تحقیق سد (docx) 9 صفحه
دسته بندی : تحقیق
نوع فایل : Word (.docx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد صفحات: 9 صفحه
قسمتی از متن Word (.docx) :
موضوع:
سد
مقدمه
با توجه به رشد سریع و سرسام آور جمعیت و نیاز روزافزون بشر به منابع آبی و انرژی موجب گردیده است که از آب استفاده صحیح و بهره برداری کامل به عمل آید . یکی از بهترین روش ها جهت مهار آب و استفاده از آب جهت مصارف مختلف احداث سد می باشد .
سد دیواری محکم که به منظور مهار کردن یا تغییر مسیر آب در عرض دره یا میان دو کوه و در مسیر رود ایجاد می‌کنند. افزودن ارتفاع آب به‌وسیله ایجاد سد، می‌تواند فقط به منظور مهار یا تغییر مسیر آب رودخانه باشد و یا ذخیره کردن آب در پشت سد برای کشاورزی، آبیاری وآبرسانی و یا حتی تولید انرژی برقابی منظور اصلی در ایجاد سد بوده باشد.
از آنجا که آب جمع شده در پشت یک سد، می‌تواند نیروی بسیار عظیمی به سد وارد کند، در طراحی سدها، اصلی‌ترین مسئله استاتیکی(ایستایی)، غلبه بر این نیرو و رسیدن به شرایط پایداری است که با تخلیه و یا آبگیری سد، پیوسته برقرار باشد.
تعریف سد :
سد سازه ای است هیدرولیکی که جهت ذخیره سازی و انحراف آب به منظورهای آبیاری ، آب رسانی و بعضاً برق رسانی مورد استفاده قرار می گیرد .
سدها را به لحاظ نوع کاربرد و یا مصالح به کار برده شده می توان طبقه بندی نمود .
ـ انواع سد از لحاظ عملکرد :
سدهای مخزنی
سدهای انحرافی
سدهای باطله
ـ انواع سد از لحاظ مصالح :
سدهایی که با مواد متصل ساخته می شوند ( سدهای صلب یا بتنی )و سدهایی که با مصالح غیر متصل ساخته می شوند ( سدهای غیر صلب یا خاکریزی ) .
* سدهای مخزنی :
سدهایی هستند که جهت ذخیره سازی آب به منظور مصارف مختلف ساخته می شوند . سدهای مخزنی می توانند بتنی یا خاکریزی باشند .
* سدهای بتنی :
این سدها انواع مختلفی دارند که در زیر به شرح آنها پرداخته می شود .
1- سدهای وزنی :
سدهای وزنی به آن دسته از سدها اطلاق می شود که وزن سد در مقابل نیروهای وارده موثر بوده و به پایداری سد کمک می کند و به صورت یکپارچه از مصالح ساختمانی به فرم بتنی روی پی های سنگی که کاملاً از مواد زاید تمیز شده و دندانه های مناسب به خود گرفته باشند بنا می گردد تا بتن با پی سد خود جفت شده و جسم یکپارچه ای را تشکیل دهد .
2- سدهای قوسی :
در قسمت هایی که از مسیر رودخانه که شرایط فیزیکی و مکانیکی عرض دره مساعد باشد ، سد قوسی می سازند معمولاً این نوع سدها را در مقطع تنگ شده صخره ای مسیر رودخانه بنا می نمایند تا بتن با تکیه گاه ها خود جفت شده و استحکام سد زیادتر شود . بدیهی است ، سدهای قوسی از قطعاتی به شکل قوس که سه طرف درگیر باشد ( دو تکیه گاه و پی ) در مقابل نیروهای وارده مقاومت می نماید .
در عمل قبل از شروع به ساختمان قوس ها که به مرور زمان ساخته می شود ، ابتدا تکیه گاه ها پی سد را از نظر نفوذ پذیری مطالعه کرده و در صورت لزوم با تزریق دوغاب سیمان و یا مواد موثر دیگر از نفوذ آب توسط تکیه گاه ها و پی جلوگیری به عمل آورده و بعد از دادن پستی و بلندی مناسب به تکیه گاه ها و پی بتن ریزی قوس ها را برابر روش های متداول شروع می نمایند .
