Transcript سیستم های انحراف آب

‫ّ‬
‫سیستم های انحراف آب‬
‫درس بناهای آبی‬
‫استاد ارجمند ‪ :‬جناب دکتر رضاپور‬
‫نادر سارانی‬
‫سیستم های انحراف آب‬
‫سد انحرافی‬
‫بند انحرافی‬
‫‪NAVIGATION‬‬
‫سیستم ‪LOCK‬‬
‫های حمل ونقل‬
‫نردبان ماهی‬
‫سد انحرافی‬
‫تنظیم و کنترل جریان به‬
‫داخل کانال‬
‫باال آوردن سطح آب‬
‫برای هدایت به داخل‬
‫کانال‬
‫کاهش نوسانات سطح‬
‫آب رودخانه‬
‫جلوگیری از ورود رسوب‬
‫بداخل کانال‬
‫ذخیره آب برای مدت‬
‫کوتاه‬
‫سابقه بسیار طوالنی سد های انحرافی در ایران‬
‫از دوره ساسانیان – سازه های آب شوشتر و سد شاهپور‬
‫در دوران صفویه تمرکز بر سدهای انحرافی‪ ،‬پل ها در سازه های آبی‬
‫وجود آثار این دوره در شهرهای اصفهان و مشهد مانند پل خواجو‬
‫اجزاء اصلی سد انحرافی‬
‫دیوار حفاظتی دو طرف رودخانه در باالدست سد‬
‫بدنه اصلی سد‬
‫دریچه تخلیه رسوبات در مقابل دهانه آبگیر‬
‫حوضچه آرامش در پائین دست سد‬
‫دیوار حفاظتی پائین دست حوضچه آرامش‬
‫دیوار آب بند برای آب بندی پی‬
‫محل ماهی رو در رودخانه هایی که پرورش ماهی در آن وجود‬
‫دارد‬
h


