圖文詳解，何為拱壩？

 水電站大壩有多種，根據抵抗水頭壓力的機制不同，可分為重力壩、拱壩與支墩壩。本期介紹拱壩。

拱壩（Arch Dam）

拱壩多建在峽谷地帶，利用兩岸堅固的巖石來承擔拱壩傳來的壓力。

拱壩的壩面向上游方向凸起，可把上游壩面的水壓力、風浪壓力等通過拱的作用傳給兩岸巖體與壩底巖基，利用筑壩材料強度來承擔上游水壓。

與重力壩（gravity dam）相比，拱壩在水壓力作用下壩體的穩定不需要依靠本身的重量來維持，主要是利用拱端基巖的反作用來支承。拱圈截面上主要承受軸向反力，可充分利用筑壩材料的強度。因此，拱壩是一種經濟性和安全性都很好的壩型。

圖1是拱壩的三方向視圖。左圖是拱壩的側視圖，拱壩的垂直剖面也是弧形，凸起面朝向上游，壩體比起重力壩薄多了。

中間圖是從下游方看拱壩，拱壩建在山谷中，兩邊頂住山體巖石，與拱壩接觸的兩邊巖石稱為壩肩（ dam abutment），也稱拱壩的整個巖石基礎為拱座。

右邊圖是從上方看拱壩，拱壩凸起面朝向上游，上游水壓作用到壩面（藍色箭頭線），拱壩兩邊對壩肩的作用（紅色箭頭線）。

如果拱壩是桶形，上游面與地面垂直，見圖2左圖，只有水平剖面呈弧形，稱為單曲拱壩（ single-curvature arch dam）；拱壩垂直剖面也是弧形的稱為雙曲拱壩（double-curvature arch dam），壩體較薄的稱為雙曲薄拱壩（double-curvature thin arch dam），見圖2中圖，在地質堅硬，峽谷較窄的地段可建雙曲薄拱壩；壩體較厚的稱為雙曲厚拱壩，見圖2右圖。單曲拱壩與雙曲厚拱壩兼有重力壩的特征，也有稱之為重力拱壩（ gravity arch dam）。

拱壩的發電廠房建在壩后的，采用管道引水，見圖3左圖；拱壩的發電廠房建在山體內的，則從上游邊坡開挖隧道引水到地下廠房，再由尾水隧道排水到下游，采取哪種方式依地質地勢而定。

拱壩的泄水方式同樣采用壩頂溢流與壩下深孔泄洪，見圖3右圖。泥沙大的河流還要在壩下方開沖沙孔。

拱壩是一種推力結構，能充分發揮壩體材料的抗壓強度，壩體厚度薄，對于可建拱壩或重力壩的同一壩址，相同壩高的拱壩要比重力壩節省1/3至1/2的材料；拱壩超載能力強、抗震性好，安全度高。但拱壩對地址條件要求高，兩邊巖基要堅固可靠，而且拱壩的施工復雜。

重力壩 水壓 巖石

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