3- سدهای پایه دار :
گاهی به علت وسیع بودن مقطع عرضی دره و فراهم نبودن امکانات فیزیکی و مکانیکی در مسیر رودخانه ، ساختن سد قوسی ، وزنی و یا انواع دیگر سدها مقدور نبوده و یا مقرون به صرفه نمی باشد . لذا در این گونه موارد ، برای اینکه مخارج ساختمان سد به حداقل مقدار ممکن تقلیل دهند ، از سدهای پایه دار ساده و یا پایه دار به قوس های متعدد استفاده می نمایند . این نوع سدها از صفحات بتنی یا بتن آرمه ای که به پایه هایی با مقطع مثلثی شکل تکیه می نمایند ساخته می شوند .
4- سدهای خاکریزه ای :
بعضی مواقع به علت شرایط فیزیکی خاص ، بستر رودخانه برای ساختن سدهای بتنی مقرون به صرفه نمی باشد . در چنین مواردی اگر مصالحی مانند خاک و سنگ مورد نظر در محل انتخاب شده برای ساختن سد یا نزدیکی های آن موجود باشد ، که به مواد غیر متصل معروفند ، بدنه سد را از آن مواد با شرایط خاص می سازند . این سدها یا همگن ( از یک نوع مصالح ) هستند یا غیر همگن( از مصالح مختلف ) .
عموماً سدهای خاکریزه ای را به صورت غیرهمگن و با هسته می سازند که این هسته می تواند به صورت مرکزی و یا مایل باشد . همچنین سدهای خاکریزی را به سدهای خاکی ( کلاً از خاک با دانه بندی مخصوص ) و یا سنگریزه ای نیز تقسیم بندی می کنند . اگر بیش از 50درصد مصالح ریزدانه باشد سد خاکی و اگر بیش از 50درصد مصالح درشت دانه باشد سد سنگریزه ای است .
روش ساخت سدهای خاکریزه ای بدین طریق است که خاک را در لایه های مختلف ریخته شده و متراکم می گردد . البته لازم به ذکر است که هسته را در لایه هایی با ضخامت کمتر نسبت به پوسته می ریزند . هر لایه که ریخته شد متراکم گردیده و سپس لایه بعدی ریخته می شود و به همین طریق تا بدنه سد کامل گردد . جهت تراکم هم از ماشین آلات متراکم کننده مثل غلطک چرخ فولادی سنگین و غلطک پاچه بزی و سایر وسایل تراکم استفاده می کنند .
5- سدهای انحرافی :
این این نوع سدها برای انحراف مسیر آب و بالا آوردن سطح آن و سوار کردن بر منطقه مورد نظر ، معمولاً بعد از سدهای مخزنی یا بر حسب نیاز مستقلاً در قسمت های مناسبی از مسیر رودخانه به دو فرم اساسی متحرک و ثابت ساخته می شوند .
* سدهای متحرک موقتی بوده و برای انحراف مسیر آب رودخانه و رساندن آن به منطقه مورد نظر برای مدت معینی از فصل ساخته می شوند و هزینه چندانی هم ندارند . برای بنای این نوع سدها که توسط خود کشاورزان نیز می تواند عملی شود ، در محل مناسبی از رودخانه میخ های چوبی یا آهنی و یا سیمانی در بستر رودخانه محکم کوبیده می شوند و بعد از کوبیدن میخ ها قسمت بالا دست آن را با شاخ و برگ درختان و علف های هرز می پوشانند و مقداری خاک دانه درشت نیز روی این شاخ و برگ می ریزند تا سطح آب بالا آمده و بر منطقه مورد نظر سوار شود .
