أهمية السدود والخزانات في حصاد المياه واعتبار معاملات مهمة في التصميم

نعمى شريف
دكتورة مهندسة مدنية باحثة وكاتبة
(Noama Shareef)

الحوار المتمدن-العدد: 6908 - 2021 / 5 / 24 - 00:10
المحور: الطبيعة, التلوث , وحماية البيئة ونشاط حركات الخضر
    

1. مقدمـــة :-
تنشأ السدود لتنظيم تصريف النهر أو المجرى المائي وللسيطرة على الفيضانات العالية لتجنب الأخطار التي قد تنشأ عنها. كما يستفاد من السدود في توليد الطاقة الكهربائية نتيجة للفرق في منسوب المياه أمام وخلف جسم السد. ويتكون خلف جسم السد بحيرة صناعية يطلق عليها الخزان حيث يتم خزن المياه بين شاطئ المجرى المائي وجسم السد للاستفادة من الفائض في السنوات التي يكون فيها مستوى الفيضان أقل مما يجب.
وتحديد مواقع السدود والخزانات وطرق انشائها يعتبر من أحد التطبيقات الهامة لعلوم الارض . فالدراسات والاختبارات الجيولوجية ضرورية لاختبار مواقعها وتصميمها وتحديد نوع الأساسات ومعالجة مشاكل الترسيب وتسرب المياه التي كثيرا ما تحدث في حالة السدود والخزانات ومن واقع هذه الدراسات يمكن تقدير ما إذا كان موقع السد مناسب أم لا مع الأخذ في الاعتبار النواحي الاقتصادية وكذلك المميزات الهامة للتصميمات المختلفة للسدود والخزانات.

2. أهمية تخزين مياه الفيضانات :-
يستفاد من عملية تجميع مياه الفيضانات في السدود عدة نواحي وأهمها ما يلي:-
1. استغلال مياه الفيضانات للشرب أو الري أو الصناعة أو التعدين .
2. توليد الطاقة الكهربائية .
3. تربية الأسماك .
4. تنمية الثروة الحيوانية .
5. حماية المنشآت الزراعية والمناطق السكنية من أخطار الفيضانات المفاجئة .
6. إقامة مناطق تنزه ومنتجعات سياحية لجذب السياح وزيادة الدخل القومي .
7. زيادة مخزون المياه الجوفية وحمايتها من التملح .

3. تصنيف السدود من الناحية الانشائية :-
تقسم السدود من الوجهة الانشائية إلى الانواع العامة التالية:-
1. السدود الخرسانية (Concrete Dams) وتشمل:
أ‌. السدود التناقلية (الجاذبية) Gravity Dams
ب‌. السدود الكتفية (Buttress Dams)
ج. السدود القبوية (Arch Dams)
2. السدود الترابية (Earth Dams)
3. السدود التراكمية (Rock Fill Dams)




4. القوى المؤثرة عن السدود:-
1. القوى الناتجة عن ضغط الماء .
2. القوى الناتجة عن ضغط الأرض .
3. القوى الناتجة عن ضغط الثلوج .
4. القوى الناتجة عن ضغط توازن المواد المستخدمة في بناء السد .
5. القوى الناتجة من رد فعل الأساس .
6. القوى الناتجة عن الحركات الأرضية .

الدراسات اللازمة قبل عملية التصميم للسد:-
أولا: الدراسة الاستطلاعية :-
1. زيارة الموقع على الطبيعة بعد دراسته من الخرائط الطبوغرافية مكتبيا .
2. عمل قياسات مبدئية في الحقل وكذلك اسقاط الموقع على الخارطة ووضع علامات دالة للموقع لكي يتم الاستدلال عليه مستقبلا .
3. عمل مساحة طبوغرافية وتخطيط أولي للموقع .
4. عمل مقاطع طولية وعرضية إن أمكن .
ثانيا: دراسة جيولوجية وجيوتقنية:-
الاختبارات الجيولوجية والجيوتقنية لمواقع السدود كما يلي:
1. وصف جيولوجي للموقع المقترح .
2. توضيح أماكن توفر مواد الإنشاء الخام ومدى قربها من الموقع المقترح للسد .
3. توضيح مواقع الفواصل والفوالق والطيات وغيرها من التراكيب الجيولوجية على الخارطة .
4. عمل جسات في الموقع المقترح من اخذ العينات لتحديد:-
أ. عمق الغطاء الصخري .
ب. عمق الصخور التي يجب ازاحتها .
ج. التراكيب الجيولوجية .
د .خواص طبقة التأسيس وقوة تحملها ودرجة النفاذية ونوعيتها .
5. تحديد سمك الرواسب النهرية إن وجدت .
6. اجراء اختبارات أو فحوصات مخبرية للعينات الاسطوانية المأخوذة من الموقع كالآتي:-
1.جهد القص .
2.جهد الضغط المحصور وغير المحصور .
3.شدة الترابط مع الخرسانة.
4.مقاومة الجفاف والرطوبة والتجمد والانصهار .


ثالثا: الدراسة الهيدروجيولوجية:-
اعتمادا على الدراسات الجيولوجية وفحص المواد والتقارير الفنية يتم دراسة النفاذية والتسرب في موقع السد وذلك من أجل بيان كفاءة السد
رابعا: الدراسة الهيدرولوجية:-
دراسة سلوكية الأمطار في المنطقة، شدتها وتوزيعها ، كذلك دراسة سلوكية الفيضانات السابقة وخاصة الغير عادية منها .

