Transcript دانلود پاورپوینت

‫سدهاي الستيكي‬
‫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.‬‬
‫يكي از افرادي كه در اين راستتا فعاليتت نمتوده استت آنتاي نتورمن‬
‫ايمبرتستون )‪ (Normal Imbertsone‬استت كته رياستت بختش‬
‫مهندستتتي كتتتاربرد و ن هتتتداري دپارتمتتتان آب و بتتتر شتتتهر لتتتوس‬
‫آنجلس آمريكا را بعهده داشت‪ .‬ايشان پي از سالها تجربه در زمينه‬
‫نصب‪ ،‬راه اندازي و ن هداري دريچته هتا‪ ،‬ايتده استتفاده از دريچته‬
‫هاي متورم شونده را در سال ‪ 1965‬ارائه داد‪ .‬بعدها اين ايتده در‬
‫ژاپتتن متتورد بررستتي نتترار ورفتتت و اولتتين ستتد الستتتيكي در س تال‬
‫‪ 1967‬در 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 ‪ 1500‬عدد مي وردد‪ .‬طويل‬
‫ترين اين سدها به طول ‪ 609‬متر‬
‫در آمريكا و بلندترين آنها به ارتفاع‬
‫‪ 18/5‬متر 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 نابل‬
‫كاربرد‬
‫است‪.‬‬
‫‪ -1-12‬جنس سدهاي الستيكي‬
‫ستتدهاي الستتتيكي از اليتتاف نتتايلوني بافتتته شتده اي‬
‫تشكيل يافته اند كته توستط خميتر الستتي پوشتانده‬
‫مي شود‪ .‬الياف نايلوني نقش شبكه مقاوم و خمير‬
‫الستتتي نقتتش آب بنتتدي را بتتازي متتي كنتتد‪ .‬بطتور‬
‫كلي مي توان وفت كته ضتخامت سته اليته اي كته‬
‫روي هتتم نتترار متتي ويرنتتد بتتين ‪ 5‬تتتا ‪ 25‬ميليمتتتر‬
‫متتتي باشتتتد‪ .‬ايتتتن الستتتتي هتتتا بصتتتورت ورنتتته در‬
‫كارخانه توليد مي ويردند و سپس به محل پتروژه‬
‫برده مي شوند‪ .‬لتاا طتول دهانته ستدهاي الستتيكي‬
‫هيچ محدوديتي از لحاظ كارخانه سازنده نتدارد و‬
‫تنهتتا مشتتتكلت حمتتتل و نقتتتل استتتت كتتته ابعتتتاد ستتتد‬
‫الستتتيكي را محتتدود متتي ستتازد‪ .‬اليتته روئتتي ستتد‬
‫الستيكي نسبت به آفتاب و هتوازدوي مقتاوم استت‬
‫و داراي اج هتتتايي استتتت كتتته ستتتيلت را در ختتتود‬
‫جمع مي كند‪.‬‬
‫به طور خلصه مي توان وفت سدالستيكي‬
‫از ي ورنه الستيكي با تحمل كششي باال‬
‫كه ضخامت آن ‪ 5 -25‬ميليمتر است‪،‬‬
‫تشكيل شده است‪ .‬اين ورنه الستيكي توسط‬
‫ي سري پيچ مهاري به ي پي بتني كه در‬
‫بستر رودخانه استقرار يافته است متصل‬
‫مي شود و به وسيله سيستمي كه از ي‬
‫موتور پمپ‪ ،‬فشارسنج و تعدادي سوپاپهاي‬
‫كنترل تشكيل شده است به كار مي افتد‪.‬‬
‫يكي از مهمترين خواص سد الستيكي‬
‫فرونشستن منظم و نابل اعتماد آنست‪ ،‬يعني‬
‫آنكه بلفاصله پس از كم شدن فشار و‬
‫خروج سيال داخلي آن‪ ،‬سد يا يكنواختي‬
‫فرو مي نشيند‪ .‬ضمنا در سدهاي الستيكي‬
‫تغيير فرم سد و همچنين عبور آشغال و‬
‫موارد معل از روي آن هيچ مشكلي را‬
‫ايجاد نمي كند‪.‬‬
‫سد الستيكي از اجزاي مختلفي تشكيل شده است كه عبارتنداز‪ :‬فونداسيون‪ ،‬غشاء‬
‫الستيكي‪ ،‬سيستم مهاربندي‪ ،‬اتصاالت بدنه و سيستمهاي مكانيكي تورم و تخليه‬
‫سد‪ .‬اجزاي ماكور در اين فصل مورد بررسي نرار مي ويرند‪.‬‬
‫‪ - 2 - 1 2‬ن ح و ه ك ا ر س د ه ا ي ال س ت ي ك ي‬
‫سدهاي الستيكي در حالت بسته همچون كف پوشي بر بستر رودخانه آرميده اند‬
‫و ونتي كه الزو شود تا سد باز شود هوا يا آب به داخل آن دميده مي شود‪ .‬با‬
‫نرار ورفتن سيال در داخل سد‪ ،‬سد متورم مي شود و به صورت مانعي جلوي‬
‫آب را مي ويرد‪ .‬فرآيند باز شدن سد به صورت يكنواخت و در تمامي عرض‬
‫رودخانه اتفا مي افتد و براي بستن آن نيز كافي است كه سيال دروني توسط‬
‫ي شير فلكه تخليه وردد‪ .‬البته تراكم جريان در وسط سد كمي بيشتر است كه‬
‫بعدا به اكر علت آن پرداخته مي شود‪ .‬ولي به طور كلي مي توان وفت كه در‬
‫خلل باز و بسته شدن سدهاي الستيكي جريانهاي متراكم موضعي كمتر اتفا‬
‫مي افتند‬
