檢視充氣橡皮壩的原始碼

{| class="wikitable" style="float:right; margin: -10px 0px 10px 20px; text-align:left"
|<center>'''充氣橡皮壩'''<br><img src="https://pic.pimg.tw/tpnhdavid/4a642cff361f8.jpg" width="280"></center><small>[https://tpnhdavid.pixnet.net/blog/post/28406478-%E9%A8%8E%E5%96%AE%E8%BB%8A%E5%B1%85%E7%84%B6%E6%95%91%E4%BA%86%E9%BB%83%E9%87%91%E7%8D%B5%E7%8A%AC 痞客邦]</small> 
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'''充氣橡皮壩'''（{{lang-en|Inflatable rubber dam}}）是一種用於阻擋河川水流的[[水利工程]]構造物。又簡稱為'''橡皮壩'''。充氣橡皮壩是在河道上安裝一種當充氣時便會鼓起阻擋水流的[[橡皮]]製[[水閘門]]，當橡皮壩消氣時，水流便會直接通過橡皮壩上方，並不會對河道產生阻礙。其主要用於灌溉、蓄水與防洪排水等用途<。

== 起源 ==

充氣橡皮壩最初於1956年時在[[美國]]研發出，世界上第一座成功商業化安裝的充氣橡皮壩是1957年在美國[[洛杉磯河]]所安裝的充氣橡皮壩。這座充氣橡皮壩是由[[杜邦公司]]提供材料以及[[燧石公司]]進行施工後，共同研發並安裝完成啟用，當時這座充氣橡皮壩的壩高1.52公尺、橡皮壩長6.1公尺、橡膠外皮厚3公厘、強度為90KN/m。

在第一座充氣橡皮壩成功商業應用後，世界各國紛紛開始投入橡皮壩的設計與研發，其中，橡皮壩始祖的美國，對橡皮壩進行過有系統的試驗研究和理論計算，[[英國]]的[[沃林弗德水力學研究室]]，也對橡皮壩做過水工模型來進行試驗以及理論研究，爾後更提出充氣橡皮壩在靜水壓力和動水壓力下的理論形狀，把橡皮壩的計算形狀和穩定性與模型試驗結果進行了對比。前[[蘇聯]]方面，也對橡皮壩進行了試驗研究，並於1966年完成了前蘇聯國內的第一座充氣橡皮壩。

近10年來，美國與[[澳大利亞]]等[[國家]]對充氣橡皮壩進行了更進一步的試驗研究。譬如，[[維吉尼亞州]]的綜合研究院與[[維吉尼亞州立大學|州立大學]]，便針對充氣橡皮壩的[[自由振動]]、[[三維振動]]、[[非線性振動]]以及壩頂溢流等方面進行了試驗研究，並採用了有限元的方式對充氣橡皮壩的充氣外皮形狀進行分析。澳大利亞的[[昆士蘭大學]]土木工程系也針對充氣橡皮壩的減振裝置，如在橡膠外皮上加設[[挑流鰓]]以減輕橡膠壩袋的振動進行了實驗以及理論計算。

目前，[[日本]]是全球針對充氣橡皮壩研發速度最快的國家，至今日本國內已有超過3,000多座的充氣橡皮壩投入商業應用中。而日本的充氣橡皮壩，在製造與研發方面，大多由國內的幾家廠商壟斷，其原因在於，日本的橡膠工業發達，並且這些廠商於充氣橡皮壩正式推出的早期，便看準了充氣橡皮壩所帶來的[[經濟]]與技術效益。

日本國內目前以[[住友]]和[[普利司通]]兩家橡膠製品廠商在充氣橡皮壩的研發與製造上最具代表性，光是[[住友公司]]2005年便向美國出口了高達700多座的充氣橡皮壩產品。因此在充氣橡皮壩的高度建設方面，日本也囊括了目前世界上最高的充氣橡皮壩，該座充氣橡皮壩便是[[普利司通]]公司為[[荷蘭]]興建的[[藍帕爾橡皮壩]]。這座充氣橡皮壩的壩高有8公尺，其內部注入物為水與空氣雙用，整座充氣橡皮壩共分有三個壩袋橫跨於河道上，使年限有25年。

