Tærskel (dæmning)

En tærskel betegner en kort del af sengen af et vandløb, hvor der af naturlige geomorfologiske årsager (tilstedeværelse af fejl, naturlig gradient, område med hårdere klipper, gletsjerelikviteter, bæver dæmning , flaskehals forårsager en naturlig ophobning af isstop osv. ) eller som et resultat af menneskelig konstruktion ( slus eller anden lille dæmning, væg, kunstig ford ), er bunden af ​​sengen fast, hvilket ofte fører til en betydelig ændring i bladets højde .

Ordet tærskel refererer til det stykke træ eller sten, der er i bunden af ​​dørene. Det var ikke før 1932 , at den franske Akademi Dictionary ( 8 th  udgave) tilføjer til sin definition, at tærsklen også kan udpege en "tærskel af lås , stykke træ placeret på havbunden under døren af en lås”, men enhver overhængende højderyg eller udløbskanal, oversvømmelsesudløb fra en lille dæmning eller hydraulisk struktur kaldes i dag en tærskel.

Ordforrådselementer og definitioner

I geomorfologi er karmene modstandere af befugtninger .
Strømmen accelereres ofte der og kanalen snævrere, fordi de naturlige tærskler, når de ikke skyldes bæverdæmninger eller isstop, der er opstået ved ophobning af planter mod stammer, der ligger eller sidder fast over floden, ofte skyldes passage af vandløb i et område med hårdere sten og derfor mindre beskadiget. Men i en meget bred mindre seng kan der eksistere en tærskel over en bred del, hvor afmatningen af ​​strømmen netop har tilladt sedimentering bag et par sten eller holme for eksempel.
I Guyana taler vi om "spring" for at betegne de naturlige tærskler, hvor kanoer eller andre både skal bæres, skubbes eller bugseres for at krydse opstrøms.

Kunstige tærskler

I denne sammenhæng angiver en tærskel også en lille overløbsdæmning, der generelt bruges til at hæve flodniveauet , for bedre at sikre dette niveau i tilfælde af lavt vand , skabe eller øge en vandmasse, udgøre en ford eller sikre en fangst vand som en vandingskanal . Der er generelt tre typer tærskler:

  1. overvejende "faste" karmen (lav mur eller lille sten eller betonmur generelt og snarere på dynamiske bjergstrømme f.eks.). Mange tærskler har en ventil eller et mere eller mindre kontrollerbart udledningssystem eller er "passive" (transit af vand ved overløb ),
  2. overvejende "mobile" vindueskarme (ventiler, ventiler) med en fast del bestående af flåden
  3. "Blandede" tærskler (hård del + mobil del).

Disse karm kan oversvømmes , afvandes eller profileres , muligvis afhængigt af omstændighederne. Deres hydrauliske påvirkninger er beskrevet af ligningerne "fri overfladehydraulik".

Meget mange stier er bygget i hånden siden middelalderen for at tillade rulning (regulering) af oversvømmelser og / eller levering af møller og / eller fungere som stænger og derefter spille rollen som en for-fuld. Vand strømmer normalt øverst på en karm og over dens bredde, selvom nogle har et hak under karmeniveauet, for at regulere stigningen i opstrøms vandniveau som en funktion af vandstrømmen.
Sills er blevet brugt på floder eller kanaler for at gøre dem mere sejlbare. I dette tilfælde er tærsklen undertiden bredere end bredden af ​​mindre flodleje for at reducere variationer i opstrøms vandstand og vandhastighed. Deres virkning kan være reduceret eller ubetydelig i tilfælde af stærk oversvømmelse.

En tærskel er følsom over for erosion, hvor vandets erosive virkning er den stærkeste ved deres base ved foden af ​​vandfaldet. For at sikre deres modstand mod denne handling inkluderer de ofte en tømmerflåde, hvor vandet mister sin energi, og et spredningsbassin af et volumen og en dybde bestemt i henhold til oversvømmelsesstrømmene og faldhøjden.
En naturlig tærskel har tendens til at bevæge sig tilbage opstrøms på grund af denne såkaldte " regressive  " erosion  , meget langsomt i en geologisk sammenhæng med hårde klipper, hurtigere på silt, tørv eller andre skrøbelige underlag (permafrost-optøning for eksempel).