‫‪ -3-12‬مهار كردن سد الستيكي به دال كف‬
‫براي مهار كردن غشاء الستيكي به كف كانتال يتا رودخانته ابتتدا‬
‫ي ت دال بتنتتي بتته ابعتتاد مناستتب در كتتف رودخانتته احتتدا شتتده و‬
‫پيچهاي مهاري و ي صفحه مدفون در آن نصب مي وردند‪.‬‬
‫سپس غشاء الستيكي به محل آورده مي شود و سوراخهائي كه‬
‫بر روي غشاء الستيكي تعبيه شده با پيچهاي مهاري تنظيم مي‬
‫وردند و پس از نرار ورفتن سوراخها بر روي پيچ ها‪ ،‬بستهاي‬
‫مهاري روي الستي نرار مي ويرند و مهره ها روي آنها بسته‬
‫مي شوند‪ .‬براي مهار كردن غشاء الستيكي به دال كف دو‬
‫روش وجود دارد كه عبارتند از‪:‬‬
‫‪ -1‬روش مهار دوگانه‬
‫در اين روش غشاء الستيكي توسط دو سري پيچ هاي مهاري به دال كف بسته مي شود‪ ،‬لاا تعداد پيچ و‬
‫بستهاي مهاري بكار رفته در اين حالت زياد است ولي در عوض پيچها مقاومت و وزن كمتتري دارنتد‪.‬‬
‫در مواردي كه سطح آب پائين دست از حد پائين دستت از حتد معينتي بتاالتر بيايتد يتا در هن تام جتزر و‬
‫مد‪ ،‬لزوما بايد از اين روش استفاده شود‪.‬‬
‫‪ -2‬روش مهار منفرد‬
‫در اين روش غشاء الستيكي تنها توسط يكسري پيچهتاي مهتاري بته دال كتف متصتل متي وتردد‪ ،‬لتاا در‬
‫اين روش در تعداد پيچها و بستهاي مهاري صرفه جويي مي شود و در عوض پيچهتا مقاومتت بيشتتري‬
‫دارند‪.‬‬
‫ اتصال غشاء الستيكي به تكيه گاهها‬‫سد الستيكي از دو اليه 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 بتتدريج كتوچكتر شتده تتا بته‬
‫صفر مي رسد‪.‬‬
‫‪ -4-12‬نحوه ريزش آب از روي غشاء الستيكي‬
‫بر روي سد الستيكي ب زائده بنام فين )‪ (Fin‬نصف مي شود‪ .‬اين زائده باع مي شتود تتا تيغته آب‬
‫از سد جدا وردد و با ايجاد فاصله بين بدنه الستيكي و تيغه آب امكان هوادهي زير تيغه بوجتود آيتد‪.‬‬
‫البته هتوادهي ‪ Airation‬تيفت آب از دو انتهتا صتورت متي ويترد و ايتن امتر ستبب متي وتردد كته از‬
‫ارتعاشتتات ناشتتي از عبتتور آب از روي ستتد كاستتته شتتود و ضتتمنا از بوجتتود آمتتدن پديتتده كاويتاستيون‬
‫)‪ (Cavitation‬جلوويري وردد‪ .‬زائده الستيكي علوه بر خواص هيتدروليكي بتاال موجتب صتاف و‬
‫يكنواخت شدن غشاء در هن ام تخليه كامل نيز مي شود يعني ونتتي كته ستد متي خواهتد بطتور كامتل‬
‫در كتتف رودخانتته بخوابتتد ايتتن زائتتده موجتتب متتي شتتود تتتا ستتد الستتتيكي بتتا يكنتتواختي كامتتل در كتتف‬
‫رودخانه وسترده شود‪.‬‬
‫‪ -5‬ورود و خروج هوا به بدنه سد الستيكي‬‫براي آنكه هوا يا آب بتواند وارد بدنه سد الستيكي بشود دو لوله در كف بدنه الستيكي تعبيته متي‬
‫وردد‪ .‬اين لوله ها بنام لوله هاي عبور سيال )‪ (Space Pipes‬موسومند‪ .‬هوا يا آب مي تواند بته‬
‫سادوي از درون دو لوله عبور نمايد‪ .‬بخصتوص در هن تامي كته ستد كتامل خوابيتده استت ستيال‬
‫هيچ راه عبوري جز اين دو لوله ندارد‪ .‬لوله ها باع مي وردند كه ستد الستتيكي بطتور متقتارن‬
‫نسبت به محور مركزي سد باز و بسته شود‪.‬‬
‫‪ -6‬پديده ‪ V‬شكل شدن سرريز‬‫هن امي كه سرريز الستيكي به آرامي بسته مي‬
‫شتتود ميتتزان پتتايين رفتتتن ستترريز در وستتط ب ته‬
‫مراتتتب بيشتتتر از كنتتاره هاستتت زيتترا بتته علتتت‬
‫تتتتراكم جريتتتان آب در وستتتط و ختتتروج آب بتتته‬
‫صتتورت نرينتته از دو طتترف و همچنتتين مهتتار‬
‫بودن بدنه سد از دو طرف‪ ،‬ميتزان پتائين رفتتن‬
‫ستتد در نستتمت وستتط بيشتتتر از كنتتاره هتتا متتي‬
‫باشد‪ ،‬لتاا ابتتدا سترريز بصتورت‪ V‬شتكل بستته‬
‫متتي شتتود و پتتس از متتدتي بتته تعتتادل متتي رستتد‪.‬‬
‫البته اين پروسه مسئله ناخواسته اي نيست چترا‬
‫كتته‪ V‬شتتكل شتتدن ستترريز باعت متتي شتتود كتته‬
‫تتتراكم جريتتان بستتتر در وستتط رودخانتته اتفتتا‬