مرحلة التصميم:-
من النتائج والدراسات السابقة يمكن الوصول إلى ما يلي:-
أ‌. تحديد أنسب المواقع لإقامة السد .

ب‌. تحديد النوع المناسب للسد .
ج. اختيار منسوب التأسيس وطرق المعالجة إذا تطلب الأمر لذلك .
د. حجم الحفر للوصول لمنسوب التصميم .
ه. وضع برنامج التصميم التفصيلي وتتم كما يلي:-
1. عمل خارطة طبوغرافية للمواقع بمقياس رسم (5000:1) .
2. عمل مقاطع طولية وعرضية للموقع .
3. تكملة الدراسات الجيولوجية وفحوصات المواد للموقع .
4. تكملة الدراسات الهيدروجيولوجية والهيدرولوجية .
5. حساب عناصر التصميم التالية:-
أ. سعة السد.
ب. ارتفاع السد.
ج. طول السد بين الكتفين.
د. ارتفاع المهرب.
ه. تقدير الفاقد.
و. التسرب.
ز. برك الترسيب وغير ذلك.
وأثناء عملية التصميم قد يتطلب الأمر عمل اختبارات تفصيلية ولذلك فإن التصميم والاختبارات والدراسات الجيولوجية يجب أن تتم معا حتى يمكم الوصول في النهاية للتصميم الملائم للموقع المناسب.


نوع السد الصحراوي:-
يتم اختيار نوع السد حسب الوضع الطبوغرافي للوادي المنوي عمل سد له فإذا كان المجرى عريضا وذو ميلان بسيط يستخدم السد الترابي أو الركامي وإذا كان المجرى ضيقا ذو ميلان عال نختار لها النوع الاسمنتي .

العوامل التي يتم مراعاتها عند انتخاب الموقع:-
1. العوامل الهيدرولوجية:-
- معدلات الامطار، شدتها، وتوزيعها على الحوض.
- شكل وسعة الحوض الصباب ( التصريف ).
- الميل أو الانحدار النسبي للحوض.
- وجود القيعان في الحوض.
- تعدد المجاري المائية او المصارف
- الفيضانات وسلوكيتها.
2. العوامل الطبوغرافية:-
شكل المجرى إذا كان ضيقا أو متسعا وكذلك ارتفاع الكتفين وسعة البحيرة .
3. العوامل الجيولوجية:-
- وجود صخور الأساس المتكشفة في الموقع يسهل عملية الانشاءات .
- تحديد أنواع وخصائص الصخور والطبقات الطبيعية يساعد في تحديد الغاية من السد المقترح من حيث كونه تجميعي أو تغذية .
4. العوامل الاجتماعية:-
- اختيار المواقع بحيث تكون قريبة من تجمع البدو أو القاطنين .
- توزيع السدود على أكبر مساحة ممكنة لتوفير السقاية للمواشي .
- وجود أراضي زراعية بالقرب من السدود .
5. العوامل الاقتصادية:-
- اختيار المواقع ذات التكلفة القليلة (توفر غالبية المواد الاولية) .
- قربها من الطرق وسهولة الوصول إليها .
- اختيار انسب أشكال السدود للموقع .

الحجم الاعظمي او السعة العظمى للسد:
تتحدد السعة العظمى للسد من الدراسة الهيدرولوجية التي تجري مسبقا لمنطقة أو حوض التصريف للسد المقترح .
بعد تعيين موقع السد على الخارطة الطبوغرافية ودراسته على الموقع يتم استخراج حجم أو حجوم الفيضانات المتوقع حدوثها كل
2، 5، 10، 25، 50 ، 100، 200 سنة.
يتم اختيار حجم(سعة) الخزان المقترح على أساس تجميع كميات المياه المتاحة من حوض تصريف الخزان وكذلك تجميع مياه أعلى فيضان يحتمل حدوثه عند الموقع المقترح للسد . كأن نقول صمم هذا السد ليتسع لحجم فيضان (10) مليون متر مكعب والذي يتكرر كل 50 سنة.




المهرب الفجائي – Emergency Spillway
يصمم المهرب الفجائي بحيث تكون عنده القدرة أو السعة لتمرير الحد الأعلى للفيضان الذي اتخذ قرار التصميم له Design Flood) ). كأن يكون فيضان التصميم هو الحد الأعلى للفيضان الذي يتكرر كل 50 سنة .
يستخرج ارتفاع قاعدة المهرب الفجائي من المنحنى الذي يبين علاقة الارتفاع بالمساحة والحجم (Area-Capacity Curve) .

#نعمى_شريف (هاشتاغ)       Noama_Shareef#          

---

اشترك في قناة ‫«الحوار المتمدن» على اليوتيوب
حوار مع الكاتب البحريني هشام عقيل حول الفكر الماركسي والتحديات التي يواجهها اليوم، اجرت الحوار: سوزان امين	حوار مع الكاتبة السودانية شادية عبد المنعم حول الصراع المسلح في السودان وتاثيراته على حياة الجماهير، اجرت الحوار: بيان بدل

كيف تدعم-ين الحوار المتمدن واليسار والعلمانية على الانترنت؟

تابعونا على:

الفيسبوك

التويتر

اليوتيوب

RSS

الانستغرام

لينكدإن

تيلكرام

بنترست

تمبلر

بلوكر

فليبورد

الموبايل

كيفية إشراك-إيصال مواضيعكم أو مواضيع تهمكم  إلى اكبر عدد ممكن من القراء والقارئات