گام به گام با هم بیندیشید صفحه 64 درس 4 زمین شناسی (زمین شناسی و سازه های مهندسی)

شرایط مختلفی از وضعیت شیب و امتداد لایه های سنگی و موقعیت انتخابی برای ساختگاه سد، در شکل زیر نمایش داده شده است. با در نظر گرفتن فرار آب و پایداری بدنۀ سد، حالت مطلوب و حالت نامطلوب را برای احداث سد مشخص کنید.

اگر سدی بدون مطالعه و بررسی کافی زمینشناسی احداث گردد، بی شک تنها یک فاجعه اقتصادی و محیط زیستی از خود بجا می گذارد. تمامی نواحی که دریاچه سد آنها را می پوشاند و همچنین زیر سازه سد باید بطور دقیق مورد گمانه زنی های کارشناسی قرار گیرد. وجود تنها یک بخش آهکی در اطراف دریاچه باعث خواهد شد تا آب به تدریج بخش آهکی را از بین برده و به خارج راه نفوذ پیدا کند یا در دراز مدت برهم ریختن محاسبه ها را سبب شود. نظیر چنین واقعه ای برای سد لار افتاد و این سد در حال حاضر از یک سوم ظرفیتش بهره برداری می نماید.
مطالعات زیست محیطی به مجموعه مطالعاتی گفته میشود که اثر تغییرات ایجاد شده توسط سد و دریاچهٔ آن و همچنین تقلیل آب پایین دست را بر روی زیستبوم منطقه شناسایی، محاسبه و هزینه یابی می کنند. علاوه بر این، این اثر باید بر روی شهرها و روستاها و سایر المانها (همچون آثار باستانی در مورد سد سیوند) در کنار ارزیابی تاثیرها بر محیط زیست مورد بررسی قرار گیرند تا در محاسبه های سود و زیان کلی پروژه، و گزینشهای پایانی در نظر گرفته شوند؛ که درکنار این شناخت با استفاده از مدل سازی اطلاعات ساختمان میتوان به بهینه ترین برنامه تعمیرات و نگه داری هر ساختمانی از جمله سازه سد رسید که بهره برداران را در راهبری این گونه سرمایه های ملی یاری می دهد.

عوامل مؤثر در انتخاب ساختگاه سد
موفقیت یک سد در درجه اول به انتخاب صحیح ساختگاه آن بستگی دارد. در انتخاب محل یک سد لازم است که دو شاخص اصلی در نظر گرفته شود.
1- تأمین پایداری بدنه و مخزن
2- آب بندی محدوده احداث سد .
عوامل متعددی در انتخاب ساختگاه یک سد مؤثر می باشند که مهمترین آنها عبارتند از: شرایط توپوگرافی، ساختارهای زمین شناسی و وضعیت حوزه آبریز. تأثیر هر کدام از این عوامل در انتخاب ساخت گاه سد به شرح زیر می باشد.
 

شرایط توپوگرافی
ناهمواری های سطح زمین و مورفولوژی آن معمولاً توسط نقشه های توپوگرافی نشان داده می شوند. بهترین موقعیت برای احداث سد معمولاً جایی انتخاب می شود که یک دره تنگ به وسیله یک دره باز در سمت بالا دست دنبال شود. دره تنگ معرف استقامت بالای سنگ می باشد که در مقابل جریان آب رودخانه مقاومت بیشتری را نشان داده و دره باز محل مناسبی جهت مخزن می باشد که ظرفیت ذخیره سازی آب را بالا می برد.
 

تأثیر شرایط توپوگرافی در انتخاب ساختگاه سد
ساختار زمین شناسی
ساختار زمین شناسی یک محل به وسیله عواملی همچون امتداد و شیب لایه ها، ساختمان های چین خورده، گسلها و درزه ها کنترل می شود که به شرح زیر مورد بررسی قرار می گیرند:

امتداد لایه ها

در محل هایی که لایه بندی سنگ مشخص باشد بهتر است محل احداث سد جایی انتخاب شود که محور سد موازی با امتداد لایه ها و یا دارای زاویه کمتری با امتداد لایه ها باشد.

شیب لایه ها

به طور کلی بهتر است محل احداث سد جایی انتخاب شود که جهت شیب لایه ها به سمت بالا دست باشد یا به عبارت دیگر جهت شیب لایه ها در جهت عکس جریان آب باشد.

شکل الف)

دراین شکل حالت نامطلوب برای احداث سد دیده می شود به دلیل وجود گسل فرار آب وجود دارد و جهت محورسد با سطح لایه بندی موازی نیست و...

شکل ب)

در شکل ب حالت مطلوب دیده می شود زیرا لایه بندی ها با جهت محورسد موازی است.در محل هایی که لایه بندی سنگ مشخص باشد بهتر است محل احداث سد جایی انتخاب شود که محور سد موازی با امتداد لایه ها و یا دارای زاویه کمتری با امتداد لایه ها باشد.
علت این انتخاب را می توان در موارد زیر توجیه کرد:
الف) در صورتی که محور سد دارای زاویه کمتری با امتداد لایه ها باشد امکان دور ماندن از نقاط ضعف بیشتر است.
لازم به ذکر است که نقاط ضعف مورد بحث را می توان به شرح زیر بیان داشت.:
لایه های سنگی سست و ضعیف مانند سنگهای شیلی و مارنی لایه های سنگی دربر گیرنده حفرات و دیگر پدیده های کارستی حاصل از انحلال توده سنگ لایه های سنگی کاملاً خرد شده و یا کاملاً هوا زده شده. گسلها و مناطق گسله که عموماً با خردشدگی و شکستگی های زیاد همراه می باشد .
ب) در صورتی که محور سد موازی با امتداد لایه ها باشد سنگهایی با شرایط و خصوصیات یکسان در محدوده تکیه گاه ها و پی سد قرار می گیرند. بنابراین سنگ ها رفتار مشابهی در طول محل بار گذاری خواهند داشت و پایداری سد بیشتر خواهد بود. در چنین شرایطی طراحی سد نیز ساده تر خواهد بود .
ج) در صورتی که محور سد موازی با امتداد لایه ها باشد امکان فرار آب کمتر است. دلیل آن به این صورت است که لایه ها در جهت عمود بر مسیر جریان آب قرار داشته و نفوذ پذیری در آن جهت کاهش می یابد.
د) به طور کلی بهتر است محل احداث سد جایی انتخاب شود که جهت شیب لایه ها به سمت بالا دست باشد یا به عبارت دیگر جهت شیب لایه ها در جهت عکس جریان آب باشد.دراین شکل به نظرمی رسد شیب لایه ها به طرف بالا دست می باشد. البته در شکل ب به دلیل وجود گسل فرار آب وجود دارد.

شکل ت)

دراین شکل حالت نامطلوب برای احداث سد دیده می شود به دلیل وجود گسل فرار آب وجود دارد و جهت محورسد با سطح لایه بندی موازی نیست و...

شکل پ)

دراین شکل حالت نامطلوب برای احداث سد دیده می شود به دلیل وجود گسل فرار آب وجود دارد و جهت محور سد با سطح لایه بندی موازی نیست و شیب هم مناسب نیست.