‫بيفتد و چون معموال در وستط رودخانته بختاطر‬
‫عمتتت زيتتتادتر دانتتته بنتتتدي ارات رستتتوب يافتتتته‬
‫درشت تر است‪ ،‬لاا مسئله فرسايش بستر بعلتت‬
‫نوساني بودن جريان كمتر بونوع مي پيوندد‬
‫مزيتتت دي تتري كتته ايتتن نتتوع جريتتان‬
‫دارد ايتتتن استتتت كتتته جريتتتان در بتتتاال‬
‫دستتت ستترريز نيتتز در وستتط متتتراكم‬
‫متتتتتي وتتتتتردد و از برختتتتتورد آب بتتتتتا‬
‫ستترعت زيتتاد بتته ديتتواره هتتاي بتتاال‬
‫دست و فرسايش دايكها جلوويري به‬
‫عمل مي آيد‪ .‬تراكم جريان در وستط‬
‫رودخانتتتته موجتتتتب تمركتتتتز جريتتتتان‬
‫رستتتوب در وستتتط متتتي وتتتردد و در‬
‫كنتتاره هتتا بتته انتتدازه كتتافي فرصتتت‬
‫براي ته نشين شدن رسوبات درشتت‬
‫دانتته بوجتتود متتي آيتتد‪ .‬در ايتتن حالتتت‬
‫هتتم از تمركتتز بتتاركف در پشتتت ستتد‬
‫جلتتوويري متتي شتتود و هتتم از ورود‬
‫رسوبات درشت دانه به داختل كانتال‬
‫آب ير جلوويري به عمل مي آيد‪.‬‬
‫‪+‬‬
‫‪-‬‬
‫ونتي ارتفاع تيغه آب روي غشاء زياد شود زماني فرا مي رسد كه جريان ورودي‬
‫بتدريج بطرف وسط متمركز مي وردد و پديده ‪ V‬شتكل شتدن سترريز )‪(V-Notch‬‬
‫اتفا مي افتد‪ .‬اينكه چته عتواملي باعت متي شتود تتا بتاالنس ارتفتاعي سترريز بهتم‬
‫بخورد مدتها مورد توجه محققين مختلف بوده استت‪ .‬ايتن تحقيقتات نشتان داده استت‬
‫كه ونتي ارتفاع تيغه آب زيتاد متي شتود بتتدريج فشتار داخلتي غشتاء بعلتت افتزايش‬
‫وزن آب روي آن زياد مي وردد و مقدار آن از فشار آب معادل ارتفتاع ستد بيشتتر‬
‫مي وردد‪ .‬ونتي نسبت‬
‫به تتدريج زيتاد متي شتود پديتده ‪ V-Notch‬رخ متي دهتد‪ .‬ايتن مستئله طتي روابتط‬
‫زير بيان ورديده است‪:‬‬
‫<‬
‫‪ .‬پديده ‪ V-Notch‬نه تنها در هن ام بروز طغيتان و زيتاد شتدن ارتفتاع تيغته آب‬
‫روي سرريز اتفا مي افتد بلكه در هن ام كم كردن ارتفتاع سترريز و يتا تخليته‬
‫آن نيز رخ مي دهد‪ ،‬زيرا در اين حالت نيز با كم شدن ارتفتاع غشتاء بته تتدريج‬
‫نسبت فشار داخلي به ارتفاع سد افزايش مي يابد‪.‬‬
‫در شكل ‪ 8-12‬بوجود آمدن ايتن پديتده در هن تام پتائين آمتدن ستطح سترريز در‬
‫ي سد با غشاء الستيكي مشتاهده متي شتود‪ .‬در ايتن آزمتايش ارتفتاع سترريز بته‬
‫صتتورت خيلتتي آرام كتتاهش پيتتدا كتترده و هن تتامي كتته ارتفتتاع غشتتاء بتته ‪75/0‬‬
‫ارتفاع اوليه خود مي رسد پديده ‪ V-Notch‬رخ مي دهد‪ .‬همان ونه كه در شكل‬
‫‪ 8-12‬نشان داده شده است اين پديتده بتتدريج در تمتامي طتول سترريز وستترش‬
‫پيدا مي كنتد‪ .‬در ايتن شتكل ارتفتاع سترريز در زمانهتاي مختلتف پتس از شتروع‬
‫تخليه براساس ميزان فشار داخلي تعيين شده است‪.‬‬
‫الزم بتتتاكر استتت كتته در مونتتع‬
‫تخليه ستد‪ ،‬مستئله فتر متي كنتد‬
‫و به خاطر كتاهش ستريع فشتار‬
‫در غشاء اين پديده در وستط بته‬
‫صتتورت ‪ U‬شتتروع متتي شتتود و‬
‫بتتتتتتدريج در سراستتتتتر عتتتتترض‬
‫ادامتتته پيتتتدا متتتي كنتتتد‪ .‬در شتتتكل‬
‫‪ 9-12‬مراحتتل تشتتكيل پديتتده ‪V-‬‬
‫‪ Notch‬در هن تتتتام تخليتتتته ستتتتد‬
‫مشاهده مي شود‪.‬‬
‫‪ - 7 - 12‬سيستم كنترل در سدهاي الستيكي‬
‫‪ - 1‬س ي س ت م ك ن ت ر ل د ر س د ه ا ي ال س ت ي ك ي ن ي م ه ا ت و م ا ت ي ك‬
‫در اين سيستم تورم غشاء الستيكي نياز به اپراتور دارد ولي كنترل سطح آب در هن ام‬
‫طغيان بطور اتوماتي انجام مي ويرد و پس از فرونشستن طغيان‪ ،‬اپراتور بايد ارتفاع‬
‫را تنظيم نمايد‪ .‬چون فشار هواي داخل سد الستيكي بنحوي متناسب با ارتفاع آب باال‬
‫دست مي باشد لاا با كنترل فشار در درون غشاء بسادوي مي توان ارتفاع آب باال دست‬
‫را تنظيم كرد‪ .‬چون باز و بسته كردن سوپاپ ورودي و خروجي بصورت اتوماتي‬
