เขื่อนดิน

เขื่อนดินหลายแห่งมีแกนดินเหนียวและพื้นผิวลาดเอียงอย่างค่อยเป็นค่อยไปทั้งด้านต้นน้ำและปลายน้ำ^{[ 11 ]}

เขื่อนมิโซกาวะ ในประเทศ ญี่ปุ่นเป็นเขื่อนดิน

เขื่อนประเภทที่พบได้บ่อยที่สุดคือเขื่อนดินถม ซึ่งสร้างจากวัสดุธรรมชาติที่อัดแน่นเช่นหินดินเหนียว ทราย กรวด และดินก่อตัวเป็นแนวกั้นกว้างคล้ายเนินดิน^{[ 12 ] [ c ]} เขื่อนเหล่านี้ถูกจัดประเภทเป็นเขื่อนถมหินหรือเขื่อนถมดิน ขึ้นอยู่กับวัสดุหลักที่ใช้^{[ 14 ]}เขื่อนดินถมขนาดใหญ่ที่สุด ได้แก่เขื่อน Tarbelaเขื่อน Nurekและเขื่อนChicoasén ^{[ 15 ]}  

เขื่อนดินสามารถสร้างได้จากวัสดุที่หาได้ในท้องถิ่น ทำให้มีต้นทุนการสร้างต่ำกว่าเขื่อนคอนกรีตที่ต้องนำเข้าหินและซีเมนต์ราคาแพง นอกจากนี้ยังสามารถสร้างบนดินที่อ่อนนุ่มได้ เนื่องจากฐานที่กว้างจะกระจายน้ำหนักไปทั่วพื้นที่มากขึ้น (ตรงข้ามกับเขื่อนแรงโน้มถ่วงขนาดใหญ่ที่ต้องใช้ ฐานราก หินแข็ง ) ^{[ 16 ]}

ข้อเสียหลักของเขื่อนดินคือความสามารถในการซึมผ่านของน้ำ โดยธรรมชาติ ดังนั้นน้ำจึงสามารถซึมผ่านหรือลอดใต้เขื่อนได้^{[ 17 ]}เทคนิคการบรรเทาเพื่อลดการซึมผ่าน ได้แก่ การวางระบบระบายน้ำไว้ใต้เขื่อนการฉีดปูน เข้าไปในดินใต้เขื่อน และการรวมชั้นวัสดุที่ไม่สามารถซึมผ่าน ได้ ในแนวตั้ง ไว้ภายในเขื่อน^{[ 18 ]}หากมีการรวมชั้นที่ไม่สามารถซึมผ่านได้ อาจทำจากดินเหนียว ซีเมนต์ หรือแอสฟัลต์^{[ 19 ] [ d ]} การไม่บรรเทาการซึมผ่านอย่างเหมาะสมอาจนำไปสู่ความล้มเหลวของเขื่อนที่เกิดจาก "การกัดเซาะเป็นรู" –น้ำเริ่มไหลผ่าน (หรือใต้) เขื่อนในช่องเล็กๆ ซึ่งค่อยๆ ขยายใหญ่ขึ้นจนกระทั่งเกิดรูขนาดใหญ่ในเขื่อน^{[ 21 ]} 

เขื่อนดินในยุคแรกมักสร้างจากดินประเภทเดียว แต่เริ่มตั้งแต่กลางศตวรรษที่ 16 วิศวกรเริ่มใช้วัสดุหลายประเภทเรียงเป็นชั้นๆ^{[ 22 ] [ e ]} รูปแบบชั้นทั่วไปคือศูนย์กลางที่เป็นดินเหนียว (กำแพงแนวตั้งที่ทอดยาวจากก้นแม่น้ำไปยังยอดเขื่อน) โดยมีตลิ่งดินที่ลาดเอียงอย่างค่อยเป็นค่อยไปทั้งด้านต้นน้ำและปลายน้ำ และทั้งสองด้านปกคลุมด้วยหินขนาดใหญ่^{[ 24 ]}หินขนาดใหญ่ที่ด้านต้นน้ำช่วยป้องกันโครงสร้างจากการกระทำของคลื่น^{[ 25 ]} ในทศวรรษ 1970 ได้มีการคิดค้นการออกแบบเขื่อนหินถมหน้าคอนกรีต (CFRD) ซึ่งเป็นเขื่อนดินถมหินที่มีแผ่นคอนกรีตอยู่ด้านต้นน้ำ ปิดผนึกด้วยรอยต่อกันน้ำ^{[ 26 ] [ f ]}

เขื่อนแรงโน้มถ่วง

เขื่อนแรงโน้มถ่วงทั่วไปจะมีหน้าด้านต้นน้ำที่เกือบเป็นแนวตั้งและฐานที่กว้าง^{[ 28 ] [ g ]}

เขื่อน Grande Dixenceในสวิตเซอร์แลนด์เป็นหนึ่งในเขื่อนแรงโน้มถ่วงที่สูงที่สุดในโลกผู้คนที่อยู่บนยอดเขื่อนแสดงให้เห็นถึงขนาดของมัน^{[ 29 ]}

เขื่อนแรงโน้มถ่วงอาศัยน้ำหนักของตัวเองในการต้านทานแรงดันของน้ำต้นน้ำ ในอดีต เขื่อนแรงโน้มถ่วงสร้างจากวัสดุก่อสร้างเช่นหิน อิฐ หรือเศษหินโดยใช้ปูน ยึดเข้าด้วยกัน แต่เขื่อนสมัยใหม่เกือบทั้งหมดสร้างจากคอนกรีต^{[ ​​30 ] [ h ]} ต้นทุนของคอนกรีตสูงกว่าดินถมที่ใช้ในเขื่อนดินมาก ดังนั้นเขื่อนแรงโน้มถ่วงจึงมักมีราคาแพงกว่า วิธีหนึ่งในการลดต้นทุนคือการสร้างห้องกลวงภายในเขื่อนโดยต้องไม่กระทบต่อความมั่นคงและความแข็งแรงของเขื่อน^{[ 32 ] [ i ]}เขื่อนแรงโน้มถ่วงที่มีชื่อเสียง ได้แก่เขื่อน Grande Dixenceและเขื่อนGrand Coulee ^{[ 34 ]}   

สันเขื่อน (ด้านบน) ของเขื่อนแรงโน้มถ่วงโดยทั่วไปจะเป็นเส้นตรงที่ทอดยาวระหว่างผนังของหุบเขาที่มันข้าม เมื่อสันเขื่อนโค้ง (ด้านนูนของเส้นโค้งจะหันไปทางต้นน้ำเสมอ) จะเรียกว่าเขื่อนแรงโน้มถ่วงโค้ง (กล่าวถึงด้านล่าง ) ^{[ 35 ] [ j ] [ k ]}หน้าตัดของเขื่อนแรงโน้มถ่วงมีลักษณะเป็นรูปสามเหลี่ยมโดยประมาณ โดยมีฐานแบนวางอยู่บนพื้นหุบเขา และมีสองด้านที่เอียง (ต้นน้ำและปลายน้ำ) มาบรรจบกันที่สันเขื่อน^{[ l ]}เพื่อให้แน่ใจว่าเขื่อนมีความมั่นคงและจะไม่พลิกคว่ำ รูปทรงจะต้องเป็นไปตามกฎสามส่วนตรงกลางซึ่งระบุว่าแรงที่กระทำต่อเขื่อน (แรงโน้มถ่วง แรงดันน้ำ ฯลฯ) จะต้องสร้างแรงสุทธิที่พุ่งตรงไปยังส่วนกลางของฐาน (แทนที่จะพุ่งตรงไปยังขอบปลายน้ำของฐาน) ^{[ 38 ]}ความหนาและความเอียงของเขื่อนแรงโน้มถ่วงจะต้องได้รับการออกแบบอย่างระมัดระวังเพื่อให้มั่นใจในความมั่นคง สำหรับเขื่อนแรงโน้มถ่วงที่ไม่ล้น ความหนาของฐานควรอยู่ที่ประมาณ 70 ถึง 85% ของความสูง^{[ 39 ] [ม]}ความเอียง (ความชัน วัดเป็นระยะทางวิ่ง/ระยะทางขึ้น) ของหน้าเขื่อนด้านท้ายน้ำโดยทั่วไปอยู่ที่ 0.75 ถึง 0.8 และความเอียงของหน้าเขื่อนด้านต้นน้ำควรเป็นแนวตั้งหรืออย่างมากที่สุด 0.05 ^{[ 40 ] [ n ]}

เนื่องจากเขื่อนแรงโน้มถ่วงมีน้ำหนักมาก จึงต้องวางอยู่บนชั้นหินแข็ง เขื่อนแรงโน้มถ่วงที่สร้างบนดินจะอัดดิน ทำให้เขื่อนทรุดตัว และอาจแตกและพังได้^{[ o ]}หากชั้นหินแข็งมีรอยแตกหรือข้อบกพร่อง จะต้องเตรียมโดยการฉีดปูนหรือวางปลั๊กคอนกรีต^{[ ​​43 ]}ข้อกังวลที่ผู้ออกแบบต้องแก้ไขคือ "การยกตัว" หากน้ำซึมเข้าไปใต้โครงสร้างเขื่อน แรงดันน้ำสามารถสร้างแรงดันขึ้นด้านบนอย่างมากต่อโครงสร้างเขื่อน ซึ่งอาจนำไปสู่การรั่วซึมหรือแม้แต่การพังทลายของเขื่อน ความเสี่ยงนี้สามารถลดลงได้ด้วยการใช้ม่านปูนใต้เขื่อน (ซึ่งป้องกันไม่ให้น้ำซึมเข้าไปใต้เขื่อน) และระบบระบายน้ำใต้เขื่อน ซึ่งจะนำน้ำออกไปเมื่อแรงดันเพิ่มขึ้น^{[ 44 ]}

เขื่อนค้ำยัน

เขื่อนค้ำยันมีหน้าด้านต้นน้ำที่เอียงซึ่งได้รับการรองรับด้วยค้ำยันหลายอัน^{[ 45 ]}

ในภาพเขื่อน Latyan buttressในอิหร่าน นี้ สามารถมองเห็นเสาค้ำยันได้ประมาณ 20 ต้น ^{[ 46 ]}

เขื่อนค้ำยันประกอบด้วยหน้าด้านต้นน้ำที่เอียงซึ่งได้รับการรองรับทางด้านท้ายน้ำด้วยค้ำยันรูปสามเหลี่ยม จำนวนมาก ^{[ p ]} เขื่อนค้ำยันส่วนใหญ่ทำจากคอนกรีต^{[ ​​48 ]}แตกต่างจากเขื่อนแรงโน้มถ่วง (ซึ่งหน้าด้านต้นน้ำเกือบเป็นแนวตั้ง) หน้าด้านต้นน้ำของเขื่อนค้ำยันจะลาดเอียง โดยทั่วไปมีความเอียงระหว่าง 0.2 ถึง 1.67 ^{[ 45 ] [ n ]}ความเอียงของหน้าด้านท้ายน้ำโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 0.09 ถึง 0.8 ^{[ 45 ] [ n ]} รูปทรงสามเหลี่ยมของน้ำในอ่างเก็บน้ำจะดันลงบนเขื่อน บังคับให้เขื่อนจมลงไปในพื้นดินและเพิ่มความมั่นคง^{[ 45 ]}เขื่อนค้ำยันที่มีชื่อเสียง ได้แก่ เขื่อนอิไตปูเขื่อนลูเซนโดรและ เขื่อน อัลมาสซีรา^{[ 49 ]}

เขื่อนค้ำยันใช้คอนกรีตน้อยกว่าเขื่อนแรงโน้มถ่วงที่เทียบเท่ากันมาก แต่การประหยัดต้นทุนนั้นถูกชดเชยด้วยกระบวนการก่อสร้างที่ซับซ้อนกว่า^{[ q ]} เขื่อนค้ำยันไม่แข็งแรงเท่าเขื่อนแรงโน้มถ่วง และเหมาะสำหรับความสูงที่ต่ำกว่าเท่านั้น เนื่องจากเขื่อนค้ำยันมีพื้นที่ฐาน (พื้นที่ดินที่โครงสร้างเขื่อนตั้งอยู่) น้อยกว่าเขื่อนแรงโน้มถ่วงมาก ความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับแรงยก (จากน้ำใต้เขื่อน) จึงต่ำกว่าในเขื่อนค้ำยัน^{[ 51 ]}

