سد یا بند یکی از سازه های مهم کشور است
در واقع این سدها در برابر خیل عظیمی از ﺁب ها قرار می گیرند و آن ها را متوقف و مهار می کنند. با این توقف آب، در پشت این بندها دریاچه ای به وجود می آید که به آن ها مخزن می گویند. هدف از ایجاد این مخزن ها جمع آوری آب است تا در مواقع مورد نیاز از آن ها استفاده شود.
از جمله مواردی که از آب های پشت سد استفاده می شود می توان به تامین آب شرب، آبیاری مزارع، مصارف کشاورزی، مصارف خانگی، پرورش آبزیان، تولید برق و ... اشاره نمود.
البته علت ایجاد و ساخت سد در کشور فقط همین موارد نیستند بلکه از آن ها به منظور جمع آوری باطله و گرفتن رسوب اب ها نیز استفاده می شود. در حال حاضر، سدهای هیدرولیکی یا آبی رایج ترین سدهای ساخته شده در ایران هستند.
سد یا بند
از طرف دیگر، سد که به زبان فارسی دری به آن بند می گویند یک مانع خوب برای نفوذ جریان های عمده آب و مهار کردن آن ها است. این بندها، دیوارهای مستحکمی هستند که می توانند مسیر آب را در عرض دره ها تغییر دهند و یا آن ها را بین دو کوه نگه دارند.
نگهداری آب در پشت این بندها سبب شد که بتوانند در مواقع ضروری به کمک انسان ها بیایند و در مواقع بی آبی، بتوان از آب پشت سدها استفاده کرد. علاوه بر این، اگر این بندها در جای درست و مناسبی ساخته شوند حتی می توانند جلوی طغیان های آبی و سیل ها را هم بگیرند.
حال اگر می خواهید بدانید سدها چگونه ساخته می شوند و چه دلایل دیگری برای ساخت سدها وجود دارد می توانید با ما در ادامه ی مطلب همراه باشید.
سدها یکی از پیچیده ترین سازه های حال حاضر دنیا هستند
در پشت بندها، دریاچه ای به وجود می ﺁید. ﺁب این دریاچه می تواند آب شرب انسان ها و چهارپایان را تامین کند، می تواند بسیاری از زمین های خشک کشاورزی را آبیاری کند و همچنین جاری شدن آب این بندها ماشین هایی به نام توربین را به حرکت در می آورند که مولد برق هستند و سبب تولید برق کشور می شوند.
موضوع مهمی که در تمامی بندها مطرح است انبوه آبی است که در پشت دیوارهای بندها جمع می شوند و نیروی زیادی به دیوارها وارد می کنند. به همین دلیل مهم ترین مساله در طراحی این سازه ها، مسائل استاتیکی یا همان ایستایی می باشد. برای اینکه به این نیرو غلبه شود و بندها حالت پایداری داشته باشند باید ﺁبگیری و یا تخلیه ی بندها به صورت پیوسته انجام گیرد.
برای اینکار، تمام بندها دارای یک سرریز هستند. این سرریزها یک راه و یا تونل شیبداری هستند که به کمک آن ها می توان آب پشت بندها را به صورت تدریجی خارج کرد. سرزیرها یکی از مهم ترین بخش های هر این سازه ها هستند چرا که مانع سرریز شدن ﺁب ها از لبه ی بالایی آن ها می شوند و با این کار، آب پشت بندها را ثابت نگه می دارند.
مهم ترین کار این سازه ها جمع آوری آب در پشت دیوارهایش است که با این کار می توان مشکلات زیادی را حل کرد. تامین آب ﺁشامیدنی انسان ها آبیاری زمین های کشاورزی، مهار سیلاب ها و تامین انرژی پتانسیل به منظور تولید برق از مهم ترین دلایلی ایجاد این سازه ها می باشند.
البته بعد از احداث این سازه ها، از دریاچه ی پشت آن می توان استفاده های گوناگونی کرد مثل قایق رانی، پرورش ماهی و ایجاد تفرجگاه های طبیعی و ...
مراحل ساخت سدها
سدها یکی از پیچیده ترین سازه های حال حاضر دنیا هستند. به گونه ای که ساخت یکی از این سازه ها، نیازمند سال ها مطالعه و تعداد بسیار زیادی نیروی انسانی است. لذا چگونگی ساخت آن ها نیازمند بررسی مراحل گوناگونی دارد که از جمله ی آن ها می توان به بررسی موقعیت کارگاه، اطلاعات هیدرولوژیکی، اطلاعات محیط زیست، اطلاعات زمین شناسی و اطلاعات مربوط به مخزن و ساخت سد دارد.
