السلام عليكم........
سوف اقوم بتقديم نبذه موجزة عن جيولوجيا السدود وسوف اتناول في هذا الموضوع ما يلي :
-مقدمة عامه عن السدود
- انواع السدود
-ما هي لمشاكل التي تحدث وتسبب انهيار للسد
-ماهي مكونات السد الرئيسية
-كيف يمكن اختيار منطقة السد
-ما هي القوى المؤثرة على السد
ان شاء الله
السد يعتبر حاجز يبنى با اتجاه النهر اولتجميع المياه ويكون عموديا با اتجاه انحدار المياة
across section build up the stream
وكان اول سد بني في التاريخ هو سد مأرب في اليمن سوف اشرح لك عنه فيما بعد اما الان فسوف اقدم لكم نبذه مختصره عن جيولوجيا السدود بشكل عام
وتبنى السدود للاغراض التالية
- تخزين المياة
-لتغذية المياة الجوفيه
-للحد من الفيضانات وخطورتها
-توليد الطاقة الكهربائية
-تنمية المنطقة سياحيا
ولكن قد تكمن خطورة السد عند بنائة اذا لم يبنى وفق اسس هندسية وجيولوجيه معينه حيث انه عند تهدمه فأنه يؤدي الى تدمير هائل للسكان اسفل منطقة السد
بالاضافة ما يحدثه من دمار هائل وقد يؤدي الى زيادة عمل التعرية في المنطقة التي تزيد من عملية الانزلاقات في المنطقه وما ننسى تكلفة بنائة الباهظه اصلا
لذلك قبل بناء السد لا بد من الدراسات التاليه
دراسات جيولوجيه وتشمل :
دراسات لطبقات المنطقه
دراسات لطبيعة المنطقة التكنوينة ونشاطها الزلزالي
دراسات لهيدرولوجية المنطقه(كمية الامطار الساقطة والمياة السطحيه ) وهيدروجيولوجية المنطقه (المياة الجوفية في المنطقه )
دراسات للتراكيب الجيولوجية الموجودة في المنطقه من فوالق وطيات وصدوع
دراسات لطبوغرافية المنطقة
ودراسات جيوتكتونية
وتشمل ما يلي
قياس نفاذية التربة
اخذ عينات من المنطقة وقياس خواصها وقياس خواص الصخور مثلا قوة تحملها لقوى الاجهاد (stress) المختلفه
-حساب سعة السد التخزينية storage capicity
-حساب قوة تحمل السد للمياة bearing capicity
بالاضافة الى الخصائص الأخرى الموجودة في منطقة السد
الان ننتقل الى انواع السدود
تقسم السدود الى نوعين حسب الشكل وحسب مواد الأساس foundation materials
القسم الأول ويسمى السدود الخراسانية concrete dams
القسم الثاني وتسمى السدود الأملائية او التخزينية file dams
وتنقسم الى نوعين املائية ترابية earth fill dams واملائية صخرية rock fill dams
السدود الخراسانية (الاسمنتية ) CONCRETE DAMS
وتقسم هذه السدود الى ثلاثه انواع
خراسانية تثاقليه وخراسانية مقوسة وخراسانية ذات دعائم BUTTERS
وتقسم هذه السدود الى ثلاثه انواع بناء على شكلها ومواد الاساس المستخدمه في بنائها
السدود الخراسانية التثاقلية : gravity dams وتعتمد في قوتها على وزن الاسمنت المقاوم للضغط الجانبي للماء side pressure والهزات الأرضية EARTHQUKES وقوة الجاذبية الأرضية GRAVITY
السدود الخراسانية المقوسة
وتعتمد ايضا مثل التثاقليه في كمية الاسمنت المستخدمة في السد لمواجهة مختلف القوى المؤثرة على السد ولكن هنا كمية الاسمنت اقل وتتحذ شكلا مقوسا لاحظ الصوره
تعبتر هذا النوع من السدود مفيدا في المناطق الضيقة وشوف استعرض فيما بعد انواع القوى المؤثرة على كل نوع من هذه السدود
النوع الثالث من السدود الخراسانية ويسممى السدود الخراسانية المدعمه او Buttress Dam
وتعتمد على دعائم كما نرى في الصورة التالية وكمية اسمنت اقل من السدود التثاقلية