ค้ำยันแต่ละอันอาจมีการเคลื่อนไหวเล็กน้อยสัมพันธ์กัน หากด้านต้นน้ำของเขื่อนเป็นคอนกรีตชิ้นเดียว การเคลื่อนไหวของค้ำยันอาจทำให้เกิดความเค้นมาก ส่งผลให้ด้านต้นน้ำของเขื่อนแตก เพื่อลดปัญหานี้ ด้านต้นน้ำจึงถูกแบ่งออกเป็นหลายชิ้น ชิ้นละหนึ่งค้ำยัน เรียกว่า "หัวค้ำยัน" โดยทั่วไปแล้ว หัวค้ำยันที่อยู่ติดกันจะถูกคั่นด้วยช่องว่าง และช่องว่างเหล่านั้นจะถูกเติมด้วยวัสดุปิดผนึกที่ยืดหยุ่นได้^{[ 52 ]}

เขื่อนโค้ง

เขื่อนโค้งส่งผ่านน้ำหนักของน้ำที่กักเก็บไว้ไปยังผนังหุบเขา^{[ 53 ] [ r ]}

เขื่อนโค้งนี้ในแทสเมเนียมีลักษณะโค้งทั้งในแนวตั้งและแนวนอน^{[ 54 ]}

เขื่อนโค้งเป็นโครงสร้างคอนกรีตโค้งที่ถ่ายโอนแรงของน้ำที่กักเก็บไว้ในแนวนอนไปยังผนังหุบเขา การออกแบบนี้แตกต่างจากเขื่อนแรงโน้มถ่วงหรือเขื่อนค้ำยัน ซึ่งถ่ายโอนแรงลงไปยังฐานราก^{[ 53 ]}เขื่อนโค้งค่อนข้างบาง: ความหนาของฐานน้อยกว่าครึ่งหนึ่งของความสูง^{[ k ]}และทำจากอิฐหรือคอนกรีต^{[ ​​56 ]}มุมศูนย์กลางที่รองรับโดยเขื่อนโค้งอาจค่อนข้างตื้นหรือเกือบเป็นครึ่งวงกลม โดยมีค่าตั้งแต่ 46 ถึง 140 องศา^{[ 57 ] [ s ]} เขื่อนโค้งที่มีชื่อเสียง ได้แก่เขื่อนหงกรินเขื่อนเฟลมมิ่งกอร์จเขื่อน มอยรีและเขื่อนคอนทรา^{[ 59 ]}

เขื่อนโค้งทั้งหมดมีลักษณะโค้ง แต่มีรูปทรงที่หลากหลาย เขื่อนโค้งแบบเก่าส่วนใหญ่ใช้รูปทรง "รัศมีคงที่" ซึ่งมีลักษณะคล้ายส่วนหนึ่งของทรงกระบอกแนวตั้ง^{[ 60 ] [ t ]} รูปทรงที่ซับซ้อนกว่าคือรูปทรง "มุมคงที่" ซึ่งค่อยๆ ลดรัศมีจากยอดถึงฐาน^{[ u ]} การวิจัยเกี่ยวกับการปรับรูปทรงเขื่อนให้เหมาะสมที่สุดเพื่อความแข็งแรงสูงสุดทำให้วิศวกรเขื่อนนำรูปทรงมุมคงที่มาใช้กับเขื่อนโค้งหลายแห่ง เริ่มตั้งแต่ปี 1914 ^{[ 61 ]}รูปทรงอีกแบบหนึ่งคือ "โค้งสองชั้น" ซึ่งมีลักษณะคล้ายส่วนหนึ่งของโดมและกำหนดโดยการรวมความโค้งในทิศทางแนวตั้งและแนวนอน^{[ 62 ]}  

ไม่ว่ารูปทรงของความโค้งของเขื่อนโค้งจะเป็นอย่างไร โค้งนั้นจะต้องถ่ายเทน้ำหนักของน้ำในอ่างเก็บน้ำไปยังผนังหุบเขา เขื่อนโค้งสามารถสร้างได้เฉพาะในหุบเขาแคบที่มีผนังหินที่แข็งแรงและสูงชันซึ่งสามารถทนต่อแรงมหาศาลได้ ในเขื่อนบางแห่ง จำเป็นต้องสร้าง ฐาน คอนกรีต ระหว่างโค้งกับผนังหุบเขาเพื่อถ่ายเทน้ำหนักอย่างปลอดภัย^{[ 63 ] [ r ]}

โครงสร้างเขื่อนแบบผสม

เขื่อนซายาโน-ชูเชนสกายาในรัสเซียเป็นตัวอย่างของเขื่อนโค้งรับแรงโน้มถ่วง

เขื่อนบาร์ตเลตต์ในสหรัฐอเมริกาเป็นเขื่อนที่มีโครงสร้างโค้งหลายชั้น

เขื่อนบางแห่งผสมผสานคุณสมบัติจากโครงสร้างเขื่อนพื้นฐานสองแบบเข้าด้วยกันเขื่อนโค้งแรงโน้มถ่วงผสมผสานคุณสมบัติจากเขื่อนโค้งและเขื่อนแรงโน้มถ่วงเข้าด้วยกัน รูปทรงโดยรวมเป็นรูปโค้ง แต่ไม่ใช่เขื่อนโค้งที่แท้จริง เนื่องจากความหนาของฐานเขื่อนมีมากกว่าครึ่งหนึ่งของความสูงทำให้มีน้ำหนักและพื้นที่ฐานที่เป็นลักษณะเฉพาะของเขื่อนแรงโน้มถ่วง^{[ 64 ] [ v ] [ k ]} 

เขื่อนโค้งหลายอัน^{[ w ]}ผสมผสานคุณสมบัติของเขื่อนโค้งกับเขื่อนค้ำยัน มีลักษณะคล้ายเขื่อนค้ำยัน แต่ด้านต้นน้ำไม่เรียบ–แต่ด้านต้นน้ำประกอบด้วยเขื่อนโค้งขนาดเล็กจำนวนมาก โดยแต่ละโค้งจะเชื่อมต่อค้ำยันที่อยู่ติดกันหนึ่งคู่^{[ 67 ] [ x ]} 

เขื่อนกั้นน้ำ เป็นเขื่อนที่มีทางระบายน้ำรวมอยู่ในโครงสร้างเขื่อน โดยมีประตู หลายบาน ควบคุมการไหลผ่านทางระบายน้ำ^{[ 5 ]}คันดินและคันกั้นน้ำซึ่งมีรูปแบบเดียวกันกับเขื่อนดินไม่ใช่เขื่อนที่แท้จริง เพราะโดยทั่วไปแล้วจะเรียงรายอยู่ตามริมฝั่งแม่น้ำหรือทะเล ในขณะที่เขื่อนจะวางขวางอยู่ในหุบเขา^{[ 8 ]}  

เขื่อนไม่ได้ถูกสร้างขึ้นโดยมนุษย์เสมอไป เขื่อนธรรมชาติเป็นสิ่งกีดขวางที่เกิดจากกระบวนการต่างๆ เช่นการถล่มของหินการไหลของลาวาหรือพฤติกรรมการสร้างเขื่อนของบีเวอร์^{[ 71 ]}

เขื่อนหินถล่มเป็นเขื่อนธรรมชาติที่เกิดจากหินถล่มที่ไหลลงสู่หุบเขาและปิดกั้นการไหลของแม่น้ำ ทำให้เกิดทะเลสาบขึ้นทางด้านต้นน้ำ^{[ 72 ]}มีเขื่อนหินถล่มหลายพันแห่งทั่วโลก รวมถึงเขื่อนที่สร้างขึ้นในปี 2010 ในปากีสถานซึ่งก่อให้เกิดทะเลสาบอัตตาบาด [ ^{72 ] เขื่อน}หินถล่มมีศักยภาพที่จะก่อให้เกิดความสูญเสียชีวิตอย่างร้ายแรง หากพังทลายและก่อให้เกิดน้ำท่วมฉับพลันในปี 1786 ในประเทศจีนแผ่นดินไหวได้สร้างเขื่อนหินถล่มบนแม่น้ำต้าตูซึ่งพังทลายลงในอีกสิบวันต่อมา ทำให้มีผู้เสียชีวิต 100,000 คน^{[ 73 ]}ความเสี่ยงของน้ำท่วมฉับพลันสามารถบรรเทาได้โดยการสร้างทางระบายน้ำบนเขื่อนหินถล่มเพื่อลดระดับน้ำ^{[ 73 ]}วิศวกรได้ใช้เขื่อนหินถล่มเป็นฐานรากในการสร้างเขื่อนใหม่^{[ 74 ]}วิศวกรใช้การระเบิดบนเนินเขาเพื่อกระตุ้นให้เกิดดินถล่มและสร้างเขื่อนดินแบบหยาบๆ ซึ่งเรียกว่าเขื่อน "ระเบิดถม" ^{[ 75 ]}

เขื่อนภูเขาไฟเป็นผลมาจากกิจกรรมของภูเขาไฟซึ่งสามารถสร้างเขื่อนจากลาวาไหลตะกอนลาฮาร์กระแสไพโรคลาสติกหรือเศษซากอื่นๆ^{[ 76 ]}กิจกรรมของภูเขาไฟเมื่อประมาณ 13,000 ปีก่อนได้สร้างThe Barrierซึ่งเป็นเขื่อนลาวาในแคนาดา ซึ่งกั้นทะเลสาบ Garibaldiไว้^{[ 77 ]}

เขื่อนบีเวอร์เป็นโครงสร้างที่บีเวอร์สร้างขึ้นขวางลำธาร บีเวอร์สร้างเขื่อนในเวลากลางคืน โดยขนโคลน หิน และกิ่งไม้ด้วยอุ้งเท้าหน้าและฟัน เขื่อนสร้างแอ่งน้ำซึ่งช่วยป้องกันสัตว์นักล่าและช่วยให้เข้าถึงอาหารได้ง่าย เขื่อนบางแห่งมีรัง–ห้องที่สร้างอยู่ภายในเขื่อน–ซึ่งพวกมันสามารถอาศัยอยู่ได้ เขื่อนบีเวอร์ปรับเปลี่ยนสภาพแวดล้อมในท้องถิ่นในลักษณะที่สร้างแหล่งที่อยู่อาศัย ใหม่ สำหรับสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น ทำให้บีเวอร์เป็นสิ่งมีชีวิตสำคัญและวิศวกรระบบนิเวศ^{[ 78 ]}  

วัตถุประสงค์หลักของการสร้างเขื่อน ได้แก่การชลประทาน การผลิต ไฟฟ้าพลังน้ำ การ จัดหา น้ำการจัดการน้ำท่วม การพักผ่อนหย่อนใจการ เดินเรือในแม่น้ำและ การเพาะ เลี้ยงปลา^{[ 80 ]}เขื่อนหลายแห่ง–เรียกว่า "เขื่อนอเนกประสงค์" –รองรับหน้าที่หลักสองอย่างขึ้นไป^{[ 81 ]}  

การชลประทานเป็นการประยุกต์ใช้เขื่อนที่สำคัญ: ประมาณ 20% ของ พื้นที่เพาะปลูกทั่วโลกได้รับการชลประทานด้วยน้ำที่มาจากอ่างเก็บน้ำที่สร้างขึ้นโดยเขื่อน (ข้อมูล ณ ปี 2022) ^{[ 82 ]} นอกจากการเคลื่อนย้ายน้ำจากอ่างเก็บน้ำไปยังคลองชลประทานโดยตรงแล้ว เขื่อนยังสามารถสนับสนุนการชลประทานโดย "การปล่อยน้ำในฤดูแล้ง": เขื่อนจะกักเก็บน้ำในช่วงฤดูฝน และปล่อยน้ำลงสู่ปลายน้ำในช่วงฤดูแล้งจึงทำให้มั่นใจได้ว่าจะมีน้ำในแม่น้ำตลอดทั้งปี^{[ 83 ]}