علاوه بر این، در حال حاضر بندهای دیواری مختلفی در سطح کشور و دنیا ساخته می شوند که طبیعتا نحوه ی ساخت آن ها با هم متفاوت است. اما به طور کلی، چند مصالح در کل این سازه ها استفاده می شوند که شامل خاک، سنگ، باطله های معدنی یا کارخانه ای، آجر و سنگ و ملات، چوب، پلاستیک و فولاد می باشد.
در حال حاضر، بتن، خاک و سنگ از مهم ترین مصالحی هستند که در ساخت انواع بندها مورد استفاده می گیرند.
این سازه، بنایی است که از کنار هم چیدن چندین جزء ساخته می شود. آجر و سنگ مهم ترین مصالح این سازه های بنایی هستند که از طریق ملات سیمانی به هم متصل می شوند. این نوع سازه ها به دو نوع قوسی و وزنی تقسیم می شوند.
رایج ترین مصالحی که در ساخت این سازه ها مورد استفاده قرار می گیرد بتن است. البته برای اینکه این سازه به یک سازه ی ایده آل تبدیل شود باید چگالی و مقاومت بتن، مناسب باشد. در حال حاضر بزرگترین سدهای دنیا به این روش ساخته می شوند. علاوه بر این از این ماده در انواع سدهای قوسی، وزنی و پشت بنددار استفاده می شود.
این نوع سازه ها با خاک های معمولی ساخته می شوند. عموما از این سازه ها در مناطقی استفاده می شود که فونداسیون خاکی ضعیفی دارند و تحمل وزن سازه های ملاتی را ندارند.
از آنجایی که در این سازه ها از خاک های معمولی استفاده می شود لذا هزینه ی ساخت آن ها بسیار کمتر از سازه های دیگر است.
انواع سد
مواد اصلی تشکیل دهنده ی این سازه ها، مواد سنگی ریز و درشت می باشند. قسمت بالایی این سازه ها، خشک چین های بدون ملات و قسمت پایینی آن هم سنگ های آواری قرار دارد. همچنین برای اینکه از نفوذ آب به قسمت های بالایی این سازه جلوگیری شود از یک لایه دال بتن آرمه استفاده می شود.
این سازه ها از پایداری بیشتری نسبت به بندهای خاکی برخوردار هستند. همچنین ماهیت انعطافپذیری این سازها سبب می شود که در برابر بارهای دینامیکی مقاومت بیشتری از خود نشان دهند.
این سازه ها استوانه های پلاستیکی هستند که از آن ها برای افزایش سطح ﺁب های بالادست استفاده می شوند. از این سازه ها هم در رودخانه ها و هم در مسیر کانال ها و تاج سدها استفاده می شود.
این سازه ها موقتی هستند که به کمک الوار و تخته های چوبی ساخته می شوند. همچنین ارتفاع آن ها کم است و عموما بین 2 تا 8 متر می باشد. این سازه ها از رایج ترین آب بندها در گذشته بودند. از جمله کاربردهای این سازه، انحراف ﺁب به سوی سدهای اصلی و همچنین کنترل کردن جریانات آب حاصل از سیلاب ها است.
این سازه ها از هزینه ی کمتری نسبت به سایر آب بندها برخوردار هستند. اما امروزه دیگر از این سازه ها استفاده نمی شود چرا که هم طول عمر کمی دارند، هم کاربردهای آن ها محدود است و هم استفاده از چوب که ماده ی اصلی این سازه ها منسوخ شده است.
این سازه ها در اوایل قرن 19 میلادی معادل قرن 12 هجری وارد صنعت سدسازی شد. روش ساخت این سازه ها به این صورت است که ابتدا چندین ورق به حالت های شیبدار قرار می گیرند و سپس، چندین تیر باربر در پشت این ورقه ها جانمایی می شوند. اما از آنجایی که هزینه ی ساخت این سازه ها نسبت به آب بندهای بتنی، خاکی و ملاتی بسیار بالاتر است لذا نمی توان از آن ها به عنوان یک سازه ی دائمی استفاده کرد و یک پروژه ی شکست خورده و ناموفق تلقی می شود.
البته در حال حاضر از این نوع سدها مانند سدهای چوبی به صورت سازه های موقت استفاده می کنند. ارتفاع این سازه ها بین 15 تا 18 متر است.
انواع سد براساس ساختار
همان طور که اشاره نمودیم سدها انواع بسیار مختلفی دارند. علاوه بر اجزا و مصالح تشکیل دهنده ی آن ها که سبب شده این سازه ها به انواع مختلفی تقسیم شوند نوع ساختار آن ها از دیگر عواملی است که سدها را به انواع مختلفی تقسیم می کند.
