سد زیرزمینی

مهندسی سد جزو جدا نشدنی از تمدن بشریت است. چرا که سدهایی که برای تامین آب احداث شده اند بدون شک از اولین سازه های ساخته شده توسط انسان به حساب می آیند. قرارگرفتن ایران بر روی کمربند خشک زمین و شرایط هیدروکلیماتولوژی کشور سبب شده که از گذشته های دور به منابع آب های زیر زمینی توجه خاص شود. بهره برداری از این منابع از هزاران سال پیش توسط قنات صورت گرفته است، اما یکی از معایب اصلی قنات ها خروج همیشگی آب است. یکی از راهکارهای ساده و کاربردی برای جلوگیری از هدر رفت منابع آب زیر زمینی و جمع آوری و ذخیره سازی آب در مناطق خشک و نیمه خشک سدهای زیر زمینی  هستند.

بقیه در ادامه مطلب...

 

مهمترین اهداف طراحی سدهای زیرزمینی عبارتند از:

1-تامین آب مصرفی و استحصال آب های نامتعارف

 2 -مدیریت منابع آب (مانند مسدود کردن چند چشمه یا قنات و هدایت آب آنها به چشمه اصلی یا مادر چاه قنوات)

 3 -جلوگیری از پیشروی آب شور به آب زیر زمینی (مانند سواحل و دشت های نمک) و اثرات زیست محیطی (مانند پخش آلودگی یا تشعشعات هسته ای در آب های زیرزمینی)

سد های زیر زمینی به مانعی گفته می شود که در مسیر جریان آب های زیر زمینی در یک لایه ی آبدار طبیعی یا مصنوعی قرار داده شده و وضعیت جریان آب را اغلب به منظور ذخیره آب زیرزمینی تغییر می دهد. بدنه اصلی یک سد زیر زمینی را پرده یا دیواره نفوذ ناپذیر آن تشکیل می دهد.

انواع سفره های آب زیرزمینی عبارتند از:

• 1 -سفره های آزاد : در این نوع سطح ایستابی همان سطح فوقانی منطقه اشباع بوده و مقدار فشار در سطح ایستابی برابر فشار اتمسفر می باشد .

• 2 -سفره های تحت فشار : به سفره های آرتزین یا محصور معروفند و در محلهایی تشکیل می شوند که آب زیرزمینی توسط لایه های نسبتا نفوذ ناپذیر از بالا محدود شده و در نتیجه آن آب زیر زمینی تحت فشاری بیش از فشار اتمسفری دارد.

انواع سد زیر زمینی از لحاظ وضعیت قرار گیری در زمین عبارتند از :

• الف (سد زیرزمینی طبیعی : هنگامی که آبهای زیر زمینی در هنگام حرکت در شیب زمین به یک لایه ی نفوذ ناپذیر بلند با ارتفاع زیاد برخورد می کنند از حرکت باز می ایستد.

• ب ( سدهای مصنوعی : سدهایی هستند که ساخته دست بشر هستند و به دو دسته مدفون و نیمه مدفون تقسیم می شوند:

• ب-1 سدهای مدفون : این نوع سدها شامل دیواره ای هستند که به طور کامل داخل زمین قرار گرفته اند و مخزن آن در داخل آبرفت بالا دست تشکیل می گردد . اکثر سدهای زیر زمینی از این نوع هستند. سدهای مدفون به دو دسته نزدیک سطح زمین و در اعماق زمین تقسیم می شوند.

• ب-2 سدهای نیمه مدفون: در سدهای نیمه مدفون دیواره نفوذناپذیر غالبا تا ارتفاع باالتری از سطح زمین نیز امتداد پیدا می کند که این نوع سدها می توانند علاوه بر یک مخزن زیرزمینی با ایجاد یک مخزن معلق سطحی و رسوب گیری جریان رودخانه یا سیل بر حجم مخزن زیر سطحی خود بیفزاید و آن را توسعه دهد بنابراین برای کنترل سیل نیز مناسب خواهند بود.

مزایای سدهای زیر زمینی نسبت به سدهای سطحی عبارتند از:

• هزینه ساخت بسیار پایین تر

• برای همیشه ساخته و طراحی می شوند

• عدم کاهش آب به علت تبخیر سطحی

• نزدیک تر بودن سد به محل مصرف

• بهداشتی تر بودن مصرف آب آن

• تکنولوژی ساخت بسیار ساده

• ذخیره آب برای مدت طوالنی در دسترس می باشد در حالیکه در سدهای سطحی حجم مخزن به دلیل رسوب گذاری و... کاهش می یابد.

• سد زیر زمینی مانند سدهای سطحی در معرض خرابی ناشی از سیل قرار نمی گیرد.

• عدم اشغال زمین در باال دست نسبت به سدهای سطحی که سطح وسیعی از زمین بالا دست اشغال می گردد.

معایب سدهای زیر زمینی نسبت به سدهای سطحی عبارتند از:

• نسبت به سدهای سطحی حجم مخزن آن بسیار کمتر است.

• عدم تعداد کاربری نسبت به سدهای سطحی)کاربری نیروگاهی و جلوگیری از سیل که در سدهای سطحی وجود دارد( مکان یابی مهمترین قدم در احداث سدهای زیرزمینی می باشد منطقه باید دارای اقلیم خشک و نیمه خشک و بارندگی کم یا نامنظم باشد. )بررسی مقدار بارش سالیانه بایستی انجام شود که جریان به اندازه ی کافی داشته باشیم و  سد به خطر نیفتد).