พลังงานน้ำให้พลังงานสะอาดและหมุนเวียนได้ในรูปแบบของไฟฟ้าพลังน้ำ ณ ปี 2024 กำลังการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำทั่วโลกคิดเป็นประมาณ 14% ของปริมาณไฟฟ้าทั้งหมดของโลก^{[ 84 ]} มากกว่า 80% ของความจุในการกักเก็บน้ำในอ่างเก็บน้ำทั้งหมดของโลกถูกนำไปใช้เพื่อผลิตไฟฟ้าพลังน้ำ ณ ปี 2006 ^{[ 85 ]} อ่างเก็บน้ำขนาดใหญ่ที่สุด 40 แห่งของโลกกักเก็บน้ำได้ 40% ของน้ำในอ่างเก็บน้ำทั่วโลก ซึ่ง 90% ถูกนำไปใช้เพื่อผลิตไฟฟ้าพลังน้ำ ณ ปี 2006 ^{[ 85 ]} ในบางสภาพภูมิอากาศ เขื่อนพลังน้ำสามารถทำหน้าที่เป็นระบบบัฟเฟอร์ประจำปีได้ กล่าวคือ สามารถเติมน้ำในอ่างเก็บน้ำในช่วงฤดูฝน จากนั้นในช่วงฤดูแล้ง (ซึ่งโดยทั่วไปจะร้อนกว่าและจำเป็นต้องใช้ไฟฟ้าเพื่อใช้งาน ระบบ ปรับอากาศ ) สามารถปล่อยน้ำเพื่อผลิตไฟฟ้าได้^{[ 86 ]}

เขื่อนพลังน้ำบางแห่งมี ระบบ สูบน้ำเพื่อกักเก็บน้ำ : เขื่อนเหล่านี้ใช้ไฟฟ้าส่วนเกิน (เช่น จากพลังงานแสงอาทิตย์ในวันที่แดดจัด) เพื่อขับเคลื่อนปั๊มที่สูบน้ำจากอ่างเก็บน้ำต่ำไปยังอ่างเก็บน้ำสูง เมื่อระบบไฟฟ้าต้องการพลังงานมากขึ้น (เช่น ในวันที่เมฆมาก) สามารถปล่อยน้ำเพื่อขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าของเขื่อนเพื่อผลิตไฟฟ้าพลังน้ำได้^{[ 86 ]}ระบบสูบน้ำเพื่อกักเก็บน้ำสามารถใช้งานได้ตลอด 24 ชั่วโมง: ในช่วงกลางคืน เมื่อการใช้ไฟฟ้าของชุมชนต่ำ แหล่งพลังงานแบบดั้งเดิม (นิวเคลียร์ น้ำมัน) สามารถขับเคลื่อนปั๊มเพื่อสูบน้ำเข้าไปในอ่างเก็บน้ำ จากนั้นในช่วงชั่วโมงที่มีการใช้ไฟฟ้าสูงสุดในเวลากลางวันน้ำสามารถปล่อยผ่านเครื่องกำเนิดไฟฟ้าของเขื่อนเพื่อผลิตไฟฟ้าได้^{[ 86 ]}  

การจัดหาน้ำ–สำหรับการใช้ในครัวเรือนและอุตสาหกรรม–เป็นวัตถุประสงค์ที่พบมากเป็นอันดับสามของเขื่อน ขนาดใหญ่ ^{[ y ] ในปี 2025 มีเขื่อนขนาดใหญ่ 3,394 แห่งที่อุทิศให้กับการใช้งานนี้ [ 79 ]} การใช้งานในอุตสาหกรรมมีประมาณสองเท่าของการใช้งานในครัวเรือน แต่บางส่วนของน้ำที่ดึงมาจากอ่างเก็บน้ำ (เช่น น้ำที่ใช้เพื่อการระบายความร้อนเท่านั้น) จะถูกส่งกลับไปยังระบบแม่น้ำ^{[ 87 ]}  

การจัดการน้ำท่วมเป็นหน้าที่สำคัญของเขื่อนหลายแห่ง ในปี 2025 มีเขื่อนขนาดใหญ่ 2,510 แห่งทั่วโลกที่ใช้เพื่อการจัดการน้ำท่วม เขื่อนเหล่านี้ไม่ได้พยายามป้องกัน น้ำท่วม ทั้งหมดไม่ให้ไหลลงสู่ปลายน้ำ แต่พยายามลดระดับน้ำท่วมสูงสุด (ความสูง) ให้อยู่ในระดับที่ปลอดภัย เนื่องจากน้ำท่วมคาดเดาได้ยาก เป้าหมายเหล่านี้จึงมักแสดงออกมาในรูปของขอบเขตทางสถิติโดยอิงจากช่วงเวลาการเกิดซ้ำ ที่ยาวนาน ตัวอย่างเช่น เขื่อนอาจได้รับการออกแบบโดยมีเป้าหมายเพื่อควบคุมน้ำท่วมที่เกิดขึ้นทุกๆ 100 ปีได้อย่างปลอดภัย^{[ 88 ]}ประโยชน์ในการควบคุมน้ำท่วมของเขื่อนอาจมีความสำคัญมากขึ้นในศตวรรษที่ 21 เนื่องจากคาดการณ์ว่าความเสี่ยงจากน้ำท่วมจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ^{[ 89 ]}

เขื่อนหลายแห่งถูกสร้างขึ้นบนแม่น้ำเพื่อจุดประสงค์ในการรักษาระดับน้ำให้สูงเพียงพอสำหรับการขนส่งรวมถึงเรือบรรทุกสินค้า เขื่อนเหล่านี้มักจะเตี้ย และมักตั้งอยู่ใกล้กับโรงงานอุตสาหกรรมที่ต้องการขนส่งสินค้าทางน้ำ^{[ 90 ]}เขื่อนอื่นๆ ถูกออกแบบโดยมีเป้าหมายหลักเพื่อสนับสนุนการพักผ่อนหย่อนใจหรือการเพาะเลี้ยงปลา^{[ 90 ]}

เขื่อนกักเก็บกากแร่เป็นเขื่อนที่กักเก็บกากแร่ซึ่ง เป็น ของเสียที่เกิดจาก การ ทำเหมือง^{[ 92 ]}เขื่อนกักเก็บกากแร่ส่วนใหญ่เป็นโครงสร้างคันดิน^{[ 93 ]}แตกต่างจากเขื่อนกักเก็บน้ำทั่วไปซึ่งมักสร้างในหุบเขา เขื่อนกักเก็บกากแร่สามารถสร้างบนพื้นราบได้ โดยมีคันดินล้อมรอบกากแร่ทุกด้าน^{[ 94 ]}เขื่อนกักเก็บกากแร่มีความพิเศษตรงที่มักจะขยายขนาดขึ้นเรื่อยๆ เมื่อเวลาผ่านไป เนื่องจากการทำเหมืองยังคงดำเนินต่อไป คันดินจึงถูกยกสูงขึ้นเรื่อยๆ^{[ 95 ]}กากแร่มักมีสารพิษที่เป็นผลพลอยได้จากการทำเหมือง เช่นสารหนูหรือตะกั่วดังนั้น เขื่อนกักเก็บกากแร่จึงมักมีมาตรการป้องกันพิเศษเพื่อให้แน่ใจว่าวัสดุจากกากแร่จะไม่ปนเปื้อนแหล่งน้ำภายนอกเขื่อน^{[ 96 ]}มาตรการป้องกัน ได้แก่ การอัดฉีดปูนฐานราก แผ่นรอง (ดินเหนียวหรือเมมเบรน) ผ้าห่มระบายน้ำ และท่อระบายใต้ดิน^{[ 97 ]}   

คอฟเฟอร์แดมคือโครงสร้างกันน้ำชั่วคราวที่สร้างขึ้น ณ สถานที่ก่อสร้างเพื่อสร้างพื้นที่แห้งสำหรับการก่อสร้างจนกว่าโครงการจะเสร็จสมบูรณ์^{[ 98 ]}คอฟเฟอร์แดมมักใช้ในการสร้างฐานรองรับสะพานในทะเลสาบ แม่น้ำ และมหาสมุทร^{[ 99 ]}เมื่อมีการสร้างเขื่อนในหุบเขาแม่น้ำ มักจะมีการสร้างคอฟเฟอร์แดมขึ้นต้นน้ำเพื่อเบี่ยงเบนแม่น้ำผ่านอุโมงค์หรือช่องทางชั่วคราว อุโมงค์ (หรือช่องทาง) จะนำน้ำไปรอบๆ สถานที่ก่อสร้างและปล่อยลงสู่ปลายน้ำ ทำให้สถานที่ก่อสร้างแห้ง^{[ 98 ]}

ฝายเป็นโครงสร้างเตี้ยและแบนที่สร้างขวางทางน้ำ ฝายไม่ได้ปิดกั้นแม่น้ำอย่างสมบูรณ์ แต่จะควบคุมการไหลของน้ำในลักษณะที่ควบคุมได้[ ^{100 ] ฝาย}บางแห่งออกแบบมาเพื่อรักษาระดับน้ำในแม่น้ำช่วงหนึ่ง^{[ 101 ]} ในขณะที่ฝายอื่นๆ ออกแบบมาเพื่อลดการกัดเซาะตลิ่งแม่น้ำ^{[ 102 ]}ฝายยังใช้เพื่อการจัดภูมิทัศน์หรือการพักผ่อนหย่อนใจ^{[ 103 ]}หรือทำหน้าที่เป็นเครื่องวัด (สามารถคำนวณปริมาณน้ำไหลทั้งหมดได้จากความลึกของน้ำที่ไหลผ่านฝาย) ^{[ 104 ]}

หากสันเขาที่ล้อมรอบอ่างเก็บน้ำของเขื่อนมีจุดต่ำ (จุดที่ต่ำกว่า) ต่ำกว่าระดับที่วางแผนไว้ของอ่างเก็บน้ำ จะต้องสร้างเขื่อนรองรับเพื่อถมจุดที่ต่ำกว่านั้น เขื่อนรองรับควรได้รับการออกแบบด้วยรายละเอียดและความเอาใจใส่เช่นเดียวกับเขื่อนหลัก^{[ 105 ] [ ab ]}

เขื่อนใต้ดินใช้เพื่อกั้นการไหลของน้ำใต้ดินและกักเก็บไว้ใต้ผิวดิน เขื่อนเหล่านี้เป็นโครงสร้างขนาดเล็กที่สร้างขึ้นในพื้นที่แห้งแล้งซึ่งมีน้ำน้อย เขื่อนใต้ดินบางแห่งสร้างขึ้นโดยการขุดร่องในเส้นทางของน้ำใต้ดินที่ไหลตามธรรมชาติและวางสิ่งกีดขวางแนวตั้งที่ไม่สามารถซึมผ่านได้ จากนั้นจึงถมร่องให้เต็ม การออกแบบอีกแบบหนึ่งซึ่งใช้ในพื้นที่ที่เป็นทราย คือการสร้างเขื่อนเตี้ยๆ ข้ามหุบเขาเล็กๆ เพื่อให้พายุฝนเป็นครั้งคราวทำให้ทรายและน้ำสะสมอยู่ด้านหลังเขื่อน (ทรายจะช่วยยับยั้งการระเหยของน้ำใต้ดิน) ในการออกแบบทั้งสองแบบนี้ จะมีการวาง บ่อหรือท่อไว้เหนือสิ่งกีดขวางเพื่อสูบน้ำ^{[ 107 ]}

เขื่อนที่เก่าแก่ที่สุดเท่าที่ทราบคือเขื่อนจาวาสร้างขึ้นราว 3000  ปีก่อนคริสตกาล ใกล้กับเมืองอัมมานประเทศจอร์แดนเขื่อนดินนี้เป็นส่วนหนึ่งของระบบส่งน้ำที่ซับซ้อน มีความหนา28 เมตร (92 ฟุต) ^[ม]และสูง5.5 เมตร (18 ฟุต) ^{[ 109 ] [ ac ]} ราว 2600 ปีก่อนคริสตกาล ชาวอียิปต์ได้สร้างเขื่อนดินซัดด์ เอล-คาฟารา ใกล้กับ กรุงไคโรแม้ว่าเขื่อนจะพังทลายลงในช่วงเวลาที่การก่อสร้างเสร็จสมบูรณ์^{[ 111 ]}     

