بخشی از مقاله
چکیده
در اکثر مناطق ایران زمان وقوع بارش با زمان نیاز آبی کشاورزی مطابقت ندارد علاوه بر این؛ با توجه به اقلیم خشک و نیمه خشک، اغلب آبخوانهای کشور در شرایط بحرانی قرار دارند لذا مهار نمودن جریانهای زیر سطحی به منظور ذخیره آب زیر زمینی و استفاده از آن در اوقات کم ابی از اهمیت زیادی برخوردار است احداث سد زیر زمینی بر روی آبراههها یکی از راههای مناسب جهت بهرهبردرای جریانهای زیر سطحی است.
تاریخچه استفاده از سدهای زیر زمینی در ایران و جهان به تمدنهای قدیمی برمیگردد به عنوان مثال سدهای زیر زمینی در جزیره ساردینا در زمان رومیان ساخته شده است و در عصر صفویه در ایران برای افزایش آب مادرچاه قنوات وزوران در میمه اصفهان آب دیگر قنات ها را به آن منحرف میکردند. ولی هم اکنون سدهای زیر زمینی با توجه به مزایایی که نسبت به سدهای سطحی دارد تقریبا در اکثر مناطق دنیا به کار برده میشوند.
الف- مقدمه :
-1 طرح مسئله:
نگاهی گذرا به وضعیت کمی آب کشور نشانگر آن میباشد که در حال حاضر بر اساس آمارهای موجود حدود 71 میلیارد متر مکعب از سهم منابع آبی کشور - از 430 میلیارد متر مکعب کل منابع آبی سالیانه - مربوط به بخش منابع تحت الارضی می-باشد که به نظر میتواند جایگاه ویژهای در رفع نیازهای آبی مردم را ایفاء نماید. توسعه صنعتی و کشاورزی، رشد سریع و روز افزون جمعیت و آلودگیهای زیست محیطی و برنامههای توسعه آتی در ابعاد اقتصادی، اجتماعی وارزیابیهای بهینه در اقتصاد منابع آب بعنوان ارکان مهم در اکتشاف منابع جدید آبی محسوب میشود
از نظر سوابق مطالعاتی و اجرایی در خصوص سدهای زیرزمینی میتوان به موارد زیر اشاره کرد. اسکینزکی - 1961 - مطالعاتی در خصوص موقعیت سدهای زیرزمینی از نظر زمین شناسی انجام داد. ماتسو - - 1975 برای اولین بار گزارشی از احداثیک سد زیرزمینی با عمق 10تا25متر در جزیره کاباشیما در غرب ژاپن داد. قبل از آن فقط سدهای زیرزمینی برای لایههای کم عمق آبدار مورداستفاده قرار میگرفت.
لارسن و سدروال - 1980 - مطالعاتی را بر روی گنجایش حجم مخزن سدهای زیرزمینی انجام دادند. و در سالهای اخیر استفاده از مدلهای عددی نیز در طراحی سدها بکار گرفته شده است. سابیو - - 1987 مدل عددی تفاضل محدود برای طراحی و مدیریت پیشروی آب دریا از میان سد زیرزمینی نیمه نفوذپذیر در یک لایه آبدار آزاد ساحلی بکار برد. درکشور ایران هم با وجود توپوگرافی و شرایط اقلیمی مناسب در بسیاری از مناطق چند نمونه کوچک مانند سد کهنوج و اندوهجرد در استان کرمان و سد زیرزمینی میمه در استان اصفهان احداث شده است
بنابراین با بهره گیری از تکنیک های اکتشاف منابع تحت الارضی مشتمل بر دانش زمین شناسی، ژئومورفولوژی، هیدروژئولوژی، ژئوفیزیک و حتی سنجش از راه دور ، امروزه می توان علاوه بر روش-های معمول تامین آب بصورت حفر چاههای عمیق، نیمه عمیق، قنوات که به استحصال آب از سفرههای آب زیر زمینی منجر میشود، با استفاده از فنون جدید مهندسی و ژئوتکنیکی به منابع جدیدی جهت استحصال آبهای زیر زمینی دست یافت که می-توان سهم پتانسیل بالفعل این بخش را که در حال حاضر حدود 24 میلیارد متر مکعب میباشد، افزایش داد.در هر حال میبایست با توجه به امکانات و تکنولوژی زمان نسبت به پتانسیلیابی منابع جدید نظیر حفر چاههای فلمن و یا شناسائی سدهای زیر زمینی و بهرهگیری از آن دست یافت که نوشتار حاضر نگرش و تاملی در خصوص سدهای زیر زمینی میباشد
ب- مواد و روشها
بطور کلی، سد زیر زمینی به هر سازه ای اطلاق میگردد که برای مسدود کردن جریان زیر سطحی یک سفره طبیعی و ایجاد مخزن در سطح زیر زمین احداث میگردد سد زیر زمینی مشابه سدهای معمولی دارای یک دیواره ناتراوا است که اب در پشت آن جمع میشود جنس این دیواره میتواند رس متراکم، سفال، آجر و سنگ با ملات سیمان و پلی اتیلن باشد.
شاید سدهای زیر زمینی را در مفهوم و عملکردی مترادف سدهای سطحی الارضی که نقش جمع آوری و نگهداشت آبهای سطحی را بهعهده دارند بدانیم یعنی با ممانعت از فرار آب در اعماق لایههای زمینی در تنگهها و درهها نسبت به ذخیره نمودن آب در زیر زمین اقدام نماییم. سدهای زیر زمینی را میتوان در درههای کوچک با ویژگی مونولوژیکی V یا U شکل پی جوئی نمود .
با مطالعات قبلی مرفولوژیکی، زمین شناسی، هیدروژئولوژیکی و بهرهگیری از دانش ژئوفیزیک نسبت به شناسائی محلهای مناسب برای اجرای سدهای زیر زمینی اقدام نمود. اصول انجام سدهای زیر زمینی مبتنی بر ایجاد سد غیر قابل نفوذ به صورت مصنوعی با اجرای عملیات ژئوتکنیکی و تزریقی در مسیر حرکت و طرفین آب زیر زمین به منظور ممانعت از فرار آب زیر زمینی میباشد.
به گونهای که با مطالعات ژئوفیزیکی با تعیین سنگ بستر ، تعیین ضخامت نهشتههای آبرفتی و تعیین سطح ایستابی، و ضخامت لایه آبده و شرایط نفوذ پذیری سفره و مطالعات چینه شناسی و سنگ شناسی به مکانیابی و تعیین پتانسیل بالقوه سدهای زیر زمینی پرداخته میشود. بدیهی است که هر چه درهها کم عرضتر و به شکل V نزدیک باشد و درههای و آبراهههای کوهستانی - یعنی درههای ارتوکلینالی منقطع با درههای کاتاکلینالی - و آبراهههای مشرف به آلویال فنها - مخروط افکنهها - بهترین نواحی مورفولوژیکی سدهای زیر زمینی میباشند. از نظر زمین شناسی لایههای کم ضخامت آبرفتی و نزدیکی لایه های نفوذ ناپذیر سنگ بستر به سطح زمین همراه با شرایط هیدروژئولوژیکی مناسب - به صورت حرکت آبهای تحت الارضی در جهت گرایان هیدرولیک - به عنوان بهترین شرایط مناسب در پتانسیل یابی نواحی سدهای زیر زمینی محسوب میشوند.
با توجه به اینکه سدهای روباز سطحی که بنا به شرایط خاص خود هزینههای زیادی را از نظر تصفیههای فیزیکی – مکانیکی همراه دارد و همچنین وجود رسوبات پشت سدی که سبب کاهش راندمان بهرهوری میگردد. همراه با تبخیر و احتمال افزایش Ec به عنوان نقاط منفی سدهای روباز محسوب میشود در حالیکه در مقایسه با شرایط یاد شده سدهای زیرزمینی از این نقاط منفی تا حد زیادی مبرا میباشند.
اینها موانعی زیرسطحی هستند که با ساختار کاملا نفوذپذیر یا نیمهنفوذپذیر در 3 حوزه حفاظت، مدیریت و تامین منابع آب تلاش می کنند. این سدها گاهی نیز برای جلوگیری از آلودگیهای ناشی از ورود شیرابهها به دشتها ساخته میشوند
