پروژه های سد سازی در سه فاز و یا مر حله مختلف انجام می گرفته است.مرحله اول شامل مرحله مطالعات و بررسی ها می باشد پروژه در این فاز کلیه مطالعات مورد لزوم برای کسب اطلاعات پایه ای به منظور تهیه بهترین طرح ها انجام می گیرد.مقصود از بهترین طرح،طرحی است که به نحو شایسته ای:
1) از لحاظ فنی
2) از لحاظ اقتصادی و اجرای
حداکثر کارایی را داشته باشد.فاز دوم فاز تهیه طرح های نهایی است که در این مرحله نقش های فنی و اجرایی تهیه می شود و در مرحله سوم طرح فوق به اجرا در می آید.
اما در این قسمت به چند تعریف زیر بنایی از سازه های ساختمانی بر روی آب میپردازیم:
بند آب:
رود های ایران غالبا در طول سال کم آب و یا آب ندارند.از این رو گذشته از نهر های آب و روان آبهایی ساخته شد که آب اضافی بهاره در پشت این بند ها جمع شود.با کمک جوی، آب را به کشت زارها رسانید.از جمله اقدامات با اهمیت در گذشته،بند امیر در فارس که توسط عضدالدوله دیلمی در سال 380 قمری ساخته شد و بند آب شاهپور یکم پادشاه ساسانی است که آب کارون را با دو مجرای انحرافی از مسیر اصلی بر میگردانند.
آب خروجی از سد:
کل حجم آب خروجی از معابر مختلف خروجی سد (از جمله سرریز،دریچه های تخلیه رسوب،دریچه های آبگیری،زهکش و تبخیر) در مدت یکسال می باشد.
2. انواع سدها و طرز انتخاب آن ها:
سد مخزنی:
سدی است که معمولا در مقیاس بزرگ در مقابل جریان آب برای ذخیره آب به منظور زیر ایجاد می گردد: تامین آب کشاورزی،تامین آب شرب،ایجاد ارتفاع هیدروالتریکی برای تولید نیرو،تامین آب سایر مصارف و کنترل سیل.
سد مخزنی بزرگ:
طبق تعریف کمیته ی بین المللی سد های بزرگ،سد هایی که در زمان ساخت (طراحی) ارتفاع آن ها از پایین ترین رقم سطح پی تا سطح پیاده رو یا سواره رو تاج 15 متر یا بیشتر باشد جزو سد های بزرگ طبقه بندی می شوند،به علاوه در صورتی که ارتفاع سد بین 10 الی 15 متر یا بیشتر باشد مشروط بر اینکه حداقل یکی از شرایط ذیل را دارا باشد جزو سد های بزرگ محسوب می شود.
1) تاجی به طول 500 متر داشته باشد.
2) ظرفیت مخزن سد حداقل یک میلیون متر مکعب باشد.
3) ظرفیت تخلیه سیلاب حداقل 2000 متر مکعب در ثانیه باشد.
4) پی سد با مسائل پیچیده و خاصی مواجه شده باشد.
5) شکل سد دارای طرحی خاص و غیر عادی باشد.
سد های مخزنی را به طور کلی به 5 دسته مهم و ممتاز تقسیم می کنند.
1) سد های خاکی Earth-Fill Dam
2) سد های وزنی Gravity Dam
3) سد های قوسی Arch Dam
4) سد های سنگی Rock-Fill Dam
5) سد های پایه دار Buttress Dam
ü سد خاکی عمدتا از مواد خاکی تشکیل یافته است.بدیهی است که مواد تشکیل دهنده آن باید طبق مشخصات مخصوصی باشد و فرم مقطع آن بر اساس ضوابط فنی . محاسباتی تعیین شود.
ü سد وزنی به سدی نامند که از مصالح بنایی از قبیل بتن و مشابه آن تشکیل یافته و تعادل ایستایی آن عمدتا از وزن سد (Gravity) تامین می شود.
ü سد قوسی به سدی نامند که در پلان بصورت قوس(معمولا دو طرف گیردار) است و تعادل آن عمدتا بر اساس تعادل و مقاومت قوس در مقابل نیروی رانش آب تامین می شود.
ü سد سنگی نیز مانند سد خاکی عمدتا از مواد سنگی طبقه بندی شده تشکیل یافته است.
ü سدپایه دار از یک سری دال و یا پوشش نسبتا نازک (مسطح و یا قوسی شکل) که نیروی رانش و تکیه گاه خود را به پایه ها منتقل می کنند تشکیل یافته است.
3. انتخاب محل و نوع سد:
1) انتخاب سد قوسی:
با مختصر تعریفی که از سد قوسی شد چنین بر میآید که این نوع سد را باید در درٌه های تنگ و بستر سنگی سالم احداث نمود چه پهلو های دو طرف باید قادر به جذب نیروی رانش آب (تکیه گاه قوس دو طرف گیر دار) باشند و دره های بسیار عریض به علت نیروی ناشی از قوس ( بستگی به شعاع انحناء دارد) محل مناسبی برای سد های قوسی نخواهد بود.لذا دو شرط عمده و اساسی یکی تنگ بودن دره و دیگری سالم بودن بستر سنگی دو طرف از شرایط عمده و اساسی احداث سدهای قوسی است.
در سد های قوسی می توان آب طغیانگر را از روی سد به صورت پرش اسکی Saut D'Ski Ski- Jump عبور داد که خود موجب صرفه جویی زیادی در هزینه( بابت احداث طغیانگیر جدا گانه) می کند.سد قوسی در محل تکیه گاه باید عمود بر خطوط میزان نقشه پیاده شود.
