سد (Dam) :

سد های آبی

کشور ایران با وسعت ۱/۶۸۴/۰۰۰ کیلومتر مربع یکی از فلات‏های پهناور آسیاست حدود جنوبی آن خلیج فارس و دریای عمان،حد شمالی دریای خزر، حدغربی آن کوههای زاگرس و حوزه اروند رود است که در شرق به کوههای پامیر محدود می باشد.

میانگین بارندگی سالانه کشور آن حدود ۲۵۰ میلیمتر است که کمتر از میانگین بارندگی آسیا و حدود یک سوم  میانگین جهانی می باشد. تنوع اقلیمی، شرایط توپوگرافی و جغرافیایی، توزیع ناموزون مکانی و زمانی جریانهای سطحی در انطباق با نیازهای آبی و تغییرات شدید بین سالی از ویژگیهای هیدورلیکی بخش وسیعی از کشور محسوب می شود. از این رو حفظ و نگهداری منابع آبی از اهمیت بالایی برخوردار است. یکی از مهم ترین راه های نگهداری از منابع آبی احداث سد می باشد. صنعت سدسازی با شیوه های مدرن به ویژه سدهای با مقیاس بزرگ در حدود سه دهه قبل در ایران آغاز گردیده است. مطالعه و طراحی سدهای مخزنی بزرگ از حدود سالهای ۱۳۲۷ شروع و احداث این سدها از اواخر دهه ۱۳۳۰ صورت عملی به خود گرفت.

مهار آبهای سطحی و توسعه بهره برداری از منابعی که بدون مصرف از دست می روند و به طور بارز در سرلوحه برنامه های توسعه اقتصادی اجتماعی کشور قرار گرفت. با عنایت به اهمیت خاص کنترل هرچه بیشتر آبهای سطحی و ضرورت بهره گیری مدبرانه از آنچه تاکنون از دست رفته بود تلاشهای گسترده أی از سوی وزارت نیرو صورت گرفت تا جائی که آمار سدهای احداث شده طی دو دهه پس از پیروزی انقلاب از ۱۳ سد به ۶۰ سد افزایش یافت. در حال حاضر، در برنامه تامین آب کشور ۷۰ سد مهم و ۴۸ شبکه آبیاری زهکشی در دست اجرا قرار دارد که نمایانگر توان بالای مهندسی در کشور ایران است ، با این تحول شگرف هم اکنون صنعت سدسازی کشور به مرحله خودکفائی رسیده است و کلیه مراحل مطالعه طراحی ، نظارت، ساخت، مدیریت و بهره برداری از سد های مخزنی به دست توانای مهندسین کشور صورت می گیرد.

اصولا سدها به منظور ذخیره آب و تامین آب شرب و کشاورزی و صنعت ساخته می شوند هرچند مهار سیلابها و ایجاد ارتفاع آب به منظور تامین انرژی پتانسیل برای ایجاد نیروگاه نیز می تواند از اهداف اولیه احداث سدهای بلند باشد. در مورد بندهای انحرافی، انحراف آب و یا تقسیم آن هدف اصلی را تشکیل می دهد. البته پس از احداث سدها ، دریاچه می تواند فواید دیگری از قبیل قایق رانی، پرورش ماهیها، و زیبایی طبیعت در برداشته باشد. در انتخاب نوع سدها می توان انواع سدها را ابتدا به دو گروه رده بندی نمود: سدهای بتنی و سدهای خاکریزی ویژگی سدهای خاکریز که ممکن است خاکی یا پاره سنگی باشد عبارت از این است که این سدها را می توان بر شالوده های غیر سنگی نیز بنا نمود، از این رو محدودیتی از دیدگاه استحکام زمین مانع احداث آنها نمی شود. به طور کلی اگر عرض منطقه آبگیر (پهنای دره) خیلی وسیع باشد یا شالوده آن محل غیر سنگی باشد ساختن سد بتنی معمولا مقدور نیست یا در صورت امکان، اقتصادی نخواهد بود، در صورتی که در همین شرایط احداث  سد خاکریز هم مقدور می‌باشد و جای بررسی دارد. مواردی نیز وجود دارد که مزایا و معایب هر دو نوع سد (خاکریز و بتنی) ممکن است تقریباً مساوی باشد در این شرایط تشخیص ارجحیت یکی بر دیگری بر عهده کارشناسان با تجربه است. بدیهی است طرح بهینه و تصمیم نهایی هنگامی قابل دفاع است که جمیع عوامل موثر از قبیل عوامل اقتصادی وضعیت زمین شناختی، محل کارایی نوع سدها برای هدف مورد نظر امکان ایجاد و حمل و نقل مصالح مورد نظر مدت زمان ساخت و گاهی مدت زمان انحراف آب، امکان دسترسی به نیروی انسانی، مسئله هزینه سرریز و حفاظت آن، مسائل مربوط به زیرابها و دریچه ها و حتی مسئله زیبایی مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته باشد.

