Miksi patot on rakennettu?

Pato on seinä, joka on rakennettu kontrolloimaan veden virtausta tietyllä alueella. Niiden lisäksi, joita ihmiset ovat rakentaneet, patot ovat myös luonteeltaan luontoisia, ja niillä on yksi luontevimmista padonrakentajista.

Patojen historia

Patot ovat joitakin vanhimpia ihmiskunnan keksintöjä, kun ne ovat peräisin muinaisista Mesopotamian yhteisöistä. Arkeologiset todisteet osoittavat, että yksi ensimmäisistä rakennetuista patoista sijaitsi nykyisessä Jordaniassa ja sitä kutsutaan nimellä Jawa Dam. Pato oli yhteydessä toisiin patoihin, mikä viittaa siihen, että antiikin yhteisöt olivat hyvin perehtyneet vesivarojen hyödyntämiseen. Jawa-paton ensisijainen tarkoitus oli säästää vettä, jota käytetään läheisessä yhteisössä. Toinen muinainen pato sijaitsi Egyptissä ja sitä kutsuttiin Sadd el-Kafaran patoksi. Pato oli traaginen historia, koska se oli suunniteltu valvomaan tulvia, mutta tulva tuhosi sen ennen rakentamista voitaisiin saattaa päätökseen. Muut antiikin yhteiskunnat, kuten roomalaiset, rakensivat myös patoja useista eri syistä, kuten kaupunkien toimittamisesta vedellä ja kasteluun. Teknologia on vuosien mittaan parantunut, mikä tarkoitti sitä, että patoja voidaan rakentaa monista muista syistä. Vanhin pato, joka on vielä käytössä, on Syyrian Homs-järven pato.

Padojen tarkoitus

Vesivarastointi

Syy siihen, miksi padot on rakennettu, on varastoida vettä tulevaa käyttöä varten erityisesti alueilla, joilla sademäärä on epäluotettava. Patoihin varastoitua vettä voidaan käyttää moniin eri tarkoituksiin. Kuivien vuodenaikojen aikana kaupungeille voidaan toimittaa patojen varastointi, jotta asukkaat saavat jatkuvasti vettä. Jotkut suurimmista vesimääristä säilyttävistä patoista ovat Kariba-pato, jossa on 43 kuutiometriä vettä ja Bratskin patoa, joka säilyttää 40, 5 kuutiometriä vettä.

Kastelu

Yksi tärkeimmistä syistä, joiden vuoksi patoja rakennetaan, on veden toimittaminen maatalouden tukemiseen erityisesti alueilla, jotka saavat vähäisiä sateita. Käsite veden varastoimisesta maataloudessa on ikivanha käsite; kastelupatojen rakentaminen nykyaikaan tekee teknologiasta erinomaisen mahdollisuuden säilyttää mahdollisimman paljon vettä.

Yksi patikoista, joilla on ollut merkittävä vaikutus kasteluun, on Aswanin korkea pato, joka rakennettiin 1960-luvulla. Egyptin ilmastosta johtuen maatalous on voimakkaasti riippuvainen kastelusta. Tiedot osoittavat, että pato päästää 11 kuutiometriä vettä eri kastelukanaviin, jotka sitten ohjaavat veden Niilin laakson ja Niilin deltaan tiloihin. Näillä alueilla lähes 130 000 neliökilometriä maata on maan alla padon vaikutuksen vuoksi. Maatalouden suuri alue on elintärkeä Egyptin elintarviketurvaan.

Toinen alue, jossa padot ovat merkittävässä roolissa kastelussa, on Israelissa erityisesti Revivim-virtaan rakennettu Tel-Yeruham-pato. Pato valmistui vuonna 1953 ja se on tarjonnut runsaasti vettä viljelyyn.

Yhdysvalloissa yksi kuuluisimmista kasteluöljyistä on Navajo-pato, joka rakennettiin 1960-luvulla. Ensimmäisten vuosien aikana padon rakentamisen jälkeen vapautuneen veden määrä riippui maatalouden vaatimuksista. Navajo-pato on kriittinen Navajo Intian kasteluhankkeen toiminnassa, jossa lähes 110 kilometriä maata käytetään maatalouteen.

