegriffen werden können, sobald die Mauer bricht. Es öffnet das Tal gewissermaßen als Gasse für Invasionen. Und sie brauchen das Wasser! Daher habe ich eine zweite Wand gemacht. Ich habe fortgeschrittenes formbares Plebotonium ... Ich muss nur die zweite Wand vorübergehend damit verstärken oder rein daraus machen.
Was glauben Sie, wie lange nach dem Einsturz der ersten Mauer das Original versagen würde? Sofort oder etwas später (ein paar Minuten bis 30 Minuten) oder vielleicht etwas länger wie Stunden oder Tage? Bei Bedarf kann ich die ursprüngliche Wand mangelhaft einarbeiten
@EveryBitHelps Nun .... das eröffnet eine ganze Menge Möglichkeiten. :) Was im wirklichen Leben passieren würde, ist, dass sie wahrscheinlich den neuen Damm als vorübergehende Maßnahme stromaufwärts bauen würden . Dieser neue Damm wäre nicht für die Ewigkeit gebaut, aber er kann es den Menschen ermöglichen, das Wasser auf dem alten Damm zu entfernen und ihn so zu verstärken. Wenn Sie diese Maßnahme mit saisonalen Änderungen der Wassertiefe (die ziemlich extrem sein können) kombinieren, können Sie ein Szenario erhalten, in dem sie mit der Verstärkung fast fertig sind, wenn der neue Damm nachgibt. Da bekommt man ein wirklich gutes Drama: Wird der alte Damm die Überschwemmung überstehen?

Wie so oft auf dieser Seite lautet die Antwort meiner Meinung nach: Es kommt darauf an. Es hängt davon ab, wie sehr sich der ursprüngliche Damm seit dem Bau des zweiten verschlechtert hat. Ich glaube, dass das Ergebnis dasselbe sein wird, als wenn Sie ein Ventil (Schleuse) im unteren Damm öffnen und das gesamte Wasser in der Pufferzone langsam abfließen lassen würden. Dies ist ungefähr das gleiche, was mit dem ursprünglichen Damm in der gleichen Zeit passiert wäre, wenn der zweite Damm nicht gebaut worden wäre, außer dass die positive Wirkung des Vorhandenseins des neuen Damms auf den alten ignoriert wird. (Übrigens, ich weiß nicht, ob der neue Damm den alten so schützen würde , wie Sie es beschreiben, aber das haben Sie nicht gefragt.)

Ich schlage folgendes Gedankenexperiment vor: Betrachten Sie ein Regal (z. B. ein Bücherregal oder eine horizontale Fläche in einem Schrank), das mit einem Gewicht belastet ist, das die Kapazität, für die das Regal ausgelegt ist, nicht überschreitet. Das Regal zeigt Anzeichen von Stress, also legen Sie Ihre Hand auf die Unterseite des Regals und drücken Sie nach oben, um dem nach unten drückenden Gewicht entgegenzuwirken. So stehst du jahrelang da. Dann klingelt es an der Haustür, Sie rennen zur Tür und nehmen die Stütze abrupt aus dem Regal. Würden Sie erwarten, dass dies verursachtdas Regal zusammenbrechen? Ich würde nicht. Ich würde die gleiche Dynamik erwarten, die ich für den Damm beschrieben habe: Wenn er sich in den vergangenen Jahren weiter genug verschlechtert hat, wird er zusammenbrechen (wie er es inzwischen getan hätte, wenn Sie ihn nicht unterstützt hätten). Wenn es noch in der Lage ist, die Last zu tragen, dann nimmt es die Last wieder auf.

Ein Kommentar erwähnt „zwei Kräfte gleichzeitig – die Kraft des Wassers hinter [dem alten Damm] kombiniert mit einem Vakuumeffekt durch das Wasser, das sich von der Vorderseite wegbewegt.“ Ich glaube, dass dies ein Missverständnis ist. Einen „Vakuumeffekt“ an sich gibt es nicht . Was wir als „Vakuumeffekt“ wahrnehmen, ist lediglich das Ungleichgewicht zwischen zwei Druckzonen. Wenn ein druckloses Raumschiff (im Vakuum des Weltraums) durch einen Meteoriteneinschlag (oder durch das Öffnen eines Fensters) beschädigt wird, werden die Papiere auf dem Schreibtisch usw. nicht plötzlich herum und auf die Lücke zufliegen. Ja klar, der alte Damm wird plötzlich dem ungebremsten Druck des Wassers dahinter ausgesetzt sein, aber ein „Vakuumeffekt“ darüber hinaus wird es nicht geben. Die Turbulenzen des Wassers, das aus dem Reservoir strömt, könnten einen chaotischen Effekt hervorrufen, aber (IMHO) das wäre kurz.

@PeregrineRock, In Ihrem Gedankenexperiment müssen Sie mit gerade genug Kraft auf den Boden des Regals drücken, um es genau so durchhängen zu halten, wie es war, bevor Sie Ihre Unterstützung anwendeten. Wenn Sie gegen die vorhandene Biegung des Regals drücken, auch nur leicht, (um das ursprüngliche Regal zu begradigen), dann kehrt das Regal in seine ursprüngliche gebogene Form zurück, wenn Sie die Stütze plötzlich entfernen. Werden die Gegenstände auf dem Regal während dieses Übergangs nicht eine Trägheit aufnehmen, die dann mit einer Kraft auf das Regal auftrifft, die größer ist als die, die das Regal vor Ihrer Ankunft erlitten hat?
Das klingt (1) winzig und (2) irrelevant, weil die Frage nichts darüber aussagt, dass der alte Damm aus seiner vorgesehenen Form verformt und durch den Druck des Wassers in der Pufferzone wieder in seine vorgesehene Form gedrückt wird .
Ich nehme an, dass es unendlich klein sein könnte, aber das Wort irrelevant sollte niemals auf Gedankenexperimente angewendet werden, die von Natur aus Einladungen sind, kreativ über das betreffende Thema nachzudenken.
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