Gigantisk mur överträffar världens alla kraftverk

Som genom ett trollslag lyses en kväll år 1878 galleriet på herrgården Cragside i Northumberland upp av en elektrisk lampa.

Målningarna på väggen badar plötsligt i vad som känns som dagsljus, och herresätets ägare, ingenjören William George Armstrong, strålar i kapp med det artificiella ljuset.

För första gången i historien har ett hus lysts upp av elektricitet från vattenkraft, och bakom genombrottet står Armstrong själv. Inspirerad av en vattenkvarn i närheten har den framsynte uppfinnaren i ett vattendrag nära sitt hem byggt en damm med tillhörande vattenreservoar, som driver en generator med en effekt av åtta hästkrafter.

Världens första vattenkraftverk är inte särskilt stort, men vad det saknar i omfång uppväger det för i betydelse. Kraftverket markerar starten för en epok då mänskligheten drar nytta av vattenkraft för att producera el, en epok som kulminerar år 2012, i bygget av ett så stort vattenkraftverk att det kan producera lika mycket energi som 22 kärn- eller kolkraftverk.

Dammen syns från rymden

Historiens hittills största damm, De tre ravinernas damm, är 185 meter hög och 2 335 meter bred. Den tornar upp sig i dalen San Xia i den kinesiska provinsen Hubei.

Byggnadsverket hindrar Asiens längsta och vattenrikaste flod Chang Jiangs lopp. Dammen är så imponerande att vissa kallar den världens åttonde underverk.

Enligt Nasa är den så enorm att den är en av få mänskligt skapade strukturer som syns med blotta ögat från rymden.

Dammen är en del av världens största vattenkraftverk, som kan producera 22 500 megawatt. I jämförelse producerar ett genomsnittligt kol- eller kärnkraftverk cirka 1 000 megawatt.

I konstruktionen finns även världens högsta fartygshiss, som kan flytta upp till 3 000 ton tunga fartyg från den ena flodnivån till den andra.

Bakom dammen har det bildats en ofantligt stor reservoar, som sträcker sig 60 mil in bland de branta bergssluttningarna. Den har lagt enorma landområden under vatten.

Omkring två miljoner människor har tvångsförflyttats i samband med bygget, då hela dalgångar med städer och åkrar sattes under vatten.

Syftet med betongkolossen är dels att tämja Chang Jiang och förhindra återkommande naturkatastrofer längs bräddarna – bara på 1900-talet miste cirka 300 000 människor livet till följd av kraftiga översvämningar – dels att förse miljonstäder som Wuhan, Nanjing och Shanghai med miljövänlig el.

Ursprungligen planerade man att kraftverket skulle täcka cirka tio procent av Kinas totala elbehov, men på grund av landets ständigt ökande elförbrukning täcker kraftverket nu bara cirka tre procent av behovet.

Barriär raserades med 181 ton sprängmedel

Idén till det gigantiska kraftverket lades fram år 1919 av revolutionsledaren Sun Yat-sen. Det var dock först år 1994 som arbetet med att förverkliga hans vision inleddes. I december det året förvandlades San Xia till en enorm byggarbetsplats där över 40 000 människor arbetade i treskift.

Dammbygget tog hela 18 år; kraftverkets 32 turbiner togs i bruk år 2012.

Utmaningarna längs vägen har varit många. För det första behövde ingenjörerna dirigera om den mäktiga floden, så att det över huvud taget gick att påbörja bygget.

Så kallade kassuner, tillfälligt byggda vattentäta lådor, gjorde det möjligt att konstruera dammen i etapper.

Under byggnationen hölls delar av Chang Jiang öppna växelvis, så att floden kunde flöda fritt och fartyg passera.

Den 6 juni 2006 sprängdes den sista kassunen i en jättelik explosion som varade i tolv sekunder.

Man använde 181 ton sprängmedel, tillräckligt för att jämna 400 tiovåningsbyggnader med marken, och 2 540 detonatorer för att pulvrisera den 580 meter långa och 140 meter höga barriären, som sedan år 2003 hållit tillbaka den mäktiga Chang Jiangs flöde.

Tyngd gör dammen stabil

Människan har konstruerat dammar i över 5 000 år. En av de äldsta kända är den 4,5 meter höga och 80 meter breda Jawadammen, som byggdes av jord och sten i nordöstra Jordanien cirka år 3000 före Kristus.

Dammen höll tillbaka vatten från ett litet vattendrag, så att de lokala bönderna kunde använda det till konstbevattning.