Spildevand

Størstedelen af ​​de hydrauliske strukturer er udstyret med overløbsruder eller "  overløb  ", som tillader store strømme at blive evakueret, når reservoirets niveau er højt. Dimensioneringen af ​​disse tærskler er grundlæggende for strukturenes sikkerhed, fordi det gør det muligt at forhindre niveauet i at nå højder, hvor strukturens sikkerhed ikke længere ville være garanteret. Reglerne definerer de tilbagevendelsesperioder, som strukturer skal modstå afhængigt af størrelse og anvendelse.

Forskellige typer tærskler

Der er flere typer kunstige tærskler, der er kendetegnet ved deres tykkelse:

... og deres form (kurve beskrevet af tærskelinjen):

Flowmåling

Nogle stier bruges i hydrometri til let at måle de lave til mellemstore strømme af en flod. Disse skyldes en enkel og pålidelig formel, hvor vi introducerer vurderingen af ​​vandhøjden på tærsklen.
I dette tilfælde er der forskellige slags tærskler lige fra en simpel metalplade med et V-hak til beton- eller stålkonstruktioner over floden. En V-formet tærskel giver en nøjagtig indikation af små strømme.

I tilfælde af en rektangulær spalte med en højde af vand klinge på mindre end en tredjedel af bredden , strømningshastigheden er cirka: .

Positive eller negative påvirkninger af karmen og kunstige dæmninger

Den hydrodynamiske effekt (vurderes positiv eller negativ afhængigt af sammenhængen og dens betydning) kan beskrives på flere måder:

  1. en modifikation af den "faste strøm eller transit" (og biologisk, når tærsklen er en faktor for biologisk diskontinuitet). Denne effekt er mere eller mindre vigtig afhængigt af arten og afhængigt af karmen eller konfigurationen af ​​tømmerflåde / pit-systemet) for fisk i mindst opadgående retning. Sten-, sten- , grus- og sandmaterialer, der er tilbageholdt af en bjergkarm, kan i nogle få årtier eller et århundrede nå flere meter i højden (og selve karmen selv undertiden ændrer sedimenttransit;
  2. en "vandretentionseffekt"; enhver ”tærskel”, naturlig eller ej, skaber en vandmasse opstrøms, hvis overflade definerer en vandmasse . Jo større vandhøjden i dette "reservoir" er, jo mere - under Darcy's lov - vil vandbordet blive fodret (hvis substratet tillader det). Bredden af ​​vandmassen er også vigtig set fra dette synspunkt. Således kan en kunstig overløb - til en vis grad - (for det hydrauliske aspekt) erstatte funktionerne i naturlige isstop, der er tilstrækkelige til at danne en dæmning eller en bæver dæmning );
  3. en "" hard point "-effekt" når tærsklen er høj, lokalt, blokerer den eller spreder den fysiske strøm af vand over tid og griber derefter ind i den tilsyneladende "  stokastiske  " proces med strømmen af ​​vand og materialer, som strømmen af ​​floden.
  4. I mangel af en tærskel er strømmen mere af en "permanent ensartet" type (eller forbigående, hvis der mangler vand). Vandmassen virker homogen og animeret med en konstant hastighed (dette er kun et udseende, fordi hvirvler, strømme og modstrømme overalt induceres af modhældninger, spring og hvirvler eller variationer (samme lille) af lettelsen og ruheden af bunden, ændringer i sektion af sengen eller ved krumning af vandløbet eller en naturlig bugtning, som opretholder betydelige heterogeniteter i den indre dynamik af vandmassen, der gravitativt føres mod havet, og fornyes fra kilderne og / eller vandet For en fjern observatør antyder længdeprofilen imidlertid et tykt ark vand, der flyder i en seng med en relativt blid og regelmæssig hældning). Det er beskrevet på en forenklet måde med temmelig enkle lineære eller endimensionelle ligninger.
    Omvendt inducerer tærsklen (eller en række af tærskler) et klart mere "gradvist" regime kendt som et varieret permanent regime (forbigående i tilfælde af periodisk udtørring) ; med spring, nogle gange med betydelige hydrauliske spring , mikrozoner med "voldsomt" regime (faldet). I tilfælde af på hinanden følgende dæmninger tæt på hinanden ser vandløbets "tværsnit" (længdesnit) ud "trappet", og det "befugtede afsnit" af vandløbet er større. Det hydrauliske regime er derefter også kendetegnet ved en mere segmenteret fordeling af vandmassen, en større variation i træk, større inerti og et større volumen vand (især da tærsklerne er høje og ikke fyldt opstrøms). Denne type vandløb er karakteriseret ved "gradvis varierede strømme" (så længe karmen ikke er nedsænket af oversvømmelser), hvilket også findes i naturen i tilfælde af "trinvis" rækkefølge af dæmninger. Bævere (hvor de ikke er blevet udryddet. mellem middelalderen og den XX th  århundrede ).

Økologiske påvirkninger eller interesser

Ægte vandtætte naturlige karm er sjældne på vandløb (hvor de ender med at blive skyllet væk eller omgået). De er ret sjældne i den alluviale nedstrøms for meget store floder (i det mindste i tempererede zoner). De er hyppige på visse små naturlige floder (især mellemstore bjerge) og på grænsen af ​​alluviale zoner, især i de primære skove, hvor der tilføjes mere eller mindre midlertidige tærskler skabt af papirstop dannet af træstammer af træer, grene og grene faldet over vandløb.
Mange store tropiske floder er spærret af spring, der kan være farlige at krydse, eller ved høje fald, som ikke kan krydses af både. Hvor de stadig er til stede i de tempererede zoner på den nordlige halvkugle, bygger bævere dæmninger, der danner nye tærskler. De har den fordel, at de bevarer bevarelsen opstrøms for vandområder med meget store vandmængder, hvis højde bidrager til forsyning af vandborde og derfor til at begrænse virkningerne af tørke. De tjener undertiden som et ford for dyreliv eller mennesker.

Vandfaldet direkte over tærsklen iltes altid vandet umiddelbart nedstrøms for dråben, men sedimenteringen af ​​organisk materiale opstrøms for disse kan reducere iltniveauet (især i en landbrugssammenhæng), og nogle kløfter bygget af mennesket på en flad flåde kan have en negativ indvirkning på vandmiljøet ved at udgøre en hindring for fiskens opstigning, især hvis de er for høje, eller hvis de ikke har hul til stede der nedstrøms for mange naturlige tærskler og tillader fisk som ørred eller laks at vinde momentum til at springe tærsklen. Manglen på vegetation eller ufarlige banker tillader undertiden ikke alver eller ål at klatre op. Hvor det er relevant, tillader en fiskestige fisk at krydse denne type tærskel.

Hvis tærsklen svarer til en signifikant forskel i niveau, sænkes vandet nedstrøms med aflejring af sediment og et let fald i ilthastigheden på langsomme og turbulente floder og en stigning i ilthastigheden lige i nedstrøms. Trækfisk (laksefisk, ål, lampreys) ved, hvordan man krydser de fleste af de naturlige tærskler, og mange kunstige tærskler, hvis de ikke er meget høje eller har få åbninger (f.eks. I den mobile del).

Fotogalleri

Referencer

  1. Jean-René Malavoi, geomorfolog, specialist i hydrauliske strukturer, påvirkninger og løsninger "til levende floder", "  Hydraulic Works Colloquium  "
  2. G Degoutte, Gratis overfladehydraulikhjælpememoire (supplerende kursus, Agroparitech), adgang til 2011-08-28
  3. P. Fourmarier, Hydrogeologi - introduktion til studiet af vand til konsum og industri , Ed Masson, Paris / Vaillant-Carmanne, Liège, 1958..
  4. Bilby, RE og GE Likens. 1980. Betydningen af ​​affaldsdæmninger i strukturen og funktionen af ​​strømøkosystemer . Økologi 61: 1107-1113.
  5. R, Silber (professor ved det videnskabelige fakultet i Grenoble), Undersøgelse og layout af permanente strømme i kanaler og floder, Dunod Éditeur, Paris 1968-210 sider, anden udgave afsluttet.
  6. Jf. Darcy's lov

Se også

Bibliografi

Relaterede artikler

eksterne links