بسم الله الرحمن الرحیم
انواع سدها از نظر کاربرد و ساختار
سدها از مهمترین سازه های آبی هستند که به منظور مهار آب های سطحی در هر کشوری با اهداف مختلف مانند بهره برداری از آب شرب، تولید برق، تامین آب کشاورزی و ایجاد محلی برای پرورش ماهی و ایجاد تفرجگاه بر روی رودخانه ها ساخته می شوند. شرط اول برای ساخت سد یافتن محلی مناسب در مسیر رودخانه است که از نظر شرایط زمین شناسی و اصول مهندسی مناسب باشد.
سدها را از نظر نوع کاربرد و بهره برداری می توان به سه دسته ی زیر تقسیم کرد:
سدهای مخزنی
سدهای انحرافی
سدهای رسوبگیر
۱- سدهای مخزنی
این سدها به منظور تامین آب آشامیدنی و کشاورزی، تولید انرژی برق آبی و ایجاد مرکزی برای پرورش ماهی و تفریح احداث می شوند. بیشتر سدهای ایران از نوع مخزنی هستند که برای نمونه می توان سد لار در ۱۰۵ کیلومتری شمال شرق تهران را نام برد که در محل تلاقی رودخانه های لار و دلیچای در دره لار ساخته شده است. ارتفاع از پی ۱۰۵ متر، طول تاج ۱۱۰۰ متر و حجم مخزن آن ۹۶۰ میلیون متر مکعب می باشد. هدف اصلی از احداث آن تامین قسمتی از آب آشامیدنی تهران و آب کشاورزی استان مازندران بوده است. آب این سد در صورت رسیدن به تراز حداکثر از طریق تونلی به طول ۲۰ کیلومتر به سد لتیان منتقل می شود تا با بهره گیری از پتانسیل آب از طریق نیروگاه های کلان و لوارک برق تولید شود. از نمونه های دیگر سدهای مخزنی ایران می توان سدهای کرخه، دز، لتیان و اکباتان را نام برد. سد کرخه بزرگترین سد مخزنی ایران می باشد، که گنجایش دریاچه ی آن حدود ۷ میلیارد متر مکعب است. این سد علاوه بر تامین آب کشاورزی بخش بزرگی از استان خوزستان و تولید برق، از سیلاب های بزرگ رودخانه ی کرخه که خسارات زیادی را وارد می سازد، جلوگیری می کند.
۲- سدهای انحرافی
این سدها که به آن ها بندهای انحرافی و یا سدهای تنظیمی هم گفته می شود، به منظور انحراف آب رودخانه و بالا بردن سطح آب به حدی که بتواند در کانال های آبیاری جاری شود، جهت تامین آب کشاورزی و آب آشامیدنی احداث می شوند.
از نمونه های سد انحرافی در ایران می توان سد انحرافی شهدا در شمال غرب شهرستان بهبهان بر روی رودخانه ی مارون و سد انحرافی گتوند در شمال شوشتر بر روی رودخانه ی کارون را نام برد؛ اولی برای تامین آب کشاورزی و دومی برای تامین آب شرب و کشاورزی ناحیه ساخته شده اند.
۳- سدهای رسوبگیر
این سدها به منظور نگهداری فاضلاب های صنعتی و رسوبگیری احداث می شوند. سد رسوبگیر سرچشمه کرمان نمونه ای از این نوع سد در کشور است که جهت رسوبگیری و جمع کردن فاضلاب های حاصل از بهره برداری معدن مس سرچشمه کرمان ساخته شده است. در احداث این نوع سدها باید به مساله ی آلودگی آب های زیرزمینی پایین دست سد توجه شود. پساب های صنعتی نشتی از چنین سدهایی با آلوده کردن چاه های آب کشاورزی پایین دست سد می توانند ضایعات زیست محیطی جبران ناپذیری به وجود آورند.
علاوه بر سه دسته سد معرفی شده، سدهای کوتاه و کوچکی نیز که بند هم گفته می شوند، به منظور تغذیه مصنوعی و افزایش سطح آب های زیرزمینی می تواند بر روی رودخانه های فصلی احداث شوند و یا این که سیل بندهایی جهت جلوگیری از سیلاب ها ایجاد گردد که ساخت آن ها نیز به شرایط زمین شناسی، آب های زیرزمینی و آب های سطحی هر منطقه وابسته است.
بر اساس ویژگی های زمین شناسی، محل انتخاب شده برای احداث سد مانند شکل دره، مقاومت پی و تکیه گاه ها، منابع قرضه، لرزه خیزی محل و مسائل اقتصادی، سدها از نظر ساختمانی متفاوت هستند.
