[go: up one dir, main page]

Logg inn eller registrer deg☞

Tilbake til artikkelen

Tilbake til historikken

dam

Versj. 14
Denne versjonen ble publisert av Guro Djupvik 21. november 2017. Artikkelen endret 1487 tegn fra forrige versjon.

Dam, demning, byggverk som har til oppgave å samle vann i sjøer og elver for å kunne utnytte vannet til ulike formål eller for eller å beskytte landområder mot oversvømmelse. En enkelt dam bygges ofte for flere formål, for eksempel både til regulering, inntak for kraftverk, irrigasjon og flomkontroll. Enkelte dammer teller med blant verdens største byggverk.

Allerede 3500 år fvt. bygde man dammer i Kina og i Lilleasia og 2500 år fvt. i Egypt. De eldste eksisterende dammene av noen størrelse i Norge er fra 1700-tallet og ble bygd for drift av sølvgruvene på Kongsberg. Her i landet benyttes dammer nå hovedsakelig for produksjon av elektrisk strøm, men også for vannforsyning. Dammer har etter hvert også fått en viktig funksjon for rekreasjon. I utlandet er flomdemping, vannforsyning eller irrigasjon ofte de viktigste årsakene for å bygge dammer.

Dammer betegnes dels etter sitt formål, dels etter byggemåten.

Formål

Reguleringsdammer samler opp vann i vannrike årstider i naturlige eller kunstige sjøer (reguleringsmagasin) og slipper det ut i vannfattige tider slik at det kan nyttes etter behovet fra kraftverk, vannverk, vanningsanlegg eller kanalanlegg. De store reguleringsdammene i Norge samler smeltevann fra snø om våren, slik at vannet kan brukes til produksjon av strøm neste vinter. Skadeflom kan unngås ved at man bygger dammer for å holde vannet tilbake under flom og så senere slipper det ut litt etter litt.

Inntaksdammer bygges for å lede vannet bort fra elven til for eksempel kraftverk eller for vannforsyning. De kan også tjene til å heve vannstanden i elven slik at vannet kan utnyttes for produksjon eller for å gjøre elven farbar med båt, se kanal. De konsentrerte fallene som oppstår, må da passeres ved hjelp av sluser.

Deponidammer benyttes ofte for å rense grumsete vann fra gruvedrift. Vannet fra gruvene føres over i et magasin der finstoff i vannet synker til bunn og avleires. Prosessen gjentas ofte flere ganger før vannet føres ut i vassdraget. Deponidammer for gruvedrift benevnes også ofte for avgangsdammer eller slamdeponidammer. Denne metoden kan også benyttes i materialførende elver for å skille ut slam og grus.

Forbygning bygges langs elver for å beskytte lavtliggende land mot oversvømmelse under flom, se flomverk. Forbygning bygges også for å beskytte mot flo sjø, eller for innvinning av nytt land ved tørrlegging av tidligere havbunn, som for eksempel ved Zuidersjøen i Nederland, se dike.

Byggemåte, konstruksjon

Viktige elementer ved en dam er:

  • En stabiliserende konstruksjon som kan motstå vanntrykket.
  • Et tetningselement.
  • Flomløp.

Valg av damtype avhenger ofte av terreng og grunnforhold, tilgangen på byggematerialer og dammens høyde.

Flomløpet skal sikre at flommer ledes for forbi dammen på en kontrollert måte. Forholdene ved dammen avgjør ofte om det benyttes fast overløp eller flomløp med luker. Faste overløp er å foretrekke ettersom man ikke kan utelukke at det kan oppstå feil ved lukene. Internasjonal statistikk viser at underdimensjonert flomløp er den dominerende årsaken til dambrudd ved eksisterende dammer.