السدود الاملائية fill (embankment) dams او السدود التخزينية
وينقسم هذا النوع من السدود الى قسمين
السدود الاملائية الارضية الترابية
السدود الاملائية الارضية الركامية
وسوف اتناول كل واحد منهما
السدود الاملائية الارضية Earth Fil Dams الترابية
هي سدود تتكون اساسا من المواد المفككة مثل الطين والحصى والرمل وفتات الصخور والحجر الطيني
لاحظ الصور التالية
نلاحظ من الصورتين ان السدود الاملائية الترابية تتكون من نواه core وعلى جانبيها طبقتين من الطين او الفتات
السدود الاملائية Rock Fill Dams الركامية
وتشابة هذا النوع مع السدود الترابية الاملائية من حيث ان كلاهما من مواد مفككة ولكن هنا المواد المفككة
من مكاسير الصخور ويمكن ان تكون هذه السدود كتله واحدة
انظر هذه الصوره
نلاحظ جانبي السد مواد صخرية وليش طين او فتات كما في السدود الاملائية الترابية
بشكل عام تبنى السدود الارضية الاملائية عاده في الظروف التالية :
1-اسسس غير متجانسة hetrogenous foundation وغير قوية التحمل لتتحمل ضغوطا عالية لتتحمل ضغوط عالية تنتج من سد كونكريتي مثلاً
2- وجود صخور ملائمة يستفاد منها لبناء السد
3-وجود كمية كافية من الطين لأستعمالها نواة للسد clay core
4- سهولة الوصول الى الموقع وملائمة الموقع لحركة المكائن الضخمة ومناورتها
و تعتبر السدود من الإنشاءات الهندسية القديمة جدا ،فقد بنيت أوائل السدود في العالم قبل أكثر من 5.000 سنة ، حيث كان المصريون القدامى السباقون لبناء أول وأضخم
السدود التي عرفتها البشرية ، وليس هذا فحسب ، بل ابتكروا أيضا العديد من النماذج المختلفة للسدود الكفيلة بمقاومة جبروت مياه الأنهار العنيفة .
إن الأنواع الشائعة من السدود هي التي تنشأ من نوع واحد من المواد أو ذات الردم الترابي والردم الصخري مع قالب ترابي ، أو ذات الواجهة الخرسانية ، والسدود الخرسانية التي تعتمد على الجاذبية أو القوس أو الدعامات الواقية.
السدود القوسية Arch dams :
يرتبط تصميم السدود دائما وكأي إنشاء هندسي بجيولوجية المنطقة وطبيعة التربة والتضاريس .
يعتبر من أبسط أشكال السدود وأقلها تكلفة من حيث المواد والتصميم من أي نمط من أنماط السدود الأخرى ، وأشهر أمثلته سد الأتازار El Atazar Dam في إسبانيا .
تستخدم هذا النوع من تصميم السدود في الأماكن الضيقة والصخرية ، حيث يكون السد على شكل قوس منحني يحجز خلفه الكميات الهائلة من مياه الأنهار .
توزع القوى
يقوم الشكل الهندسي المقوس للقوس خلال عملية ضغط المياه المحجوزة خلف السد ، حيث تقوم المياه بتطبيق ضغوط كبيرة على السطح الخلفي المحدب للجدار ، مما
يسبب انضغاط القوس الجداري باتجاه التماسك والتقارب للمادة الجدارية من بعضها البعض بسبب شكلها الهندسي الواضح في الشكل .
أما وزن السد فيضغط أيضا على القاعدة المصممة أساسا لهذا العمل الإنشائي الصخم .
السدود المدعمة Buttress dams
قد تكون هذه السدود منبسطة قليلا أوكثيرا أو مقوسة ، لكن هناك دائما أساسيات تصميمية تميزها عن غيرها وهي سلسلة من الدعائم أو التعزيزات ( تستخدم لنقل
القوى المؤثرة على الجدار الى منطقة أخرى أكثر قوة وتحمل كالأرض أو أساسات دا
عمة أخرى ) . حيث تقوم هذه الدعائم الإنشائية بتقوية ودعم بناء السد من الجهة
الخارجية في اتجاه مجرى النهر .
