پاورپوینت انواع سد و سرریز

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

انواع سد و سرریز

اسلاید 2 :

انواع سدها:
سدهای خاکی:
سدهای خاکی مصالحشان را از همان منطقه احداث و یا نواحی نزدیک تأمین می کنند ، و اصولاً دارای هسته رسی می باشند . رس بر اثر تماس با آب مانع نفوذ و انتقال آب و رطوبت می گردد و مانند نوعی عایق رطوبتی عمل می کند . اگر عمده مصالح تشکیل دهنده سد خاکی یکسان باشند ، سد را همگن می گویند و در غیر اینصورت ناهمگن. اگر کل سد خاکی از رس باشد سد خاکی همگن است ، اما اگر هسته مرکزی سد رس باشد و دور هسته مرکزی را با سنگهای دانه درشت پر کرده باشند ، سد غیر همگن محسوب می شود. از نظر تحلیل و آنالیز این نوع سدها بسیار حساس می باشند و در عین حال از نظر اجرا و پیاده سازی ساده تر می باشند.اجرای این سد در رودخانه های عریض ساده تر است. مصالح این سد اعم از ریز دانه و درشت دانه بایستی در دسترس باشد. این سدها برای زمینهایی نامناسب  از نظر مقاومت مناسب ترین نوع سد می باشند.

اسلاید 3 :

سدهای سنگریز:
این سدها خودبخود غیر همگن می باشند و حتماً باید یک بافت آب بند در مرکز آن قرار گرفته باشد. شکل این سدها درست مانند سد ناهمگن خاکی با هسته رسی می باشد با این تفاوت که در مرکز سد به جای رس از سنگ ریزه نفوذ ناپذیر استفاده می شود و در دور تا دور سد سنگریزه های دشت تر ریخته می شود. در برخی موارد رویه سد را به جای سنگریزه با بتن می پوشانند که در آنصورت دیگر نیازی به هسته آب بند نمی باشد. اینگونه سدها اغلب از نوع بلند می باشند. این نوع سد در برابر زلزله بسیار مقاوم هستند . سنگهای ریخته شده برای سد بایستی خاصیتهایی از قبیل جذب کم آب ، سایش کم ، مقاومت فشاری بالا و در برابر سرد و گرم شدن مقاومت خوبی داشته باشند.

اسلاید 4 :

سدهای بتنی وزنی:
این سدها عمدتاً کوتاه هستند و ارتفاع آنها بین 15 تا 20 متر می باشد ، این سدها به دلیل وزن زیادی که با بتن برای آن بوجود می آورند بر اثر فشار آب حرکت نمی کند و از جای خود تکان نمی خورد. در این نوع سد سرریز شدن آب مشکلی ایجاد نمی کند . این سدها در دره های عریض ساخته می شوند . این نوع سد در برابر تغییر درجه حرارت  نیز هیچگونه حساسیتی ندارد.

اسلاید 5 :

سدهای بتنی قوسی :
این سدها معمولاً در درهای باریک با شیب زیاد و از جنس سنگ اجرا می گردد و می تواند دو قوسی نیز باشند و در راستای عمود ی و افقی در ه دو حالت قوس داشته باشند. حسن این سدها این است که اگر به هر علتی در بدنه آنها ترک ایجاد شود خود نیروی فشار اعمالی از جانب آب پشت سد باعث هم آمدن این ترکها ( ترکهای حرارتی) می شود.

اسلاید 6 :

سدهای بتنی پشت بند دار:
سدهای پشت بند دار از نوع بلند هستند و با عث جلوگیری از خمشهای زیاد در بتن می شوند و برای تصور آن می توان اینگونه آنرا تشبیه کرد که دیواری بلند را که دارای پی در زمین است با تیرچه هایی در پشت آن نیز محکم نگه داشته شود تا فرو نریزد.