Jorddammer består av mer enn 50 prosent finmasser, det vil si leire, silt, sand eller grus (se figur 1). Fyllmassen har liten motstand mot større lekkasjer eller vann i overflaten som kan medføre erosjon og skader på dammen. Damtypen er imidlertid fordelaktig der fundamentet består av løsmasser eller der fjellfundamentet har dårlig kvalitet. Enkelte jordarter, som morenejord, gir tett fylling etter å ha blitt lagt ut lagvis og valset eller stampet. Disse brukes oftest som tetningskjerne i dammens midtparti eller forparti. Der det kun finnes mer porøse jordarter, må en jorddam forsynes med et eget innvendig eller utvendig tetningssjikt, for eksempel en plate av betong eller asfalt. Det er også viktig at man får god drenasje av nedstrøms støttefylling for å unngå oppbygning av poretrykk i fyllingen. Vannet kan dermed dreneres ut på en kontrollert måte.

Oftest bygges jordammer ved at massene legges ut lagvis og så komprimeres. Jorddammer kan også bygges ved at man spyler løs jordmassene med vannstråler og fører dem med strømmende vann frem til fyllingen, der de avlagres mellom voller lagt opp på annen måte. Dette er vanlig i USA. Den mest kjente av slike hydraulisk fylte dammer er den 6,5 km lange og 80 meter høye Fort Peck-dammen med damvolum på 95 millioner m3. Rene jorddammer brukes ellers ofte ved lavere høyder, for eksempel til diker, men også til meget store damhøyder, som ved Nurek-dammen, Tadsjikistan, 300 meter høy. Betydelige norske morene-jorddammer er bygd ved Flævatn i Hemsedal og Sønstevatn i Numedal.

Steinfyllingsdammer består av mer enn 50 prosent sprengstein (se figur 1). Steinfyllingsdammene er mindre sårbare for strømmende vann enn jorddammene. Steinfyllingen er imidlertid ikke tett, og må derfor ha et tetningselement. Frem til 1950-tallet var det vanlig med betongtetning, enten i form av en betongplate på vannsiden eller som en vertikal tetningsvegg midt i dammen. I Norge er hovedvekten av denne damtypen bygd etter 1960 og med en tetningskjerne av tett morene eller av asfalt. Største norske steinfyllingsdam er den 142 meter høye Oddatjørndammen i Rogaland, som er utført med tetningskjerne av morene. Norges høyeste dam med tetning på vannsiden er den 63 meter høye Venemodammen i Telemark, som er utført med tetningsplate av asfalt på vannsiden. Der det er mangel på tilfredsstillende morenemasser, ble det fra begynnelsen av 1980-tallet vanlig å bygge store steinfyllingsdammer med en tynn, sentral tetningskjerne av asfaltbetong. Den 125 meter høye Storglomvatn i Nordland refereres ofte til som verdens høyeste av denne damtypen. Internasjonalt er steinfyllingsdammer med betongplate på vannsiden stadig mer benyttet og kalles ofte CFRD (Concrete Faced Rockfill Dam).

Gravitasjonsdammer bygges ofte som massive betongdammer og er avhengig av egen vekt for å være stabil. Tversnittet er tilnærmet trekantformet der vannsiden er vertikal og bunnbredden 0,7 til 0,9 ganger høyden (se figur 2). Høye gravitasjonsdammer må fundamenteres på godt fjell. Siden begynnelsen av 1980-tallet er det blitt stadig mer vanlig å benytte valsebetong eller RCC (Roller Compacted Concrete) ved bygging av gravitasjonsdammer. Betongen i slike dammer har et lavt sementinnhold og legges ut i lag på ca 0,5 meter som komprimeres med vibrovalse. Ingen RCC-dammer er bygd i Norge.

Norges største gravitasjonsdam er Solbergfoss i Glomma som er 44 meter høy og bygd i perioden 1917–1924. Dammen regulerer Øyern i Akershus og fungerer som inntaksdam for Mørkfoss-Solbergfoss kraftverk. I andre land er det bygd mange mye høyere gravitasjonsdammer, for eksempel Grand Dixence-dammen i Sveits som er 285 meter høy.

