Zemljane brane

Brane su hidrotehničke konstrukcije koje se grade radi zadržavanja vodenih površina. Najstarija brana je izgrađena prije 4000 godina na rijeci Nil. Najstarija brana koje je još uvijek u upotrebi je sagrađena u Španiji u 16. vijeku. Potreba za branama se prvenstveno javila zbog potrebe za rezervoarima vode, električnom energijom i zaštitom od poplava. 

Zemljane ili nasute brane su najprimitivniji tip brane i koriste se za pregrađivanje širokih i plitkih dolina. Uglavnom se grade od lokalno dostupnog materijala, zemlje, kamenja, gline i pijeska. Za razliku od ostalih tipova brana za koje je potrebno napraviti čvrste temelje, zemljane brane se mogu graditi na samom tlu. Zbog tehnologije građenja i materijala koji se koristi, zemljane brane su najpovredljiviji tip brane i sklone su popuštanju i rušenju. 

Podjela zemljanih brana

Podjela zemljanih brana se može vršiti na osnovu brojnih parametara, međutim najpopularnija je podjela po sastavu tijela brane. Tri osnova tipa brane po sastavu tijela su:

• Homogena brana
• Zonirana brana
• Brana sa dijafragmom

Homogena brana

Ovo je najjednostavniji tip nasute brane. Brana se u ovom slučaju gradi od jednog tipa materijala pa se može smatrati homogenim tijelom. Ovakav tip brane je isplativ samo ukoliko je materijal lokalno dostupan jer su potrebne velike količine. Koristi se samo za manje i srednje brane. Da bi se obezbijedila vodonepropustljivost obloge brane, na uzvodnoj strani se postavlja nepropustna obloga od plastike, betona ili nekog drugog zaptivnog materijala. 

Za ovaj tip brane najveći problem može biti filtracija vode zbog čega je i potrebno da brana ima veliki poprečni presjek. Kako bi se riješio problem sa filtracijom, u okviru tijela brane se može napraviti drenažni sistem kojim se drenirana voda odvodi dalje kako ne bi došlo do neželjenih posljedica. Drenažni sistem može biti napravljen kao drenažna prizma, drenažni sloj ili drenažna cijev. 

Zonirana brana

Zonirana brana je heterogenog tipa jer je građena od više tipova materijala. Ona ima nepropustno jezgro dok se oko njega nalaze propustljiviji slojevi. Za izradu nepropusnog jezgra se često koristi glina. Materijal od kojeg se pravi jezgro bi trebalo imati koeficijent propustljivosti vode manji od 1x10^-9 m/s. 

Postojanje nepropusnog jezgra rješava problem sa filtracijom koja se javlja kod homogenih brana. Propustljivi sloj koji okružuje jezgro služi za poboljšanje stabilnosti brane i za što ravnomjernije prenošenje opterećenja na jezgro. 

Brana sa dijafragmom

Brana sa dijafragmom je tip brane kod kojeg postoji tanko nepropustno jezgro koje je okruženo sa zemljanim ili kamenim nasipom. Jezgro ili dijafragma može biti sagrađena od nepropustnog zemljanog materijala, čelika, betona, drveta ili nekih drugih materijala. Ona služi kao vodena barijera koja sprječava filtriranje vode kroz tijelo brane. 

Dijafragma može biti postavljena u sredini ili na uzvodnom licu brane. Ona se takođe često temelji na čvrstoj stijeni kako bi se spriječio prolazak vode ispod tijela brane. Princip funkcionisanja brane sa dijafragmom i zonirane brane je sličan, razlika je u debljini jezgra. Ukoliko je debljina jezgra u bilo kom presjeku manja od 10 m ili manja od visine nasipa iznad posmatranog presjeka, smatra se da je to brana sa dijafragmom.