اسلاید 7 :

سدهای لاستیکی:
این سدهای اغلب بر روی رودخانه های فصلی زده می شود و این سدها از جنس لاستیک می باشند که در زمان مورد نیاز این سدها را از باد پر می کنند و این عمل باد کردن حجم سد را بالا می برد و سد مانع عبور آب می گردد. از این نوع سد که جزوسدهاي کوتاه نیز می باشد در شمال کشور خودمان نیز وجود دارد.

اسلاید 8 :

حال با انواع سدها بطور مختصر آشنا شدیم و بایستی کاربرد این سدها را نیز بدانیم و دلایل استفاده از آنها را نیز به دقت مد نظر بگیریم. حال پس از آشنایی کوتاه و مختصر با انواع سدها نحوه ارزیابی برای ساختن یک سد را مورد بررسی قرار می دهیم. از نظر فنی برای ساختن یک سد می بایست مراحلی سپری شود تا ساختن یک سد آغاز گردد ، هر کدام از این مراحل را یک فاز می نامند به شرح ذیل: 1- فاز صفر: آیا ساختن این سد از نظر اقتصادی و مورد کاربری توجیه دارد یا خیر؟  2- فاز یک: انواع سدهایی که با توجه به شرایط جغرافیایی و اقتصادی پیشنهاد می شود بطور ریز می بایست مورد بررسی قرار گیرد و میزان ذخیره آب و هزینه ریالی آن مورد بررسی قرار گیرد. ·  3- فاز دو : هندسه و تحلیل سد و ریختن نقشه اجرای سد.  4- فاز سه : اجرای سد

اسلاید 9 :

گروه های فنی اجرا:
اما در مورد گروههای فنی که برای ساختن یک سد مورد نیاز است به گروههای زیر می توان اشاره کرد:
-       گروه هیدرولیک.
-       گروه هیدرولوژی.
-       گروه زیست محیطی.
-       گروه آبهای زیر زمینی.
-       گروه نقشه برداری.
-       گروه شهر سازی.
-       گروه کشاورزی.
-       گروه زمین شناسی.
-       گروه مدیریت و هماهنگی.
گروههای فنی ذکر شده در کنار یکدیگر پس از تصمیم برای اجرای یک سد گرد می آیند تا یک پروژه به نتیجه برسد. پس از انجام مقدمات مطالعاتی بر روی سد، نوع سد بر اساس منطقه جغرافیایی و مصالح در دسترس سد مورد ارزیابی قرار می گیرد. یکی از نکاتی که جغرافیای منطقه برای ما در ساختن سد مشخص می کند نوع خاک و زمین منطقه و یا دره ای که در آن سد می خواهد اجرا شود ،حايزاهميت می باشد ، زیرا نوع بدنه سد و خاک منطقه بسیار حساس است . برای مثال در منطقه ای سنگی با تنگه ای باریک و تنگ ساختن سد خاکی  اشتباه است زیرا تماس این دو ماده ( بدنه سد و سنگی بودن منطقه) مانند چسباندن دوماده که یکی صلب و دیگری غیر صلب است می باشد و بر اثر تکان ( زلزله) این دو در نقطه اتصال جدا می شوند که این خطر ناک است.

اسلاید 10 :

آبند در سدها:
مهندسان برای کاستن از احتمال گسیختگیها ناشی از عملکرد آب زیرزمین ، همواره درصدد هستند تا بخش در حال حفاری را آبکشی و خشک نمایند. البته باید توجه داشت که کنترل نیروهای ناشی از نشت آب هم میتواند به همان اندازه در جلوگیری از گسیختگی موثر واقع شود. روشهای متنوعی را که برای کنترل نشت و فرار آب زیرزمینی وجود دارد، میتوان به سه دسته عمده تقسیم کرد که عبارتند از : آب بندها و موانع ، سیستمهای آبکشی ، زهکشها ، صافی ها (فیلترها).آب بندها و موانعی را که بر سر راه جریان آب ایجاد میشود، میتوان به سه دسته آسترها و پوششها ، دیوارها و تزریق تقسیم کرد.

