demning

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.

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. 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 i 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, og 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 nord for Haukeligrend 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. Tverrsnittet er tilnærmet trekantformet der vannsiden er vertikal og bunnbredden 0,7 til 0,9 ganger høyden.

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.

Demninger med magasinvolum større enn 100 milliarder m³.

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.

Dammer med nyttbart magasinvolum større enn 1000 millioner m³.

Tall ifølge Norges vassdrags- og energidirektorat, NVE

¹Kan utgjøre fra deler av ett til flere årstilsig

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