จักรวรรดิฮิตไทต์สร้างเขื่อนหลายแห่งระหว่างศตวรรษที่ 17 ถึง 13  ก่อนคริสตกาล รวมถึงเขื่อนแห่งหนึ่งใกล้กับ วัดเอฟลาตุน ปินาร์ ในประเทศตุรกีในปัจจุบัน ^{[ 112 ]} เริ่มต้นราว 1500  ปีก่อนคริสตกาล ชาวซาบาเอียนได้สร้างเขื่อนหลายแห่งข้ามวาดิ ดานาห์ ซึ่งตั้งอยู่ในประเทศเยเมน ในปัจจุบัน งานนี้สิ้นสุดลงด้วยเขื่อนมาริบอันยิ่งใหญ่ (สร้างขึ้นราว 500  ปีก่อนคริสตกาล) ซึ่งมี ความยาว 700 เมตร (2,300 ฟุต)และสูง20 เมตร (66 ฟุต) ^{[ 108 ]}เขื่อนแห่งแรกในประเทศจีน–สร้างโดยซุนซู อ่าวราว 580 ปีก่อนคริสตกาล–กักเก็บอ่างเก็บน้ำอาเฟิงถังซึ่งยังคงมีอยู่จนถึงทุกวันนี้^{[ 113 ]}ในศรีลังกามีการสร้างเขื่อนหลายแห่ง–รวมถึงทิสสา เววา– ระหว่าง ประมาณ370ถึงประมาณ300ปีก่อนคริสตกาล เพื่อสร้างอ่างเก็บน้ำ เขื่อนบางแห่งมีความยาวหลายกิโลเมตร^{[ 114 ]}          

จักรวรรดิโรมันสร้างระบบประปาขนาดใหญ่ซึ่งรวมถึงท่อส่งน้ำและอุโมงค์ตั้งแต่ศตวรรษที่ 5 ก่อนคริสต์ศักราช แต่พวกเขาไม่ได้เริ่มสร้างเขื่อนขนาดใหญ่จนกระทั่งศตวรรษที่ 1 หลังคริสต์ศักราช^{[ 116 ]}เขื่อนโรมันโดยทั่วไปเป็น เขื่อนก่อ อิฐแบบแรงโน้มถ่วงที่มีหน้าตัดแนวตั้งทั้งด้านต้นน้ำและปลายน้ำ แม้ว่าบางแห่งจะเสริมความแข็งแรงที่ด้านปลายน้ำด้วยค้ำยันหรือคันดินหิน^{[ 117 ]}ชาวโรมันเป็นชนชาติแรกที่ใช้ซีเมนต์เป็นวัสดุก่อสร้าง ซึ่งสามารถผสมกับหินก้อนเล็กๆ เพื่อทำเป็นคอนกรีตหรือผสมกับทรายเพื่อทำเป็นปูนสำหรับเชื่อมอิฐหรือหิน ซีเมนต์ของชาวโรมันบางชนิด โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ประกอบด้วยเถ้าภูเขาไฟมีคุณสมบัติกันน้ำ^{[ 118 ]}  

หนึ่งในเขื่อนแรกๆ ที่ชาวโรมันสร้างขึ้นก็เป็นเขื่อนที่สูงที่สุดเช่นกัน นั่นคือเขื่อนซูเบียโกสร้างขึ้นราว ปี ค.ศ. 60 มี ความสูง 40 เมตร (130 ฟุต)และหนา13.5 เมตร (44 ฟุต) ^{[ 119 ]}ชาวโรมันสร้างเขื่อนที่รู้จักกันประมาณ 80 แห่งในฮิสปาเนีย (สเปนในปัจจุบัน) ^{[ 120 ]}รวมถึงเขื่อนโพรเซอร์ปินาซึ่งกักเก็บน้ำได้ 6 ล้านลูกบาศก์เมตร และยังคงใช้งานได้จนถึงปี ค.ศ. 2026 ^{[ 121 ] เทคโนโลยี}การสร้างเขื่อนของโรมันถูกนำไปใช้ในประเทศใกล้เคียง หลังจากที่กษัตริย์ชาปูร์ที่ 1 แห่งเปอร์เซีย เอาชนะจักรพรรดิวาเลเรียนพระองค์ได้ใช้เชลยศึกชาวโรมันทำงานสร้าง เขื่อน บันด์-เอ ไคซาร์ซึ่งทอดข้ามแม่น้ำคารุน [ ^{115 ] ประตู}เหล็กเป็นเขื่อนโค้งแรงโน้มถ่วงยุคแรกๆ ที่สร้างโดยจัสติเนียนที่ 1 ราวปี ค.ศ. 550 ใกล้กับ เมืองแอนติโอคในประเทศตุรกีในปัจจุบัน^{[ 122 ] [ ad ]}     

หนึ่งในเขื่อนแรกๆ ที่สร้างขึ้นในญี่ปุ่นคือเขื่อนซายามะซึ่งสร้างขึ้นใกล้โอซาก้าใน ปี ค.ศ. 380 มี ความสูง 8 เมตร (26 ฟุต)และ ยาว300 เมตร (980 ฟุต) ^{[ 125 ]}เขื่อนคูริตซึ่งเป็นเขื่อนโค้งขนาดใหญ่และบางแห่งแรกของโลกถูกสร้างขึ้นในเปอร์เซีย (อิหร่านในปัจจุบัน) ประมาณปีค.ศ. 1350 มี ความสูง 26 เมตร (85 ฟุต)และต่อมาได้เพิ่มความสูงเป็น 64 เมตร (210 ฟุต)เขื่อนนี้ยังคงเป็นเขื่อนที่สูงที่สุดในโลกจนกระทั่งต้นศตวรรษที่ 20 ^{[ 126 ]}           

ในยุโรป เขื่อนถูกใช้เพื่อขับเคลื่อนกังหานน้ำสำหรับการโม่แป้งและการทำเหมือง [ ^{127 ] ตัวอย่าง} แรกคือเขื่อน Bazacleที่สร้างขึ้นราว ปี ค.ศ. 1170 ในฝรั่งเศส^{[ 128 ]}เขื่อนเพื่อสร้างบ่อเลี้ยงปลาเป็นเรื่องปกติในยุโรป และมีการสร้างเขื่อนหลายร้อยแห่งในโบฮีเมียในช่วงศตวรรษที่ 15 และ 16 ซึ่งสร้างบ่อเลี้ยงปลาครอบคลุมพื้นที่ทั้งหมด 1,800 ^{ตาราง}กิโลเมตร [ ^{129 ] เขื่อน}เพื่อการชลประทาน ได้แก่ เขื่อนAlmansa ของสเปน (ค.ศ. 1384) ซึ่งเป็นเขื่อนโค้งแรงโน้มถ่วง และเขื่อน Elche ที่ยังคงตั้งอยู่ ^{[ ae ]} (สเปน ค.ศ. 1640) ซึ่งเป็นเขื่อนโค้งแห่งแรกที่สร้างขึ้นในยุโรปนับตั้งแต่สมัยโรมัน^{[ 130 ] [ af ]} มีการสร้างเขื่อนหลายแห่งเพื่อจัดหา น้ำให้กับ อิสตันบูลรวมถึงเขื่อนหนึ่งในปี ค.ศ. 1560 ที่นำน้ำมาจากป่าเบลเกรด^{[ 132 ]}วัตถุประสงค์อีกประการหนึ่งของการสร้างเขื่อนคือการขนส่ง: เขื่อนแซงต์-แฟร์โรลถูกสร้างขึ้นในฝรั่งเศสในปี 1675 เพื่อจัดหาน้ำให้กับคลองมิดิ เขื่อนนี้ยังคงเป็นหนึ่งในเขื่อนกั้นน้ำที่สูงที่สุดในโลกมานานกว่าศตวรรษ^{[ 133 ]}มีหนังสือหลายเล่มเกี่ยวกับการออกแบบเขื่อนตีพิมพ์ในช่วงทศวรรษ 1700 โดยผู้เขียนชาวยุโรป ได้แก่จาคอบ ลอยโพลด์ , อัลเบิร์ต บราห์มส์ , โยฮันน์ ซิลเบอร์ชแล็กและโอลิเวอร์ อีแวนส์^{[ 134 ]}  

ในช่วงปลายศตวรรษที่ 18 กระบวนการออกแบบเขื่อนเริ่มเปลี่ยนจากการปฏิบัติเชิงประจักษ์–ซึ่งอาศัยประสบการณ์และการลองผิดลองถูก–ไปสู่สาขาวิชาวิศวกรรมที่มีรากฐานมาจากวิทยาศาสตร์^{[ 136 ]}บุคคลสำคัญในการวิวัฒนาการนี้ ได้แก่ นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสCharles-Augustin de Coulombซึ่งในปี 1776 ได้สร้างสูตรที่อธิบายว่าดินมีปฏิกิริยาอย่างไรภายใต้แรงกดดัน สูตรนี้ต่อมาถูกนำไปใช้ในวิศวกรรมเขื่อนโดยAlexandre Collin [ ^{136 ] ใน}ปี 1847 François Zolaกลายเป็นวิศวกรคนแรกที่ออกแบบเขื่อนโค้งโดยพิจารณาแรงกดดันเชิงวิเคราะห์^{[ 137 ]}วิศวกรชาวฝรั่งเศสJ. Augustine DeSazillyได้กำหนดว่าหน้าตัดที่เหมาะสมที่สุดสำหรับเขื่อนแรงโน้มถ่วงคือรูปสามเหลี่ยม โดยมีหน้าตัดแนวตั้งอยู่ทางด้านต้นน้ำ^{[ 138 ]}  

พื้นฐานทางวิทยาศาสตร์เหล่านี้ทำให้เขื่อนทุกประเภทมีความปลอดภัยและมีขนาดใหญ่ขึ้นเขื่อน Glencorseในบริเตน (ค.ศ. 1824) เป็นเขื่อนดินสูง21 เมตร (69 ฟุต)ซึ่งมีแกนดินเหนียวและมีพื้นผิวลาดเอียงเล็กน้อย^{[ 139 ]}ในฝรั่งเศสเขื่อนGouffre d'Enfer ที่สร้างด้วยอิฐ(ค.ศ. 1866) มี ความสูง60 เมตร (200 ฟุต) ^{[ 28 ]}เขื่อนค้ำยันขนาดใหญ่แห่งแรกของโลกคือเขื่อน Mir Alam (ค.ศ. 1804) ในอินเดีย^{[ 135 ]}ในออสเตรเลียเขื่อน Parramatta (ค.ศ. 1856) ได้ทดสอบขีดจำกัดของความบางของเขื่อนโค้ง^{[ 135 ]}    

ในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 20 มีการสร้างเขื่อนขนาดใหญ่จำนวนมาก โดยเฉพาะในยุโรปตะวันตกและสหรัฐอเมริกา^{[ 141 ]}หลังสงครามโลกครั้งที่ 2 การมีเครื่องจักรกลหนักสำหรับการก่อสร้างเช่นรถดันดินรถบรรทุกดัมพ์และรถขุดดินส่งผลให้มีการสร้างเขื่อนเพิ่มขึ้นอย่างมากทั่วโลก^{[ 142 ]}เขื่อนที่โดดเด่นในยุคปัจจุบัน ได้แก่ เขื่อนคอนกรีตแรงโน้มถ่วงขนาดใหญ่ เช่นเขื่อนฮูเวอร์ (สหรัฐอเมริกา, 1936) ^{[ 143 ]}และเขื่อนสามหุบเขา (จีน, 2006) ^{[ 144 ]} เขื่อนดินสมัยใหม่บางแห่งมีขนาดใหญ่กว่านั้นอีก เช่นเขื่อนทาร์เบลา (ปากีสถาน, 1976) ^{[ 145 ]}และเขื่อนนูเรก (ทาจิกิสถาน, 1980) ^{[ 146 ]}  

การคิดค้น เทคโนโลยี ม่านปูนทำให้สามารถสร้างเขื่อนบนดินที่มีรูพรุนได้อย่างปลอดภัย^{[ 147 ] [ ag ]}ซึ่งทำให้สามารถสร้างเขื่อนอัสวานไฮ (1970) ข้ามแม่น้ำไนล์ได้ ซึ่งมีพื้นแม่น้ำเป็นทรายลึก มีการสูบปูนลงไปในทรายลึก208 เมตร (682 ฟุต) ทำให้เกิดกำแพงใต้ดินครอบคลุมพื้นที่ 57,000 ตาราง ^เมตรซึ่งป้องกันไม่ให้น้ำซึมผ่านใต้เขื่อน^{[ 147 ]}  

ยุคสมัยใหม่ยังได้เห็นการเกิดขึ้นของข้อโต้แย้งต่อการสร้างเขื่อน หลังจากที่การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศกลายเป็นประเด็นสำคัญระดับโลก การถกเถียงก็เกิดขึ้นว่าไฟฟ้าที่ผลิตจากเขื่อนนั้นสะอาด เท่ากับ พลังงานแสงอาทิตย์หรือพลังงานลมหรือไม่ แม้ว่าไฟฟ้าพลังน้ำเองจะสะอาด แต่ผู้ต่อต้านเขื่อนก็โต้แย้งว่าผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมในทางลบ^{[ ah ]}มีมากกว่าผลประโยชน์ใดๆ^{[ 149 ]}