Omkring 400 år efter bygget av Jawadammen uppförde egyptierna år 2600 före Kristus dammen Sadd el-Kafara, som med sin höjd på 14 meter och sin längd på 113 meter var enorm för sin tid.

Dammen, som bestod av 100 000 ton grus och sten hann dock aldrig bli klar. Efter att ha varit under konstruktion i cirka tio år spolades den bort av skummande vattenmassor.

Under århundradena som följde uppförde visionära byggherrar talrika dammar tvärs över floder och mindre vattendrag runtom i världen, antingen för att förhindra översvämningar eller för att använda det lagrade vattnet till konstbevattning, dricksvatten eller vattenkraft.

I slutet av 1700-talet uppförde mexikanska pionjärer historiens första gravitationsdammar med trekantigt tvärsnitt. Just denna profil skulle i framtiden fortsätta sitt segertåg runtom i världen. Den används bland annat i De tre ravinernas damm.

Det är gravitationsdammens egen tyngd som ger den sin stabilitet, och den står emot vattentrycket tack vare sin höga vikt.

Murare uppfann mirakelmaterial

Ett avgörande genombrott i dammbyggnationens historia gjordes när den brittiske muraren Joseph Aspdin år 1824 uppfann ett nytt, extremt beständigt byggmaterial, portlandcementen, som i dag är den vanligaste cementen. Den ingår som bindemedel och grundingrediens i betong.

Redan de gamla romarna använde cement, som de framställde genom att blanda vulkaniska jordarter med kalk. Pantheontemplet i Rom är ett praktexempel på romerska cementbyggnader, men med tiden gick kunskapen om cementen förlorad. De väcktes till liv igen först på 1700-talet.

Med Aspdins genombrott fick cementen fotfäste som det vanligaste byggmaterialet.

År 1872 stod historiens första betongdamm klar, gravitationsdammen Boyd Corners Reservoir i Kent i den amerikanska delstaten New York.

Konstruktionen, som var baserad på portlandcement, bebådade en ny epok i dammbyggandets historia, som tillfälligt kulminerade på 1930-talet i och med konstruktionen av den 221 meter höga och 379 meter långa Hooverdammen i Coloradofloden på gränsen mellan de amerikanska delstaterna Nevada och Arizona.

Närmare sex miljoner ton cement, tillräckligt för att bygga en 1,2 meter bred trottoar hela vägen runt ekvatorn, användes till det imponerande byggnadsverket, som uppfördes mellan åren 1931 och 1936 av 21 000 man under ledning av den amerikanske civilingenjören John L. Savage.

Syftet med Hooverdammen var bland annat att motverka översvämningar och producera el.

I Kina gick bygget av världens största damm inte obemärkt förbi. År 1944 bjöd den kinesiska regeringen in Savage på besök, så att han kunde undersöka förutsättningarna för att bygga ett gigantiskt kraftverk i De tre ravinerna.

Enligt Savage skulle en kinesisk megadamm inte bara kunna tämja Chang Jiang, utan också, tack vare flodens potential för vattenkraft, bidra till att höja levnadsstandarden i Kina.

Nederländare vill dämma in Nordsjön

Savage dog år 1967, så han fick aldrig se sin drömdamm bli verklighet, men han fick rätt i sin förutsägelse om dammens enorma potential. Medan Savages kraftverk vid Hooverdammen har en kapacitet på cirka 2 080 megawatt kan kraftverket vid De tre ravinernas damm brösta sig över det tiodubbla.

I framtiden kommer kanske De tre ravinernas damm själv att överträffas, åtminstone ifall en vision om att bygga en jättelik damm tvärs över Nordsjön förverkligas.

År 2020 föreslog oceanografen Sjoerd Groeskamp vid Royal Netherlands Institute for Sea Research (NIOZ) det enorma byggprojektet Northern European Enclosure Dam (NEED), som ska skydda Nordvästeuropa mot översvämningar orsakade av klimatförändringar.

En 475 kilometer lång damm mellan Skottland och Norge samt en 161 kilometer lång damm över södra delen av Engelska kanalen skulle enligt Groeskamp och hans kollegor kunna skydda 25 miljoner européer mot havshöjningar när isen i Antarktis helt eller delvis försvinner.

Det ofantliga byggnadsprojektet, som enligt oceanograferna skulle kosta någonstans mellan 250 och 500 miljarder euro, skulle förvandla Nordsjön till en stor insjö och ta cirka 20 år att bygga, bara två år mer än De tre ravinernas damm, som för närvarande står som ett monument över ingenjörskonstens främsta bedrifter.

Artikeln utgavs första gången 2021.