Murdammer er en variant av gravitasjonsdammer der hele tverrsnittet er bygd opp av stein eller steinblokker. Konstruksjonsmessig skiller man mellom murdammer lagt i mørtel i hele tverrsnittet og tørrmurte dammer. Førstnevnte har mørtel i alle fuger i hele tverrsnittet og damkroppen er derfor ikke drenerende. Tørrmurte dammer har imidlertid en godt drenerende damkropp, og en tetning på vannsiden som består av spekkede fuger, betongplate, torv eller andre løsmasser.

De fleste murdammer ble bygd før 1930, da betong tok over som byggemateriale. Det finnes likevel noen murdammer som er bygd så sent som på 1950-tallet. Kongens dam fra 1700-tallet på Kongsberg er ofte referert til som Norges eldste dam. Den er 10 meter høy og har en sentral tetning av torv midt i dammen. Vrangfoss i Telemarkskanalen er Norges høyeste murdam med 35 meter. Dammen sto ferdig i 1889.

I trange kløfter kan vanntrykket overføres til fjellsidene ved at man legger dammen i bue. Slike buedammer (eller hvelvdammer) er ikke avhengige av vekten for å oppnå stabilitet, og de kan bygges med langt slankere tverrsnitt enn en gravitasjonsdammene. Buevirkningen kan bare bli fullt utnyttet hvis tverrsnittet er slankt, men som en ekstra sikkerhet, legges også gravitasjonsdammen ofte i bue, et eksempel er Hoover Dam i USA. Blant de største rene buedammer, bygd så slanke at stabiliteten helt beror på buevirkningen, er Vajont-dammen i Italia, 262 meter høy.

Ifølge International Commission On Large Dams (ICOLD), «Technical dictionary of dams», finnes det tre typer lamelldammer:

  1. Platedammer (Flat slab buttress dam)
  2. Massiv lamelldam (Solid head buttress dam)
  3. Flerbuedammer (Muliple-arch dam)

Lamelldammer er karakterisert ved en vanntett oppstrømside som er støttet av en serie av lameller (pilarer) på nedstrømsiden. Lamellene overfører vanntrykket som virker på oppstrømsiden, ned til fundamentet. Avstanden mellom lamellene er som regel konstant i hele dammens lengde, og er typisk plassert med intervaller på 5 til 30 meter, avhengig av størrelsen og utformingen av dammen.

Utformingen av lamelldammene bidrar til et redusert poretrykk under dammen, ettersom området mellom pilarene kan regnes som drenert. Til sammenligning må det forutsettes poretrykk i hele fundamentet under en gravitasjonsdam. Et redusert poretrykk bidrar til bedre stabilitet ved dammen slik at vekten av dammen kan reduseres. Dette medfører besparelser, ettersom betongvolum i dammen kan reduseres, sammenlignet med en gravitasjonsdam.

Vannsiden av en lamelldam er normalt skråstilt. Det medfører at den vertikale vekten av vannet over platen gir et vesentlig bidrag til stabiliteten av konstruksjonen. Ved massive lamelldammer kan imidlertid vannsiden være tilnærmet vertikal, slik at stabilitet ved konstruksjonen utelukkende er avhengig av vekten til hver enkelt lamell.

Platedammer karakteriseres ved en skrå plate oppstrøms, som hviler på to eller flere mellomliggende pilarer på luftsiden. Platedammer er hovedsakelig bygget i Norge og USA og gjerne benyttet for dammer lavere enn 30 meter. De første dammene ble bygget tidlig på 1900-tallet. Flesteparten av platedammene i Norge ble imidlertid bygget på 1950- og 60-tallet. Denne damtypen ble utviklet og patentert av den norske ingeniøren Ambjørnsen som utvandret til USA. I USA benevnes derfor ofte damtypen som «Ambursen-dam».

En videreutvikling av damtypen ble patentert av Christian Fredrik Grøner. Hovedvekten av norske platedammer er basert på «Grøner-patenten», som har vertikale fuger i momentnullpunktet. Fugene i platen har ofte en avstand på 15 meter, mens pilarene har en senteravstand på rundt 5 meter.