‫امكان پاير است لاا كنترل اتوماتي در سدهاي الستيكي امري بسيار ساده است‪ .‬در‬
‫سدهاي موجود دو نوع سيستم كنترل وجود دارد كه عبارتند از ‪:‬‬
‫ا ل ف ‪ -‬ك ن ت ر ل م ا ك ز ي م م ا ر ت ف ا ع س ط ح آ ب ب ا ال د س ت‬
‫در ايتتن سيستتتم همان ونتته كتته در شتتكل ‪ 10-12‬مشتتاهده متتي شتتود حوضتتچه اي وجتتود‬
‫دارد كه توسط لولته اي بته باالدستت متصتل استت و شتناوري در ايتن حوضتچه نصتب‬
‫ورديده است‪ .‬ونتي ارتفاع آب به حد مشخصي متي رستد ايتن شتناور موجتب بتاز شتدن‬
‫سوپاپ خروج هوا مي وردد و عمل تخليه هوا و در نتيجه كم شدن ارتفاع سد تا حتدي‬
‫ادامه پيدا مي كند كه سطح آب در بتاال دستت بته حتد تعيتين شتده دلختواه برستد‪ .‬در ايتن‬
‫حالت سوپاپ خروج هتوا مجتددا بستته متي شتود و ارتفتاع آب در پشتت ستد تثبيتت متي‬
‫وردد‪.‬‬
‫ب‪ -‬كنترل ماكزيمم فشار داخلي‬
‫همان ونه كته در شتكل ‪ 10-12‬مشتاهده متي‬
‫شتتتتود در مستتتتير ورودي هتتتتوا يتتتت ستتتتوپاپ‬
‫كنتتتتترل فشتتتتار ‪(Execive Pressure‬‬
‫)‪ Preventation Valve‬نصتتتتب ورديتتتتده‬
‫استتتت‪ .‬چنانچتتته در اثتتتر كتتتار كتتتردن متتتداوم‬
‫كمپرستتتتور‪ ،‬فشتتتتار داخلتتتتي زيتتتتاد شتتتتود ايتتتتن‬
‫ستتتوپاپ متتتي توانتتتد فشتتتار اضتتتافي را تخليتتته‬
‫نمايد‪.‬‬
‫‪ -2‬دستورالعمل تخليه و متودم كردن سد‬
‫در حالت كلي سد بته هن تام بتاال آمتدن ستطح‬
‫آب بصتتتورت اتوماتيتتتت تخليتتته متتتتي وتتتتردد‪.‬‬
‫چنانچتته الزم باشتتد بتتدون بوجتتود آمتتدن چنتتين‬
‫حالتي سد تخليه شود با وشودن سوپاپ تخليه‬
‫هوا مي توان سد را تخليه كرد‪.‬‬
‫براي متورم كردن سد بايتد شتير هتوا را بتاز‬
‫نمتتتود‪ .‬پتتتس از روشتتتن كتتتردن كمپرستتتور و‬
‫متورم شدن سد‪ ،‬هن امي كه فشار داخلتي بته‬
‫حد الزم رسيد كمپرسور خاموش متي وتردد‪.‬‬
‫(شكل ‪.)10-12‬‬
‫‪ -3‬سيستم كنترل در سدهاي تمام اتوماتيك‬
‫در اين نوع سدها كنترل تورم‪ ،‬تخليه و كنترل‬
‫سطح آب در هن ام طغيان بصورت اتوماتي‬
‫و به دو صورت زير انجام مي شود‪:‬‬
‫الف‪ -‬كنترل فشار داخلي‬
‫اين سيستم فشار داخلي غشاء را كنترل مي‬
‫كند‪ .‬هن امي كه فشار داخلي از حد معيني‬
‫پايين تر آمد ي كمپرسور بصورت خودكار‬
‫خاموش مي شود‪ .‬اين عمل توسط ي سوپاپ‬
‫كنترل فشار انجام مي شود و نيازي به‬
‫اپراتور ندارد‪ .‬در اين سيستم چنانچه نشت هوا‬
‫از درون غشاء صورت ويرد نيز فشار داخلي‬
‫تنظيم مي وردد‪.‬‬
‫ب‪ -‬كنترل سطح آب باال دست‬
‫اين سيستم ارتفاع آب باال دست را بهمراه‬
‫فشار داخل توسط دو عامل ثبات )‪(Sensor‬‬
‫ثبت مي كند و چنانچه تغييري در سطح آب‬
‫باال دست صورت پايرد با تغيير فشار داخلي‬
‫ارتفاع باالدست را تنظيم مي كند‪ .‬در اين‬
‫سيستم دو روش براي تثبيت آب باالدست‬
‫وجود دارد‪:‬‬
‫‪ -1‬كنترل ارتفاع آب باالدست توسط شناور‬
‫در ايتتن روش هماننتتد ستتدهاي نيمتته اتوماتي ت ارتفتتاع ستتطح آب باالدستتت‬
‫توسط شناور تنظيم مي وردد‪ .‬ايتن شتناور توستط يت كابتل بته يت ستوپاپ‬
‫تخليه متصل است و چنانچته ستطح آب از حتد معينتي تجتاوز كترد ستوپاپ‬
‫تخليه باز مي شود‪ .‬پس از تنظيم شتدن ستطح آب‪ ،‬شتناور پتايين متي آيتد و‬
‫در نتيجه سوپاپ تخليه بسته مي شود (شكل ‪11-12‬‬
‫‪-2‬كنترل سطح آب توسط باكت‬
‫در اين سيستم آب باال دست توسط ي لوله به ي باكت منتقل مي وردد‬
‫و در نتيجه با باال رفتن سطح آب باالدست وزن باكتت ستن ين تتر شتده‬
‫و پائين رفتن باكت در اثر ازدياد وزن موجتب بتاز شتدن ستوپاپ تخليته‬
‫مي وتردد (شتكل ‪ .)12-12‬پتس از تنظتيم ستطح آب مجتددا وزن باكتت‬
‫كم مي شود و سوپاپ تخليه بسته مي شود‪.‬‬
