Erilaisia patoja

Padot voidaan ryhmitellä käyttötarkoituksen tai rakenteen mukaan. Suomen patokantaan sisältyy niin betonisia vesistöpatoja kuin matalia maapatojakin.

Jokainen pato suunnitellaan yksilöllisesti sen mukaan, mitkä ovat paikalliset olot ja mitä padolta vaaditaan. Patojen koko vaihtelee pienistä pohjapadoista suuriin voimalaitospatoihin.

Patoja eri tarkoituksiin

Patojen käyttötarkoitukset ovat moninaiset. Padon tehtävä voi olla esimerkiksi suojata asuntoaluetta tulvilta tai rajata kaivoksen jätevesi altaaksi. Edellisiä kutsutaan tulvapenkereiksi, jälkimmäisiä jätepadoiksi. Sekä tulvapenkereet että jätepadot rakennetaan yleensä maa-aineksesta. Maa-aineksesta tehtyjä patoja kutsutaan maapadoiksi.

Näyttävimpiä patoja ovat betonista, teräsbetonista tai betonielementeistä valmistetut vesistöpadot. Ne voivat palvella vedenpinnan säännöstelyä, vesivoiman tuotantoa tai esimerkiksi kalanviljelyä. Vesistöpatoihin luetaan myös pohjapadot, joiden harja jää kokonaan vedenpinnan alle. Pohjapadon tarkoitus on säännöstellä yläpuolisen veden vedenkorkeutta.

Patokokonaisuus voi sisältää erilaisia toisiinsa kytkeytyviä osia, esimerkiksi pitkiä maapatoja sekä säännöstely- ja voimalaitospatoja.

Kaikkien patotyyppien suunnittelussa ja mitoituksessa lähtökohtana on padon turvallisuus. Tärkeitä mitoitusperiaatteita ovat muun muassa padon kuormitukset eri vedenkorkeuksilla ja käyttö- ja huoltotilanteissa. Erityisesti maapatoa rakennettaessa on otettava huomioon myös veden suotautuminen maapadon läpi; virheellinen suunnittelu voi johtaa sisäiseen eroosioon.

Maapadot voi tehdä monenlaisesta aineksesta

Maapato voidaan rakentaa kokonaan yhdestä materiaalista, esimerkiksi moreenista. Usein maapato sisältää kuitenkin erilaisia kerroksia ja rakenteita. Niistä osan tehtävänä on vastustaa patoon kohdistuvaa vesimassan voimaa eli vakauttaa patoa. Toiset materiaalit taas varmistavat , ettei padon luonnollinen suoto muutu vuodoksi.

Koska maapadon pinta on altis eroosiolle, voidaan padon märkäluiska suojata esimerkiksi kivimurskeella, louheella. Jos pato toimii tienä, voidaan sen harja suojata jopa asvaltilla. Padon kuivalle luiskalle voidaan myös kylvää kasvillisuutta sitomaan maa-ainesta.

Suuret vesistöpadot ovat betonirakenteita

Vesistöpatoja on monen mallisia. Suurimmat padot ovat yleensä kaarevan muotoisia holvipatoja, jotka tukeutuvat alaosastaan ja sivuistaan ympäröiviin kallioihin. Kaarevuuden ja tukeutumisen ansiosta holvipato pystyy vastustamaan hyvin veden voimaa. Kun vesi puskee vasten holvipatoa, padon rakenne joustaa hieman ilman, että pato vaurioituu. Suomessa ei ole holvipatoja.

Holvipadosta poiketen ripapato on profiililtaan suora. Ripapato vastustaa veden painetta tukirakenteiden eli ripojen avulla sekä lisäksi oman massansa ja jäykän sisärakenteensa ansiosta. Padon paino puristaa padon rakenteet tiukasti alustana sijaitsevaa maaperää tai kallioperää vasten.

Ripapadon kaltaisia patoja, joiden vakaus perustuu padon omaan massaan, kutsutaan gravitaatiopadoiksi. Merkittävä osa Suomen betonipadoista on gravitaatiopatoja. Myös maapadot ovat gravitaatiopatoja. Muita gravitaatiopatoja ovat kivilouheesta tai luonnonkivestä rakennetut louhepadot ja betonista tai kivestä rakennetut massiivipadot.