Pato

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Tämä artikkeli kertoo rakennelmasta. Sanan muita merkityksiä on täsmennyssivulla.
Oymapinarin holvipato Antalyassa Turkissa.
Padolla muodostettu tekoallas Taiwanissa.

Pato on rakenne, jonka tarkoituksena on säännöstellä veden virtaamista tai korkeutta. Patoja käytetään muun muassa tulvien torjumiseen, keinokasteluun ja vesistöjen säännöstelemiseen sähköntuotantoa varten.

Suurten patojen rakennusaineena käytetään nykyään yleensä betonia tai teräsbetonia, jotka ovat miltei täysin syrjäyttäneet ennen suositun muuratun luonnonkiven. Kehittyneet työkoneet ja uusi maanrakennustekniikka ovat tehneet myös maa- ja kalliolouhetäytteestä suositun padonrakennusaineen.

Maailman korkein pato on Tadžikistanissa sijaitseva 300 metrin korkuinen Nurek-maapato.

Historia[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Mesopotamian alueelta on löydetty noin 7000 vuotta sitten rakennettuja patoja. Etelä-Intiassa sijaitsevaan Kaveri-jokeen rakennettu Kallanai-pato on vanhin nykyään käytössä oleva patorakennelma. Se on noin 2000 vuotta vanha.

Padon toiminta[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Patoaukot ja -luukut[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Padon läpi virtaavan veden määrää voidaan säädellä aukkojen ja luukkujen avulla. Vaadittu vesimäärän läpäisevyys määritellään pitkään ajanjaksoon perustuvalla tulvahuippujen tarkastelulla. Patoaukot mahdollistavat myös vesivaraston tyhjentämisen padon tarkastamista ja korjaamista varten.

Luukkujen liikuttelemiseen käytetään pääasiassa konevoimaa ketjujen, hammastankojen tai öljynpaineella toimivien hydraulisien sylintereiden välityksellä. Padon aukkojen sulkemislaitetta nimitetään tavallisesti liikuteltaviksi tai avattaviksi padoiksi.

Varsinaisia patoluukkuja on nykyisin käytössä pääasiassa kahta perustyyppiä: tasoluukut sulkevat ja avaavat padon liikkuen niitä varten tehdyissä luukku-urissa pystysuunnassa edestakaisin, kiertyvät luukut on aisojensa välityksellä laakeroitu padon sivupilareihin. Edelliseen ryhmään kuuluvat liukuluukut liukuvat luukku-urassa olevia johteitaan myöten. Jos vedenpaine nostaa pintakitkan liian suureksi, asetetaan luukkuun pyörät (kiinteäpyöräinen luukku) tai luukun ja johteen väliin ns. Stoney-palkki, jossa olevat pyörät helpottavat luukun liikuttelemista. Jälkimmäiseen pääryhmään kuuluvat segmenttiluukut, joissa luukun etulevy on ympyrälieriön muotoinen ja luukku nousee ylös kiertyen etulevyä tukeviin kannatinrakenteisiin kiinnitettyjen aisojen päissä olevien tukilaakereiden ympäri, sekä samantapaiset sektoriluukut, jotka lasketaan kynnyksen sisään varattuun tilaan.

Perustyypeistä poikkeavat muun muassa kynnykseltä alas kaatuva läppäluukku, johon voidaan joskus asettaa myös vastapaino, ja esimerkiksi Imatrankosken padossa käytetty valssiluukku jossa on rumpu joka sulkee aukon tiivisteiden kanssa ja joka kulkee hammastankojen tukemana ja ohjaamana patomuureja pitkin ja joka avataan ketjun avulla.

Tulva-aukot[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Padon tulee kestää turvallisesti oletetun suurimman mahdollisen vesimäärän lisäksi myös tulvaveden paine. Yleensä padoissa on tulva-aukkoja, joista vesimäärää voidaan vähentää. Veden noustessa tasolle, jonka yläpuolella on ainoastaan koko padon pituinen ns. varalaita, vesi virtaa vapaasti säädettävistä luukuista tai patoaukoista.

Ylisyöksypadoissa tulva-aukon kynnys on niin korkealla, ettei alavesi vaikuta veden juoksuttamiseen.

Patotyypit[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Padot voidaan luokitella rakennusmateriaaliensa lisäksi niiden toimintaperiaatteen tai käyttötarkoituksen mukaan.

Maapato[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Maapato on erilaisista pystysuuntaisista maakerroksista tehty maarakenne, jonka keskellä on yleensä savesta tehty tiivistyssydän, joka estää veden tunkeutumisen padon läpi. Veden kulutukselle altistuva pinta on yleensä suojattu kivillä, joko kiveyksellä tai irtolohkareilla.

Maatäytepatojen rakennusaine on yleensä kauttaaltaan vesitiivistä, sen sijaan kalliolouhetäytepadossa eräiden osien tarkoituksena on vesitiiviyden aikaansaaminen ja eräiden vaakavoimien vastaanottaminen.

Gravitaatiopato[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Gravitaatiopato pysyy aloillaan suuren massansa ansiosta. Se siirtää veden virtaamisen aiheuttamanselvennä vaakasuuntaisen voiman perustuksena olevaan kalliopohjaan.

Holvipato[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Holvipato on kaaren muotoinen, gravitaatiopatoa huomattavasti kevyempi pato, joka kohdistaa veden aiheuttaman vaakasuoran voiman uoman sivustojen kallioperään.

Pilaripato[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Pilaripadon etuosasta muodostuu laatta, jonka tukena olevat tavalliset seinämäiset pilarit siirtävät vaakavoimat perustukseen.

Lamellipato[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lamellipato on eräällä tavoin pilaripadon ja gravitaatiopadon välimuoto, sillä sen pilarit ovat niin paksut, että pato on lähes gravitaatiopadon kaltainen.

Täytepato[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Täytepatojen tiivistämiseen käytetään joko tiiviitä, hienojakoisia maalajeja, yläveden puoleiseen pintaan sijoitettua teräsbetoniverhousta tai asfalttibetonista, puulaudoituksesta ja jopa levyteräksestä valmistettua pintaverhousta.

Neulapato[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Neulapato koostuu ohuista puisista tai teräksisistä palkeista, jotka pystyasentoon asennettuina nojaavat alapäästään padon kynnyksessä olevaan uraan ja yläpäästään joko kiinteiden tai liikuteltavien tukien varassa olevaan vaakasuuntaiseen palkkiin. Padon tilapäiseen sulkemiseen käytetään lisäksi laudasta tai lankuista tehtyjä levyjä ja myös puusta tai teräksestä tehtyjä pato- eli settipalkkeja. Ne asetetaan pato-pilareihin vaaka-asentoon niitä varten tehtyihin ns. settiuriin, ja päällekkäisinä ne muodostavat yhtenäisen seinän.

Pohjapato[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Patoja rakennetaan myös kokonaan veden alle, jolloin niillä voidaan esimerkiksi nostaa veden korkeutta tai rajoittaa suolaveden virtausta joen suulle.

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Commons
Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta pato.