بخشی از مقاله
مکان یابی صحیح احداث مخازن و سازه هاي آبی
چکیده
با توجه به شرایط اقلیمی کشور و کمبود منابع آب دایمی و خشکسالی هاي ممتد در بیشتر مناطق، لازم است که آبهاي سطحی حاصل از بارندگی هاي سالیانه که در اکثر مواقع بدون استفاده آنچنانی از دسترس خارج می گردد کنترل و مورد استفاده قرار گیرند. از آن جایی که سدهاي مخزنی و رسوب گیر در تأمین آب مورد نیاز براي مصارف مختلف نقش تعیین کننده اي دارند و از طرفی با توجه به فراگیر شدن احداث سدهاي جدید در غالب نقاط کشور و در نهایت معرفی شدن ایران به عنوان یکی ازسه کشور برتر دانش فنی سدسازي جهان و نیز هزینه هاي هنگفت ساخت این سدها، لازم است که مطالعات بطور دقیق و جامع انجام گردد تا شاهد نتایج معکوس این پروژه ها نباشیم.
یکی از مهمترین و ابتدایی ترین پارامترهاي ساخت سد، مکان یابی احداث سازه می باشد که تأثیر کلیه فاکتورهاي مؤثر اعم ازتوپوگرافی و ظرفیت ذخیره محل، شکل دره، امتدادوشیب لایه هاي زمین شناسی، فاصله با گسل، نفوذپذیري وعدم فرار آب از مخزن، بار رسوبی و... بایستی به طور دقیق در آن مورد بررسی قرار گیرد زیرا در غیر این صورت علاوه بر هدر رفت هزینه ها چه بسا با شکست سازه شاهد سیلاب هاي مهیب مصنوعی باشیم و یا احداث سازه در مکان نامناسب هیچ کاربردي در بحث مهار آب نداشته باشد و فقط به عنوان یک دیواره خاکی یا بتونی عمل نماید. از این رو در مقاله حاضر با مطالعه و بررسی منابع مختلف داخلی و خارجی، بطور مفصل به این فاکتورهاي مهم پرداخته شده است. بی شک این فاکتورها می تواند به عنوان یک دستورالعمل اولیه جهت تعیین مکان هاي مناسب احداث این سازه ها مورد استفاده قرار گیرد.
کلمات کلیدي: مکان یابی، سد، زمین شناسی، دره،
مقدمه
در حالی که بارندگی متوسط سالانه بر روي کره زمین 860 میلیمتر است این میزان در کشور ما حدود 250 میلیمتر است و از دیر باز مردم این سرزمین با کم آبی و خشکی مواجه بوده اند. لذا با توجه به شرایط اقلیمی کشور و کمبود منابع آب دایمی و خشکسالی هاي ممتد در بیشتر مناطق، لازم است که آبهاي سطحی حاصل از بارندگی هاي سالیانه که در اکثر مواقع بدون استفاده آنچنانی از دسترس خارج می گردد کنترل و مورد استفاده قرار گیرند. این امر باعث شده است که کارشناسان و مهندسین امور آب رواناب هاي سطحی را توسط احداث مخازن و سدها جهت تامین آب شرب، کشاورزي، مصارف صنعتی، برقابی، کنترل سیلابها، آبزي پروري و... مهار نمایند.((1 از آنجایی که سدها یکی از مهمترین سازه هایی هستند که علاوه بر منافع بسیار عالی چنانچه از نظر مکان احداث مورد توجه قرار نگیرند علاوه بر هدر رفت هزینه ها، بسا با شکست سازه شاهد سیلاب هاي مهیب مصنوعی باشیم که خاطره احداث سد را در یک منطقه براي اهالی تبدیل به کابوس نماید و از طرفی احداث سازه در مکانی هیچ کاربردي را در بحث مهار آب انجام ندهد و فقط به عنوان یک دیواره بتونی یا خاکی عمل نماید، لذا توجه به شناسایی عوامل موثر جهت یافتن بهترین مکان احداث سد بیش از پیش احساس می شود. در این تحقیق سعی شده است که به مساله احداث سد( از نظر زمین شناسی، لرزه خیزي، شکل دره و...) به نحو مبسوطی پرداخته شود.
مواد و روش ها
این تحقیق با بررسی دقیق مراجع و منابع موجود در داخل و خارج کشور و با توجه به آخرین دستاوردهاي علمی کشور در زمینه سدسازي انجام شده است.
براي تعیین مناسب ترین محل جهت احداث سازه هاي آبی به ویژه سدها، نکات بسیار زیادي بایستی بررسی شود تا پروژه با شکست مواجه نگردد و هزینه و وقت صرف شده مثمر ثمر واقع گردد.
