تحقیق كلیات طرح و ساخت سدهای خاكی

تحقیق كلیات طرح و ساخت سدهای خاكی

تحقیق كلیات طرح و ساخت سدهای خاكی

بطور كلی سدی كه بدنه آن از مصالح خاكی یا پاره سنگی یا از هر دو ساخته شود به نام سد خاكریز (1) نامیده می شود و اگر عمده ی مصالح آن از خاك باشد،سد خاكی (2)نامیده می شود.

از زمانهای بسیار پیش احداث سدهای خاكی به منظور تنظیم و ذخیره آب معمول بوده است،اما به علت امكانات محدود و عدم شناخت قوانین مكانیك خاك و هیدرولیك ،ارتفاع سدها و بندهای خاكی از مقدار محدودی بیشتر نمی شده است،هر چند از نظر وسعت و طول سد این محدودیت وجود نداشته است.امروزه با پیشرفت علم مكانیك خاك و توسعه امكانات تكنولوژی و مطالعات دقیقتر توانسته اند سدهای خاكی را با ارتفاعهای قابل ملاحظه احداث نمایند بطوری كه در حال حاضر،از مرتفعترین سدهای ساخته شده سدهای خاكی و پاره سنگی هستند.به علاوه زمینهایی كه سابقاً برای ساخت سد بر آنها غیر مناسب به نظر می رسیدند هم اكنون می توانند به عنوان شالوده یا محل سد خاكی مورد استفاده قرار می گیرند.از مرتفعترین سدهای خاكی(یا پاره سنگی)عبارت است از:

سد«رگونی»(3)(ارتفاع 335 متر)و سد«نورك» (4) (ارتفاع 300 متر) هر دو در روسیه، سد« تهری» (5)(ارتفاع 260 متر) در هند،سد«میكا»(6)(ارتفاع 244 متر)در كانادا،و سد «اروویله»(7)(ارتفاع 235 متر)در ایالات متحده.

با وجود پیشرفتهای تكنیكی و علمی كه تا كنون در زمینه ساخت سدهای خاكریز شده است هنوز مشكل می توان راه حلهای ریاضی و محكمی را برای حل مسایل طراحی سدهای خاكی پیشنهاد نمود و از این رو بسیاری از اجزای سدها هنوز بر مبنای تجربه و ذوق و ذكاوت مهندسان طراحی و اجرا گردد،به عبارت دیگر نمی توان یك طرح نمونه وار و منحصر به فرد و كامل را همواره پیشنهاد نمود.

به منظور تأمین یك طرح دقیق و منطقی در سدهای خاكریز لازم است وضعیت شالوده سد و مواد تشكیل دهنده آن كاملاً مورد بررسی و مطالعه ی اولیه قرار گرفته و اجرای سد با روشهای كنترل شده و دقیقاً مطابق برنامه پیشنهادی طراح انجام پذیرد.

به عنوان یك اصل،دو نكته مسلو است كه:

1)سد به عنوان یك مخزن آب باید نفوذ ناپذیر باشد.

2)در تمام وضعیتهای ممكن (بلافاصله پس از ساخت و ضمن ساخت،وضعیت مخزن پر،طغیان،تخلیه سریع،بارندگی و حتی در مواقع سیلهای استثنایی چند هزار ساله)سد باید مقاوم باشد.

روش ایجاد سدهای خاكی در حال حاضر عمدتاً با روش تراكم مكانیكی است،هر چند روشهای دیگری مانند روشهای هیدرولیكی و نیمه هیدرولیكی هم وجود دارد كه از این روشها كمتر استفاده می گردد،مگر در مورد سدهای باطله كه ضرورتاً هیدرولیكی است.

بخش اصلی سد خاكی كه توده خاكی كوبیده شده است(در حقیقت سازه سد)به نام بدنه سد نامیده می شود،و زمینی كه سد بر روی آن قرار گرفته تا آن حد كه تحت تأثیر فشار حاصل از سد و نفوذ پذیری آب سد می باشد به نام شالوده است.به جز این دو بخش اصلی ،اجزای دیگری از قبیل آب بندها،زهكشها،پوششها،و غیره وجود دارد كه اهمیت آنها به لحاظ حجم ناچیز است اما به لحاظ حفاظت و ایمنی و عملكرد سد برای سد نقش حیاتی دارند.

انواع سد های خاكی

از دیدگاه تكنیك و روش ساخت،سدهای خاكی دو گروه هستند كه تقریباً تمامی آنها در گروه غلتكی(كوبیدنی)قرار دارند و تعدادی در گروه هیدرولیكی و نیمه هیدرولیكی طبقه بندی می شوند.منظور از سدهای غلتكی این است كه ساخت سد با روش كوبیدن خاك كه به وسیله غلتك است صورت می گیرد.این عمل معمولاً در لایه های 15 تا 22 سانتیمتری در هر نوبت تراكم كوبیده می شوند.منظور از روش هیدرولیكی این است كه انباشته شدن مصالح ساخت سد(جابجایی مواد و قرار گرفتن آنها در محل)با كمك آب انجام می گیرد و در ضمن جدا شدن آب از خاك،نوعی طبقه بندی طبیعی در دانه بندی خاك صورت می گیرد كه برای سد مناسب می باشد،یعنی دانه های درشت تر در كناره ها و دانه های ریز تر در وسط قرار می گیرند.

از دیدگاه همگنی بدنه سد،نیز می توان گونه های مختلفی را از هم تشخیص داد كه عبارتند از:

نوع همگن(8)،نوع مطبق(9) یا مغزه دار و نوع دیافراگمی