Flerbuedammer kan karakteriseres som en krysning av platedam og buedam, der oppstrømsplaten består av flere skråstilte hvelv, der hvelvet er avsluttet mot en lamell (pilar). Flerbuedammer benyttes ofte for større damhøyder enn platedammer, og avstanden mellom pilarene er også større. Flerbuedammer er kanskje den mest elegante damtypen og er bygd for høyder opp til 214 meter, som Daniel Johnson-demningen i Canada. Norges eneste flerbuedam ligger i Nåvatn i Vest-Agder.

En massiv lamelldam består av flere frittstående lameller, der hver enkelt lamell er stabil uten bidrag fra tilstøtende lameller. Hver lamell har et lamellhode mot vannsiden, og er støpt mot tilstøtende lamellhode og danner således en kontinuerlig plate mot vannsiden. I Norge finnes det noen få massive lamelldammer, hvorav Svartavatn som eies av Bergen kommune er den høyeste. Dammen sto ferdig i 2014 og er cirka 30 meter høy.

Ellers i verden benyttes massive lamelldammer for relativt høye demninger, der dam Itapu i Brasil er den høyeste med 196 meter.

Damsikring

Under andre verdenskrig ble en rekke dammer i Tyskland ødelagt ved bombeangrep. Mest kjent er bombingen av Möhne- og Eder-dammene. Foruten tapet i kraft medførte dette store oversvømmelser, med store materielle ødeleggelser og tap av mange menneskeliv. Under den kinesisk-japanske krigen (1937-1945) sprengte kinesiske styrker i 1938 en dam i Huang He (den gule elv) for å stoppe en japansk fremrykking. Flere tusen japanske soldater omkom, samtidig som flere hundre tusen sivile kinesere druknet. I antall drepte er dette trolig den mest ødeleggende enkelthandlingen i menneskets krigshistore – bombingen i Hiroshima og Nagasaki medregnet.

På bakgrunn av disse erfaringene har de fleste land ved bygging av større dammer stilt krav om sikring mot ødeleggelse ved fiendtlige angrep eller sabotasje. Jord- og steinfyllingsdammer, gravitasjonsdammer og buedammer av armert betong byr på de beste mulighetene for sikring mot slike angrep.

Utenom krigstilfeller har det også vært en rekke større dambrudd med påfølgende store skader og tap av menneskeliv. De fleste av dem skyldes utilstrekkelige flomløp med påfølgende overtopping av dammen og undergraving av damfundamentet. For å sikre tredjemann mot skader har de fleste land organer til kontroll av slike byggverk, i Norge Norges vassdrags- og energidirektorat (NVE). Se også dambruddforsikring.

Dambygging i Norge

Takket være mange naturlige sjøer og en gunstig topografi er det ikke samme behov for høye dammer i Norge som i mange andre land. Selv ved moderate damhøyder har det vært mulig å skape relativt store reguleringsmagasin for kraftforsyning og for flomdemping i vassdragene. Disse gunstige naturlige forholdene har også vært hovedbetingelsen for den billige vannkraften i Norge.

Reguleringsdammene i høyfjellet, som tappes ut om vinteren og som blir utsatt for sterk frost i veksling med vanntrykk og bølgepåkjenninger når de fylles om sommeren, har lidt betydelige skader. Ombygging har derfor vært nødvendig for en rekke eldre dammer.

Store dammer i verden

Dammer med magasinvolum større enn 100 milliarder m3.

Navn Land Elv Høyde (m) Magasinvolum(mrd. m3) Ferdig
Owen Falls Uganda Nilen/Victoriasjøen 31 270 1954
Kariba Zimbabwe/Zambia Zambezi 128 181 1959
Bratsk Russland (Sibir) Angara 125 169 1964
High Aswan Egypt Nilen 111 169 1970
Akosombo Ghana Volta 134 150 1965
Daniel Johnson Canada (Québec) Manicouagan 214 142 1968
Guri Venezuela Caroni 162 138 1986

Ifølge International Commission on Large Dams (ICOLD) finnes det totalt 106 dammer med magasin større enn 35 milliarder m3. 33 105 dammer høyere enn 15 meter er oppført i registeret.

