مقاله تحلیلی: عوامل مؤثر بر طراحی و ساخت سد خاکی

عواملی وجود دارند که در طراحی سد خاکی تأثیرگذار هستند. به همین دلیل است که طراح باید این عوامل را در طراحی مدنظر قرار دهد. این عوامل به‌طور خلاصه در بخش‌های بعدی موردبحث قرار خواهند گرفت.

عوامل مؤثر بر طراحی و ساخت سدهای خاکی

• در دسترس بودن مصالح ساخت
• ویژگی‌های محل سد خاکی
• شکل و اندازه دره‌ای که سد در آن ساخته می‌شود
• آب‌وهوای منطقه
• انحراف رودخانه
• بازه زمانی ممکن برای ساخت
• عملکرد مخزن
• رفتار موج احتمالی
• فعالیت زلزله در منطقه

 در دسترس بودن مصالح برای ساخت سد خاکی

به‌طورمعمول، مصالح گسترده‌ای برای ساخت سدها در دسترس قرار دارد و اغلب می‌توان آن‌ها را در محل یا نزدیک به آن با کمترین هزینه به دست آورد.

انواع مصالح موجود در محل، طراحی سد خاکی را تحت تأثیر قرار خواهد داد. جدول 1 انواع سدهای طراحی‌شده را بر اساس مصالح در دسترس ارائه می‌کند.

ویژگی‌های محل سد خاکی

به‌طور عمده، سدهای خاکی می‌توانند بر روی تمامی انواع خاک ساخته شوند. خصوصیات خاکی که سد بر روی آن ساخته می‌شود به‌طور قابل‌توجهی بر طراحی آن اثر می‌گذارد. یکی از اثرات مهم، کنترل روش اجرای فونداسیون است.

علاوه بر این، خصوصیات نوع خاک ابعاد سد را تحت تأثیر قرار می‌دهد برای مثال اگر خاک ظرفیت باربری کمی داشته باشد، باید شیب‌ها را کاهش داد، از مقطع عرضی و ارتفاع آزاد بزرگ‌تری استفاده کرد.

این اقدامات برای مواجه با نشست تفاضلی سد خاکی باید رعایت شوند.

شکل و اندازه‌ دره‌ای که سد در آن ساخته می‌شود

اگر دره‌ای که سد در آن ساخته می‌شود باریک باشد و دارای پایه‌های کناری با شیب تند باشد، طراحی سد خاکی تحت تأثیر قرار خواهد گرفت. در این مورد، فضای ساخت‌وساز محدود خواهد شد و متعاقباً یک طراحی ساده‌تر که ممکن است به تدارکات ساخت‌وساز ویژه‌ای نیاز داشته باشد، مورداستفاده قرار می‌گیرد؛ اما دره‌ پهن با پایه‌هایی با شیب کم بر طراحی اثر نخواهد گذاشت.

اقلیم منطقه

به‌طورکلی، اقلیم منطقه، طراحی سد را تحت تأثیر قرار خواهد داد. برای مثال توصیه‌شده است برای ساخت‌وساز در فصل بارانی باید از هسته‌ شیب‌دار برای سد استفاده شود.

علاوه بر آن، وقتی سد خاکی در منطقه‌ خشک ساخته می‌شود، ممکن است یک سال بیشتر برای جمع‌آوری آب و شروع ساخت‌وساز نیاز باشد. این بدان دلیل است که مقدار رطوبت خاک ریزدانه‌ در این ناحیه قابل‌کنترل نیست.

انحراف رودخانه

انحراف رودخانه عامل دیگری است که بر طراحی سد اثر می‌گذارد. برای دره‌های باریک، رودخانه از طریق تونل‌های انحرافی منحرف می‌شود.

در این مورد، طراح باید تمام موارد احتمال انحراف رودخانه را مطالعه (بررسی) کند و طراحی خود را با گزینه‌های انحراف رودخانه تنظیم کند. زمانی که سد خاکی روی رودخانه‌ اصلی ساخته می‌شود، هر طرف سد از پایه‌های کناری ساخته خواهد شد و قسمت مرکزی سد باقی خواهد ماند و به‌عنوان انحراف رودخانه استفاده خواهد شد.

زمان موجود برای ساخت‌وساز

زمان اختصاص داده شده برای ساخت سد خاکی عامل دیگری است که طراحی سد بر اساس آن صورت می‌گیرد. اگر ارتفاع سد زیاد و نیاز باشد که سد در زمان کوتاهی ساخته شود، بنابراین احتمال فشار آب منفذی افزایش می‌یابد.

درنتیجه، شیب صاف‌تری برای سد باید در نظر گرفته شود تا از عهده‌ فشار آب منفذی بربیاید. باید دانست که زمان طولانی‌تری برای استفاده از خاک ریزدانه موردنیاز است، بنابراین اگر زمان ساخت‌وساز محدود باشد، لایه‌ نفوذناپذیر برای صرفه‌جویی در زمان باید لحاظ شود.

عملکرد مخزن

عملکرد مخزن، میزان از دست رفتن آب مجاز به علت نشت در سرتاسر فونداسیون و خاک‌ریز را مشخص می‌کند. متعاقباً، طراحی سد تحت تأثیر قرار خواهد گرفت. برای مثال، اگر سد برای نگهداری آب استفاده شود، درنتیجه باید نفوذناپذیر باشد درحالی‌که اکثر سدهای نفوذپذیر با هدف کنترل سیل احداث می شوند.

رفتار موج احتمالی

طول مخزن و سرعت باد شدت رفتار موج را تحت تأثیر قرار می‌دهد و بنابراین نیاز به حفاظت در بالادست سد خواهد بود. وجه بالادست سد به علت موج سیکلی مورد فرسایش قرار می‌گیرد مگر اینکه برای بالادست سد اقدامات محافظتی در نظر گرفته شود.

پوشاندن بالادست با لایه‌ای از قلوه‌سنگ نه‌تنها یک محافظ مناسب است بلکه به‌طور قابل‌توجهی مقرون‌به‌صرفه خواهد بود.

فعالیت زمین‌لرزه در منطقه

اگر سد در ناحیه‌ای ساخته شود که مستعد زلزله است، طراح باید محافظه‌کاری بیشتری برای طراحی در نظر بگیرد.

برای مثال می‌توان به این موارد اشاره کرد: شیب صاف‌تر، فیلتر بهتر، هسته‌ ضخیم‌تر، اختصاص زمان ساخت‌وساز طولانی‌تر، ظرفیت بیشتر برای زهکش در پایین‌دست.

منبع

نوشته شده توسط تیم مترجمین موسسه 808

اگر دوست دارید به تیم مترجمین 808 بپیوندید، با ما تماس بگیرید.

دریافت فایل PDF مقاله برای اعضای VIP رایگان است. سایر کاربران با پرداخت ۵۰۰ تومان می توانند اقدام به دریافت این فایل کنند.