اسلاید 11 :

آسترها و پوششها :
آسترها و پوششها به صورت لایهای نفوذ ناپذیر اجرا میشوند و دارای انواع زیراند:
تعبیه ورقهای از رس که در بستر دریاچه (به سمت سراب) ایجاد میشود و وظیفه آن افزایش مسیر افقی جریان آب در زیر زمین و در نتیجه کاهش فشار آب و میران نشت آن در پاشنه پایاب سد است.
یک لایه (آستر) رسی یا پلاستیکی که برای جلوگیری از فرار آب از مخزن یا نشت سیالات ناشي از حمل وتجمع زبالهها اجرا میشود.

اسلاید 12 :

سر ريز در سدهاي خاكي
سرريز سد عبارتست از مسيري پيش بيني شده براي عبور مقدار آبي كه ماازاد بر حداكثر ضرفيت مخزن در نظر گرفته مي شود، بطويكه بتواند همواره از بالاآمدن سطح آب مخزن به بالاي تراز پيش بيني شده حداكثر جلوگيري كند. افزايش آب مخزن ممكنسن به علت نوسانهاي بارندگي و سيلابها، يا كم شدن تخليه آب، و غيره باشد و از اينرو ظرفيت سرريز بايد با توجه به همه عوامل دقيقاً محاسبه شود.
بطور خلاصه، در مورد سدهاي خاكي ممكنست سرريز را بدون ارتباط با بدنه سد، بصورت تونل يا كانالي در تكيه گاههاي طبيعي سد تعبيه نمود و يا اينكه در بدنه سد جائي براي آن در نظر گرفت. بندرت در سدهاي خاكي ممكنست از تاج سد به عنوان سرريز استفاده شود كه در اينصورت استحكامات كافي براي پوشش سد و تاج آن لازم است. در مواردي نيز مي توان براي يك سد دو سرريز در نظر گرفت كه يكي براي وضعيت هاي معمولي و ديگري براي طغيانهاي استثنائي منظور شده باشد.

اسلاید 13 :

سر ریز:
براي عبور آبهاي اضافي و سيلابها از سراب به پاياب سدها از سازه اي به نام « سرريز » استفاده مي شود . يكي از سازه هاي مهم سد ، سرريز مي باشد با توجه به وظيفه اي كه بر عهده آن مي باشد ، سرريز بايد سازه اي قوي ، مطمئن و با كارآيي بالا انتخاب شود كه هر لحظه بتواند براي بهره برداري آمادگي داشته باشد .
معمولاً سرريزها را بر حسب مهمترين مشخصه آنها تقسيم بندي مي كنند ، اين مشخصه مي تواند در رابطه با سازه كنترل ، كانال تخليه و يا هر عضو ديگر آن باشد . بر حسب اينكه سرريز مجهز به دريچه و يا فاقد آن باشد ، به ترتيب با نام سرريزهاي كنترل دار و يا سرريزهاي بدون كنترل شناخته مي شوند .

اسلاید 14 :

نوع سرريزها معمولاً با عناوين :
1- ريزشي
2- اوجي
3- جانبي
4- شوت
5- مجرايي
6- تونلي
7- نيلوفري
8- سقوطي با بار شكن
9- آبرو
10- سيفوني 
مشخص مي گردد.

اسلاید 15 :