จำนวนเขื่อนขนาดใหญ่^{[ y ]}ทั่วโลกในปี 2025 มีจำนวน 62,362 แห่ง^{[ 79 ]} จำนวนเขื่อนที่มนุษย์สร้างขึ้นทั้งหมด–ไม่ว่าจะขนาดใดก็ตาม–ทั่วโลกในปี 2019 ประมาณการไว้ที่ 2.8 ล้านแห่ง^{[ 150 ]}  

ในปี 2554 มีการประมาณการว่าจำนวนอ่างเก็บน้ำทั้งหมด (ทั้งขนาดใหญ่และขนาดเล็ก) มีจำนวน 16.7 ล้านแห่ง^{[ 151 ]} อ่างเก็บน้ำเหล่านี้กักเก็บ น้ำได้ประมาณ 8,000 ^{ลูกบาศก์} กิโลเมตร^{[ 152 ]} ซึ่งคิดเป็นประมาณ 10% ของปริมาตรน้ำในทะเลสาบน้ำจืดตามธรรมชาติของโลก และ 16% ของปริมาณน้ำที่ไหลลงสู่มหาสมุทรทั้งหมดของโลกในแต่ละปี^{[ 153 ]}อ่างเก็บน้ำเหล่านี้ครอบคลุมพื้นที่ประมาณ 305,000 ตารางกิโลเมตร^ของพื้นผิวโลก ซึ่งคิดเป็นประมาณ 7.3% ของพื้นที่ที่ปกคลุมด้วยทะเลสาบตามธรรมชาติ^{[ 154 ]} 

แม่น้ำสายหลักของโลกประมาณครึ่งหนึ่งได้รับผลกระทบจากเขื่อนหรืออ่างเก็บน้ำ^{[ 155 ]}และในปี 2019 มีเพียง 23% ของแม่น้ำทั่วโลกเท่านั้นที่ไหลลงสู่มหาสมุทรอย่างอิสระ^{[ 156 ]}ในปี 2015 จำนวนเขื่อนขนาดใหญ่ที่วางแผนไว้หรืออยู่ระหว่างการก่อสร้างมีประมาณ 3,700 แห่ง โดยส่วนใหญ่อยู่ในประเทศจีน (กำลังการผลิตรวมสูงสุด) บราซิล (จำนวนเขื่อนที่วางแผนไว้สูงสุด) และอินเดีย^{[ 157 ]}

การขาดแคลนน้ำเป็นปัญหาระดับโลกที่สำคัญซึ่งส่งผลกระทบต่อประเทศต่างๆ เช่น จีน เกาหลีใต้ อินเดีย เบลเยียม แอฟริกาใต้ แอลจีเรีย จอร์แดน และรวันดา^{[ 201 ]}การดึงน้ำจากแม่น้ำบางสายมีปริมาณมากจนทำให้ปริมาณน้ำในแม่น้ำลดลงอย่างมากก่อนที่จะถึงปากแม่น้ำเช่นแม่น้ำสินธุ (ปากีสถาน) แม่น้ำโคโลราโด (สหรัฐอเมริกา) และแม่น้ำเหลือง (จีน) ^{[ 202 ]} เพื่อตอบสนองต่อความกังวลเกี่ยวกับการขาดแคลนน้ำ บางประเทศได้ดำเนินโครงการก่อสร้างเขื่อนเพื่อเพิ่มความมั่นคงด้านน้ำและส่งเสริมเป้าหมายเชิงกลยุทธ์ระยะยาว^{[ 203 ]}เมื่อมีการสร้างเขื่อนบนแม่น้ำที่ไหลไปยังประเทศอื่นๆประเทศปลายน้ำมักจะกังวลเกี่ยวกับผลกระทบของเขื่อนต่อปริมาณน้ำและการไหลของแม่น้ำ ตลอดจนความเสี่ยงของการพังทลายของเขื่อน^{[ at ]} เขื่อนดังกล่าวอาจนำไปสู่ความขัดแย้งระหว่างประเทศต้นน้ำและปลายน้ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อประเทศปลายน้ำกำลังเผชิญกับปัญหาการขาดแคลนน้ำ^{[ 204 ]}

ข้อพิพาทที่สำคัญเกี่ยวกับเขื่อน ได้แก่โครงการอนาโตเลียตะวันออกเฉียงใต้ ของตุรกี ซึ่งเป็นโครงการน้ำขนาดใหญ่ที่มีเขื่อนหลายแห่ง หนึ่งในนั้นคือเขื่อนคาราคายา เขื่อนส่วนใหญ่เหล่านี้ตั้งอยู่บน แม่น้ำ ยูเฟรติสและไทกริสซึ่งไหลลงสู่ประเทศเพื่อนบ้านอย่างซีเรียและอิรัก ประเทศปลายน้ำเหล่านี้ได้ประท้วงตุรกีเกี่ยวกับปัญหาการจัดหาน้ำที่อาจเกิดขึ้น^{[ 205 ]} แม่น้ำสินธุเป็นแม่น้ำสายหลักของปากีสถาน โดยมีต้นน้ำอยู่ในหลายประเทศ รวมถึงอินเดีย อินเดียได้สร้างเขื่อนขนาดใหญ่บนแม่น้ำสินธุโดยไม่สนใจการคัดค้านของปากีสถาน เช่นเขื่อนบากลิฮาร์และเขื่อนคิชังกังกา [ ^{206 ] แม่น้ำ}โขงไหลผ่านหลายประเทศ จีนได้สร้างเขื่อนหลายแห่งบนแม่น้ำโดยไม่ได้รับความยินยอมจากประเทศปลายน้ำ เช่นเขื่อนเซียวหวานและเขื่อนหนูจาตู^{[ 207 ]}แม่น้ำไนล์เป็นแหล่งที่มาของความตึงเครียดระหว่างประเทศปลายน้ำที่แห้งแล้ง (อียิปต์และซูดาน) และประเทศต้นน้ำซึ่งน้ำส่วนใหญ่มาจากปริมาณน้ำฝนในปี 2020 เอธิโอเปียได้สร้างเขื่อนแกรนด์เอธิโอเปียนเรเนสซานซ์ (GERD) บนแม่น้ำไนล์สีฟ้าเสร็จสมบูรณ์ แม้จะมีการต่อต้านจากซูดานและอียิปต์ก็ตาม^{[ 200 ]}

กระบวนการออกแบบเขื่อนสามารถดำเนินการได้ 3 ขั้นตอน ได้แก่ การสำรวจเบื้องต้น การศึกษาความเป็นไปได้และการวางแผนโครงการ^{[ 208 ]}ในขั้นตอนการสำรวจเบื้องต้น นักออกแบบจะไปเยี่ยมชมสถานที่ ศึกษาอย่างละเอียด และรวบรวมข้อมูลทางธรณีวิทยา แผ่นดินไหว และภูมิประเทศ ในขั้นตอนการศึกษาความเป็นไปได้ จะมีการตรวจสอบทางเทคนิคอย่างละเอียดเพื่อประเมินธรณีวิทยา อุทกวิทยา และอุทกศาสตร์ของสถานที่ เริ่มการวิเคราะห์ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและน้ำท่วม และสอบถามเกี่ยวกับการจัดหาที่ดิน ความพร้อม ของสาธารณูปโภคและ แหล่งที่มา ของวัสดุก่อสร้าง (เช่น หินและดินสำหรับถม) ^{[ 208 ]}ในขั้นตอนการวางแผน จะมีการสร้างแผนโดยละเอียด กำหนดตารางการก่อสร้าง และจัดทำประมาณการต้นทุน^{[ 208 ]}

ในระหว่างกระบวนการวางแผนสร้างเขื่อน มักจะมีการดำเนินการสำรวจทางเทคนิคจำนวนมาก การสำรวจเหล่านี้สามารถแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ ได้แก่ การสำรวจ ภูมิประเทศธรณีวิทยาและอุทกวิทยา^{[ 210 ]}การสำรวจภูมิประเทศจะสำรวจพื้นที่สร้างเขื่อนและใช้ข้อมูลเพื่อจัดทำแผนที่ภูมิประเทศ โดยละเอียดของภูมิภาค ทุกแง่มุมของการออกแบบเขื่อนจะขึ้นอยู่กับแผนที่ เหล่านี้ดังนั้นแผนที่จึงต้องมีความแม่นยำสูง^{[ 211 ]}

การสำรวจทางธรณีวิทยาศึกษาหินและดินของบริเวณเขื่อน เขื่อนและน้ำที่กักเก็บไว้ส่งผลกระทบอย่างมากต่อผนังหุบเขาและพื้นดินใต้โครงสร้างอ่างเก็บน้ำและเขื่อน ความเข้าใจที่ถูกต้องเกี่ยวกับความแข็งแรงของพื้นดินและการระบุรอยแตก ใดๆ เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อลดการซึมและลดความเสี่ยงของการพังทลายของเขื่อน^{[ 212 ]}การวิจัยทางธรณีวิทยายังต้องประเมินความเป็นไปได้และขนาดของแผ่นดินไหวด้วย^{[ 213 ]}  

การตรวจสอบทางอุทกวิทยาจะตรวจสอบทุกแง่มุมของการไหลของน้ำในบริเวณใกล้เคียงเขื่อน มีการสร้างข้อมูลที่ระบุขนาดของลุ่มน้ำต้นน้ำและปริมาณน้ำฝนรายปี มีการศึกษาเพื่อกำหนดปริมาณน้ำที่ไหลผ่านบริเวณเขื่อนในแต่ละปีโดยเฉลี่ย และความผันแปรภายในปีเดียวกันและระหว่างปี^{[ 214 ]}ข้อมูลเหล่านี้ใช้ในการทำนายความถี่และขนาดของน้ำท่วมที่บริเวณเขื่อน และเพื่อกำหนดความจุของทางระบายน้ำล้นของเขื่อน^{[ 88 ]}

ในระหว่างกระบวนการออกแบบ ผู้พัฒนาในหลายประเทศจะต้องจัดทำรายงานการประเมินผลกระทบสิ่งแวดล้อม (EIA) ซึ่งบันทึกผลกระทบที่เขื่อน (และอ่างเก็บน้ำ) จะมีต่อชุมชนและสิ่งแวดล้อม^{[ 148 ]}รายงาน EIA ช่วยให้ผู้พัฒนาและรัฐบาลสามารถประเมินความเหมาะสมของเขื่อน บรรเทาผลกระทบ และชดเชยผู้ที่ได้รับผลกระทบในทางลบ^{[ 215 ]}การบรรเทาผลกระทบรวมถึงการเปลี่ยนแปลงตำแหน่ง ขนาด หรือการออกแบบของเขื่อน การชดเชยผู้ที่ได้รับผลกระทบ หรือการยกเลิกโครงการทั้งหมด^{[ 216 ]}

การตัดสินใจที่สำคัญสามประการที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการออกแบบเขื่อน ได้แก่การเลือกสถานที่ตั้งการเลือกประเภทโครงสร้าง และการเลือกวัสดุก่อสร้าง การตัดสินใจเหล่านี้จำเป็นต้องมีการวิเคราะห์อย่างละเอียดเกี่ยวกับภูมิประเทศ (รูปร่างของหุบเขา) ธรณีวิทยา (โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่เกี่ยวข้องกับความแข็งแรงของพื้นดินด้านล่างและด้านข้างของเขื่อน) อุทกวิทยา (การไหลของน้ำในหุบเขา) ความพร้อมของวัสดุก่อสร้าง และเส้นทางที่เป็นไปได้สำหรับทางระบายน้ำล้น [ ^{217 ] ผู้}ออกแบบต้องประเมินแรงทั้งหมดที่โครงสร้างเขื่อนต้องทนทาน รวมถึง แรงดัน ไฮโดรสแตติกจากน้ำที่เก็บไว้ น้ำหนักของน้ำแข็ง แรงดันของตะกอน ความเครียดที่เกิดจากอุณหภูมิ แรงยก เหตุการณ์น้ำท่วม แผ่นดินไหว การหดตัวของคอนกรีต และน้ำหนักของเขื่อนเอง^{[ 218 ]}