‫ ‪ - 8‬مقايسههههه سههههدهاي السههههتيكي بهههها سههههدهاي‬‫انحرافي بتني‬
‫‪ -1‬تأثير سد الستيكي و سد انحرافي بتني بر مرفولوژي رودخانه‬
‫بتتراي بررستتي تتتأثير ستتد الستتتيكي بتتر مرفولتتوژي رودخانتته ابتتتدا تتتأثير ستتدهاي‬
‫انحرافي بتني بر روي مرفولوژي رودخانه مورد بررسي نرار متي ويترد و ستپس‬
‫به مقايسه تأثيرات آن دو پرداخته مي شود‪ .‬در سدهاي انحرافتي بتنتي بتا ايجتاد ستد‬
‫بتتر روي رودخانتته ي ت نقطتته كنتتترل بتتراي بستتتر بوجتتود متتي آيتتد و پتتس از متتدت‬
‫كوتاهي پشت سد پر از رسوب مي وردد‪ .‬ولي كار به همين جا خاتمته نمتي يابتد و‬
‫پتتس از پتتر شتتدن مختتزن ستتد از رستتوب بعلتتت كتتاهش شتتيب باالدستتت نابليتتت حمتل‬
‫رسوب كم مي شودو رستوب وتااري در باالدستت صتورت متي ويترد تتا جتايي كته‬
‫بستر باالدست رودخانه به اندازه ارتفاع سد باال مي آيد‪ .‬اين مستئله تتا جتايي ادامته‬
‫مي يابد كه به ي نقطه كنترل دي ر برخورد شود‪ .‬اين تغييرات در بستر باالدستت‬
‫رودخانه در صورتيكه رودخانه از نوع رسوب اار باشتد منفتي و اوتر رودخانته از‬
‫نوع فرسايشي باشد مثبت است‪ .‬در پايين دست سد انحرافي مسئله درست بترعكس‬
‫استتت و بتتراي آنكتته تتتأثير آن مشتتخص وتتردد موضتتوع در دو حالتتت مختلتتف متتورد‬
‫بررسي نرار مي ويرد‪.‬‬
‫الف‪ -‬حالتي كه دبي انحراف نسبت به دبي رودخانه ناچيز است‪.‬‬
‫در اين حالت چون مقداري از رسوبات به خاطر عمل ستد انحرافتي تته نشتين متي‬
‫شوند و دبي رودخانه تقريبا تغييري نمي كند‪ ،‬بنابراين آب همان نتدرت شستشتوي‬
‫نبلي خود را دارد‪ ،‬ولي مقدار رسوب آن كم شده است‪ .‬اين امتر موجتب متي شتود‬
‫تا مقتداري رستوب بترداري از كتف بستتر انجتام ويترد‪ .‬ايتن عمتل تتا جائيكته شتيب‬
‫پايين دست كاهش يافته و در نتيجه ندرت حمل رودخانه كم شود‪ ،‬ادامه مي يابد‪.‬‬
‫ب ‪ -‬حههههه ا لتي كههههه ه دبهههههي ان حههههه ر ا ف ن سهههههب ت بههههه ه دبهههههي‬
‫ر و د خ ا ن ه ق ا ب ل م ال ح ظ ه ب ا ش د ‪.‬‬
‫در ايتتتن حالتتتت آب توستتتط كانتتتال آب يتتتر برداشتتتت متتتي شتتتود و رستتتوب در‬
‫رودخانه رها مي وردد و تمامي بار رسوبي كف دوباره وارد رودخانه متي‬
‫شود‪ .‬بعبارت دي ر در پايين دستت ستد‪ ،‬دبتي كتم شتده ولتي رستوب تغييتري‬
‫نكرده است‪ .‬در اين حالت مقداري تأثيرات كم شدن رستوب در باالدستت بتا‬
‫كم شدن دبي آب در پايين دست برطرف مي وردد و لتاا تغييترات بستتر در‬
‫كف رودخانه در پايين دست كمتر خواهد بود‪.‬‬
‫در سدهاي الستيكي چون سد تنها در جريانات كم ايجاد مي شود و در وانع‬
‫طغيتتان كتتامل بستتته استتت يعنتتي در مونتتع طغيتتان هيچ ونتته تتتأثيري روي‬
‫جريتتان رودخانتته نتتدارد لتتاا متتي تتتوان وفتتت كتته تتتأثير ستتد الستتتيكي روي‬
‫مرفولوژي رودخانه تنها در محدوده درياچه پشت سد انحرافي خلصه متي‬
‫شود‪ .‬بنابراين در صورتيكه منظور از سد كنترل بستتر نباشتد ستد الستتيكي‬
‫بهتر از سد بتني عمل مي نمايد‬
‫‪ - 2‬ا ث ر س د ال س ت ي ك ي ب ر ر و ي ا ر ت ف ا ع د ي و ا ر ه ه ا ي ج ا ن ب ي‬
‫چون سد الستيكي بصورت ي دريچه سراسر عرض رودخانته را متي پوشتاند و‬
‫از طرفتتي بطتتور اتوماتيت در هن تتام بتتروز ستتيل عمتتل متتي نمايتتد الزم نيستتت كته‬
‫ارتفاع ديواره هاي جانبي سد براساس ارتفتاع متاكزيمم ستيلب بتر روي سترريز‬
‫طراحي شوند‪ .‬ارتفاع ديواره هاي جانبي بايد تا حدي باشند كته تنهتا ديتواره هتاي‬
‫رودخانه را محافظت نمايند‪( .‬شكل ‪.)13-12‬‬
‫‪ - 3‬م ق ا ي سهه ه سهه د ه ا ي ا ن ح ر ا فهه ي ب ت نهه ي بهه ا سهه د ه ا ي ال سهه ت ي ك ي ا ز‬
‫نظر رسوب زدائي‬
