پاورپوینت سدهای لاستیکی

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 3 :

سدهاي لاستيكي

روش معمول براي كنترل آب در كشورهاي مختلف سدسازي مي باشد، مهمترين مسئله در سدسازي حجم و نوع مصالح است و همواره حجم زياد مصالح مصرفي در اين نوع سازه ها بشر را بر آن داشته است كه از تكنيكهاي مدرن تر استفاده نمايد. در سنوات اخير با ازدياد پروژه هاي سدسازي و ارتباط آن با كشتيراني و مرفولوژي رودخانه، نياز به دريچه هاي مختلف بيشتر حس شده است. متخصصين به دنبال آن هستند تا با يافتن راه حلهاي جديد براي كنترل آب در عين استفاده از حداكثر پتانسيل آبهاي موجود از تأثير منفي آن بر مرفولوژي رودخانه و كشتيراني بكاهند و به همين خاطر است كه دنيا همواره شاهد پيدايش ايده هاي نو در اين زمينه بوده است.

اسلاید 4 :

يكي از افرادي كه در اين راستا فعاليت نموده است آقاي نورمن ايمبرتسون (Normal Imbertsone) است كه رياست بخش مهندسي كاربرد و نگهداري دپارتمان آب و برق شهر لوس آنجلس آمريكا را بعهده داشت. ايشان پي از سالها تجربه در زمينه نصب، راه اندازي و نگهداري دريچه ها، ايده استفاده از دريچه هاي متورم شونده را در سال 1965 ارائه داد. بعدها اين ايده در ژاپن مورد بررسي قرار گرفت و اولين سد لاستيكي در سال 1967 در ژاپن ساخته شد و از آن پس تعداد زيادي از اين سدها توسط ژاپني ها در نقاط مختلف دنيا ساخته شده و هم اكنون تعداد سدهاي ساخته شده از اين نوع بالغ بر 1500 عدد مي گردد.

اسلاید 5 :

طويل ترين اين سدها به طول 609 متر در آمريكا و بلندترين آنها به ارتفاع 18/5 متر در استراليا ساخته شده است و هم اكنون نيز ساخت اين نوع سدها بر روي رودخانه هاي بزرگ دنيا در دست بررسي است. اين سدها به عنوان دريچه، سدهاي انحرافي، سدهاي مخزني، استخرها و حوضچه هاي كشتيراني قابل كاربرد است.

اسلاید 7 :

12-1- جنس سدهاي لاستيكي

سدهاي لاستيكي از الياف نايلوني بافته شده اي تشكيل يافته اند كه توسط خمير لاستيك پوشانده مي شود. الياف نايلوني نقش شبكه مقاوم و خمير لاستيك نقش آب بندي را بازي مي كند. بطور كلي مي توان گفت كه ضخامت سه لايه اي كه روي هم قرار مي گيرند بين 5 تا 25 ميليمتر مي باشد. اين لاستيك ها بصورت ورقه در كارخانه توليد مي گيردند و سپس به محل پروژه برده مي شوند. لذا طول دهانه سدهاي لاستيكي هيچ محدوديتي از لحاظ كارخانه سازنده ندارد و تنها مشكلات حمل و نقل است كه ابعاد سد لاستيكي را محدود مي سازد. لايه روئي سد لاستيكي نسبت به آفتاب و هوازدگي مقاوم است و داراي اج هايي است كه سيلت را در خود جمع مي كند.

اسلاید 8 :

به طور خلاصه مي توان گفت سدلاستيكي از يك ورقه لاستيكي با تحمل كششي بالا كه ضخامت آن 25- 5 ميليمتر است، تشكيل شده است. اين ورقه لاستيكي توسط يك سري پيچ مهاري به يك پي بتني كه در بستر رودخانه استقرار يافته است متصل مي شود و به وسيله سيستمي كه از يك موتور پمپ، فشارسنج و تعدادي سوپاپهاي كنترل تشكيل شده است به كار مي افتد. يكي از مهمترين خواص سد لاستيكي فرونشستن منظم و قابل اعتماد آنست، يعني آنكه بلافاصله پس از كم شدن فشار و خروج سيال داخلي آن، سد يا يكنواختي فرو مي نشيند. ضمناً در سدهاي لاستيكي تغيير فرم سد و همچنين عبور آشغال و موارد معلق از روي آن هيچ مشكلي را ايجاد نمي كند.

اسلاید 9 :

سد لاستيكي از اجزاي مختلفي تشكيل شده است كه عبارتنداز: فونداسيون، غشاء لاستيكي، سيستم مهاربندي، اتصالات بدنه و سيستمهاي مكانيكي تورم و تخليه سد. اجزاي مذكور در اين فصل مورد بررسي قرار مي گيرند.