ควรเลือกตำแหน่งเขื่อนเพื่อให้อ่างเก็บน้ำมีขนาดใหญ่เพียงพอต่อความต้องการของโครงการ ตำแหน่งดังกล่าวยังต้องมั่นใจว่าพื้นดินมีความแข็งแรงเพียงพอที่จะรองรับแรงที่โครงสร้างเขื่อนและน้ำในอ่างเก็บน้ำจะกระทำ^{[ 219 ]}การเลือกสถานที่ต้องคำนึงถึงปัจจัยแผ่นดินไหว ด้วย เมื่อ พบ รอยแตกใต้หรือใกล้เขื่อน ผู้ออกแบบต้องพิจารณาว่ารอยแตกเหล่านั้นก่อให้เกิดความเสี่ยงหรือไม่^{[ 220 ] [ au ]}

การเลือกประเภทโครงสร้างสำหรับเขื่อนต้องพิจารณาปัจจัยหลายประการ^{[ 222 ]}หากเขื่อนตั้งอยู่ในหุบเขาแคบ เขื่อนแบบแรงโน้มถ่วงหรือเขื่อนโค้งอาจเหมาะสมที่สุด โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากต้องการเขื่อนสูง อย่างไรก็ตาม เขื่อนโค้งจะสามารถใช้งานได้ก็ต่อเมื่อผนังของหุบเขามีความแข็งแรงเพียงพอที่จะรองรับแรงมหาศาลที่ด้านข้างของส่วนโค้งจะกระทำ^{[ 223 ]}โครงสร้างเขื่อนแบบแรงโน้มถ่วงจะทำได้ก็ต่อเมื่อพื้นดินใต้เขื่อนเป็นหินแข็ง^{[ 224 ]}เขื่อนแบบแรงโน้มถ่วงและเขื่อนโค้งส่วนใหญ่ทำจากคอนกรีต ซึ่งโดยทั่วไปมีราคาแพงกว่าดินหรือหิน และอาจส่งผลต่อการเลือกออกแบบ^{[ 225 ]} หากเขื่อนต้องทอดข้ามหุบเขากว้าง เขื่อนดินถมมักเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด เขื่อนดินถมด้วยหินเหมาะสมหากมีหินจำนวนมากอยู่ใกล้บริเวณนั้น และเขื่อนดินถมด้วยดินอาจใช้ได้เมื่อไม่มีหิน^{[ 224 ]}สำหรับเขื่อนดินถมใดๆ สถานที่ที่เหมาะสมที่สุดควรอยู่ใกล้กับวัสดุที่ไม่ซึมผ่านได้เช่นดินเหนียวซึ่งสามารถใช้เป็นชั้นแกนกลางภายในเขื่อนได้^{[ 224 ]}  

เขื่อนผลิตไฟฟ้าพลังน้ำ

ในการติดตั้งเขื่อน ผลิตไฟฟ้าพลังน้ำทั่วไปนี้ซึ่งแสดงในภาพตัดขวาง น้ำจะไหลจากซ้ายไปขวา^{[ 226 ]}

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าของเขื่อนนี้ตั้งอยู่ในอาคารแนวนอนเตี้ยๆ ทางด้านซ้ายล่าง ท่อส่งน้ำห้าท่อส่งน้ำจากอ่างเก็บน้ำไปยังเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

เขื่อนหลายแห่งมีโรงไฟฟ้าที่ส่งน้ำผ่านกังหันที่เชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า^{[ 227 ] [ av ]} โดยทั่วไปเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะตั้งอยู่ใกล้ด้านล่างของเขื่อน โดยอยู่ในโรงไฟฟ้า^{[ 226 ]} โรง ไฟฟ้าบางแห่งตั้งอยู่ภายในโครงสร้างของเขื่อนซึ่งมักจะอยู่ในเขื่อนแรงโน้มถ่วงแบบกลวงโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อไม่มีที่ดินว่างอยู่ทางด้านล่างของเขื่อน^{[ 229 ]}  

การออกแบบโรงไฟฟ้าพลังน้ำสำหรับเขื่อนเฉพาะแห่งหนึ่งต้องวิเคราะห์ปริมาณไฟฟ้าที่ต้องการ ปริมาณน้ำที่มีอยู่เพื่อป้อนเข้าสู่กังหัน และความสูงของระดับน้ำต้นน้ำเหนือเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (ความสูงนี้เรียกว่า " เฮด ") ปัจจัยเหล่านี้จะกำหนดรูปแบบกังหันที่เหมาะสมที่สุด เช่น กังหันฟรานซิสกังหันเพลตันหรือกังหันคาปลัน^{[ 230 ]}

น้ำจะถูกส่งไปยังเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากต้นน้ำ (มักมาจากอ่างเก็บน้ำ) ผ่านทางท่อส่งน้ำที่เรียกว่าpenstockซึ่งส่งน้ำไปยังเครื่องกำเนิดไฟฟ้า โดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะใช้แรงดันของน้ำในการหมุนกังหันและผลิตกระแสไฟฟ้า^{[ 231 ] [ aw ]}  

เขื่อนดินโอโรวิลล์ในสหรัฐอเมริกา คือโครงสร้างหินขนาดใหญ่ที่อยู่ตรงกลางภาพ น้ำที่ล้นจากอ่างเก็บน้ำไหลลงมาตามทาง ระบายน้ำด้านซ้าย

โครงการสร้างเขื่อนหลายแห่งมีทางระบายน้ำล้น ซึ่งช่วยระบายน้ำส่วนเกินจากอ่างเก็บน้ำลงสู่แม่น้ำด้านล่างอย่างเป็นระบบ ป้องกันไม่ให้เขื่อนล้นและอาจพังทลายได้^{[ 232 ]}

ปริมาณน้ำฝนที่ตกหนักผิดปกติในบริเวณต้นน้ำอาจทำให้อ่างเก็บน้ำล้น ซึ่งอาจนำไปสู่ความเสียหายอย่างร้ายแรงต่อโครงสร้างเขื่อนหรือแม้กระทั่งการพังทลายทั้งหมด เพื่อลดความเสี่ยงดังกล่าว ทางระบายน้ำล้นจะต้องมีขนาดใหญ่พอที่จะระบายน้ำที่ล้นลงมายังปลายน้ำได้อย่างปลอดภัย ผู้ออกแบบเขื่อนจะต้องทำการวิเคราะห์อย่างละเอียดเกี่ยวกับความแปรปรวนของปริมาณน้ำฝนและน้ำท่วมในภูมิภาค และใช้ข้อมูลดังกล่าวในการออกแบบความจุของทางระบายน้ำล้นเพื่อรับมือกับน้ำท่วมสูงสุดที่กำหนด สำหรับเขื่อนขนาดเล็ก โดยทั่วไปแล้วทางระบายน้ำล้นจะถูกออกแบบมาเพื่อรับมือกับน้ำท่วมที่ใหญ่ที่สุดที่คาดว่าจะเกิดขึ้นทุกๆ 100 หรือ 500 ปีได้อย่างปลอดภัย ส่วนเขื่อนขนาดใหญ่โดยทั่วไปจะต้องรับมือกับน้ำท่วมที่ใหญ่ที่สุดที่คาดว่าจะเกิดขึ้นทุกๆ 10,000 ปี^{[ 88 ]}

มีหลายวิธีในการบูรณาการทางระบายน้ำล้นเข้ากับโครงการเขื่อน เขื่อนคอนกรีตแบบแรงโน้มถ่วงอาจวางทางระบายน้ำล้นไว้บนโครงสร้างเขื่อนโดยตรง เขื่อนบางแห่งวางทางระบายน้ำล้นไว้ที่จุดต่ำสุด (อานม้า) ของสันเขาที่ล้อมรอบอ่างเก็บน้ำ ทางระบายน้ำล้นแบบอานม้านี้จะลำเลียงน้ำผ่านทางช่องทางหรืออุโมงค์เพื่อระบายลงสู่ด้านล่างของเขื่อน การออกแบบทางระบายน้ำล้นที่แปลกคือแบบปากระฆัง [ ^{ax ] ซึ่ง}เป็นปล่องแนวตั้งภายในอ่างเก็บน้ำที่นำไปสู่อุโมงค์ที่ระบายลงสู่ด้านล่าง^{[ 233 ]}

เพื่อให้ใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทางระบายน้ำล้นต้องได้รับการออกแบบอย่างระมัดระวัง โดยปกติจะมี รูปทรง พาราโบลาที่ด้านบน^{[ 234 ]}ด้านล่างของทางระบายน้ำล้นต้องมีคุณสมบัติในการลดพลังงานเพื่อชะลอน้ำก่อนที่จะไหลลงสู่แม่น้ำ ซึ่งจะช่วยลดความเสียหายจากการกัดเซาะ^{[ 235 ]}ทางระบายน้ำล้นบางแห่งใช้ รูปทรง โค้งแบบโอจี : ทางระบายน้ำล้นเริ่มต้นในแนวนอนที่ด้านบนของเขื่อน เอียงชันขึ้นตรงกลาง จากนั้นโค้งในแนวนอนที่ด้านล่าง (เพื่อให้แน่ใจว่าน้ำจะถูกส่งออกไปจากโครงสร้างเขื่อนเพื่อลดความเสียหาย) ^{[ 236 ]}

เขื่อนหลายแห่งมีประตูระบายน้ำซึ่งโดยปกติจะติดตั้งอยู่ด้านบนของทางระบายน้ำล้นเพื่อควบคุมระดับน้ำในอ่างเก็บน้ำและควบคุมอัตราการปล่อยน้ำล้นลงสู่ปลายน้ำ ประเภทของประตูระบายน้ำ ได้แก่ประตูยกแนวตั้ง ประตูแบบ ดรัมและประตูแบบรัศมี^{[ 237 ] [ ay ]}  

ช่องระบายน้ำของเขื่อนเป็นโครงสร้าง–โดยปกติจะตั้งอยู่ที่ส่วนล่างของโครงสร้างเขื่อน–ซึ่งช่วยให้สามารถระบายน้ำออกจากอ่างเก็บน้ำได้บางส่วน ระดับน้ำในอ่างเก็บน้ำอาจลดลงเพื่อทำการบำรุงรักษา กำจัดตะกอนจากพื้นอ่างเก็บน้ำ ผลิตไฟฟ้าพลังน้ำ เพิ่มการไหลของน้ำลงสู่ปลายน้ำในช่วงฤดูแล้ง หรือลดแรงกดดันต่อโครงสร้างเขื่อนในสถานการณ์ฉุกเฉิน^{[ 238 ]}โครงการสร้างเขื่อนบางแห่งสร้างอุโมงค์ในช่วงเริ่มต้นของกระบวนการก่อสร้างเขื่อนเพื่อเบี่ยงเบนน้ำในแม่น้ำไปรอบๆ บริเวณก่อสร้างในขณะที่กำลังก่อสร้างเขื่อน อุโมงค์เหล่านั้นบางครั้งจะถูกดัดแปลงเป็นช่องระบายน้ำหลังจากที่เขื่อนสร้างเสร็จแล้ว^{[ 239 ]}  

โครงสร้างเสริม

เรือลากจูงกำลังดันเรือบรรทุกสินค้าเข้าไปในประตูระบายน้ำซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเขื่อนแห่งนี้

บันไดปลา (ขั้นบันไดเฉียง) นี้ ช่วยให้ ปลาอพยพสามารถเลี่ยงเขื่อนวาชิโนะในประเทศญี่ปุ่น ได้

หากเขื่อนที่วางแผนไว้จะกีดขวางแม่น้ำที่สามารถเดินเรือได้อาจ มีการรวม ประตูน้ำเข้าไว้ในโครงการเพื่อให้เรือสามารถผ่านเขื่อนได้ทั้งสองทิศทาง ประตูน้ำประกอบด้วยห้องสี่เหลี่ยมผืนผ้าหนึ่งห้องหรือมากกว่านั้น โดยมีประตูขนาดใหญ่อยู่ที่ปลายทั้งสองข้างและวาล์วที่ช่วยให้สามารถเติมและระบายน้ำในแต่ละห้องได้^{[ 240 ]}

แม่น้ำบางสายเป็นเส้นทางอพยพ ที่สำคัญ ของปลา การสร้างเขื่อนบนแม่น้ำดังกล่าวอาจส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อการเคลื่อนที่และการผสมพันธุ์ของปลา ผลกระทบทางนิเวศวิทยาเหล่านี้สามารถบรรเทาได้โดยการรวมสิ่งอำนวยความสะดวกสำหรับทางเลี่ยงปลาไว้ในโครงการสร้างเขื่อน การออกแบบทางเลี่ยง ปลารวมถึงบันไดปลาลิฟต์ปลาและลำธารเทียมที่เลียนแบบแม่น้ำตามธรรมชาติ^{[ 241 ]}