2) انتخاب سد وزنی:
سد وزنی را در دره های عریض تر (c/h>2.5) احداث می کنند.ابعاد زیاد مقطع سد شالوده مسئله زیر فشار را درحد خطرناک مطرح میکند؛لذاباید امکان این باشد که سد وزنی در پهلو های دو طرف در عمق کافی ( عمق و طول هر دو) در داخل صخره های سنگی جای گیرد تا خطر دور زدن نیروی زیر فشار وجود نداشته باشد.طغیانگیر را در سد های وزنی می توان در طول سد هر جا که مناسب باشد احداث نمود.در حقیقت از طول سد به عنوان طغیانگیر استفاده میشود،در صورتی که در سد های خاکی این مسئله خود مشکلی ایجاد می کند.برق آبی در سد های وزنی به مقدار زیاد و در نمونه های کافی امروزه در دنیا تهیه شده است.سد های وزنی در مناطق زلزله خیز مناسب نیستند.
3) انتخاب سد پایه دار:
در صورتی که طول سد وزنی زیاد شود آنرا به سد پایه دار به منظور صرفه جویی در حجم عملیات بتن ریزی تبدیل می کنند و به طور خلا صه به تر تیب که دهنه رود خانه در محل احداث سد زیاد می شود واریانتهای سد های قوسی،وزنی،پایه دار،وخاکی مورد بررسی قرار می گیرند.
به دین لحاظ سد پایه دار از سد وزنی سبک تر است ولی محل پایه ها به علت تمرکز عکس العمل ممکن است سنگین تر باشد لذا زیر فشار در سد های پایه دار در صورتی که سد بد روی رادیه ژنرال ساخته شده باشد،می توان خطر مهمی به وجود آورد ولی این خطر را می توان با جدا ساختن شالوده ها (شالوده ها پایه ها از سایر قسمت ها) و یا با گذاردن حوضچه و یا سوراخ های زه گش (Pressure relief drain) بر طرف نمود.
مقاومت سدها در برابر زمین لرزه خوب نیست لذا در این مناطق باید پایه ها را توسط تیر های طولی به هم مرتبط نمود.طغیانگیر را می توان در طول سد جای داد منتها باید آن را در یک طرف ساحل رود خانه و یا سد جای داد.
4) انتخاب سد خاکی:
با زیاد شدن عرض رودخانه در محل گلو گاه به ترتیب از سد های قوسی به وزنی،از وزنی به پایدار و بالاخره خاکی و سنگی می رسیم،سدهای خاکی معمولا ارزان تر از سد های بتنی تمام می شود و به همین مناسب در جایی که عرض رودخانه (طول سد) زیاد باشد سد های خاکی در شرایط یکسان اقتصادی تر به نظر می رسند.
یکی از شرایط عمده برای احداث سد های خاکی وجود مصالح خاکی مناسب در محل سد است که از اهم این مصالح،مواد غیر نفوذ(رس وسیلت است است،سایر مصالح از قبیل شن و ماسه نیز باید در محل و یا فاصله معقولی از کارگاه وجود داشته باشد.
سد «لار» که از سد های خاکی بزرگ (ایران و دنیا) است در شمال پلور (تهران) واقع است و ارتفاع تاج آن تا کف بستر شالوده متر می باشد.ضخامت تاج سد 13 متر و ضخامت سد در بستر رودخانه در حدود 700 متر می باشد.
5) انتخاب سد سنگی:
سد سنگی را می توان در محلی که سنگ مناسب (به وفور) در محل و یا فاصله معقولی از کارگاه باشد احداث نمود کضافا اینکه به علت مقاومت بسیار خوب آن در مقابل زمین لرزه در مناطق زلزله خیز بسیار مناسبند.در صورت وقوع زمین لرزه مواد سنگی فوق بر روی هم می غلتند و ضایعه بزرگی ببار نمی آورند،ولی در سدهای بتنی و حتی خاکی این ضایعه به همین جا خاتمه نمیابد.
سدهای سنگی در ایران به علت وجود مدار زمین لرزه و همچنین مواد سنگی مناسب می توانند مطرح شوند.سد قشلان در کردستان یکی از انواع سدهای سنگی است.
4. طغیانگیر و انواع آن:
همانطور که از ظاهر کلمه بر می آید همان تخلیه کننده دریاچه سد در مواقع اضطراری است بدیهی است که این تخلیه باید تا ارتفاع قابل اطمینانی انجام گیرد که در ضمن رفع خطر سیل گیری قادر به تامین احتیاجات اساسی پروژه سد سازی نیز باشد.طغیانگیر سدها باید قادر به تخلیه خریلن سیلهای استثنایی حوضه آبگیر باشند که آن هم به نوبه خود تابع وسعت حوضه آبگیر،نوع پوشش حوضه،شیب آن مدت زمان بارندگی های متداوم و امکان تمرکز جریان های فوق است.
انواع طغیانگیر عبارتند از:
1) طغیانگیر سد سر ریز Over flow spillway
2) طغیانگیر نیلو فریMorning Glory spillway
3) طغیانگیر لابیرینتLabyrinth spillway
4) طغیانگیر برج آبگیرTower spillway
5) طغیانگیر دریچه ایGate spillway
6) طغیانگیر تونلیTunnel spillway
پروژه کارآموزی- طراحی و اجرای آبگیر سدهاSLUICE , BASIN , POOL-pdf در115 صفحه