تعریف سد

هر مانعی که در مسیر جریان آب قرار گیرد و باعث شود تا ارتفاع آب در بالادست آن افزایش یافته، مقداری آب ذخیره گردد، سد نامیده می شود و به عبارتی دیگر «سد» عبارتست از سازه ای که در عرض رودخانه جهت ذخیره و افزایش ارتفاع آب ساخته می شود.

 هدف از ساخت سد

در یک تقسیم بندی هدف از ساخت سد را یک یا چند مورد از موارد زیر تشکیل می دهد.

الف) کشاورزی (تامین آب مورد نیاز کشاورزی، احیاء اراضی موات و نمیه موات)

ب) تامین آب شرب و بهداشتی

ج) مصارف صنعتی و رفع نیازهای جریان مربوط

د) کنترل سیلاب و تنظیم جریان رودخانه ها و سیلاب ها

ک) نیروگاه های برق آبی

ل) افزایش ارتفاع جهت انحراف آب

م) کشتیرانی و حمل و نقل

و) حفظ محیط زیست حیوانات وحشی

انواع سدها بر اساس نوع مصالح بدنه

الف) سدهای خاکی: که از خاک ساخته شده اند.

ب) سدهای سنگی (سنگریزه ای): که مصالح تشکیل دهنده بدنه آن ها، سنگ های درست دانه هستند.

پ) سدهای بتنی: در این نوع، بدنه سد از بتن و یا بتن مسلح ساخته شده است.

ت) سدهایی با مصلاح بنایی: که از مصالح بنایی نظیر سنگ و ملات ماسه سیمان و گاه رویه بتنی برای ساخت سد استفاده می شود.

ث) سدهای الواری (چوبی) و فولادی: که به ندرت و برای استفاده های محدود و با استفاده از مصالح چوب و یا فولاد ساخته می شوند.

ج) سدهای لاستیکی: سدهای با ارتفاع کم (تا حدود ۶ متر) هستند که اخیراً و به صورت محدود مورد استفاده قرار گرفته اند. سد لاستیکی از ورقه لاستیکی با مقاومت کششی بالا ساخته شده که با دمیده شدن هوا و یا وارد کردن آب به داخل آن متورم شده و به صورت مانعی جلو آب قرار می گیرد و هر گاه سیال مذکور از داخل دو لایه لاستیکی خارج گردد، و به صورت یک کفپوش در بستر رودخانه قرار می گیرد.

 انواع سدها بر اساس ساختار سازه ای

الف) سدهای خاکی: که مقاومت برشی خاک، ایستایی آن را در مقابل نیروهای وارده تامین می نماید. عموماً برای جلوگیری از نشست آب از هسته های غیر قابل نفوذ یا نیمه پذیر نظیر هسته های رسی در داخل بدنه سد استفاده می کنند.

ب) سدهای سنگریزه ای: که مشابه سدهای خاکی است. با این تفاوت که ابعاد دانه ها به مراتب درشت تر و به صورت سنگ می باشد.

پ) سدهای وزنی: که وزن بدنه سد تعادل آن را در مقابل مجموعه نیروهای واده حفظ می نماید.

ت) سدهای پایه داره: که بارهای وارده بر سد توسط یک پوست به پایه ها و از آنجا به پی و زمین منتقل می گردد.

ث) سدهای قوسی: که نیروهای وارده بر سد توسط یک بدنه انحناء دار به فونداسیون و سپس به سنگ زمین (کف و جناحین) منتقل می گردد.

ج) سدهای فولادی: که از یک قالب فولادی و یک صفحه فولادی روی وجه بالادست آن تشکیل شده است. این نوع سدها می توانند در شکل های گوناگون سازه ای ساخته شوند.

چ) سدهای چوبی: که نظیر سدهای فولادی از یک قالب چوبی و یک صفحه ساخته شده اند از الوار تشکیل شده اند برای انتقال نیروهای وارده بر سد به زمین از سیستم های مختلف می تواند استفاده گردد.