من أهم الأمثلة على السدود المدعمة بدعائم إسمنتية هو سد بارتليت Bartlett Dam في ولاية أريزونا الأمريكية .
توزع القوى
بحسب التصميم الهندسي لهذه الأنماط من السدود ، تقوم المياه بتوليد قوى ضغط كبيرة ناتجة عن وزنها باتجاه جدار السد مسببة دفعه أو انقلابه بينما تقوم الدعائم في
الجهة المقابلة بردفعل معاكس تماما في محاولة لتثبيت البناء في مكانه تماماً ، بينما يكون وزن كامل الدعائم مطبقا بالكامل الى الأرض كما في الشكل .
السدود الردمية Embankment dam
وهي سدود ضخمة مكونة من الصخور والأتربة ، مشابهة لنمط سدود الجاذبية ، حيث تعتمد هذه السدود على أوزانها الهائلة في مقاومة القوى الهائلة الناتجة عن المياه
المحجوزة ، وما يميز هذه السدود هو كثافة المادة داخلها ، فالعازل الداخلي يمنع ترشح أو تسرب المياه عبر بناء السد .
تعتبر السدود الناتئة التي تتميز بالإنشاء الضخم الذي يحجز خلفه المساحات الزائدة من المياه أشهر أنواع هذه السدود .
أحد الأمثلة سد نيو واديل New Waddell Dam في الصورة.
وزع القوى
تدفع قوى ضغط المياه على طول الجدار باتجاه دفعه للانقلاب ، في حين يعمل الوزن الهائل لمادة السد أو الجدار على تثبيت الجدار في مكانه بسبب الجاذبية التي تدفعه
باتجاه الأرض بشكل دائم وعلى طول حائط السد كما في الشكل .
سدود الجاذبية Gravity dams
وهي سدود ضخمة تقوم بمقاومة القوى الجبارة للمياه بشكل كلي من خلال أوزانها ( قوة الجاذبية الأرضية للجدار المانع الإسمنتي المصمم بطريقة هندسية ذات قواعد
ضخمة ومتوازنة ) .
تتم عملية تشكيل الإسمنت من خلال تفاعلات كيميائية تعطي كميات كبيرة من الطاقة الحرارية .وعندما يتم تبريد الإسمنت يترافق تدريجيا بانكماش للمادة ، تترافق هذه
التقلصات للمادة عند التبريد المفاجئ أو الغير منتظم بتشققات في المادة قد لاتكون ذات أهمية في حال عمليات الصب الجدارية البسيطة ولكنها تشكل كارثة في حالة
السدود التي تستهلك 12 مليون يارد مكعب من الإسمنت كما في سد غراند غولي Grand Coulee لذلك يتم التحكم بشكل دقيق أثناء عملية إنشاء هذه السدود ، ففي
مثالنا هذا قام المهندسون بضخ مياه باردة خلال شبكة معقدة من الأنابيب في الخرسانة الإسمنتية للمساعدة في تبريد الإسمنت خلال تصلبه ، وهذه العملية بالإضافة
الى الحماية من حدوث التشققات الإسمنتية من شأنها أن تسرع عملية التبريد التي من الممكن أن تستغرق أكثر من 200 عام فيما لو تركت لتبرد بشكل حر في الطبيعة .
وتعتبر معظم سدود الجاذبية كسد غراند غولي في العاصمة واشنطن ، من الأنماط المكلفة جداً في الإنشاء بسبب حاجتها لكميات هائلة من مواد البناء كالإسمنت .حيث يعتبر هذا السد أحد أضخم الإنشاءات الإسمنتية في العالم ، فكميات الإسمنت التي استهلكها بناء السد هذا تكفي لبناء طريق سريع highway يقطع الولايات المتحدة بالكامل . حيث تعادل مساحة قاعدة السد أربع أضعاف مساحة قاعدة أكبر أهرامات الجيزة في مصر .وبلغت المساحة السد التخزينية 421 مليار قدم مربع ، أما تكلفته فقد بلغت سنة 1942م أكثر من 300 مليون دولار أميركي ،
منقوووول
تقبلوا خالص الود ..
رد مع اقتباس
المشاركة الأصلية كتبت بواسطة النقيب