hs
B
h'
‫نیروهای وا رد بر سد انحرافی‬
‫وزن سازه‬
‫فشار داخلی آب‬
‫فشار باالبرنده‬
‫فشار خاک‬
‫نیروی زلزله‬
‫فشار یخ‬
‫فشار موج‬
‫بند انحرافی‬
‫بند های انحرافی اغلب به صورت یک مانع در سراسر رودخانه احداث می شوند که وظیفه آن‬
‫تغییر رژیم جریان است که اجازه می دهد جریان را با باال دست و کانال های انحرافی‬
‫هدایت کرد‬
‫همچنین رودخانه ها را برای کشتیرانی مناسب می گردد‬
‫مجرای تخلیه رسوب‬
‫دیوا رها و کف بند های آب بند‬
‫عملیات ساماندهی‬
‫دیوارهای حائل ‪ ،‬گورها ‪ ،‬آب شکن ها و سنگ چین ها از انواع عملیان ساماندهی هستند ‪.‬‬
‫تاسیسات حذف رسوب‬
‫قسمت های مختلف یک بند انحراف‬
‫برای اندازه گیری نرخ جریان حجمی در جریان های کوچک و بزرگ‬
‫از فرمول زیر استفاده می شود ‪:‬‬
‫‪Q=CLH‬‬
‫‪‬‬
‫ثابت سازه است ‪C‬‬
‫‪‬‬
‫عرض تاج است ‪L‬‬
‫‪‬‬
‫ارتفاع سر از آب بر سر تاج است ‪H‬‬
‫‪‬‬
‫از دیگر استفاده های بند های انحرافی می توان به موترد زیر اشاره کرد ‪:‬‬
‫مانع برای هجوم مار ماهی دریا می باشد‬
‫فراهم کردن یک منطقه مناسب برای اندازه گیری جریان آب برای محاسبه‬
‫مقدار ماده شیمیایی موجود در آب‬
‫همچین از اختالف آبی که در پایین دست وجود دارد در گذشته از این نیرو‬
‫‪WATERMILL‬برای آسیاب های آبی استفاده می شده است که باآن‬
‫گفته می شده‬
‫نمونه ای از آسیاب ها آبی‬
‫اشکاالت بند های انحرافی‬
‫آبی که از تاج بند انحرافی می گذرد اکسیژن بیشتری را وارد آب می کند که باعث‬
‫خطرات زیست محیطی برای رودخانه و منطقه شود‬
‫با توجه به کند شدن سرعت آب ‪ ،‬بعض ی از موجودات رودخانه دچار مشکل می‬
‫شوند که با سرعت طبیعی حرکت می کنند‬
‫مسدود شدن راه عبور ماهی ها که باید در این موارد از نردبان ماهی استفاده کرد‬
‫در محل احداث بند می تواند محلی برای زباله ها و مسدود شدن مسیر که از نظر‬
‫زیست محیطی نامناسب است‬
‫بند ها می توانند بتنی و فلزی باشند که در سراسر رودخانه احداث شوند‬
‫انواع مختلفی می تواند داشته باشد که شامل یک صفحه فلزی یا یک پل‬
‫برای عبور عابر پیاده باشد ‪.‬‬
‫آبی که در پشت بند جمع می شود می تواند معیار دقیقی برای عمق آب و‬
‫شدت جریان باشد‬
‫انواع بندهای انحرافی‬
‫بند تاج پهن‬
‫بند هزارتوی‬
‫بند ترکیبی‬
‫بند فیوم‬
‫بند درجه ‪V‬‬
‫بند هزا رتوی‬
‫این بند با استفاده از شکل ذوزنقه ای که باعث می شود ارتفاع بند افزایش یابد‬
‫با توجه به این ساختار می نواند قابل تغیرر به کابری های دیگر شود‬
‫بند تاج پهن‬
‫بند پهن کاکل دار یک ساختار تخت کاکل دار‪ ،‬با تاج طوالنی نسبت به ضخامت‬
‫جریان است‬
‫زمانی که تاج گسترده باشد باعث می شود توزیع فشار در باالی تاج صورت می گیرد‬
‫این بند در قرن ‪ 20-19‬گشترش پیدا کرد‬
‫بند فیوم‬
‫تاج این بند معموال در انواع مختلفی است که نوع نوک تیز آن ضخامتی برابر با ‪1/4‬یا‬
‫نازکتر از صفحه فلزی به کار رفته در آن است‬
‫این بند برای اندازه گیری عمق و شدت جریان بسیار دقیق نیست و اندازه گیری را‬
‫مشکل می کند‬
‫بند ترکیبی‬
‫بند ترکیبی را می توان از نظر هندسه به سه دسته ذوزنقه ای ‪ ،‬دایره ای ‪،‬‬
‫سهمی وار تقسیم کرد که دارایی یک سرریز مستطیلی است‬
‫ردبان ماهی‬
‫ماهي ها در رودخانه در فصول تخم ريزي ‪ ،‬به طور غريزي در خالف جهت جريان شنا‬
‫مي كنند تا خود را به محل هايي كه از تخم تفريخ شده اند‪،‬برسانند ‪ .‬اين عمل‬
‫در طي قرون متمادي انجام شده و عامل بقاء و توليد مثل ماهي ها مي باشد ‪.‬‬
‫ماهي در حركت خود به باال دست اگر با مانعي روبرو شود‪ ،‬سعي در عبور از آن‬
‫مانع را دارد و از تصميم خود منصرف نمي شود؛ بنابر اين اگر نتواند از آن‬
‫عبور نمايد‪ ،‬تلف مي شود‪.‬‬
‫سدها و بندهاي انحرافي بيشترين مشكل را در روند مهاجرت ماهي ها بوجود مي آورند ‪.‬‬
‫با احداث سد‪ ،‬كل عرض مقطع رودخانه بسته مي شود و عمال راه عبور ماهي‬
‫ها بسته مي شود ‪ .‬اين عمل باعث تلف شدن ماهي ها در پايین دست سد شده‬
‫و تهديدي جدي براي منبع ماهي بشمار مي رود و باعث انقراض گونه هايي از‬
‫ماهيها خواهد شد‪.‬‬
‫به منظور رفع اين مشكل در طراحي سد ‪ ،‬سازه أي هيدروليكي تحت عنوان نردبان ماهي تعبيه‬
‫مي شود ‪ .‬شرايط هيدروليكي جريان در اين سازه بايد به نحوي باشد كه ماهي قادر باشد‬
‫از آن صعود كند ‪ .‬طراحي راه ماهي بايستي متناسب با میزان مهاجرت ماهيها باشد‪ ،‬در‬
‫غیر اينصورت در روند مهاجرت ماهيها تاخیر ايجاد شده و اين تاخیر باعث تلف شدن‬
‫بسياري از ماهيها مي گردد ‪ .‬البته شايان ذكراست كه ساخت راه ماهيها يك درمان براي‬
‫همه مشكالت بيولوژيكي و فیزيكوشيميايي كه يك سد در حوضه آبريز بوجود ميآورد‬
‫نبوده و تنها مسیري را براي مهاجرت ماهي آماده مي سازد كه معهذا يكي از مهمترين نكات‬
‫مي باشد‬
‫انواع نردبان ماهی‬
‫نردبان ماهی از نوع‬
‫بازشدگی قائم‬
‫نردبان ماهی دنیل‬
‫انواع‬
‫نردبان ماهی کالورت‬
‫بند نردبان ماهی‬
‫با زشدگی قائم‬
‫بازشدگی قائم شامل یکسری شکاف های عمودی در فواصل منظم در امتداد طول‬
‫به ایجاد یک سری از استخرها که ماهی می توامد موقعیت خود را به راحتی درون آنها‬
‫حفظ کند و درون هر استخر حرکت کند‬
‫سرعت آبی که در هر شکاف است تقریبا ثابت و از باال به پایین است‬
‫معموال تفاوت بین سطح آب در حوضچه های پی در پی ‪ 300‬میلی متر برای ماهی قزل‬
‫آال بزرگسال و ‪ 200‬میلی متر در ماهی بالغ است‬
‫شکاف عمودی معموال دارای شیب ‪ %10‬می باشد‬
‫نردبان ماهی دنیل‬
‫شامل ناودان یا مجرای سرازیر مستطیل شکل و دیوار های جدا کننده فاصله نزدیک یا پره‬
‫های واقع در کنار و پایین است‪.‬در طول این سالها نسخه های های مختلف از راه ماهی‬
‫دنیل عرضه شده است و امروزه متداول ترین آنها راه ماهی است که در شکل مشاهد می‬
‫کنید‪.‬‬
‫این راه ماهی شامل یکسری دیوارهای مسطح رو به باالست که با کف نردبان زاویه ‪45‬درجه می‬
‫سازند‪.‬‬
‫شیب آن بین ‪ % 25-10‬است‬
‫بند نردبان ماهی‬
‫بند راه ماهی متشکل از تعدادی از استخر چیده شده در یک الگوی پله از هم جدا شده توسط‬
‫بند که هر کدام کمی باالتراز یک دیوار پایین دست است ‪.‬‬
‫ماهی که در جریان آب است با ورود به هر استخر از استخری به استخر دیگری می پرد ( با‬
‫توجه به عمق آب )‬
‫افت سطح آب بسیار حساس است و باید مداوم تنظیم شود این عمق ‪ 300‬میلیمتر برای ماهی‬
‫قزل آال بزرگسال و ‪ 200‬میلی متر در ماهی بالغ شده است‬
‫و شیب راه ماهی معموال ‪ %10‬است‬
‫کالور ت ماهی‬
‫از کالورت استفاده می شود برای انتقال آب از یک طرف جاده خاکریزی به طرف دیگر‪ .‬سطح مقطع‬
‫کالورت با دایره‪ ،‬بیض ی‪ ،‬لوله قوس ی‪ ،‬مستطیل و یا مربع ساخته شده است‪.‬اگر نهر‬
‫سرپوشیده مورد نیازاست‪.‬‬
‫مالحظات خاص مورد نیاز برای اینکه ماهی می تواند از آن وارد شود‪ ،‬عبور کنند و خروج از نهر‬
‫سرپوشیده بدون مدت زمان معقول یا مضر امکان پذیر باشد ‪.‬‬
‫برای ساخت دیواره کالورت از بلوک ها و صفحاتی که در عمدتا در ساخت و ساز جاده ای استفاده‬
‫می شود بهره گرفته می شود‪.‬‬
‫شیب این کالورت معموال بین ‪5‬تا ‪ %15‬می باشد‬
‫‪NAVIGATION LOCK‬‬
‫سیستم قفل برای باال بردن و پایین آورن قایق بین امتداد سطوح مختلف در‬
‫رودخانه و کانال آب استفاده می شود ‪.‬‬
‫انواع قفل ها‬
‫قفل پرواز‬

