الســـــــــدود

تعتبر السدود من أعظم وأضخم اإلنشاءات المدنية التي يبنيها اإلنسان على اإلطالق . وخالل حلقات التاريخ بنيت السدود الضخمة لدرء أخطار

األراضي الزراعية ، وتوليد كفايات هائلة من الطاقة الفيضانات ، وري الكهربائية باستغالل قدرات الطبيعة الكامنة في الماء المحجوز . وبذلك نجد أن السدود غيرت منذ زمن مضى معالم واضحة في الحضارة

البشرية .وتعتبر السدود من المنشأت الهندسية القديمة جدا ،فقد بنيت سنة ، حيث كان المصريون 0.555م قبل أكثر من أوائل السدود في العال

القدامى السباقون لبناء أول وأضخم السدود التي عرفتها البشرية ، وليس هذا فحسب ، بل ابتكروا أيضا العديد من النماذج المختلفة للسدود

. الكفيلة بمقاومة قوة مياه األنهار العنيفةمن نوع واحد من المواد أو إن األنواع الشائعة من السدود هي التي تنشأ

ذات الردم الترابي والردم الصخري مع قالب ترابي ، أو ذات الواجهة الخرسانية ، والسدود الخرسانية التي تعتمد على الجاذبية أو القوس أو

.الدعامات الواقية

... Arch dams السدود القوسية

يرتبط تصميم السدود دائما وكأي إنشاء هندسي بجيولوجية المنطقة وطبيعة التربة والتضاريس . وتعتبرالسدود القوسية من أبسط أشكال السدود وأقلها تكلفة من حيث المواد والتصميم من أي نمط من أنماط

األتازارالسدود األخرى ، وأشهر أمثلته سد El Atazar Dam فيإسبانيا .ويستخدم هذا النوع من تصميم السدود في األماكن الضيقة والصخرية ، حيث يكون السد على شكل قوس منحني يحجز خلفه

. الكميات الهائلة من مياه األنهار

... توزع القوى

يقوم الشكل الهندسي المقوس للقوس خالل عملية ضغط المياه المحجوزة خلف السد ، حيث تقوم المياه بتطبيق ضغط كبيرعلى السطح الخلفي المحدب للجدار ، مما يسبب انضغاط القوس الجداري باتجاه التماسك

كلها الهندسي كما والتقارب للمادة الجدارية من بعضها البعض بسبب ش . هو موضح في الشكل السابق

... Buttress dams السدود المدعمة

قد تكون هذه السدود منبسطة قليال أوكثيرا أو مقوسة ، لكن هناك دائما

زها عن غيرها وهي سلسلة من الركائز ) تستخدم أساسيات تصميمية تميلنقل القوى المؤثرة على الجدار الى منطقة أخرى أكثر قوة وتحمل

حيث تقوم هذه الركائز اإلنشائية بتقوية ودعم . ( كاألرض أواألساساتبناء السد من الجهة الخارجية في اتجاه مجرى النهر .ومن أهم األمثلة

ئز إسمنتية هو سد بارتليتعلى السدود المدعمة بركا Bartlett Dam . في والية أريزونا األمريكية

...توزع القوى

بحسب التصميم الهندسي لهذه األنماط من السدود ، تقوم المياه بتوليد تجة عن وزنها باتجاه جدار السد مسببة دفعه أو قوى ضغط كبيرة نا

انقالبه بينما تقوم الركائز في الجهة المقابلة برد فعل معاكس تماما في محاولة لتثبيت البناء في مكانه ، بينما يكون وزن الركائز مطبقا بالكامل

. . الى األرض

...Embankment dam السدود الردمية

وهي سدود ضخمة مكونة من الصخور واألتربة ، مشابهة لنمط سدود الجاذبية ، حيث تعتمد هذه السدود على أوزانها الهائلة في مقاومة القوى

ة الهائلة الناتجة عن المياه المحجوزة ، وما يميز هذه السدود هو كثافالمادة داخلها ، فالعازل الداخلي يمنع ترشح أو تسرب المياه عبر بناء السد . وتعتبر هذا النوع من السدود التي تتميز باإلنشاء الضخم أشهر New Waddell أنواع هذه السدود .وأحد األمثلة سد نيو واديل

Dam .