1- سر ريز ريزشي آزاد ( سرريز هاي با سقوط مستقيم ):
در اين نوع سرريزها جريان آب بطور آزاد از روي تاج سرريز فرو مي ريزد . اين سرريزها براي سدها ي بتني قوسي نازك ، سدهاي پشت بنددار و يا تاجهايي كه وجه پايين دست آنها تقريباً قائم است ، مناسب مي باشد . جريان ممكن است بصورت آزاد همانند يك لبريز لبه تيز انجام گيرد و يا تا فاصله كمي در روي اوجي هدايت شود . غالب اوقات تاج را بصورت يك لبه آويزان ادامه مي دهند ، تا جريانهاي كوچك را به نقطه اي دورتر از ديواره مقطع سرريز شونده هدايت كند .
در سرريزهاي ريزشي آزاد ، به زير سفرة آب به اندازة كافي هوا داده مي شود تا از شكل گيري جتهاي ضرباني و نوسان كننده جلوگيري شود .
اگر هيچگونه تأ سيسات حفاظتي مصنوعي در پاي سقوط در نظر گرفته نشود ، در بيشتر موارد در بستر رودخانه فرسايش ايجاد مي شود و يك حوضچه استغراق شكل مي گيرد عمق و حجم حوضچه تابعي از عمق پاياب ، ارتفاع سقوط آب و تغييرات دبي جريان است .
فرسايش ناپذيري مواد بستر ( مانند سنگ ) اثر جزئي بر روي اندازه حوضچه دارد ، چرا كه فقط مي تواند زمان حفر كامل حوضچه را به تعويق بيندازد . در مواردي كه فرسايش بستر   غير قابل تحمل باشد ، مي توان با احداث يك سد كمكي در پايين دست سازه اصلي ، به ايجاد يك حوضچه مصنوعي پرداخت . اين كار همچنين مي توان با حفر يك حوضچه انجام داد و سپس آنرا به كف بند بتني مجهز ساخت .

اسلاید 16 :

از سرريزهاي ريزشي آزاد ، كه در محدوده وسيعي از عمق پاياب بتواند مؤثر باشند ، ميتوان در سدهاي خاكي استفاده كرد . اين سرريز از يك ديواره مستقيم مجهز به لبريز تشكيل شده كه در قسمت بالاي يك فلوم با مقطع مستطيلي كار گذاشته شده است .كف بند افقي آن بر رقوم كف رودخانه منطبق است و يا پايين تر از آن قرار مي گيرد . در اين حالت ، به منظور كمك به تشكيل جهش هيدروليكي و كاهش فرسايش پايين دست ، سيستم به بلوكهايي در كف و يك آستانه در انتها مجهز شده است . اين نوع سازه هيدروليكي ، براي اختلاف ارتفاعهاي زياد مناسب نيست ، زيرا در اينصورت بايد كف بند ، نيروي عظيم برخورد جت با فونداسيون را تحمل كند . ارتعاشهاي حاصل از اين برخورد ، ممكن است سبب ترك خوردگي و يا جابجائي قسمتهايي از سازه شود و خطر انهدام آنها در اثر بروز پديده هاي جوشش ماسه ( پايپينگ ) و زير شويي را بهوجود آورد .
معمولاً نبايد در مواردي كه اختلاف تراز آب مخزن و پاياب از 6 متر متجاوز است ، از اين نوع سازه هيدروليكي استفاده شود.
به شرط وجود عمق كافي ، هنگامي كه جت آب به روي يك كف بند افقي سقوط ميكند ، جهش هيدروليكي شكل خواهد گرفت . براي تعيين مولفه هاي جهش هيدروليكي فوقالذكر مي توان معادله مومنتم را در پاي سقوط به كار گرفت .

اسلاید 17 :

2- سرريز اوجي ( آبريز ):
اين سرريزها يك لبريز كنترل دارند كه به شكل منحني اوجي ( پيوند ) يا داراي   پروفيل S شكل است . معمولاً قسمت فوقاني منحني پيوند طوري طراحي مي شود كه هر چه نزديكتر ، بر پروفيل زيرين سفره آبي كه از روي يك لبريز لبه تند هوا دهي شده ، فرو مي ريزد منطبق باشد . با جلوگيري از ورود هوا به زير سفره آب ، امكان تماس بين آب سرريز شده و پروفيل تاج سرريز فراهم مي آيد . براي دبي هاي نظير ارتفاع طراحي ، جريان آب بدون مزاحمتي از طرف لايه مرزي ، به آرامي بر روي پروفيل تاج سرريز حركت مي كند و تقريباً حداكثر بازده تخليه به دست مي آيد . پايين تر از قسمت فوقاني منحني پيوند ، پروفيل به صورت مماسي در طول يك شيب ادامه مي يابد و بدين ترتيب ورقه آب را در روي سطح قسمت آبريز حفاظت ميكند . در انتهاي شيب ، يك منحني معكوس جريان را بداخل حوضچه آرامش و يا كانال تخليه سرريز برميگرداند .