12-2- نحوه كار سدهاي لاستيكي

سدهاي لاستيكي در حالت بسته همچون كف پوشي بر بستر رودخانه آرميده اند و وقتي كه لازو شود تا سد باز شود هوا يا آب به داخل آن دميده مي شود. با قرار گرفتن سيال در داخل سد، سد متورم مي شود و به صورت مانعي جلوي آب را مي گيرد. فرآيند باز شدن سد به صورت يكنواخت و در تمامي عرض رودخانه اتفاق مي افتد و براي بستن آن نيز كافي است كه سيال دروني توسط يك شير فلكه تخليه گردد. البته تراكم جريان در وسط سد كمي بيشتر است كه بعداً به ذكر علت آن پرداخته مي شود. ولي به طور كلي مي توان گفت كه در خلال باز و بسته شدن سدهاي لاستيكي جريانهاي متراكم موضعي كمتر اتفاق مي افتند

اسلاید 11 :

12-3- مهار كردن سد لاستيكي به دال كف

براي مهار كردن غشاء لاستيكي به كف كانال يا رودخانه ابتدا يك دال بتني به ابعاد مناسب در كف رودخانه احداث شده و پيچهاي مهاري و يك صفحه مدفون در آن نصب مي گردند.
سپس غشاء لاستيكي به محل آورده مي شود و سوراخهائي كه بر روي غشاء لاستيكي تعبيه شده با پيچهاي مهاري تنظيم مي گردند و پس از قرار گرفتن سوراخها بر روي پيچ ها، بستهاي مهاري روي لاستيك قرار مي گيرند و مهره ها روي آنها بسته مي شوند. براي مهار كردن غشاء لاستيكي به دال كف دو روش وجود دارد كه عبارتند از:

اسلاید 12 :

1- روش مهار دوگانه

در اين روش غشاء لاستيكي توسط دو سري پيچ هاي مهاري به دال كف بسته مي شود، لذا تعداد پيچ و بستهاي مهاري بكار رفته در اين حالت زياد است ولي در عوض پيچها مقاومت و وزن كمتري دارند. در مواردي كه سطح آب پائين دست از حد پائين دست از حد معيني بالاتر بيايد يا در هنگام جزر و مد، لزوماً بايد از اين روش استفاده شود.

2- روش مهار منفرد

در اين روش غشاء لاستيكي تنها توسط يكسري پيچهاي مهاري به دال كف متصل مي گردد، لذا در اين روش در تعداد پيچها و بستهاي مهاري صرفه جويي مي شود و در عوض پيچها مقاومت بيشتري دارند.

اسلاید 13 :

- اتصال غشاء لاستيكي به تكيه گاهها

سد لاستيكي از دو لايه تشكيل شده و مقطع آن در سراسر طول بسته يكسان است اما در طول محل اتصال سد به كناره ها مقطع تغيير مي كند بدين صورت كه ابعاد مقطع بتدريج كوچكتر شده تا به صفر مي رسد.

12-4- نحوه ريزش آب از روي غشاء لاستيكي

بر روي سد لاستيكي بك زائده بنام فين (Fin) نصف مي شود. اين زائده باعث مي شود تا تيغه آب از سد جدا گردد و با ايجاد فاصله بين بدنه لاستيكي و تيغه آب امكان هوادهي زير تيغه بوجود آيد. البته هوادهي Airation تيفة آب از دو انتها صورت مي گيرد و اين امر سبب مي گردد كه از ارتعاشات ناشي از عبور آب از روي سد كاسته شود و ضمناً از بوجود آمدن پديده كاويتاسيون (Cavitation) جلوگيري گردد. زائده لاستيكي علاوه بر خواص هيدروليكي بالا موجب صاف و يكنواخت شدن غشاء در هنگام تخليه كامل نيز مي شود يعني وقتي كه سد مي خواهد بطور كامل در كف رودخانه بخوابد اين زائده موجب مي شود تا سد لاستيكي با يكنواختي كامل در كف رودخانه گسترده شود.

اسلاید 14 :

-5- ورود و خروج هوا به بدنه سد لاستيكي

براي آنكه هوا يا آب بتواند وارد بدنه سد لاستيكي بشود دو لوله در كف بدنه لاستيكي تعبيه مي گردد. اين لوله ها بنام لوله هاي عبور سيال (Space Pipes) موسومند. هوا يا آب مي تواند به سادگي از درون دو لوله عبور نمايد. بخصوص در هنگامي كه سد كاملاً خوابيده است سيال هيچ راه عبوري جز اين دو لوله ندارد. لوله ها باعث مي گردند كه سد لاستيكي بطور متقارن نسبت به محور مركزي سد باز و بسته شود.

اسلاید 15 :

-6- پديده V شكل شدن سرريز

هنگامي كه سرريز لاستيكي به آرامي بسته مي شود ميزان پايين رفتن سرريز در وسط به مراتب بيشتر از كناره هاست زيرا به علت تراكم جريان آب در وسط و خروج آب به صورت قرينه از دو طرف و همچنين مهار بودن بدنه سد از دو طرف، ميزان پائين رفتن سد در قسمت وسط بيشتر از كناره ها مي باشد، لذا ابتدا سرريز بصورت V شكل بسته مي شود و پس از مدتي به تعادل مي رسد. البته اين پروسه مسئله ناخواسته اي نيست چرا كه V شكل شدن سرريز باعث مي شود كه تراكم جريان بستر در وسط رودخانه اتفاق بيفتد و چون معمولاً در وسط رودخانه بخاطر عمق زيادتر دانه بندي ذرات رسوب يافته درشت تر است، لذا مسئله فرسايش بستر بعلت نوساني بودن جريان كمتر بوقوع مي پيوندد

اسلاید 16 :

مزيت ديگري كه اين نوع جريان دارد اين است كه جريان در بالا دست سرريز نيز در وسط متراكم مي گردد و از برخورد آب با سرعت زياد به ديواره هاي بالا دست و فرسايش دايكها جلوگيري به عمل مي آيد. تراكم جريان در وسط رودخانه موجب تمركز جريان رسوب در وسط مي گردد و در كناره ها به اندازه كافي فرصت براي ته نشين شدن رسوبات درشت دانه بوجود مي آيد. در اين حالت هم از تمركز باركف در پشت سد جلوگيري مي شود و هم از ورود رسوبات درشت دانه به داخل كانال آبگير جلوگيري به عمل مي آيد.

اسلاید 17 :

وقتي ارتفاع تيغه آب روي غشاء زياد شود زماني فرا مي رسد كه جريان ورودي بتدريج بطرف وسط متمركز مي گردد و پديده V شكل شدن سرريز (V-Notch) اتفاق مي افتد. اينكه چه عواملي باعث مي شود تا بالانس ارتفاعي سرريز بهم بخورد مدتها مورد توجه محققين مختلف بوده است. اين تحقيقات نشان داده است كه وقتي ارتفاع تيغه آب زياد مي شود بتدريج فشار داخلي غشاء بعلت افزايش وزن آب روي آن زياد مي گردد و مقدار آن از فشار آب معادل ارتفاع سد بيشتر مي گردد. وقتي نسبت
به تدريج زياد مي شود پديده V-Notch رخ مي دهد. اين مسئله طي روابط زير بيان گرديده است:
+
-
<

اسلاید 18 :

. پديده V-Notch نه تنها در هنگام بروز طغيان و زياد شدن ارتفاع تيغه آب روي سرريز اتفاق مي افتد بلكه در هنگام كم كردن ارتفاع سرريز و يا تخليه آن نيز رخ مي دهد، زيرا در اين حالت نيز با كم شدن ارتفاع غشاء به تدريج نسبت فشار داخلي به ارتفاع سد افزايش مي يابد.

در شكل 12-8 بوجود آمدن اين پديده در هنگام پائين آمدن سطح سرريز در يك سد با غشاء لاستيكي مشاهده مي شود. در اين آزمايش ارتفاع سرريز به صورت خيلي آرام كاهش پيدا كرده و هنگامي كه ارتفاع غشاء به 75/0 ارتفاع اوليه خود مي رسد پديده V-Notch رخ مي دهد. همانگونه كه در شكل 12-8 نشان داده شده است اين پديده بتدريج در تمامي طول سرريز گسترش پيدا مي كند. در اين شكل ارتفاع سرريز در زمانهاي مختلف پس از شروع تخليه براساس ميزان فشار داخلي تعيين شده است.

اسلاید 19 :

لازم بتذكر است كه در موقع تخليه سد، مسئله فرق مي كند و به خاطر كاهش سريع فشار در غشاء اين پديده در وسط به صورت U شروع مي شود و بتدريج در سراسر عرض ادامه پيدا مي كند. در شكل 12-9 مراحل تشكيل پديده V-Notch در هنگام تخليه سد مشاهده مي شود.

اسلاید 20 :

12-7- سيستم كنترل در سدهاي لاستيكي

1- سيستم كنترل در سدهاي لاستيكي نيمه اتوماتيك

در اين سيستم تورم غشاء لاستيكي نياز به اپراتور دارد ولي كنترل سطح آب در هنگام طغيان بطور اتوماتيك انجام مي گيرد و پس از فرونشستن طغيان، اپراتور بايد ارتفاع را تنظيم نمايد. چون فشار هواي داخل سد لاستيكي بنحوي متناسب با ارتفاع آب بالا دست مي باشد لذا با كنترل فشار در درون غشاء بسادگي مي توان ارتفاع آب بالا دست را تنظيم كرد. چون باز و بسته كردن سوپاپ ورودي و خروجي بصورت اتوماتيك امكان پذير است لذا كنترل اتوماتيك در سدهاي لاستيكي امري بسيار ساده است. در سدهاي موجود دو نوع سيستم كنترل وجود دارد كه عبارتند از:
الف- كنترل ماكزيمم ارتفاع سطح آب بالادست

در اين سيستم همانگونه كه در شكل 12-10 مشاهده مي شود حوضچه اي وجود دارد كه توسط لوله اي به بالادست متصل است و شناوري در اين حوضچه نصب گرديده است. وقتي ارتفاع آب به حد مشخصي مي رسد اين شناور موجب باز شدن سوپاپ خروج هوا مي گردد و عمل تخليه هوا و در نتيجه كم شدن ارتفاع سد تا حدي ادامه پيدا مي كند كه سطح آب در بالا دست به حد تعيين شده دلخواه برسد. در اين حالت سوپاپ خروج هوا مجدداً بسته مي شود و ارتفاع آب در پشت سد تثبيت مي گردد.