... توزع القوى

تدفع قوى ضغط المياه على طول الجدار باتجاه دفعه لالنقالب ، في حين يعمل الوزن الهائل لمادة السد أو الجدار على تثبيت الجدار في مكانه بسبب الجاذبية التي تدفعه باتجاه األرض بشكل دائم وعلى طول حائط

. السد

لجاذبية سدود ا Gravity dams ...

وهي سدود ضخمة تقوم بمقاومة القوى الضخمه للمياه بشكل كلي من قوة الجاذبية األرضية للجدار المانع اإلسمنتي المصمم )خالل أوزانها

.(بطريقة هندسية ذات قواعد ضخمة ومتوازنة

وتتم عملية تشكيل اإلسمنت من خالل تفاعالت كيميائية تعطي كميات كبيرة من الطاقة الحرارية .وعندما يتم تبريد اإلسمنت يترافق تدريجيا بانكماش للمادة ، تترافق هذه التقلصات للمادة عند التبريد المفاجئ أو

تكون ذات أهمية في حال عمليات الغير منتظم بتشققات في المادة قد الالصب الجدارية البسيطة ولكنها تشكل كارثة في حالة السدود التي

مليون يارد مكعب من اإلسمنت كما في سد غراند غولي 21تستهلك Grand Coulee لذلك يتم التحكم بشكل دقيق أثناء عملية إنشاء هذه

قام المهندسون السدود لمنع تكون شروخ اإلنكماش، ففي مثالنا هذا بضخ مياه باردة خالل شبكة معقدة من األنابيب في الخرسانة اإلسمنتية للمساعدة في تبريد اإلسمنت خالل تصلبه ، وهذه العملية باإلضافة الى الحماية من حدوث التشققات اإلسمنتية من شأنها أن تسرع عملية

لو تركت عام فيما 155التبريد التي من الممكن أن تستغرق أكثر من . لتبرد بشكل حر في الطبيعة

وتعتبر معظم سدود الجاذبية كسد غراند غولي في العاصمة واشنطن ، من األنماط المكلفة جدًا في اإلنشاء بسبب حاجتها لكميات هائلة من موادحيث يعتبر هذا السد أحد أضخم اإلنشاءات اإلسمنتية .البناء كاإلسمنت في العالم ، فكميات اإلسمنت التي استهلكها بناء السد هذا تكفي لبناء يقطع الواليات المتحدة بالكامل . حيث تعادل highway طريق سريعمساحة قاعدة السد أربع أضعاف مساحة قاعدة أكبر أهرامات الجيزة في

مليار قدم مربع ، أما تكلفته 112صر .وبلغت المساحة التخزينية للسدممليون دوالر أميركي 055م أكثر من 2411فقد بلغت سنة .

.. Rock - Fill Dams السدود الحجرية

هي سدود اشبه بالسدود الترابية إال ان مادة االمالء الرئيسية فيها

هي الحجر . حيث يتم االمالء بالقاء الحجر اكوامًا او رصفه باليد او

فرشه

vibratory) على شكل طبقات يتم حدلها بالحدل اإلهتزازي

compaction ) .