به طور کلی سدها بر اساس نوع ساختار به انواع زیر تقسیم می شوند:
• سد قوسی: جنس این سدها بتنی است که یک انحنای محدب در خلاف جهت جریان آب دارند. نوع ساخت و ساختار این سازه ها به گونه ای است که مقدار مصالح کمتری برای ساخت نیاز دارند. لذا یکی از بهینه ترین و مقرون به صرفه ترین سدها بشمار می رود و یک گزینه ی کاربردی برای مناطق دور افتاده است. خود این سازه ها بر اساس معیارهایی همچون زاویه، شعاع و انحنا به انواع مختلفی تقسیم می شوند.
• سد وزنی: از مهم ترین مصالح این سازه ها می توان به بتن های معمولی، بتن های غلتکی، بتن های آرمه و یا مصالح بنایی اشاره نمود. این سازه ها نیز دارای انواع مختلفی هستند که از جمله ی آن ها می توان به بتنی حجمی، ملاتی و تو خالی اشاره کرد. این سازه ها برای دره های پرشیب بسیار مناسب هستند چرا که پایداری و استحکامشان بسیار زیاد است اما نیاز به فونداسیون بسیار قوی دارند.
• سد پشت بند دار یا سد پایه دار: این سازه یک سازه ی پایه دار و توخالی است که نوعی سازه ی بتن ﺁرمه ای نیز بشمار می رود. این سازه از دو بخش بالا و پایین تشکیل شده است که بخش بالایی آن دارای دیواری توپر و ضد آب و شیب دار می باشد.
این سازه ها نیز به چند نوع دال تخت و پیوسته، چند قوسی، چند گنبدی و ستونی تقسیم می شوند. مهم ترین مزیت این سازه این است که به فونداسیون قوی نیاز ندارد. اما از آنجایی که قالب بندی آن ها پیچیده است نیاز به نیروی کار بسیار متخصص و حرفه ای دارند.
• سد خاکریزی: این سازه از مواد مختلفی همچون خاک، شن، رس و سنگ ها ساخته می شود. سدهای خاکی و سنگ ریزه ای از معروف ترین سدهای خاکریزی به شمار می روند. مهم ترین مزیت این سازه ها این است که مصالح آن ها همیشه در دسترس هستند. علاوه بر این، اجرا و طراحی آن ها بسیار ساده است.
انواع سد براساس کاربرد
فاکتور دیگری که سبب می شود این سازه ها دارای انواع مختلفی باشند نوع کاربرد آن ها است. از جمله انواع سدها بر اساس کاربرد عبارتند از:
• مخزنی: از این سازه ها برای جمع آوری آب های حاصل از بارندگی استفاده می شود تا در فصل های خشک که مردم نیاز به آب دارند آن ها را آزاد کنند. آب های ذخیره شده در این سازه ها برای مصارف کشاورزی، خانگی و تولید برق مورد استفاده قرار می گیرد.
• انحرافی: این سازه ها مسیر آب رودخانه ها را به سمت مسیر مشخص شده تغییر می دهند. هدف از انحراف این مسیر، انتقال آب به آبراه ها برای مصارف کشاورزی، تولید برق و ... می باشد. این سازه ها هم به صورت قوسی و وزنی و هم به صورت وزنی و پشت بنددار طراحی و اجرا می شوند.
• تاخیری و رسوب گیر: هدف از ساخت این سدها کنترل سیلاب ها است. سدهای رسوبگیر نیز نوعی از سدهای تاخیری هستند که رسوبات رودخانه ها را جمع آوری می کنند. در زمان سیلاب، موادی همچون سنگریزه، ماسه، شن، تکه چوب و .. به همراه جریان آب حرکت می کنند که تجمع این مواد در بستر سدها می تواند مشکلات زیادی به وجود آورد. سدهای رسوبگیر با تجمع این مواد از بروز مشکلات احتمالی جلوگیری می کنند.
• اصلاحی: این سدها کوچک، موقت و برای کنترل کیفیت آب، کاهش فرسایش به دلیل کم بودن سرعت جریان آب و افزایش دادن سطح اب های زیرزمینی مورد استفاده قرار می گیرند.
• صندوقه ای: این سازه ها موقت و عملکردشان شبیه سد های انحرافی است.
• تلمبه ای ذخیره ای: این سدها در واقع نیروگاه هایی هستند که ﺁب را مقدار بالا ذخیره می کنند و با پمپاژ آن ها به سمت توربین ها سبب تولید انرژی برق می شوند.
گردآوری : بخش علمی بیتوته