Lock flights

Staircase locks
‫قفل پله‬

Doubled, paired or twinned locks
‫قفل زوج‬

Stop locks

Round locks

Drop locks
‫قفل پرتابی‬

Flood locks
‫قفل سیل‬

Flood gates
‫دروازه سیل‬

Tidal locks
‫قفل جزومد‬

Very large locks
‫قفل توقف‬
‫قفل دور‬
‫قفل های خیلی بزرگ‬
‫قفل پرو از‬
‫شامل تعدادی از قفل های پشت سر هم که هر قفل نسبت به قفل پایین دست خود‬
‫باالتر است و در محدود گسترده ای امتداد دارد که معموال شامل ‪ 16‬قفل‬
‫است‬
‫قفل پله‬
‫این قفل برای مکانی استفاده می شود که شیب زیادی در آن منطقه وجود دارد ‪ ،‬که‬
‫سعی می شود بسیار فشرده ساخته شود‬
‫قفل زو ج‬
‫قفل زوج که به آن قفل موازی هم گفته می شود ‪ ،‬در واقع دو مسیر حرکت‬
‫است که به صورت موازی در کنار هم ساخته می شود که انجام حرکت‬
‫را تسریع می کند ‪.‬‬
‫قفل دور‬
‫این قفل توانای چرخش به سمت های مختلف را دارد که معموال بیشتر از دو‬
‫خروجی را دارد ‪.‬‬
‫پایان‬