ان االسس السدود الحجرية الكبيرة يتم انشاؤها على تربة حجرية اال

فيها ال تحتاج إلى تلك القوة المطلوبة في غيرها من السدود التي تعتمد

على وزنها في مقاومة ضغط المياه كالسدود والكونكريتية الوزنية

ان السدود الحجرية لها من االستقرارية الجيدة بحيث انها تقاوم الهزات

رية تستعمل االرضية دون تخلخل السد , ولهذا السبب فإن السدود الحج

في االتحاد (nurek) كثيرا في السدود ذات االرتفاع العالي جدا مثل سد

سابقا( حيث يعتبر اعلى سد في العالم فهو سد من االمالء )السوفيتي

. الحجري

ان الصفة االساسية للسدود لكي تحجز المياه ال بد من وجود طبقة صماء

تمتد على طول السد واستنادًا لنوع الطبقة الصماء في السد الحجري

: هناك نوعان من

(Impervious membrane) ذات الغشاء غير النفاذ -1

حيث تتكون الطبقة الصماء في هذا النوع من الكونكريت او الكونكريت

االسفلتي واحيانا من الحديد . توضع هذه الطبقة على جانب مقدم السد

فوق طبقة من قطع الحجر المرصوفة باليد والطبقة االخيرة تغطي الحجر

. المفروش عشوائيًا في جسم السد

ذات اللب الترابي حيث تكون الطبقة الصماء عبارة عن لب معمول -2

هذه تسمى ايضا من التربة الصماء في وسط السد , ومثل

. ان اللب الترابي يمكن اي كون في الوسط -السدود الترابية

. وبصورة عمودية كما في الترابية او مائال وغير متماثل الجهتين

في مثل هذه يفصل اللب عن االمالء بالحجر بمرشحات يتم اختيار مادتها

. جيدا وعلى جانبي اللب

في الوقت الحاضر فإن الحاالت في السدود القديمة ال يوجد حدل اما

تستعمل بنجاح في حدل مثل هذه ( vibratory rollers)االهتزازية

. السدود

:مالحظات مهمة

ان اكبر حجم مسموح به للحجر يتحدد بمعدات النقل ونوعها ، القطع *

كانت تستعمل في الماضي . اما في الوقت 0م 1يصل حجمها إلى

. واالكثر شيوعا هو اصغر حجما من ذلك الحاضر فإن الحجر المستعمل

(membrane type) ان ذات الغشاء غير نقاذ *

اكثر كلفة من ذات اللب الترابي .اضافة إلى ذلك في ارتفاعات

متر فإن الغشاء غير النفاذ يندر استعماله وذلك 255المياه تزيد على

مله تحت لعدم وجود المعلومات الكافية عن كيفية سلوك هذا الغشاء وع

. هذا االرتفاع من المياه

سمك الغشاء الكونكريتي يعتمد بصورة عامة على اعلى منسوب للمياه *

% من ارتفاع الماء امام السد ويجب 2في الخزان ويجب ان ال يقل عن

. % باالتجاهين 5.0سليح حديدي في الكونكريت بمقدار وجود ت

عندما يكون االمالء بالحجر عشوائيا على شكل طبقات او اكوام فإن ميل

عمودي . ميل جانب مؤخر السد 2افقي إلى 2.1الجوانب يكون حوالي

. (flatter) يأخذ نفس الميل المذكور او اكثر انحدارا

ميل مقدم السد ذو غشاء غير النفاذ يمكن ان يكون مساويا لما ذكر او *

( 2إلى 1.0( ويمكن ان يصل إلى ) 2 - 0,,2اكثر انحدارا منه ولحد )

. للسدود العالية ذات اللب الترابي

لتي يفرش عليها الشغاء غير النفاذ والتي ترصدان الطبقة ا *

باليد عادة يجب ان يؤخذ الحذر عند الرصف بحيث ترصف كل القطع

الحجرية على سطوح مستقرة جيدا وتمأل كافة الفراغات بقطع الحجر

( متر 0إلى 2.0الصغيرة وان سمك هذه الطبقة يزداد من )

القعر % من االرتفاع الكلي عند 5,0عند القمة إلى

في ذات اللب الترابي يتم تصميم اللب غير النفاذ بموجب نفس االسس *

. المتبعة في تصميمه في الترابية

( beas dam) سد بيز

متر عن اعمق مستوى 201.1يقع هذا السد في البنجاب . يبلغ ارتفاعه

. االسس

تم انشاء لب مركزي عريض غير نفاذ للمياه محمي من الجهتين بمواد

مرشحة

. مع اكتاف من الحصو والرمل نفاذة للمياه

مليون 01,50بلغ مجموع الكميات الترابية االمالئية التي جهز بها السد

ما (live capacity) متر مكعب . تبلغ سعة الخازن الحي لخزانه

مقداره

كيلومتر 101بليون متر مكعب من المياه على مساحة مقدارها 8,14

. مربع

. مليون متر مكعب 11ء الكلي للسد على وقد زاد حجم االمال

...انــــواع الســـدود

تقسم السدود الى نوعين حسب الشكل وحسب مواد األساس

foundation materials

concrete dams القسم األول ويسمى السدود الخراسانية

file dams القسم الثاني وتسمى السدود األمالئية او التخزينية

وامالئية earth fill dams ى نوعين امالئية ترابيةوتنقسم ال

rock fill dams صخرية

---------------------------------------

CONCRETE DAMS ( السدود الخراسانية )االسمنتية

وتقسم هذه السدود الى ثالثه انواع

خراسانية تثاقليه وخراسانية مقوسة وخراسانية ذات دعائم

BUTTERS

ذه السدود الى ثالثه انواع بناء على شكلها ومواد االساس وتقسم ه

المستخدمه في بنائها

وتعتمد في قوتها gravity dams : السدود الخراسانية التثاقلية -1

side pressure على وزن االسمنت المقاوم للضغط الجانبي للماء

وقوة الجاذبية األرضية EARTHQUKESوالهزات األرضية

GRAVITY

السدود الخراسانية المقوسة -

وتعتمد ايضا مثل التثاقليه في كمية االسمنت المستخدمة في السد

لمواجهة مختلف القوى المؤثرة على السد ولكن هنا كمية االسمنت اقل

مقوسا الح الصورهوتتحذ شكال

تعبتر هذا النوع من السدود مفيدا في المناطق الضيقة وشوف استعرض

فيما بعد انواع القوى المؤثرة على كل نوع من هذه السدود

سدود الخراسانية ويسممى السدود الخراسانية النوع الثالث من ال

Buttress Dam المدعمه او

وتعتمد على دعائم كما نرى في الصورة التالية وكمية اسمنت اقل من

السدود التثاقلية

......ثرة على السدودالقوى المؤ

تؤثر على السدود بشكل عام قوى مختلفة وتهدد ثبات السد ويجب علينا

معرفة هذه القوى لنعرف اهمية دراسة الموقع جيولوجيا قبل بدء العمل

في السد

....قوى ناتجة عن ضغط وزن المواد المستخدمة في بناء السد-ا

يعها يعتمد على شكل نوع الضغوط الناتجه عن وزن السد نفسه وتوز

concrete) السد والمواد المستخدمه في بنائه فالسدود الخرسانية

dams) يمكن اعتبارها تراكيب متماسكه

تشكل كتلة واحدة لذلك تكون الضغوط المسلطة من هذه السدود تكون

موزعه فوق المساحة الكلية لالساس

semi-plastic) بينما تتصرف السدود االمالئية بشكل لدن

behavior) ويعتمد الضغط على اي نقطة يعتمد على سمك السد فوق

تلك النقطه فقط

.... قوى ناتجة عن ضغط مياة الخزان -ب

الماء يضغط باتجاه وجه السد المواجه ألعلى النهر وتزداد الضغوط مع

العمق حيث يسبب تأثيرات كبيره على القاعده أكثر من االماكن العليا

من خالل الصورة السابقه للخزان االمالئي الح االسهم التي تشير

ليمين حيث توضح اتجاه ضغط المياه على جسم السد االمالئيباتجاه ا

.... قوى ناتجه عن ضغط المياه في الفراغ-ج

اذا تسربت المياه من االسفل بفعل الشقوق او المسامية فأن هذه المياه

تؤثر على السطح الكلي للسد uplift pressures تولد ضغوطا رافعه

وية تقريبا لقوة الضغط حيث تكون قوة الرفع الى االعلى مسا

الهيدروستاتيكي عند العمق نفسه وتتأثر بهذه النوع من القوى السدود

التثاقلية

لمقوسهوتعالج هذه المشكله بزياده كتلة السدود التثاقلية اما السدود ا

Arch التخضع لمثل هذه الضغوط نتيجة المساحة القليلة لقاعدة السد

التي تؤثر عليها الضغوط التحتية ولكن هناك خطر من ناحية تصدع

الصخر مباشرة تحت االساس

بعد ان عرفنا في الماضي السدود الخراسانية وانواعها ننتقل اليوم الى

النوع االخر من السدود وهي

او السدود fill (embankment) dams ئيةالسدود االمال

التخزينية

وينقسم هذا النوع من السدود الى قسمين