การสร้างเขื่อนขนาดใหญ่ถาวรต้องใช้พื้นที่ก่อสร้างที่แห้ง สำหรับเขื่อนที่สร้างข้ามหุบเขา การไหลของแม่น้ำจะต้องถูกเบี่ยงเบนชั่วคราวรอบพื้นที่ก่อสร้าง^{[ 243 ]}การเบี่ยงเบนสามารถทำได้โดยการสร้างอุโมงค์หรือช่องทางรอบหรือใต้พื้นที่สร้างเขื่อน และสร้างคอฟเฟอร์แดมเพื่อนำแม่น้ำไปยังเส้นทางเบี่ยงเบน^{[ 244 ]}หลังจากสร้างเขื่อนเสร็จแล้ว คอฟเฟอร์แดมมักจะถูกรื้อออก แต่สำหรับเขื่อนดินบางแห่ง คอฟเฟอร์แดมจะถูกรวมเข้ากับเขื่อนที่สร้างเสร็จแล้ว^{[ 245 ]}ช่องทางและอุโมงค์เบี่ยงเบนมักจะถูกอุดหรือรื้อถอน แม้ว่าโครงการเขื่อนบางแห่งจะยังคงอุโมงค์หรือช่องทางไว้เป็นส่วนหนึ่งของโครงการเขื่อนถาวร เช่น เป็นทางออกหรือทางระบายน้ำล้น^{[ 245 ]}

เทคนิคการเบี่ยงเบนอีกวิธีหนึ่งคือการสร้างเขื่อนชั่วคราวรูปครึ่งวงกลมที่ด้านหนึ่งของหุบเขา ซึ่งจะบังคับให้แม่น้ำไหลไปอีกด้านหนึ่ง หลังจากสร้างเขื่อนครึ่งหนึ่งภายในเขื่อนชั่วคราวแล้ว เขื่อนชั่วคราวนั้นจะถูกย้ายไปยังอีกครึ่งหนึ่งของหุบเขา และแม่น้ำจะถูกเบี่ยงเบนไปยังส่วนแรกของเขื่อน (ซึ่งมีทางให้น้ำไหลผ่าน) ครึ่งหลังของเขื่อนจะถูกสร้างขึ้นภายในเขื่อนชั่วคราว และเขื่อนชั่วคราวนั้นจะถูกรื้อถอน^{[ 246 ]}

สำหรับโครงการสร้างเขื่อนกั้นน้ำบางแห่ง อาจหลีกเลี่ยงการสร้างเขื่อนชั่วคราวและคลองเบี่ยงน้ำได้โดยการเบี่ยงแม่น้ำให้ไหลไปตามทางแคบๆ ตรงกลางหุบเขา และสร้างเขื่อนจากทั้งสองด้านของหุบเขาเข้ามาด้านใน โดยเว้นช่องว่างตรงกลางไว้ให้แม่น้ำไหลผ่าน ในฤดูแล้ง–เมื่อปริมาณน้ำในแม่น้ำค่อนข้างต่ำ–ส่วนกลางของเขื่อนจะถูกปิดอย่างรวดเร็ว ในขณะเดียวกันน้ำในอ่างเก็บน้ำด้านหลังเขื่อนก็จะเพิ่มสูงขึ้น^{[ 247 ]}  

ขั้นตอนแรกๆ ในกระบวนการก่อสร้างคือการเตรียมฐานรากซึ่งก็คือหินที่โครงสร้างเขื่อนจะวางอยู่ เขื่อนคอนกรีต–เขื่อนแรงโน้มถ่วง เขื่อนโค้ง และเขื่อนค้ำยัน–มีน้ำหนักมากและต้องวางอยู่บนหิน แข็ง ต้องกำจัดดิน กรวด หินหลวม หรือหินคุณภาพต่ำออกไปเพื่อให้เห็นหินแข็งก่อนที่จะสร้างเขื่อน เขื่อนดินมีฐานกว้างและไม่ทำให้พื้นดินรับแรงกดมากเท่ากับเขื่อนหนัก ดังนั้นจึงมักจะสร้างบนหินหลวมหรือดินได้^{[ 248 ]}  

ความเสี่ยงสำคัญในโครงการสร้างเขื่อนใดๆ ก็คือน้ำซึมเข้าไปใต้เขื่อนหรือรอบๆ ด้านข้างของเขื่อน เพื่อลดความเสี่ยงนั้น จึงมีการฉีดสารอุดรอยแตกเข้าไปในหินใต้เขื่อนและในผนังหุบเขาด้านข้างทั้งสองข้างก่อนที่จะสร้างเขื่อน^{[ 249 ]}มีกระบวนการอุดรอยแตกสองประเภทที่ใช้กัน คือ การอุดรอยแตกเพื่อเสริมความแข็งแรง ซึ่งจะระบุตำแหน่งของหินด้านล่างและด้านข้างของเขื่อนที่อาจมีรอยแตกหรือข้อบกพร่อง และฉีดสารอุดรอยแตกด้วยแรงดันสูงในตำแหน่งเหล่านั้น เพื่อเติมเต็มรอยแตกและเสริมความแข็งแรงให้กับหิน^{[ 250 ]}เทคนิคอีกอย่างหนึ่งคือการอุดรอยแตกแบบม่านซึ่งจะฉีดสารอุดรอยแตกเข้าไปในหินลึกผ่านรูเจาะที่จัดเรียงเป็นรูปแบบเพื่อสร้างกำแพงสารอุดรอยแตกที่แข็งแรงด้านล่างและด้านข้างของเขื่อน ความลึกของม่านสารอุดรอยแตกอาจอยู่ที่ 30% ถึง 70% ของความลึกของน้ำที่วางแผนไว้ด้านหลังเขื่อน^{[ 251 ]}  

แนวทางอื่นในการบรรเทาการซึมคือระบบระบายน้ำ ซึ่งมีจุดมุ่งหมายเพื่อลดความเสี่ยงของ "การกัดเซาะเป็นท่อ" (น้ำภายในเขื่อนกัดเซาะโครงสร้างเขื่อน) หรือการยกตัว (น้ำใต้เขื่อนดันเขื่อนขึ้น) ระบบระบายน้ำจะรวบรวมน้ำจากภายในหรือใต้เขื่อนและนำส่งไปยังปลายน้ำ ระบบระบายน้ำอาจประกอบด้วยท่อหรือ "แผ่น" หินบดใต้เขื่อน^{[ 252 ]}เขื่อนคอนกรีตอาจมีทางเดินภายในโครงสร้างเขื่อนเพื่อรวบรวมน้ำและนำส่งออกไป ทางเดินเหล่านี้เรียกว่า "ทางเดิน" (แนวนอน) หรือ "ปล่อง" (แนวตั้ง) ^{[ 253 ] [ i ]}

เขื่อนดินและเขื่อนคอนกรีตใช้วิธีการก่อสร้างที่แตกต่างกัน เขื่อนดินต้องการดินและหินจำนวนมหาศาล ซึ่งมักจะขุดมาจาก "แหล่งดิน" ใกล้กับบริเวณที่จะสร้างเขื่อน ดินและหินจะถูกวางลงเป็นชั้นๆ เรียกว่าชั้น^{[ 255 ]}หลังจากวางชั้นแล้ว จะทำการอัดแน่นด้วยเครื่องจักรหนัก^{[ 256 ]}ต้องมีการตรวจสอบชั้นต่างๆ อย่างระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่ามีวัสดุที่ถูกต้อง ไม่เปียกเกินไป และมีการอัดแน่นเพียงพอ มีการติดตั้งเครื่องมือไว้ภายในเขื่อนขณะที่กำลังก่อสร้าง และจะมีการตรวจสอบอย่างต่อเนื่องเพื่อให้สามารถแก้ไขข้อบกพร่องได้อย่างรวดเร็ว^{[ 257 ]}

เขื่อนคอนกรีตจำเป็นต้อง มี โรงงานคอนกรีตสร้างขึ้นใกล้กับบริเวณเขื่อน โรงงานจะผสมหินซีเมนต์เถ้าลอยและน้ำเข้าด้วยกันเพื่อผลิตคอนกรีต[ ^{​​258 ] คอนกรีต}จะถูกส่งจากโรงงานคอนกรีตไปยังโครงสร้างเขื่อนโดยใช้สายพานลำเลียง ถังคอนกรีตรถบรรทุกดัมพ์ หรือเครน มีการสร้าง แบบหล่อที่บริเวณเขื่อนเพื่อกักเก็บคอนกรีตเมื่อทำการเท^{[ 259 ]}หลังจากเทคอนกรีตลงในโครงสร้างเขื่อนแล้ว จะต้องทำการสั่น คอนกรีต เพื่อกำจัดฟองอากาศหรือช่องว่างอากาศ [ 259 ^]เขื่อนจะถูกสร้างขึ้นทีละน้อยโดยการเทคอนกรีตเป็น "บล็อก" แต่ละบล็อก โดยทั่วไปแต่ละบล็อกจะ สูง 1.5 ถึง 3 เมตร (4.9 ถึง 9.8 ฟุต)และ กว้างและลึก12 ถึง 30 เมตร (39 ถึง 98 ฟุต) ^{[ 260 ]}คอนกรีตที่มีความหนาเช่นนี้–เรียกว่าคอนกรีตมวล–จะหดตัวและสร้างความร้อนจำนวนมากในขณะที่แข็งตัวซึ่งอาจนำไปสู่รอย^{แตกได้[ 261 ]}เพื่อบรรเทาปัญหานี้ สามารถเพิ่ม รอยต่อขยายตัวภายในเขื่อนเพื่อให้คอนกรีตสามารถหดตัวได้โดยไม่แตกร้าว หลังจากความร้อนลดลง รอยต่อขยายตัวจะถูกเติมด้วยปูนยาแนว และขอบด้านต้นน้ำจะถูกปิดผนึกด้วยแถบโลหะ ยาง หรือพลาสติก^{[ 262 ]}นอกจากนี้ อาจใช้ระบบทำความเย็นที่หมุนเวียนสารหล่อเย็นผ่านคอนกรีตโดยใช้ท่อ^{[ 263 ]}      

นวัตกรรมล่าสุดคือคอนกรีตอัดแน่นด้วยลูกกลิ้ง (RCC) ซึ่งมีข้อดีหลายประการเหนือคอนกรีตทั่วไป^{[ az ]} RCC ใช้ซีเมนต์น้อยลง อนุญาตให้ใช้มวลรวม ขนาดสูงสุด 100 มม. และไม่ก่อให้เกิดความร้อนมากเท่าคอนกรีตทั่วไป นอกจากนี้ RCC ยังอนุญาตให้รถดันดินตีนตะขาบขับบนคอนกรีตได้ทันทีหลังจากเท และช่วยลดต้นทุนการก่อสร้างเนื่องจากไม่จำเป็นต้องใช้แบบหล่อและแรงงาน มากนัก ^{[ 265 ]}

หลังจากสร้างเขื่อนเสร็จและเริ่มใช้งานแล้ว จะมีการใช้ กระบวนการจัดการเพื่อให้แน่ใจว่าเขื่อนยังคงทำหน้าที่ตามวัตถุประสงค์ (การชลประทาน พลังงานน้ำ ฯลฯ) หลีกเลี่ยงอุบัติเหตุด้านความปลอดภัย และมีอายุการใช้งานตามที่ตั้งใจไว้ กระบวนการจัดการประกอบด้วย การจัดลำดับความสำคัญของงาน การกำหนดตารางกิจกรรม การบำรุงรักษาและการซ่อมแซม การทดสอบและตรวจสอบสิ่งอำนวยความสะดวกการเก็บรักษาบันทึกและการวางแผนสำหรับเหตุฉุกเฉิน^{[ 266 ]}

ภารกิจที่สำคัญอย่างหนึ่งของผู้ควบคุมเขื่อนคือการเฝ้าระวังเขื่อนเพื่อระบุปัญหาด้านความปลอดภัยที่อาจเกิดขึ้น^{[ 267 ]}การตรวจสอบเหล่านี้จะติดตามแรงกดดันที่กระทำต่อเขื่อน ซึ่งรวมถึง: ^{[ 268 ]}