در این تحقیق از میان عوامل موثر، در مورد عواملی که در اولویت برتري از نظر مکان یابی هستند بحث و بررسی به عمل آمده است. در تحقیقات اولیه فاکتورهایی نظیر موجودیت آب موردنیاز، موجودیت محل مناسب براي احداث سد، موجودیت مصالح ساختمانی به اندازه کافی و سهولت دسترسی به آنها مطالعه می شود و بعد از تعیین مزیت نسبی دو مکان یا تعدادي بیشتر براي احداث سد، در تحقیقات نهایی به مطالعه دقیق تر فاکتورهاي زیر پرداخته میشود:
- تحقیقات زمین شناسی
• امتداد لایه ها
• شیب لایه ها
• چین خوردگی ها
• خصوصیات لرزه زمین ساختی
- تحقیقات هیدرولوژیکی
• برآورد دقیق الگوي هرزآب در محل سد مورد نظر
• تعیین هیدروگراف بدترین(خطرناك ترین worst )سیلاب
• تعیین هرزآب با این فرض که چنانچه الپوي هرزآب در محلی براي تعدادي سال قبل بتواند تعیین شود، الگوي طرح مشابه اي بر اساس یک موجودي متوسط می تواند براي آینده باشد.
بعد از مطالعه مزیت نسبی چندین محل سرانجام انتخاب نهایی مکان تحت تاثیر فاکتور هاي زیر می باشد:
• توپوگرافی و ظرفیت ذخیره محل
• فونداسیون طبیعی
• هیدرولوژي
• بار رسوبی
• غوطه وري
• عدم فرار آب از مخزن
بحث و نتیجه گیري
تحقیقات زمین شناسی
سد سازي از جمله طرح هاي مهندسی متمرکز به شمار می آید که در ارتباط مستقیم با زمین ساخته می شود.مطالعات زمین شناسی در انتخاب محل سد، انتخاب نوع سد، طراحی پرده آب بند کاربرد دارد.ناکامی و گسیختگی بیش از 1/3 از سدها در سطح جهان نتیجه ضعف مطالعات زمین شناسی مهندسی محل اجراي آن بوده است.موارد اصلی از تحقیقات این بخش که در امر سدسازي مد نظر هستند به شرح زیر می باشند:
امتداد لایه ها: در محل هایی که لایه بندي مشخص باشد بهتر است محل احداث سد جایی انتخاب شود که محور سد موازي با امتداد لایه ها باشد.هرچه امتداد لایه ها زاویه کمتري با محور سد بسازند، این محل مناسب تر است.شکل 1 مقایسه دو محل براي احداث سد را نشان می دهد.در شکل الف محور سد عمود بر امتداد لایه هاست و در شکل ب مواز ي با امتداد لایه هاست.بنابرین شکل ب شرایط بهتري را براي انتخاب بوجود می آورد.
شکل 1 تاثیر امتداد لایه ها در انتخاب ساختگاه سد
علت این انتخاب را می توان در موارد زیر توجیه کرد:
• در این حالت امکان دور ماندن از نقاط ضعف بیشتر است.(منظور از نقاط ضعف، لایه هاي سنگی سست و ضعیف مانند سنگ هاي شیلی و مارنی، لایه هاي در بر گیرنده حفرات و دیگر پدیده هاي کارستی حاصل از انحلال توده سنگ، لایه هاي خرد شده و هوازده و گسل ها و مناطق گسله می باشد.)یکی از مثال هاي بارز در این زمینه که نقاط ضعف کارستی باعث شکست پروژه شده است در احداث سد لار دیده می شود.((9
• چنانچه محور سد موازي با امتداد لایه ها باشد امکان فرار آب کمتر است چونکه لایه ها در جهت عمود بر مسیر جریان آب قرار دارند و نفوذپذیري در آن جهت کاهش می یابد.
• در حالتی که محور سد موازي با امتداد لایه ها باشد سنگ هایی با شرایط و خصوصیات یکسان در محدوده تکیه گاهها و پی سد قرار می گیرند. بنابرین سنگ ها رفتار مشابهی در طول محل بارگذاري خواهند داشت و پایداري سد بیشتر خواهد بود.
شیب لایه ها: شیب لایه ها و جهت گیري آن ها می تواند در انتخاب محل سد موثر باشد، به طور کلی بهتر است محل احداث سد جایی انتخاب شود که جهت شیب لایه ها به سمت بالا دست باشد، یا به عبارت دیگر جهت شیب لایه ها در جهت عکس جریان آب باشد.در شکل 2 حالت الف جایگاه سدي که در آن جهت لایه ها به سمت پایین دست است و در حالت ب جهت لایه ها به سمت بالا دست است و حالت ب مناسب تر است زیرا:
