I )als/y rozwój przemysłu oraz powiększanie się liczby ludności spowodowały, że zmienił się zasadniczy cel gospodarki wodnej i budownictwa wodnego. Mianowicie, jednym z głównych celów budowy zbiorników i stopni wodnych jest obecnie ochrona przeciwpowodziowa i zabezpieczenie w okresach niżówkowych niezbędnych ilości wody dla potrzeb komunalnych i przemysłowych. Zmienia się również typ budowli. Przez obniżenie kosztów przerzutu dużych mas, tam gdzie znajdują się w niezbędnej ilości odpowiednie materiały ziemne, budowane są zapory ziemne lub narzutowe jako tańsze od zapór typu ciężkiego lub zapory łukowe nie wymagające dużych ilości betonów.
W pewnym zakresie na sposób budowy stopni wodnych rzutuje także specyfika kraju, który zaporę buduje, jego przygotowanie i posiadany potencjał gospodarczy.
Budowle wodne należą do największych i najdroższych obiektów inżynierskich w budownictwie światowym, wymagają więc bardzo szerokich studiów i badań przygotowawczych do projektu i realizacji. Studia te obejmują: badania topograficzne, hydrologiczne, geologiczne, geotechniczne, gospodarcze itp.
Specyfika budownictwa wodnego wymaga od projektantów wiadomości przede wszystkim z następujących gałęzi nauki: hydrologia, geologia, geo-fechnika, mechanika budowli, hydraulika, ekonomika. Niektóre problemy nie mogą być rozwiązane na drodze rozważań teoretycznych. W tym przypadku badania i prace uzupełniające prowadzone są w laboratoriach hydraulicznych, gdzie analizowana jest praca hydrauliczna budowli oraz części konstrukcyjnych, w których za pomocą badań tensometrycznych, ela-sl.ooptycznych i innych określone są miejsca przeciążeń konstrukcji oraz badane możliwości korekty schematów statycznych polepszających jej pracę. Szczególnie wiele badań w laboratoriach konstrukcyjnych prowadzi się dla zapór łukowych i lekkich, w których odwzorowywana i korygowana jest na modelu praca zapory przy określonych charakterystykach i kształcie konstrukcji.
Szczegółowe badania uzupełniające wykonywane są w laboratoriach badających własność materiałów, z których ma być zbudowany obiekt, mianowicie w laboratoriach betonowych i mechaniki gruntów.
Tak dokładne badania i analizy nad pracą konstrukcji i jakością materiałów są niezbędne ze względu na rozmiary szkód, które powstają w przypadku katastrofy obiektu.
Ostatnie lata przyniosły dwie tragiczne w skutkach katastrofy — zapory Malpasset we Francji w 1959 r., gdzie zginęło kilkaset osób, i zapory Vai<mt we Włoszech w 1963 r., w wyniku której zostało zniszczone miasteczko i straciło życie około 3000 łudzi. Do większych katastrof należy zaliczyć zniszczenie zapory St. Francis w Stanach Zjednoczonych w 1927 roku 1 Glono we Włoszech w 1923 r.
Przyczyny awarii bywają różne — brak obserwacji i kontroli ruchu osuwisk, nieuwzględnienie możliwości powstania sił wyporu wody w wyniku zwiększonej infiltracji w podłożu, lekceważenie jakości materiałów, które miały być użyte przy budowie (użyto znacznie gorsze), wystąpienie wielkich wód o prawdopodobieństwie większym niż przewidywały obliczenia. Niektóre przyczyny katastrof można wytłumaczyć działaniem nieprzewidzianych sił przyrody, a niektóre są spowodowane błędami popełnionymi przez konstruktorów czy pracowników prowadzących badania rozpoznawcze terenu lub zaniedbaniami użytkowników obiektu.
Prawidłowo przeprowadzone badania wstępne, dobrze wykonany projekt, prawidłowa realizacja obiektu i właściwie prowadzona eksploatacja zmniejszają na ogół prawdopodobieństwo wystąpienia katastrof.
Budowlą piętrzącą lub przegrodą nazywamy obiekt, którego celem jest stworzenie lub utrzymanie różnicy poziomu wód powyżej i poniżej budowli.
Najczęściej budowle piętrzące wykonywane są w dolinach rzek i ich celem jest spiętrzanie wody w rzece.
W warunkach polskich spiętrzenie wody ma najczęściej na celu wielozadaniowe wykorzystanie zbiornika, jak:
1) ochrona przeciwpowodziowa poprzez zmniejszenie fali powodziowej w utworzonym zbiorniku,
2) wyrównanie i powiększenie przepływów niskich dla potrzeb żeglugi, polepszenie warunków rozcieńczenia ścieków, dostarczenie niezbędnej ilości wody dla ujęć znajdujących się przy zbiorniku lub poniżej zbiorniki,
3) wykorzystanie energii wody powstałej w wyniku koncentracji spadu dla produkcji energii elektrycznej,
4) spiętrzenie wody dla powiększenia głębokości żeglugowych (skanalizowanie rzeki),
5) zabezpieczenie niezbędnej rzędnej zwierciadła wody przy ujęciu,
6) zmiany ruchu rumowiska unoszonego i wleczonego przez zatrzymywanie go w zbiorniku (w naszych warunkach tylko zapory przeciwrumo-wiskowe),
7) stwarzanie terenów rekreacyjnych.
Nie wszystkie wymienione zadania muszą być spełniane jednocześnie przez jeden zbiornik. Niemniej jednak ze względu na specyfikę kraju większość zbudowanych i realizowanych stopni wodnych jest wielozadaniowa. Budowa każdego obiektu wiąże się z dużymi nakładami inwestycyjnymi i konieczne jest jak najlepsze ich wykorzystanie.
Budowle piętrzące możemy podzielić zależnie od:
— przeznaczenia,
— materiałów, z których zostały wykonane,
IB