اسلاید 18 :

منحني فوقاني تاج سريز را مي توان تند تر و ياملايمتر از پروفيل سفره ريزشي آب انتخاب كرد . شكل ملايمتر پروفيل سبب خواهد شد كه ورقه آب به سطح پروفيل بچسبد و فشار هيدرواستاتيكي مثبتي را در سطح تماس پديد آورد . در اين حالت ، مقاومت جريان افزايش مييابد و بازده تخليه سرريز كاسته مي شود . براي پروفيل تندتر ، امكان جدا شدن ورقه آب از سطح تاج وجود دارد كه با وقوع فشار منفي در سطح تماس همراه خواهد بود . اثر اين گونه فشارها ي منفي ، در افزايش ارتفاع مؤثر است كه در نتيجه بر د بي جريان مي افزايد . يك تاج آبريز همراه با كف بند پايين دست ، مي تواند به عنوان يك سرريز كامل مورد استفاده قرار گيرد . اين حالت را مي توان در سدهاي بتني وزني مشاهده كرد . در حالت ديگر ، تاج آبريز ممكن است فقط بصورت سازة كنترل ، براي انواع ديگر سرريزها مورد استفاده قرار گيرد .

اسلاید 19 :

3- سرريز جانبي:
سرريز جانبي عبارتست از سريز جداگانه اي كه در كنار سد در دره ساخته مي شود . جريان آب پس از عبور از سرريز جانبي وارد كانالي مي شود كه موازي تاج سرريز است و كانال جانبي ناميده مي شود .
معمولاً اين نوع سرريز در قسمت باريك دره ساخته مي شود . جريان آب پس از عبور از روي سرريز وارد كانال جانبي مي شود و حدود 90 درجه تغيير جهت مي دهد . سپس جريان وارد شوت يا تونل مي گردد . انرژي جنبشي جريان ناشي از پايين آمدن جريان آب ، از روي سرريز توسط تلاطم داخل كانال جانبي مستهلك شده و سرعت ديگري در جهت موازي سرريز بوجود مي آيد . كانال جانبي بايد آنقدر گود باشد كه ارتفاع آب كافي جهت حركت در آن بوجود آيد. معمولاً سطح مقطع كانال متناسب با افزايش بدنه در جهت پايين دست جريان زياد مي گردد . جريان از شوت يا تونل معمولاً بصورت فواره به رودخانه وارد مي شود . پرتاپ كننده جامي يكي از راههاي مناسب هدايت جريان و مستهلك كردن انرژي مي باشد .

اسلاید 20 :

خصوصيات هيدروليكي تاج سرريز جانبي نيز شبيه خصوصيات سرريز آبريز معمولي است و از پروفيل تاج لبريزتبعيّت مي كند . البته براي حداكثر جريان ممكن است خصوصيّات هيدروليكي سرريز جانبي با سرريز آبريز تفاوت نمايد. علت امر اين است كه امكان وجود محدوديت در كانال جانبي كه به سهم خود سبب استغراق نسبي تاج سرريز مي شود ، وجود دارد. در اينصورت كنترل دبي جريان توسط عامل محدود كننده اي كه در پايين بخش كانال جانبي وجود دارد ، انجام خواهدگرفت .
سرريزهاي جانبي ، نه تنها از نظر هيدروليكي كارآيي خوبي ندارند ، بلكه از نظر اقتصادي نيز ارزان تمام نمي شود . البته داراي محاسني نيز مي باشند كه كاربرد آنها را توجيه پذير ميكند. در مواردي كه محدود كردن ارتفاع طراحي سرريز با طولاني تر شدن تاج سرريز همراه باشد و تكيه گاه ها داراي شيب تند و بصورت پرتگاه باشند ، انتخاب سريزها ي جانبي مي تواند بهترين گزينه باشد . همچنين در مواردي كه لازم است تأسيسات كنترل به كانال يا تونل تخليه باريكي وصل شود، سرريز جانبي مي تواند مورد توجه قرار گيرد