السدود االمالئية االرضية الترابية

السدود االمالئية االرضية الركامية

سوف اتناول كل واحد منهماو

الترابية Earth Fil Dams السدود االمالئية االرضية

هي سدود تتكون اساسا من المواد المفككة مثل الطين والحصى والرمل

وفتات الصخور والحجر الطيني

الح الصور التالية

core نالح من الصورتين ان السدود االمالئية الترابية تتكون من نواه

وعلى جانبيها طبقتين من الطين او الفتات

الركامية Rock Fill Dams السدود االمالئية

وتشابة هذا النوع مع السدود الترابية االمالئية من حيث ان كالهما من

مواد مفككة ولكن هنا المواد المفككة

من مكاسير الصخور ويمكن ان تكون هذه السدود كتله واحدة

نالح جانبي السد مواد صخرية وليش طين او فتات كما في السدود

االمالئية الترابية

: بشكل عام تبنى السدود االرضية االمالئية عاده في الظروف التالية

وغير hetrogenous foundation اسسس غير متجانسة-1

عالية تنتج من سد قوية التحمل لتتحمل ضغوطا عالية لتتحمل ضغوط

كونكريتي مثاًل

وجود صخور مالئمة يستفاد منها لبناء السد -2

clay core وجود كمية كافية من الطين ألستعمالها نواة للسد-3

سهولة الوصول الى الموقع ومالئمة الموقع لحركة المكائن الضخمة -4

ومناورتها

:( Terbela dam) سد تربال

210.15يعتبر هذا السد من أكبر السدود المالئية في العالم , إرتفاعه

متر طول 1,15متر فوق مستوى الوادي ويتكون من

من اإلمالء الحجري والترابي على عرض وادي النهر الرئيسي , وفيه

للمياه تمر في الجانب الحجري (tunnels) نفاقاربعة ا

األيمن من السد لتحويل المياه خالل المرحلة األخيرة من عملية انشاء

,السد وإلغراض الري وتوليد الطاقة . وتوجد محطة للطاقة

يمران في الجانب الصخري (spill ways) وممرين للسفج العلوي

فة إلى سدين مساعدين االيسر من السد تصب في واد جانبي . اضا

يساوي (total wxcanation)اضافيين . مقدار الحفر الكلي

مليون متر مكعب 211مليون متر مكعب . مقدار االمالء الكلي 0,15,

. مليون متر مكعب 1.02. كمية الكونكريت الكلية المستعملة

سنة أو تقريبا من ذلك سيفقد الخزان سعته الخزنية 05تم تقدير فترة

خاللها كليًا بسبب الترسبات من المياه الواردة رغم أن توليد الطاقة

سيستمر بعد هذه الفترة . وقد وضعت بعض الخطط بإجراءات معينة

. سنة 255لزيادة عمر الخزان ضد الترسيب وفقدان السعة إلى

موقع السد

كم شمال غرب 11بمسافة (Indus) يقع السد على نهر اندوس

يطلق إلى راولبندي على حافة منطقة جبية وان الماء المخزون سوف

نهر االندوس ثانية

: مراحل التنفيذ

. تقسيم مراحل العمل الى ثالث مراحلتم

خالل المرحلة االولى يبقى مجرى النهر كما هو في موقعه االصلي .

ويحول خالل المرحلة الثانية الى قناة نفذت خصيصاً لهذا الغرض

على الكتف االيمن للنهر ويستمر انشاء السد الرئيسي . خالل المرحلة

نفاق االربعة المنفذة على الجهة الثالثة يسمح للمياه بالجريان في اال

على قناة التحويل بحيث (buttress) تم بناء سد مؤقت . اليمنى للسد

يمكن بدء توليد الطاقة خالل المرحلة الثالثة من المياه المحجوزة في

الخزان . وعليه فإن كلفة سد الدعامة سوف تغطى بعد سنة من توليد

كون السد الرئيسي قد امتد ليقطع الطاقة خالل المرحلة الثالثة عندما ي

سوف يغلق وان الماء (buttress) قناة التحويل فإن سد الدعامة

. سيجري خالل االنفاق

( Diversion channel) قناة التحويل

,.122متر في جزءها االول إلى 242عرض قناة التحويل يتغير من

متر . أعلى تصريف يمكن أن يمر في 111في مقطعها الثاني بطول

القناة

. متر ,.20/ث بمعدل عمق 0م 21200

Buttress dam سد الدعامة

اء هذا السد على قناة التحويل عند حافة مقدم السد الرئيسي لتحقيق تم بن

عملية قطع سريع وتحويل مجرى النهر إلى االنفاق عند نهاية المرحلة

دعامة ,1متر فوق االساس وله 01الثانية من المشروع . ارتفاع السد

(buttresses) بوابة عرض كل منها 12مع 2.20عرض كل منها

بواب مثبته بعجالت تستعمل لقطع الجريان وتحويله إلى وعدد اال 0,2

االنفاق فقط وليس للسيطرة على الجريان او تنظيمه . الثلث الوسطي

بينما الثلث السفلي منه جهز بأبواب ذات (stoplogs) منه نظم ليحمل

/ث قبل 0م 12155عجالت . ان هذا السد مصمم ألمرار تصرف مقداره

. األبوابو (stoplogs) تنزيل الـ