• สิ่งต่างๆ ภายในอ่างเก็บน้ำ (น้ำ น้ำแข็ง คลื่น และตะกอน) ส่งผลต่อโครงสร้างเขื่อน
• แผ่นดินไหว
• น้ำหนักของเขื่อนและอ่างเก็บน้ำกดทับฐานรากหรือเสาตอม่อ
• การเคลื่อนตัวที่เกิดจากการทรุดตัวของพื้นดินใต้เขื่อน
• แรงอัดและแรงดึงภายในโครงสร้าง
• การขยายตัวและการหดตัวเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ

ความเครียดเหล่านี้สามารถสร้างความเสียหายให้กับเขื่อนได้โดยการดัดงอ ยกขึ้น ขยายตัว หดตัว หรือเคลื่อนตัวของโครงสร้าง^{[ 269 ]}เพื่อตรวจจับความเครียด จะมีการติดตั้งเครื่องมือถาวรไว้ภายในและรอบๆ เขื่อน เครื่องมือเหล่านี้ได้แก่ เครื่อง วัดความเอียงเครื่องวัดข้อต่อ เครื่องวัดความเครียดเครื่อง วัด การโก่งตัวเครื่อง วัดอุณหภูมิ เครื่องวัดการเสียรูป และเครื่องวัดความดันน้ำ^{[ 268 ]}เจ้าหน้าที่เขื่อนจะตรวจสอบเซ็นเซอร์เหล่านี้ และหากมีการรายงานข้อมูลที่ผิดปกติ พวกเขาจะตรวจสอบสาเหตุที่แท้จริง และดำเนินการซ่อมแซมหรือบรรเทาผลกระทบที่จำเป็น^{[ 270 ]}

อ่างเก็บน้ำส่วนใหญ่จะสะสมตะกอน อย่างค่อยเป็นค่อยไป ทำให้ปริมาณน้ำที่อ่างเก็บน้ำสามารถกักเก็บได้ลดลง เมื่อความจุในการกักเก็บลดลง ความสามารถของเขื่อนในการทำหน้าที่ตามวัตถุประสงค์ที่ตั้งไว้ (การชลประทาน พลังงานไฟฟ้าพลังน้ำ การจัดหาน้ำ การควบคุมน้ำท่วม ฯลฯ) ก็จะลดลงตามไปด้วย^{[ ba ]}ตะกอนเข้าสู่อ่างเก็บน้ำในรูปของดินที่แขวนลอยอยู่ในน้ำในแม่น้ำ เมื่อแม่น้ำไหลลงสู่อ่างเก็บน้ำ ความเร็วของน้ำจะลดลง และตะกอนจะตกตะกอนลงที่ก้นอ่างเก็บน้ำ^{[ 272 ]}ตะกอนยังสามารถเข้าสู่อ่างเก็บน้ำได้จากดินที่ถูกลมพัด ดินถล่ม การก่อสร้างใกล้แหล่งน้ำ และการกัดเซาะจากการชลประทานหรือปริมาณน้ำฝน^{[ 273 ]}ตะกอนในแม่น้ำทั่วโลกประมาณครึ่งหนึ่งถูกกักเก็บไว้โดยเขื่อนประมาณ 8 ถึง 16 ลูกบาศก์กิโลเมตร^ต่อปี^{[ 271 ]}เพื่อบรรเทาปัญหาการตกตะกอนผู้ดำเนินการเขื่อนจึงใช้กลยุทธ์ต่างๆ เพื่อลดปริมาณตะกอนที่ไหลเข้า^{[ 274 ]} การตกตะกอนสามารถลดลงได้โดยการปลูกพืชใน ลุ่มน้ำของอ่างเก็บน้ำหรือโดยการสร้าง^ขั้นบันได^[ 275 ^]  

เขื่อนอาจถูกรื้อถอนโดยเจตนาด้วยเหตุผลต่างๆ เช่น หากเขื่อนก่อให้เกิดอันตรายต่อความปลอดภัย หากเขื่อนไม่สามารถทำหน้าที่ตามวัตถุประสงค์เดิมได้อีกต่อไป เพื่อฟื้นฟูเส้นทางการอพยพของปลา หรือเพื่อปรับปรุงสุขภาพของแม่น้ำปลายน้ำโดยการปรับปรุงการไหลของตะกอน^{[ 276 ]}เมื่อเขื่อนถูกรื้อถอนการประมงจะได้รับการฟื้นฟู การไหล ของน้ำและตะกอนจะกลับคืนสู่สภาพเดิม ตะกอนในอ่างเก็บน้ำจะค่อยๆ ถูกกัดเซาะและไหลลงสู่ปลายน้ำ ความกว้างของแม่น้ำจะเพิ่มขึ้นและการแตกแขนง ของแม่น้ำ จะเด่นชัดมากขึ้น อุณหภูมิน้ำตามธรรมชาติและที่อยู่อาศัย ของสัตว์ จะได้รับการฟื้นฟู^{[ 277 ] [ bb ]}

การรื้อถอนเขื่อนไอรอนเกตในสหรัฐอเมริกา

ในปี 2009 ก่อนการรื้อถอน

ในปี 2024 หลังจากถูกถอดออก

ในสหรัฐอเมริกา แม่น้ำและลำธารถูกกีดขวางด้วยเขื่อนและสิ่งกีดขวางมากกว่า 800,000 แห่ง^{[ 279 ]}มีการรื้อถอนเขื่อนไปแล้วกว่า 1,200 แห่ง ณ ปี 2016 โดยมีการรื้อถอนไปกว่า 600 แห่งระหว่างปี 1996 ถึง 2016 ^{[ 277 ]}ระหว่างปี 2014 ถึง 2018 มี การรื้อถอนเขื่อนสองแห่ง ได้แก่เขื่อนเอลวาและเขื่อนไกลน์สแคนยอนออกจากแม่น้ำเอลวาในสหรัฐอเมริกา^{[ 280 ]} การรื้อถอนเขื่อนทำให้การลำเลียงตะกอนและไม้ไปยังแม่น้ำตอนล่างกลับคืนมา และดินดอนสามเหลี่ยมปากแม่น้ำก็ได้รับการฟื้นฟู^{[ 280 ]}กลุ่มเขื่อนสี่แห่งรวมถึงเขื่อนไอรอนเกตถูกรื้อถอนออกจากแม่น้ำคลามัธในสหรัฐอเมริกา ระหว่างปี 2020 ถึง 2024 การรื้อถอนนี้เป็นผลมาจากการรณรงค์อย่างต่อเนื่องของชนพื้นเมืองอเมริกันและนักสิ่งแวดล้อม หนึ่งในเป้าหมายคือการฟื้นฟู เส้นทางอพยพของ ปลาแซลมอน ที่ใหญ่ที่สุดเส้นหนึ่ง บนชายฝั่งแปซิฟิกของอเมริกาเหนือ^{[ 281 ]}    

ในปี 2021 มีเขื่อนและสิ่งกีดขวางมากกว่า 1,000,000 แห่งในยุโรป และอย่างน้อย 150,000 แห่งไม่จำเป็นอีกต่อไป^{[ 282 ]} เขื่อนและการแบ่งแยกแม่น้ำที่เกี่ยวข้องเป็นสาเหตุสำคัญของการลดลงของประชากรปลาอพยพถึง 55% และการลดลงของความหลากหลายทางชีวภาพของปลาถึง 80% ^{[ 283 ]}ในปี 2024 สหภาพยุโรปได้ผ่านกฎหมายการฟื้นฟูธรรมชาติซึ่งส่งเสริมการรื้อถอนเขื่อนที่ไม่จำเป็น^{[ 279 ] [ bc ]}องค์กรDam Removal Europeพยายามที่จะระบุเขื่อนที่จะต้องรื้อถอนและอำนวยความสะดวกในกระบวนการ^{[ 283 ] [ bd ]} ในปี 2025 มีการรื้อถอนเขื่อนมากกว่า 600 แห่งในยุโรป ซึ่งช่วยฟื้นฟู แม่น้ำและลำธาร ได้ 3,740 กม. (2,320 ไมล์) ^{[ 279 ]}  

เขื่อนเป็นเป้าหมายของการโจมตีในช่วงสงคราม โดยมีการบันทึกการโจมตีเขื่อน 20 ครั้งระหว่างปี 1917 ถึง 1993 อนุสัญญาเจนีวาได้รับการแก้ไขในปี 1949 เพื่อห้ามการโจมตีเขื่อนหากจะก่อให้เกิด "ความสูญเสียร้ายแรงในหมู่พลเรือน" ^{[ 295 ] [ bh ]}

ประเทศส่วนใหญ่ที่มีเขื่อนขนาดใหญ่มีกฎหมายหรือข้อบังคับที่ควบคุมการก่อสร้างและการตรวจสอบเขื่อน ข้อบังคับเหล่านี้แตกต่างกันอย่างมากในแต่ละประเทศ บางประเทศมีหน่วยงานของรัฐที่รับผิดชอบในการตรวจสอบเขื่อน แต่หลายประเทศไม่มี^{[ 297 ] [ bi ]}โดยทั่วไปแล้วข้อบังคับของประเทศส่วนใหญ่ไม่ได้ระบุพารามิเตอร์การออกแบบเขื่อนที่เฉพาะเจาะจง แต่กำหนดให้ปฏิบัติตาม “กฎเกณฑ์ทางเทคโนโลยีที่เป็นที่ยอมรับ” หรือ “มาตรฐานทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี” ^{[ 299 ]}บางประเทศควบคุมเขื่อนในระดับรัฐบาลกลาง แต่บางประเทศควบคุมในระดับจังหวัด/รัฐ^{[ 300 ]}ตัวอย่างเช่น เยอรมนีไม่มีข้อบังคับของรัฐบาลกลาง แต่ละรัฐมีกฎหมายของตนเอง^{[ 301 ]}

เขื่อนปรากฏอยู่ในนวนิยาย ภาพยนตร์ สารคดี เพลงแสตampป์ประวัติศาสตร์ยอดนิยมและโปสเตอร์ทางการเมือง ในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 ศิลปิน โซเวียตเช่นIsaak BrodskyและGustav Klutsis ได้เน้นย้ำถึงเขื่อนขนาดใหญ่ในงานศิลปะที่มุ่งเชิดชูคนงานและอุตสาหกรรม ผลงานของพวกเขาแสดงภาพเขื่อน Mingachevirเขื่อนKayrakkumเขื่อนBratskและเขื่อนDnieper ^{[ 302 ]}

ภาพยนตร์สารคดีสงครามเรื่องThe Dam Busters (1955) แสดงให้เห็นถึงปฏิบัติการทางทหาร ในสงครามโลกครั้งที่ 2 ซึ่งกองทัพอากาศอังกฤษ (RAF)ประสบความสำเร็จในการทิ้งระเบิดเขื่อน Möhneในเยอรมนี ทำให้พลเรือนเสียชีวิตประมาณ 1,600 คน^{[ 303 ]}บริษัทPatagoniaผลิตสารคดีเรื่องDamNation (2014) ซึ่งสนับสนุนการรื้อเขื่อนเพื่อฟื้นฟูระบบนิเวศและประชากรปลา^{[ 304 ]}

หนังสือเกี่ยวกับเขื่อน ได้แก่The Johnstown Flood (1968) โดยDavid McCullough ซึ่งเป็นประวัติศาสตร์ยอดนิยมเกี่ยวกับเหตุการณ์เขื่อนพังทลายในปี 1889และน้ำท่วมที่เกิดขึ้นตามมาในสหรัฐอเมริกา^{[ 305 ]} Edward Abbeyเขียนนวนิยาย เรื่อง The Monkey Wrench Gang (1975) เกี่ยวกับนักเคลื่อนไหวด้านสิ่งแวดล้อมที่พยายามทำลายเขื่อนGlen Canyon ^{[ 306 ]} 

นักดนตรีพื้นบ้านWoody Guthrieแต่งเพลงGrand Coulee DamและRoll On, Columbia, Roll On (ทั้งสองเพลงแต่งในปี 1941) ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของชุดเพลงที่เขาแต่งเกี่ยวกับ โครงการลุ่มน้ำโคลัมเบีย^{[ 307 ]} มีการผลิตเพลงยอดนิยมหลายเพลงในเอธิโอเปียในช่วงทศวรรษ 2010 เพื่อระดมทุนสร้างเขื่อน Grand Ethiopian Renaissance Dam ^{[ 308 ]}