古代坝型

据考证，目前所知最早的水坝建于5 000年前的约旦，其目的是向当时的贾瓦（Jawa）城提供饮水，但是在亚美尼亚也许还有为时更早的类似工程。坝工建设在古代就遍布了全球。早在公元前3 000年左右，人类就在亚洲西南部和非洲东北部建造了一些主要用于供水、防洪及水土保持的大坝，在其后1 000年之后，大坝开始用于蓄水灌溉。在公元前1 000年左右，大坝已遍布了世界各地，世界上不同地域的人们都在按照自己的方式建造大坝。

虽然古代大坝结构特点有所不同，但在古罗马帝国时代以前却很难看出各地古坝结构在地域上的优势。不过，它们都有一个共同特点：只用建筑材料的重量去抵御水压力，而不考虑其强度的作用。除约建于公元前2650年的埃及异教徒坝（Sadd el Kafara Dam）以外，其他填筑坝几乎均为匀质坝，即未设防渗心墙。在重力坝中可见到的形式有：①实心坝，大部分由矩形圬工墙构成，最高达19 m。②黏土心墙圬工坝，即2道或3道圬工墙内夹填1道或2道黏土心墙，最高达15 m。③填筑戗体圬工坝（设心墙或不设心墙），即用填筑戗体（实为坝主体）支撑迎水面的单道圬工坝墙，最高达7 m（如埃及的马拉坝）。这类坝也可认为是圬工坝面填筑坝。

在古罗马时代，几乎所有的水坝都以岩石为基础，具有厚度不变的简单坝体结构；在高度适中的大坝上则采用坝顶行洪的溢流方式。在坝体形状上，坝坡单面或双面呈倾斜状者十分罕见，也很少把坝体设计成拱形（参见古罗马帝国水利工程）。然而，在葡萄牙东南部埃武拉（Evora）以东约15 km的蒙特娄武（Monte Nove）却发现了一座真正的古罗马拱坝。

随着社会的进步，筑坝技术不断发展，各类坝型趋于更为合理，开始逐渐向现代坝型转化。下面是几种典型的古代水坝。

图1 异教徒坝断面图（单位：m）

异教徒坝

位于埃及杰赖维干河（Wadi Garawi）上，建于公元前2650年左右，即金字塔时代的初期。该坝高14 m，坝顶长113 m，是世界上迄今所知的具有如此规模的最古老的水坝。该坝为一座土石填筑坝，其坝体横断面过大，上下游坝壳为堆石筑成，中间填筑粉砂和砾石防渗心墙。其上下游坝面均用每块重约300 kg的石块精心砌筑了护坡坝面（图1）。该坝的建设工期大约为8～10年。

贾瓦4号坝

位于约旦的古贾瓦（Jawa）城附近，建造年代为公元前3000年左右，工程主要目的是为当时的贾瓦城供水。该坝内部构造十分复杂，其挡水部分由2道干砌圬工坝墙组成，中间为一道厚2 m的黏土心墙。此外，在坝体上游坝踵前还设有一道防渗铺盖。整个坝体结构的稳定由下游坝壳的填筑戗体保证。后来该坝的坝体也加高了1 m，心墙宽度增加到了7 m左右。但基本上遵循着同样的设计规则。而且，为了放空水库时排水便利，在上游挡水墙后布置了一透水的碎石垫层，从而保护了该挡水墙不受水的反压力的影响（图2），这种预防措施仅在现代才又被开发出来。

图2 贾瓦4号坝断面图（单位：m）

图3 帕斯坎塔·乌尔沙坝断面图（单位：m）

古代斯里兰卡僧伽罗人建造的大坝

基本上都是均质土坝，具有异常平缓的坝坡，上游面都铺设了一层鹅卵石护坡以抵御风浪的冲刷，而且几乎所有大坝均考虑在不同高处设置了泄水口。为了防止漫顶，都在水库周边的石质低洼处设置了一座或几座溢洪道。这些溢洪道多数为干砌或浆砌圬工结构，下游面均用块石精心砌筑。图3为僧伽罗人修建的帕斯坎塔·乌尔沙坝的典型断面。

图4 普龙坝断面图（单位：m）

墨西哥普龙 （Purron） 土坝

位于墨西哥城东南260 km处，始建于公元前700年左右，当时坝高3 m，以后几经加高，在200年左右加高到18 m，坝体体积达37万m³，库容达到了510万m³。它的基本构造为干砌石坝壳内加纵横圬工墙构成的框格，然后在其内填沙质土，上游坝面设一道坚实的挡水坝面（图4）。

西班牙科纳尔博（Cornalbo）坝

为一座古罗马坝，位于西班牙梅里达（Merida）市东北12 km处。该坝高24 m，体积7万m³。上游设挡水圬工坝墙，其挡水面向下游倾斜，坝墙内部设纵横圬工墙支撑系统，其内用碎石和黏土充填。坝墙下游侧后为一土石填筑的支撑戗体，以提高整座大坝的稳定性（图5）。坝前设一座进水塔与设在坝基内的泄洪通道相连。这种做法在古坝上十分罕见，但在现代坝上却常用。

蒙特娄武（Monte Nove）坝

据考证，蒙特娄武坝是古罗马人修建的。它是一座真正的拱坝，坝高5.7 m，包括两端翼墙在内坝长52 m，坝体中部呈半径为19 m、中心角约为90°的弧形。坝体由用石灰砂浆水平铺砌的片麻岩石块构成。该坝设计的突出特点在于其呈弧形弯曲状的坝体两端均直接接入了其两侧翼墙，从而不需要设置用以吸收水平拱推力的任何形式的拱座（图6）。类似设计一直到1300年才在伊朗中部的凯巴尔（Kebar）拱坝中再一次得到应用。

图5 科纳尔博坝断面图（单位：m）

图6 蒙特娄武坝断面图（单位：m）

古赛拜（Qusaybah）坝

约建于7~8世纪，位于当时阿拉伯人权力中心麦地那（Medina）附近，为一座重力坝。坝体由2道干砌圬工外墙和其间填筑的黏土及毛石坝心构成。坝高30 m，长205 m，在平面布置上略呈弯曲状（图7） 。

莫蒂塔拉夫坝

位于南印度迈索尔（Mysore）北部，建于11世纪。坝高24.4 m，上游坝面全部用琢石石块衬护，坡度为2∶3，下游坝面坡度为1∶1。为了使大坝具有承受库水压力的足够体积，仅其坝顶宽度就超过了坝高（图8）。

蒂比（Tibi）坝

位于西班牙东南部，为一座拱坝，建于1580～1594年，坝高46 m，坝体体积为3.6万m³，由毛石砌筑而成，外面为块石护面。该坝在平面上呈曲线形，拱曲半径为97 m，中心角为55°，坝体横断面非常稳定（图9）。

图7 古赛拜坝断面图（单位：m）

图8 莫蒂塔拉夫坝断面图（单位：m）

图9 蒂比坝断面图（单位：m）