Med største høyde over 90 meter.

Navn Fylke Elv Høyde (m) Type Ferdig
Virdnejávri Finnmark Altaelva 145 Betong, bue 1987
Oddatjørn Rogaland Oddeåna/Ulla 142 Steinfylling 1986
Svartevatn Rogaland/Vest-Agder Sira 129 Steinfylling 1976
Storglomvatn Nordland Fykanåga 125 Steinfylling 1997
Vatnedalen Aust-Agder Løyningsåga/Otra 123 Steinfylling 1984
Viddalsvatn Sogn og Fjordane Låvielva 96 Steinfylling 1971
Storvatn Aust-Agder Bratteliåna 90 Steinfylling 1987
Førrevatn Rogaland Førreåna 95 Betong, bue 1986
Valldalen Hordaland Storelva 93 Steinfylling 1965
Deg Vest-Agder Deg 92 Steinfylling 1970
Zakariasvatn Møre og Romsdal Rødal 90 Betong, bue 1969

Tall ifølge Norges vassdrags- og energidirektorat, NVE.

Store dammer i norge

Dammer med nyttbart magasinvolum større enn 1000 millioner m3.

Navn Fylke Vassdrag/elv Nyttbart magasin1 (mill. m3) Energi- innhold2 (GWh) Tatt i bruk/ utvidet
Storglomvatn Nordland Fykanåga 3506 4589 1997
Blåsjø Rogaland/Aust-Agder Ulla, Førre, Storåna o.a. 3105 7759 1986
Tustervatn–Røssvatn Nordland Røssåga 2363 2063 1957
Svartevatn Vest-Agder/Rogaland Sira 1398 2923 1976
Mjøsa Hedmark/Oppland/Akershus Vorma 1312 337 1912/1963
Akersvatn Nordland Dalselva 1276 1531 1968
Vatnedalsvatn Aust-Agder Løyningsåga/Otra 1150 1967 1984
Møsvatn Telemark Måna 1064 2270 1908/1942
Altevatn Troms Barduelva 1027 1145 1960

Tall ifølge Norges vassdrags- og energidirektorat, NVE

1 Kan utgjøre fra deler av ett til flere årstilsig

2 Ved én gangs tømming av magasinvolum mellom øvre og nedre reguleringsgrense

Høyeste dammer i verden etter damtype

Damtype Navn Land Høyde (m) Ferdig
Betong, gravitasjon Grande Dixence Sveits 285 1961
Betong, bue Xiaowan Kina 292 2002
Betong, flerbue Daniel Johnson Canada 214 1968
Betong, lamell/plate Itapu Brasil/ Paraguay 196 1984
Fyllingsdam med leire/morene tetning Nurek Tadsjikistan 300 1980
Fyllingsdam med asfalt tetning Finsteral Østerrike 1501 1980
Fyllingsdam med oppstrøms tetning Aguamilpa2 Mexico 187 1993
Mur, gravitasjon Nagarjuna-sagar India 125 1924

Tall fra International Commission on Large Dams (ICOLD).

1Høyde på tetning er 90 meter, mens høyde fra laveste punkt på dammen er 150 meter

2Oppstrøms tetning av betong

Høyeste dammer i Norge etter damtype

Damtype Navn Høyde (m) Ferdig
Betong, gravitasjon Solbergfoss 45 1924
Betong, bue Virdnejávri 145 1987
Betong, flerbue Nåvatn 28 1941

Betong, lamell - plate

Langavatn

30

1967

Betong, Massiv lamell

Svartavatn

40

2014
Fyllingsdam med leire/morene tetning Oddatjørn 142 1986
Fyllingsdam med asfalt tetning Storglomvatn 125 1997
Fyllingsdam med oppstrøms tetning Venemo1 63 1963
Mur, gravitasjon Vrangfoss 35 1890

Tall fra NVE

1Oppstrøms tetning av asfalt

Les mer i Store norske leksikon