‫در ستتداي انحرافتتي بتنتتي بايتتد دريچتته اي بتتراي رستتوب زدايتتي منظتتور وتتردد ت تا‬
‫رسوبات جلو كانال آب بر را به پايين دست انتقتال دهتد‪ .‬معمتوال بختاطر محتدود‬
‫بودن شعاع عمل اين دريچه حجم رسوبات تخليه شده توسط اين دريچه نسبت به‬
‫رستتوبات انباشتتته شتتده در پشتتت ستتد بستتيار كتتم استتت و عمومتتا در ابتتتداي بهتتره‬
‫برداري از سد بتني بخش اعظتم درياچته پشتت ستد از رستوب پتر متي وتردد‪ .‬بتا‬
‫عمليات رسوب زدايي تنها محدوده جلوي دريچه تخليه رسوب زدايي متي شتود‪.‬‬
‫فاصله زماني عمليات رسوب زدايي بايد كتم باشتد در غيتر ايتن صتورت جريتان‬
‫ورودي به كانال آب بر حتاوي رستوبات بيشتتري خواهتد بتود‪ .‬در صتورتيكه در‬
‫سدهاي الستتيكي بته علتت آنكته تمتامي عترض ستد متي توانتد بعنتوان يت دريچته‬
‫تخليتته رستتوب عمتتل كنتتد همتتواره متتي تتتوان تمتتامي حجتتم درياچتته را عتتاري از‬
‫رسوب ن اه داشت‪ .‬اين تفاوت باع مي وردد تا در سدهاي الستيكي عتلوه بتر‬
‫صتترفه جتتويي در هزينتته احتتدا دريچتته رستتوب ير‪ ،‬عمليتتات رستتوب زدايتتي بتتا‬
‫راندمان باالتري انجام پايرد‪.‬‬
‫‪ -4‬مقايسه حوضچه آرامش در سدهاي انحرافي بتني و سدهاي الستيكي‬
‫در سدهاي بتني چون ارتفاع تاج سرريز زيتاد استت در نتيجته بهن تام ستيلب‬
‫سطح آب باال مي رود و ريزش آب از باالي سرريز موجتب افتزايش سترعت‬
‫مي وردد‪ .‬براي متعادل كردن اين سرعت و كنترل سطح آب در پايين دستت‪،‬‬
‫بايد حوضچه آرامش براي حداكثر جريتان طراحتي وتردد در صتورتي كته در‬
‫ستتدهاي الستتتيكي بعلتتت آنكتته غشتتاء در هن تتام بتتروز ستتيلب بطتتور اتوماتي ت‬
‫تخليه مي وردد تغييري در رژيتم جريتان صتورت نمتي ويترد و لزومتي نتدارد‬
‫حوضچه آرامش براي حداكثر جريان طراحي شتود‪ .‬بتراي طراحتي حوضتچه‬
‫آرامتتش در ستتدهاي الستتتيكي بايتتد رنتتوم تتتاج ستترريز را كمتتتر از رنتتوم تخليتته‬
‫اتوماتي ت در نظتتر ورفتتت‪ .‬ايتتن امتتر موجتتب كتتاهش هزينتته احتتدا حوضتتچه‬
‫آرامش در سدهاي الستيكي مي شود‪.‬‬
‫‪ - 9 - 1 2‬خ ص و ص ي ا ت ه ي د ر و ل ي ك ي س د ه ا ي ال س ت ي ك ي‬
‫‪ -1‬تغيير شكل سد در برابر تغيير ارتفاع آب‬
‫تنش كششي ايجاد شده در غشاء بعلت تفاوت فشار داخل و خارج سد مي باشد‪ .‬مقدار‬
‫تنش كششي كه در جسم سد بوجود مي آيد تابع مقدار اختلف فشار داخلي و خارجي‬
‫اعمال شده به سد است‪ .‬انحناء و شكل سد با تغييرات ارتفاع آب در باال دست و پايين‬
‫دست غشاء تغيير مي كند‪ .‬الزم به يادآوري است كه ونتي شكل غشاء تغيير مي كند‬
‫ارتفاع آن نيز تغيير مي كند و هن امي كه جريان از روي غشاء عبور نمي كند اين‬
‫پديده بيشتر مشهود است‪ .‬اين مسئله ي نكته حساس در طراحي سد الستيكي است‪.‬‬
‫تغييرات شكل سد الستيكي را مي توان بشرح زير خلصه نمود‪:‬‬
‫الف‪ -‬تأثير آب باالدست بر روي شكل سد‬
‫ب‪ -‬تأثير آب پايين دست بر روي شكل سد‬
‫‪ -2‬تأثير نوع سيال داخل سد‬
‫شكل مقطع غشاء الستيكي كامل تابع نوع سيال درون غشتاء استت‪ .‬اوتر غشتاء الستتيكي بتا‬
‫هوا پر شود نسبت محيط به مساحت كمتر از حالتي است كه با آب پر مي شود‪.‬‬
‫‪ - 3‬ت أ ث ي ر ت غ ي ي ر ا ت ف ش ا ر ا ت م س ف ر ب ر ر و ي غ ش ا ء ال س ت ي ك ي‬
‫در غشاء الستيكي هوايي با تغيير فشار اتمسفر ارتفاع سد نيز تغيير متي كنتد‪ ،‬يعنتي اوتر‬
‫فشار اتمسفر كم وردد ارتفاع سد افزايش متي يابتد و بتالعكس‪ .‬در غشتاهاي الستتيكي آبتي‬
‫هتتر چنتتد كتته تغييتترات فشتتار اتمستتفر بتتر روي غشتتاء بتتي تتتأثير نيستتت ولتتي ايتتن تغييتترات‬
‫محسوس نمي باشد‪.‬‬
‫‪4‬تأثير بزرگ كوچكي سطح مقطع غشاء‬