انواع سدها را می‌توان از دیدگاه مصالح، فرم ساختمانی، هدف از احداث سد، نوع سرریز یا ویژگی‌های دیگری رده‌بندی کرد. آنچه معمولا در نامگذاری‌ها مشاهده می‌شود عبارت است از:

انواع سد ها از نظر مصالح

–  بتنی وزنی که پایداری آن براساس وزن آن است.

–  بتنی قوسیکه ممکن است تک قوسی یا دو قوسی باشد.

–  بتنی پایه دار و پشت‌بند‌دار

–  پاره سنگی(که سنگی و سنگریزه ای هم گفته می‌شود)

–  خاکی و پشت‌بند‌دار

–  پاره خاکی و پاره سنگی

1- بتنی وزنی :

این گونه از‌سدها عمدتاً کوتاه هستند و ارتفاع آنها بین ۱۵ تا ۲۰ متر می باشد ، این سدها به دلیل وزن زیادی که با بتن برای آن بوجود می آورند بر اثر فشار آب حرکت نمی کند و از جای خود تکان نمی خورد. در این نوع سد سرریز شدن آب مشکلی ایجاد نمی کند . این سدها در دره های عریض ساخته می شوند . این نوع سد در برابر تغییر درجه حرارت  نیز هیچگونه حساسیتی ندارد. احداث این نوع سد ها در ساختگاه هایی بیشتر کاربرد دارد که پی مستحکم داشته باشد.

۲- بتنی قوسی :

این سدها معمولاً در درهای باریک با شیب زیاد و از جنس سنگ اجرا می گردد و می تواند دو قوسی نیز باشند و در راستای عمودی و افقی دره دو حالت قوس داشته باشند. حسن این سدها این است که اگر به هر علتی در بدنه آنها ترک ایجاد شود خود نیروی فشار اعمالی از جانب آب پشت سد باعث هم آمدن این ترکها ( ترکهای حرارتی) می شود. احداث این نوع سد ها  دارای پیچیدگی بسیاری می باشد.

۳- بتنی پشت بند دار:

سدهای پشت بند دار از نوع بلند هستند و با عث جلوگیری از خمشهای زیاد در بتن می شوند و برای تصور آن می توان اینگونه آنرا تشبیه کرد که دیواری بلند را که دارای پی در زمین است با تیرچه هایی در پشت آن نیز محکم نگه داشته شود تا فرو نریزد. در واقع این سد ، همان سد بتنی وزنی می باشد که برای کاهش وزن سد در نقاطی از بدنه سد که تنش کمتری وجود دارد بتن حذف شده است و توخالی اجرا شده است.

۴- سنگریزه ای :

این سدها خودبخود غیر همگن می باشند و حتماً باید یک بافت آب بند در مرکز آن قرار گرفته باشد. شکل این سدها درست مانند سد ناهمگن خاکی با هسته رسی می باشد با این تفاوت که در مرکز سد به جای رس از سنگ ریزه نفوذ ناپذیر استفاده می شود و در دور تا دور سد سنگریزه های دشت تر ریخته می شود. در برخی موارد رویه سد را به جای سنگریزه با بتن می پوشانند که در آنصورت دیگر نیازی به هسته آب بند نمی باشد. اینگونه سدها اغلب از نوع بلند می باشند. این نوع سد در برابر زلزله بسیار مقاوم هستند . سنگهای ریخته شده برای سد بایستی خاصیتهایی از قبیل جذب کم آب ، سایش کم ، مقاومت فشاری بالا و در برابر سرد و گرم شدن مقاومت خوبی داشته باشند.