Tulvavalvonta

Toinen syy, miksi padot on rakennettu, on valvoa tulvia alueilla, joilla ne aiheuttavat suuria riskejä yhteisöille. Tulvat ovat yksi tuhoisimmista luonnonkatastrofeista ja ne vaikuttavat olennaisesti joen rannalla eläviin yhteisöihin. Niilin joki oli yksi jokista, joka aiheutti valtavia tulvia historiansa syystä. Tulvat osoittautuivat Egyptin hallituksille merkittäväksi ongelmaksi jopa siirtomaaikana, ja he yrittivät löytää menetelmiä, joilla estetään joki tulvasta. Lopulta hallitus päätti rakentaa Aswan High Damin Harold Edwin Hurstin toimittamien tietojen perusteella. Paton rakentamisen jälkeen Niilin tulva pysähtyi. Tammit ovat myös Mississippi-joen rannalla, jotta ne voisivat valvoa veden määrää joessa sen jälkeen, kun vuonna 1927 tapahtunut suuri tulva.

Sähköntuotanto

Padojen rakentaminen on myös välttämätöntä vesivoiman tuottamisessa. Monet maailman maista siirtävät riippuvuutensa fossiilisista polttoaineista uusiutuviin energialähteisiin, kuten vesivoimalaan, mikä lisää useiden patojen merkitystä. Yksi tärkeimmistä vesivoimalaprojekteista maailmassa, Itaipu Dam, sijaitsee Paranan joen varrella. Pato sai kansainvälistä näkyvyyttä vuonna 2016, koska se tuotti enemmän vesivoimaa kuin mikään muu hanke maailmassa noin 103 098 366 megawattituntia. Paraguayn ja Brasilian hallitukset hallitsevat yhdessä padon. Kolmen rotkon pato, joka sijaitsee Jangtseella, on toinen merkittävä vesivoimalaprojekti. Voimalaitoksella on suurempi kapasiteetti kuin mikään muu maailmassa, ja vuonna 2014 se teki maailmanlaajuisen ennätyksen sähköntuotannossa, sillä se tuotti 98 800 000 megawattituntia. Yhdysvalloissa Columbia-joella sijaitseva Grand Coulee Dam on yksi tärkeimmistä vesivoimalaprojekteista, sillä se tuottaa vuosittain yli 20 000 000 megawattituntia.

suunnistus

Toinen syy, miksi patoja rakennetaan, on helpottaa sisävesiliikennettä. Jokien luonnolliset olosuhteet voivat muuttua ajoittain, mikä tekee jokien käyttämisestä navigointiin vaikeaksi. Myös jokien, kuten koskien, luonnolliset piirteet voivat haitata navigointia. Sisävesiliikenteen lukuisista eduista johtuen patoja voidaan rakentaa optimaalisten olosuhteiden luomiseksi. Yksi patikoista, jotka tukevat navigointia, on McAlpine Locks and Dam, joka on rakennettu Kentucky-joelle Ohio-joen varrella. Ohio-putousten läsnäolo haittaa navigointia joen varrella. Kun hanke oli valmis, alukset voisivat helposti navigoida Ohion joen yli.

Patojen ympäristövaikutukset

Vaikka patoilla on tärkeä taloudellinen rooli, ne aiheuttavat merkittäviä ympäristöongelmia alueella, jossa ne on rakennettu. Maailman malariaan alttiilla alueilla padonvarastot tarjoavat kasvualustan hyttyille, jotka lisäävät malarian esiintymistä. Toinen ongelma, joka aiheutuu patojen rakentamisesta, on se, että se johtaa maaperän eroosioon erityisesti joen alavirtaan. Padot häiritsevät joskus joidenkin kalalajien elinkaarta, mikä voi johtaa niiden lopettamiseen. Dam-viat ovat myös erittäin ongelmallisia, koska ne aiheuttavat ihmisen ja eläinten elämän menetyksiä. Vuoden 1975 Banqiao Reservoir Dam -vika Kiinassa, joka on maailman tappavin padon epäonnistuminen, aiheutti arviolta 171 000 kuolemantapausta ja miljoonien ihmisten siirtymisen.