به طور کلی سدها از نظر نوع سازه و مصالح به سه دسته ی زیر تقسیم می شوند:
سدهای بتنی
سدهای خاکی
سدهای سنگریزه ای
در زیر به معرفی خصوصیات هر یک از این سدها می پردازیم:
سدهای بتنی
سدهای بتنی به سه صورت قوسی، وزنی و پایه دار ساخته می شوند. در زیر به شرایط ساخت هرکدام از این سدهای بتنی پرداخته می شود.
سدهای بتنی قوسی
برای ساختن سدهای بتنی قوسی بایستی دره ی محل سد تنگ یا کم عرض باشد؛ به این معنا که نسبت عرض دره به عمق آن در محل احداث سد باید کمتر از ۳ باشد و همچنین بستر و دیواره های دره از سنگ مقاوم ساخته شده باشد، زیرا تکیه گاه و بستر دره می بایستی قادر به تحمل نیروی رانش آب باشند. شرایط آب و هوایی محل برای ساختن این سدها باید مد نظر قرار گیرد؛ زیرا بتن کم ضخامت در شرایطی که جدار آن تحت تاثیر یخ بندان قرار گیرد، ممکن است پوسته پوسته شود. وجود شن و ماسه مرغوب در محل و یا با فاصله ی مناسب از محل نیز از موارد لازم در ساخت این نوع سدها می باشد. با توجه به شرایط یاد شده در ساختن این نوع سدها باید به مزایای احداث آن نیز اشاره کرد.
حجم بتن مصرفی برای ساختن این سدها نسبت به سدهای بتنی وزنی کمتر است و مقطع آن نیز نازکتر می باشد. مساله زیرفشار در سدهای قوسی به علت ضخامت کم سد در محل بستر رودخانه یا پی خیلی مساله ساز نیست. ساخت سرریز بر روی این نوع سدها امکان پذیر بوده و به صرفه جویی در هزینه ها کمک می کند. نمونه ای سدهای بتنی قوسی در ایران سد کارون ۱ در استان خوزستان است که با ارتفاع ۲۰۰ متر و طول تاج ۳۸۰ متر بر روی رودخانه ی کارون در ۵۵ کیلومتری شمال شرق مسجد سلیمان ساخته شده است.
سدهای بتنی وزنی
این سدها در دره هایی ساخته می شوند که نسبت عرض دره به عمق آن در محل احداث سد بین ۳ تا ۶ باشد. این سدها باید روی بستر سنگی مقاوم ساخته شوند و تا حد امکان ابعاد مقطع زیاد در نظر گرفته نشود، زیرا خطر زیرفشار افزایش پیدا می کند.
نمونه ای از سدهای بتنی وزنی در ایران سد کوثر می باشد که در استان کهگیلویه و بویر احمد بر روی رودخانه خیرآباد ساخته شده است. ارتفاع این سد از پی ۱۴۴ متر طول تاج ۱۹۰ متر و حجم دریاچه آن ۵۸۰ میلیون متر مکعب است.
وجود شن و ماسه و سنگ در نزدیکی و یا در محل سد به انتخاب گزینه مناسب کمک می کند. این سدها را می توان در صورت نیاز در قسمتی به صورت قوسی هم ساخت که در این صورت به آن سد ترکیبی می گویند. سرریز سد در محل مناسب در طول سد احداث می گردد. این سدها برای مناطق لرزه خیز مناسب نیستند. امتیاز این سدها نسبت به سدهای قوسی در تحمل تغییرات دمای محیط می باشد. سدهای وزنی به علت ضخامت زیاد در مناطق سردسیر با اطمینان بیشتری ساخته می شوند.
سدهای بتنی پایه دار
این سدها مشابه سدهای بتنی وزنی ولی سبکتر می باشند؛ زیرا حجم عملیات بتن ریزی آن ها کمتر است. بنابراین، در صورتی که طول سد وزنی زیاد شود به منظور صرفه جویی در مصرف بتن به عنوان یک اولویت مطرح می شوند. در این نوع سد، میتوان فاصله پی ها را با توجه به مقاومت زمین در محل های مناسب انتخاب کرد. به این ترتیب، مشکل نشست غیریکنواخت زمین حل خواهد شد. نمونه ای از سدهای وزنی پایه دار سد اکباتان می باشد که بر روی رودخانه ی آبشینه (یلفان) در جنوب شرق همدان ساخته شده است. ارتفاع سد از پی ۷۹ متر، طول تاج ۶۱۰ متر و حجم مخزن آن حدود ۴۰ میلیون متر مکعب است.