‫هر چه سطح مقطع سد بزروتر باشد طول الستيكي كه در معترض تغييتر فترم نترار متي‬
‫ويرد بيشتر و در نتيجه تغيير طول بيشتر است‪ .‬هر چه سطح مقطع بزروتر باشتد زمتان‬
‫باز و بسته شدن غشاء نيز بيشتر مي وردد‪.‬‬
‫‪ - 5‬ا ر ت ع ا ش د ر س د ال س ت ي ك ي‬
‫ونتي ارتفاع تيغه آب روي سرريز زياد شود‪ ،‬ارتعاش در بدنه الستيكي بوجتود متي آيتد‪.‬‬
‫دامنته و پريتتود ارتعتاش بتته عمت آب روي ستتد‪ ،‬فشتتار داخلتي‪ ،‬شتتكل و فترم ستتد و كيفيتت‬
‫مصالح سد بست ي دارد‪.‬‬
‫‪ - 2 -12‬ر س و ب د ر س د ه ا ي ال س ت ي ك ي‬
‫بطور كلي مي توان وفت كه سدهاي الستيكي مقاومت خوبي در مقابل‬
‫رسوب دارند و در حاليكه غشاء در حالت خوابيده است حتي عبور مواد‬
‫درشت دانه از روي آنها هيچ ونه صدمه اي به آنها نخواهد زد‪ .‬براي‬
‫تصور مقاومت الستي در مقابل عبور رسوبات مي توان تاير اتومبيلي‬
‫را مجسم نمود كه در شرايط سن لخي سالها عمر مي كند‪ .‬هن امي كه‬
‫غشاء متورم است بايد مديريت بهره برداري ب ونه اي باشد كه هيچ اه‬
‫ارتفاع رسوبات در پشت سد با ارتفاع سد يكي نشود‪ ،‬زيرا اين مسئله‬
‫موجب مي وردد تا پس از پر شدن مخزن سد‪ ،‬رسوبات از روي سد‬
‫عبور كنند‪ .‬چون معموال تمركز عبور رسوبات در وسط غشاء است‪.‬‬
‫اين امر موجب فرسايش موضعي در غشاء الستيكي مي وردد‪ .‬براي‬
‫جلوويري از بوجود آمدن اين مسئله بايد متناوبا رسوبات پشت سد را‬
‫تخليه كرد تا صدمه اي از اين بابت به غشاء وارد نشود ‪.‬‬
‫مقاومت الستي در مقابل عبور جريان رسوب زياد است و حتي مي توان وفت كه مقاومت‬
‫الستي در اين مورد از فوالد نيز بيشتر است‪ .‬با وجود اين رودخانه هتايي كته رستوبات از‬
‫نتتوع درشتتت دانتته و تيزووشتته هستتتند‪ ،‬متتي تتتوان از غشتتاء پوششتتي اضتتافي بتتراي ضتتخامت‬
‫الستي استفاده كرد‪ .‬اين غشاء فاند الياف كششي با مقاومت باالست و در ضمن الزم نيست‬
‫كه بصورت يكپارچه ساخته شود‪ ،‬لاا بسيار ارزانتر از غشاء الستيكي اصلي خواهد بتود و‬
‫با بكار بردن آن مي توان بسادوي سد را محافظت كرد‪ .‬بعضا مشاهده شتده استت كته اشتياء‬
‫تيتتز از پتتايين دستتت بتته غشتتاء منتقتتل متتي شتتوند و هن تتامي كتته غشتتاء الستتتيكي روي بستتتر‬
‫خوابيده است موجب پاروي غشاء مي شوند‪ .‬البته احتمال ونوع چنتين اتفتاني كتم استت ولتي‬
‫بهرحال داراي سابقه ونوع مي باشد‪.‬‬
‫مسئله دي ري كه در رابطه با رسوب ممكن است بوجتود آيتد آنستت كته در هن تام خوابيتدن‬
‫سد و يا در تخليه رسوبات ستد ممكتن استت مقتداري رستوب در روي غشتاء الستتيكي بتاني‬
‫بماند‪ .‬البته اين متورد نيتز بنتدرت اتفتا متي افتتد‪ .‬در موانتع استتثنايي اوتر ارتفتاع رستوبات‬
‫جمع شده روي غشتاء الستتيكي بتيش از ‪ %20‬ارتفتاع ستد باشتد دي تر متتورم كتردن غشتاء‬
‫صتتلح نيستتت و بايتتد رستتوبات را نبتتل از تتتورم ستتد بصتتورت مكتتانيكي از روي غشتتاء پتا‬
‫كرد‪ .‬چنانچته ارتفتاع رستوبات كمتتر از ‪ %20‬ارتفتاع ستد باشتد متي تتوان بتا متتورم كتردن‬
‫غشاء به ميزان ‪ 5/1‬برابر فشار معمول رسوبات را از روي غشاء جدا كرد و سپس غشاء‬
‫را به حالت نرمال بازورداند‪.‬‬
‫‪ - 1‬م ق ا و م ه ت غ ش ه ا ء ال س ه ت ي ك ي د ر ب ر ا ب ه ر ج ر ي ه ا ن ت ه و د ه ه ه ا ي ر س ه و ب ي‬
‫درشت‬
‫الف‪ -‬مقاومت در برابر عبور توده هاي سنگ‬
‫اوتتر در يت جريتتان تتتوده رستتوبي درشتتت دانتته )‪ (Rock Debries‬از روي غشتتاء الستتتيكي‬
‫عبور نمايد همتانطور كته نتبل اشتاره شتد در حتالتي كته ستد خوابيتده استت‪ ،‬صتدمه اي بته آن‬
‫وارد نخواهد شد‪.‬‬
‫ب‪ -‬مقاومت در مقابل عبور تنه درخت‬
‫اور غشاء در حالت خوابيده باشد هيچ مانعي بر سر راه شاخه هتا و تنته هتاي درختتان ايجتاد‬