* سدهای ثابت در محل احداث ثابت و دائمی بوده و برای انحراف و بالا آوردن سطح آب و در محل های مناسبی از رودخانه بنا می گردند . این نوع سدها معمولاً بتنی می باشند
6- سدهای باطله:
جهت جمع آوری مواد زائد و شیمیایی مثل پساب های کارخانه ها و مواد سمی از این نوع سدها استفاده می شود . این سدها خاکی بوده و روش ساخت آنها مانند سایر سدهای خاکی می باشد .
همان طوریکه در ابتدا گفته شد سدها سازه های چند منظوره می باشند که به منظور استفاده از آب ذخیره شده در پشت سدها ساخته می شوند . از این آب ذخیره شده می توان در مصارف کشاورزی ، شرب ، صنعتی ، تفریحی و تولید انرژی استفاده نمود ( بعضی از سدها فقط جهت تولید برق ساخته می شوند که به سد جریانی موسوم می باشند ) . هم اکنون اکثر کشورهایی که دارای رودخانه های مناسبی جهت ساخت سد می باشند از این سدها جهت تولید انرژی برق آبی نیز استفاده می کنند ، چرا که تولید برق بدین روش از لحاظ زیست محیطی بسیار مناسبتر از سایر روش ها می باشد . به طوریکی جهت تولید برق از آب نیاز به داشتن هد ( ارتفاع ) می باشد که این هد توسط سد بوجود می آید ، یعنی اینکه با احداث سد و بالا آمدن آب در پشت سد تراز لازم نیز جهت بوجود آمدن هد مناسب ایجاد می شود .
در حالت کلی هر تاسیسات یا مراکز هیدروالکتریکی ، شامل قسمت های زیر می باشد :
1- مخزن ذخیره آب 0( انواع سدهای مخزنی )
2- دهانه آبگیر از سد
3- مجاری انتقال آب از مخزن ذخیره به توربین
4- توربین
5- ژنراتور
به طور کلی فرآیند تولید در نیروگاه های آبی بدین شرح است :
بوسیله احداث سد تراز لازم برای ایجاد هد بوجود می آید دهانه آبگیر سد را در تراز پائین تر از تراز آب می سازند . آب از این دهانه آبگیر وارد تونل آبرسان می شود ، در این مسیر تجهیزاتی مانند شیرپروانه ای ، محفظه حلزونی و رانر توربین و لوله مکش ( درافت تیوپ ) قرار دارد . آب پس از عبور از شیرپروانه ای و محفظه حلزونی باعث چرخش رانر می شود روی رانر، شافت قرار دارد که چرخش رانر موجب چرخش این شافت می گردد . روی این شافت رتور قرار دارد و رتور نیز با چرخش شافت می چرخد . رتور درون استاتور واقع شده است که در اثر چرخش رتور درون استاتور باعث القای جریان الکتریسیته در استاتور شده و از طریق کابلهای مخصوص برق تولید شده به کلید خانه منتقل و از کلید خانه نیز به شبکه سراسری متصل می شود . آبی که باعث جرخش رانر می شود از طریق لوله مکش وارد آبراهه خروجی می شود و از طریق دریچه های خروجی از نیروگاه خارج و وارد رودخانه می شود نیروگاه هایی که در مسیر رودخانه و در کنار رودخانه احداث می شوند با توجه به شرایط توپوگرافی محل احداث به نیروگاه های زیر زمینی ، نیمه زیرزمینی و رو زمینی تقسیم می شوند .
سدهای معروف جهان
سد الکفره (Sadd al Kafara) قدیمی‌ترین سد شناخته شده جهان در ۱۱ کیلومتری جنوب شرقی حلوان مصر بین سالهای ۲۷۵۰ تا ۲۹۵۰ قبل از میلاد (حدود ۵۰۰۰ سال فبل) با طول ۱۱۵ و ارتفاع ۱۲ متر ساخته شده‌است.
سد هوور تا پیش از احداث سد گراند کولیی، بزرگترین سازه بتنی و بزرگترین نیروگاه برق‌آبی در جهان بود. سد گراند کولیی بزرگترین سازه بتنی آمریکای شمالی است و روی رودخانه کلمبیا در واشنگتن بسته شده است.
* سد اسوان سدی غول پیکر بر روی رود نیل