== 材質構造 ==
充氣橡皮壩的結構是透過[[錦綸]]或是[[維納綸布]]等材料作為受力骨架，這種材料具有靈活可變形以及良好的耐磨性等特點。外皮部分則是利用[[氯丁橡胶]]來作保護層，以產生膠合及密封的作用。部分充氣橡皮壩的外皮材質中，還會嵌入[[不銹鋼]]或是[[陶瓷芯片]]在外皮結構中，以減少河水所夾帶的尖銳砂石、樹枝等外力將其刺破。

充氣橡皮壩的內部通常會以空氣、水或者兩者皆用作為注入物。然而，目前趨勢是以空氣注入較為廣泛採用，由於注入空氣比水在注入時間上，充氣以及洩氣來得更快，當充氣橡皮壩安裝於低溫環境下時，注入空氣能夠防止注入水發生凍結的現象。

== 優點 ==
充氣橡皮壩優點在於，建造成本相較於[[混凝土]]結構的[[水壩]]來的更低，並且具有非永久性阻擋水流、不漏水、抗震性能強、對基地要求低及施工期間短等等的優點，並且，充氣橡皮壩能在洪水期間自動倒伏渲洩洪水，防止攔河堰上游水位過高造成洪水氾濫的狀況。

== 缺點 ==
充氣橡皮壩的缺點在於，由於其外皮是由橡膠組成，因此容易受到河川所夾帶的砂石劃破及磨損，因此，充氣橡皮壩的使用壽限相較於一般的混凝土結構攔河堰來的更短。

== 使用環境 ==
充氣橡皮壩因為它的特殊材質特性，因此並非所有的河川環境下，皆能夠安裝使用。因應充氣橡皮壩的特點安裝地點必須考量到地形、地質、水流量、含沙量以及環境影響等等的因素。並且，基於壩袋的特性，安裝地點應選擇在河道水流相對平順，以及河床邊坡穩定的河段。如此一來，不僅能夠避免發生波狀水躍、折沖水流等狀況，也能夠防止有害的沖刷和淤積造成橡皮壩受損，進而降低壩袋的震動與磨損，增加橡皮壩的使用年限。

一般狀況下，如果充氣橡皮壩安裝的河道如果剛好是河道的轉彎處，因水流不平穩，因此會碰到橡皮壩壩袋震動的狀況，這使得壩袋摩擦壩底的狀況加劇，影響橡皮壩的使用年限。而如果安裝地點是在河床與岸坡不穩定的環境下，同樣會增加橡皮壩安裝後的維護成本。因此，在選擇安裝地點時，必須選定在河道上下游均有一定長度的水流平直段。同時，也要充分的考慮到河床或河岸的地理特點，以及安裝後是否會對環境造成影響。

== 實例 ==
=== 中国 ===
* 小埠东橡胶坝 - 全世界最长的橡胶坝<ref>{{cite web |title=Longest rubber dam |url=https://www.guinnessworldrecords.com/world-records/longest-rubber-dam |website=Guinness World Records |accessdate=2020-08-07 |archive-date=2015-06-25 |archive-url=https://web.archive.org/web/20150625053923/http://www.guinnessworldrecords.com/world-records/longest-rubber-dam |dead-url=no }}</ref>

=== 臺灣 ===
* [[高屏溪攔河堰]] - 臺灣第一座自製充氣橡皮壩。
* [[羅東攔河堰]]
* [[玉峰堰]]

=== 荷蘭 ===
* [[藍帕爾橡皮壩]] - 歐洲最大的充氣橡皮壩，也是全球最高的橡皮壩。



== 參考文獻 == 
{{reflist}}

[[Category:443 水利工程]]