‫نخواهد كرد‪ .‬در حالتي كه غشاء متورم است عبور تنه درخت از روي غشاء ممكن است به‬
‫آن صتتدمه بزنتتد‪ .‬در رودخانتته هتتائي كتته تنتته هتتاي بتتزرگ درختتت حمتتل متتي شتتود در هن تتام‬
‫سيلب بهتر است غشاء الستيكي تخليه وردد تا دچار صدمه نشود‪.‬‬
‫در موارد بسيار نادر كه الزم است غشاء در هن ام بروز سيلب نيز متتورم باشتد متي تتوان‬
‫از دريچه هاي اشتغال ير استتفاده نمتود‪ .‬در ايتن متورد پيشتنهاد متي شتود كته همتواره نبتل از‬
‫تخليتته غشتتاء الستتتيكي پتتايين دستتت آن بطتتور كامتتل بتتازبيني وتتردد تتتا وجتتود اشتتياء نتو تيتتز‬
‫موجب پاروي غشاء نشود‪.‬‬
‫‪ - 1 3 - 1 2‬م ق ا ي س ه س د ه ا ي ال س ت ي ك ي ب ا د ر ي چ ه ه ا ي ف و ال د ي‬
‫يكي از موارد كاربرد ستدهاي الستتيكي بكتارويري آن هتا بعنتوان دريچته استت‪ .‬ايتن‬
‫سدها متي تواننتد جتاي زين ختوبي بتراي دريچته هتاي فتوالدي باشتند‪ .‬معمتوال دريچته‬
‫هاي فوالدي بسيار سن ين و حجيم مي باشند و براي نور آنها احتياج بته يت موتتور‬
‫مستقل و ي ناب نوي مي باشد‪ .‬همچنين نسمتهائي از دريچه كته در زيتر ستطح آب‬
‫نرار دارند نياز به ن هداري براي جلوويري اززنگ زدوتي دارنتد و الستتيكهاي آب‬
‫بند دريچه بعلت تحمل فشار زياد سريعا فرسوده مي شوند و نياز به تعتويض دارنتد‪.‬‬
‫بطور كلي ساخت و بهره برداري از دريچه فوالدي بيش از ‪ 5‬متتر بستيار پرهزينته‬
‫مي باشد‪ ،‬بطوري كه بندرت مشاهده مي شود كه ي دريچه فتوالدي بته عترض ‪10‬‬
‫متر مورد استفاده نرار ويرد‪.‬‬
‫در صتوريتكه ستدهاي الستتيكي متي تواننتد بجتاي دريچته هتاي بتا طتول ‪50‬‬
‫متر نيز مورد استفاده نرار ويرند‪ ،‬چرا كته ستدهاي الستتيكي محتدوديتي در‬
‫طول ندارند و همان ونه كه نبل اشاره شد مانور ي غشتاء الستتيكي بطتول‬
‫‪ 50‬متر براحتي با ي كمپرستور ‪ 11‬كيلتوواتي امكتان پتاير استت‪ .‬همچنتين‬
‫چنانچتته نيتتاز باشتتد كتته ايتتن دريچتته بطتتور اضتتطراري بتتاز شتتود تنهتتا بتتا بتاز‬
‫كردن ي شير هوا مي تتوان دريچته را بتاز نمتود‪ .‬در صتورتيكه بتراي بتاز‬
‫كردن دريچه هاي فوالدي نياز به نيروي الكتروموتتور متي باشتد و چنانچته‬
‫بعلت نطع بر الكتروموتور كار نكند باز كتردن دريچته دچتار اشتكال متي‬
‫شود‪ .‬اين مزايا در سدهاي الستيكي موجب ورديده استت تتا ايتن ستد بعنتوان‬
‫ي جانشين خوب براي دريچه هاي فوالدي مطرح وردد‪.‬‬
‫‪ - 1 4 - 1 2‬م و ا ر د ك ا ر ب ر د س د ه ا ي ال س ت ي ك ي‬
‫بتتا توجتته بتته نتتدرت متتانور فتتو العتتاده زيتتاد ستتدهاي الستتتيكي و همچنتتين نابليتتت كنتتترل ارتفتتاع‬
‫سرريز‪ ،‬اين سدها كاربرد بسيار زيادي دارند كه از جمله موارد زير را مي توان نام برد‪:‬‬
‫‪ -1‬بعنوان سد انحرافي‬
‫‪ -2‬بعنوان سد با دريچه هاي متحر )‪(Barrage‬‬
‫‪ -3‬بعنوان دريچه در كانالها‬
‫‪ -4‬بعنوان دريچه در حوضچه هاي كشتيراني )‪(Navigation Lock‬‬
‫‪ -5‬بتتراي ازديتتاد ارتفتتاع ستترريز موجتتود ستتدها بتته منظتتور استتتفاده از اخيتتره ستتيلب ‪(Flood‬‬
‫)‪ Storage‬در سد‬
‫‪ -6‬براي ايجاد درياچه هاي مصنوعي فصلي‬
‫‪ -7‬بتتراي كنتتترل ستتطح آب در رودخانتته هتتاي شتتهري و ايجتتاد محتتيط مناستتب بتتراي ورزشتتهاي‬
‫تابستاني‪ ،‬چون در سدهاي الستيكي مي توان هميشه مخزن پشت سر را عتاري از رستوبات ن ته‬
‫داشت‪ ،‬لاا اين سدها براي ايجاد استخرهاي شنا در رودخانه هائي كه از درون شهرها مي وارند‬
‫نيز بسيار مناسب مي باشند‪.‬‬
‫منابع‪:‬‬
‫‪/1‬کتاب طراحی سدهای انحرافی نوشته دکترابوالفضل شمسايی ‪‬‬
‫سايت های ‪:‬‬
‫‪/2‬ايران سازه ‪.‬مرکزعمران ‪.‬سايت جامع مهندسين عمران ‪‬‬
‫‪‬‬