۵-خاکی :

سدهای خاکی مصالحشان را از همان منطقه احداث و یا نواحی نزدیک تأمین می کنند ، و اصولاً دارای هسته رسی می باشند . رس بر اثر تماس با آب مانع نفوذ و انتقال آب و رطوبت می گردد و مانند نوعی عایق رطوبتی عمل می کند . اگر عمده مصالح تشکیل دهنده سدخاکی یکسان باشند ، سد را همگن می گویند و در غیر اینصورت ناهمگن. اگر کل بند خاکی از رس باشد بند خاکی همگن است ، اما اگر هسته مرکزی سد رس باشد و دور هسته مرکزی را با سنگهای دانه درشت پر کرده باشند ، سد غیر همگن محسوب می شود. از نظر تحلیل و آنالیز این نوع سدها بسیار حساس می باشند و در عین حال از نظر اجرا و پیاده سازی ساده تر می باشند.اجرای این بند در رودخانه های عریض ساده تر است. مصالح این بند اعم از ریز دانه و درشت دانه بایستی در دسترس باشد. این بندها برای زمینهایی نامناسب  از نظر مقاومت مناسب ترین نوع بند می باشند. احداث سدهای خاکی از دیگر سد ها مرسوم تر می باشد چرا که مصالح آن در دسترس بوده و اجرای آن پیچیدگی ندارد و اینگونه سد های دارای انعطاف پذیری زیادی بوده و در جاهایی که لرزه خیزی بالایی دارند بسیار مناسب هستند چرا که سدهای بتنی به علت صلب بودن تحت اثر زلزله دچار شکست می شوند این در حالی ات که سد های خاکی منعطف بوده و خاصیت خودترمیمی دارند.

اگر این مانع آبی بدون مطالعه و بررسی کافی زمین‌شناسی احداث گردد، بی شک تنها یک فاجعه اقتصادی و محیط زیستی از خود بجا می‌گذارد. تمامی نواحی که دریاچه سد‌آبی آن‌ها را می‌پوشاند و همچنین زیر سازه سد‌آبی باید بطور دقیق مورد گمانه زنی‌های کارشناسی قرار گیرد. وجود تنها یک بخش آهکی در اطراف دریاچه باعث خواهد شد تا آب به تدریج بخش آهکی را از بین برده و به خارج راه نفوذ پیدا کند یا در دراز مدت برهم ریختن محاسبه‌ها را سبب شود. نظیر چنین واقعه‌ای برای سد لار افتاد و این سد در حال حاضر از یک سوم ظرفیتش بهره‌برداری می‌نماید.

در سال ۱۹۵۹ میلادی فاجعهٔ فروریختن سد قوسی مالپاست در آلپ-ماریتیم فرانسه که بنا به ضابطه‌های امروز، شاید به سبب شیب افقی زیاد و ناآگاهی از وجود سنگ‌های دگرگونی و گنیس در محل باشد، رخ داد.

مطالعات زیست‌محیطی به مجموعه مطالعاتی گفته می‌شود که اثر تغییرات ایجاد شده توسط سد و دریاچهٔ آن و همچنین تقلیل آب پایین دست را بر روی زیست‌بوم منطقه شناسایی، محاسبه و هزینه یابی می‌کنند. علاوه بر این، این اثر باید بر روی شهرها و روستاها و سایر المان‌ها (همچون آثار باستانی در مورد سد سیوند) در کنار ارزیابیتاثیرها بر محیط زیست مورد بررسی قرار گیرند تا در محاسبه‌های سود و زیان کلی پروژه، و گزینش‌های پایانی در نظر گرفته شوند؛ که در کنار این شناخت بااستفاده از مدل‌سازی اطلاعات ساختمان می‌توان به بهینه‌ترین برنامه تعمیرات و نگهداری هر ساختمانی از جمله سازه سد رسید که بهره برداران را در راهبری این گونه سرمایه‌های ملی یاری می‌دهد.

چنانچه سد نسبتاً بزرگی باشد و هدف از ایجاد آن ذخیره آب باشد مخزنی نامیده می شود. و در صورتی که هدف از احداث آن انحراف مسیر رودخانه یا تقسیم آب به صورت موقت یا دائم باشد آن را بند انحرافی می نامند. ارتفاع بعضی بندهای انحرافی ممکن است به ۸ متر و حتی ۱۰ متر هم برسد. در گونه های مختلف سدها ممکن است سرریز سد از تاج سد بگذرد و یا مسیر دیگری بپیش بینی شود. در مورد سدهای بتنی عبور سرریز از تاج سد معمولا مشکلی ندارد ولی در خصوص سدهای خاکی و پاره سنگی، پیش بینی مسیر سرریز از روی تاج سدهای خاکی، متضمن قبول خطر فوق العاده زیادی است و همین علت تقریباً همیشه سرریز بند خاکریز در مسیر دیگری جز روی بدنه بند طراحی می شود. استثنائاً تعدادی سدهای خاکی که سرریز آنها روی آنهاست گزارش شده است.

اگر به دنبال اطلاعات بیشتر میگردید روی اینجا کلیک کنید.