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Le turbine idrauliche convertono l'energia di una riserva d'acqua in posizione elevata o di un corso d'acqua  nell'energia meccanica di un'asta rotante.

La maggioranza delle turbine idrauliche sono simili ai propulsori di un'imbarcazione. Sono formate da diverse lame, o pale, posizionate ad un angolo che può essere modificato a seconda della potenza di uscita richiesta per la turbina.

L'asta rotante aziona un generatore elettrico che trasforma l'energia meccanica in energia elettrica. L'immagine qui accanto mostra la proporzione tra le dimensioni di un piccolo generatore e quelle di un essere umano.

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I bacini idrici sono spesso collocati a monte di aree densamente popolate. Questo rappresenta un considerevole rischio in caso di rottura di una diga, causato ad esempio da attività sismica, che può anche essere provocata dal bacino di acqua trattenuta dalla diga.

La tragedia del Vajont ha reso evidente a tutti l'enorme importanza che può assumere il problema della stabilità delle sponde di un invaso artificiale.

Il 9 ottobre 1963 una massa rocciosa di 300 milioni di metri cubi si staccava dai fianchi del monte Toc (in Veneto, nella provincia di Belluno) e scivolando a velocità vertiginosa nel lago del Vajont dislocava in pochi secondi un volume d'acqua di 48 milioni di metri cubi che, tracimandosul coronamento della diga (con i suoi 265 metri di altezza la più alta diga dell'epoca) con un fronte alto fino a 230 metri, si abbatteva nella gola sottostante e raggiungeva la confluenza del Vajont nel Piave sotto forma di una gigantesca onda di piena, alta circa 120 metri, che spazzava via l'abitato di Longarone espandendosi a ventaglio lungo il corso del Piave seminando morte e distruzione (circa 3000 vittime umane).

Pur senza arrivare alla gravità del disastro del Vajont, il cedimento delle sponde di un lago artificiale può provocare gravissimi danni tanto all'impianto, fino a renderlo del tutto inutilizzabile, quanto a strade, ferrovie, centri abitati, industrie e colture insediati ai margini del nuovo lago.

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Al momento attestato nel modo migliore nella diga di Glanum, Francia, databile al 20 a.C. circa[19] La struttura originale è interamente scomparsa. La sua esistenza è attestata dai tagli nella roccia si entrambi i lati per introdurre la parete della diga, alta 14.7, profonda 3.9m alla base e si restringeva progressivamente fino ai 2.96m della parte superiore. La più antica descrizione di azione ad arco in questi tipi di diga viene da Procopio, intorno al 560 d.C., la diga di Dara[20]

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Gli impianti di ripompaggio consentono di immagazzinare grosse quantità di energia elettrica. Essi mettono da parte l'energia dell'acqua in periodi di bassa richiesta pompando l'acqua da un bacino a quota più bassa in uno a quota più alta Quando poi c'è forte richiesta di energia elettrica  ed è costoso produrla con impianti tradizionali, l'elettricità viene prodotta permettendo all'acqua di scorrere, dal bacino in alto, attraverso la stessa pompa/turbina. Inoltre, molti impianti di immagazzinamento funzionano anche come impianti idroelettrici tradizionali o come pompe per sollevare l'acqua per l'irrigazione con impianti tradizionali, l'elettricità viene prodotta permettendo all'acqua di scorrere, dal bacino in alto, attraverso la stessa pompa/turbina.

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Come funziona una centrale idroelettrica | Edison