 انواع سدهای بتنی

آنچه سدهای بتنی را بیشتر از سایر موارد از یکدیگر متمایز می سازد، تقسیم بندی بر اساس نوع طراحی و رفتار سازه ای آنهاست که ذیلاً به آن پرداخته می شود

الف) سدهای بتنی و وزنی

این نوع از سدهای بتنی که نیروهای ثقلی در آن ها مقاومت لازم جهت حفظ تعادل و پایداری سد را تامین می نمایند و عموما در پلان در راستای محور متصل کننده جناحین مستقیم هستند خود به انواع زیر تقسیم می گردند:

سد وزنی توپر (یکپارچه) که بدنه آن به استثناء محل زهکش ها و گالری ها توپر و یکپارچه می باشد. بر این اساس وزن آنه نسبتاً سنگین تر اما اجرای ساده تر دارند. سد وزنی با این خصوصیات، مهمترین و معمولترین نوع سدهای وزنی بوده، کمترین هزینه تعمیرات را لازم دارند. سدهای وزنی توپر برای هر موقعیت مکانی مناسب هستند ولی ارتفاع آن ها تابعی است از مقاومت سنگ کف

ب) وزنی توخالی (محوف)

گاه برای کاهش وزن بتن مصرفی در سد و در مناطقی از بدنه سد وزنی که تنش کمتری به آن وارد می شود، فضاهای خالی ایجاد می کنند که در این صورت سد را «سد وزنی تو خالی یا مجوف» می نامند. این نوع سدها شبیه سدهای پایه دار بوده بیشترین آن ها از بتن مسلح ساخته شده اند. فضای خالی موجود در بدنه (یا پایه ها) می تواند برای قراردادن دستگاها و سیستم های احتمالی نظیر توربین ها و … مورد استفاده قرار گیرد. اگر چ سدهای وزنی مجوف، بتن کمتری در مقایسه با سدهای وزنی توپر نیاز دارند، اما مسائل اجرائی و امکان نیاز به مسلح کردن بتن (به دلیل مسائل سازه ای)، نسبت به سدهای وزنی توپر، هزینه بیشتری را در بر دارد و لذا لازم است تا جهت مقایسه با دو نوع بررسی های کافی و کامل انجام می پذیرد. در حاضر ساخت این گونه سدها زیاد معمول نمی باشد.

پ) سدهای وزنی دارای هسته (هسته دار)

در اصل همان سد وزنی تو خالی است با این تفاوت که فضاهای خالی به جای آنکه در وسط مقطع قرار گیرند، در حد فاصل درزهای اجرایی ساخته می شوند و لذا مقطع هر بلوک بین دو درز اجرایی به شکل I خواهد بود با دو بال در بالا دست و پایین دست و یک جان در وسط.

شایان ذکر است با توجه به مشکلات اجرایی سدهای وزنی تو خالی و هسته دار در حال حاضر عموماً سدهای وزنی توپر ساخته شده اند و هر جا صحبت از سد وزنی شد مقصود سد وزنی توپره می باشد.

ت: سدهای قوسی

سدهای قوسی در پلان انحناء بوده به گونه ای که تحدب منحنی به سمت بالا دست می باشد. این نوع سدهای که برای ذره های تنگ بسیار مناسب هستند عموماً بیشترین نیروهای وارده بر سد را به جناحین و قسمت کمی از آنها را به سنک کف در بستر رودخانه منتقل می نماید. سدهای قوسی دارای انواع مختلف بوده و مقطع آنها نیز می تواند از یک مقطع تقریباً مثلثی تا یک مقطع دارایی انحناء تغییر کند. از نظر سازه ای، گاه سد قوسی به صورت دو سرگیردار (جناحین) و گاه به صورت سه طرف دیگر ساخته می شود که تمام این موارد تابعی از موقعیت دره و مجموع هزینه های لازم می باشد.

ث) سدهای پایه دار (پشت بنددار)

اگر بال های پایین دست سد وزنی تو خالی یا هسته دار را حذف کنید،سد پایه دار یا پشت بند دار تشکیل می گردد. این نوع سد، مرکب است از یک دال (پوسته) بتنی (مسطح یا قوسی) و تعدادی پایه که بارهای وارده یا پوسته یا پوسته را به فونداسیون و سنگ کف منتقل می کنند. اگر چه بتن  مصرفی در این سدها در حدود ۶۰ درصد بتن مصرفی در سدهای وزنی توپر است اما هزینه های ساخت و مسطح کردن بتن و مشکلات سازه ای، معمولاً جایگزین مصرف کمتر بتن می گردد. این سدها به خصوص برای مناطقی که سنگ کف از مقاومت یکپارچه برخودار نیست مناسب هستند.

ج) سدهای بتن غلطتکی

سدهای بتن غلتکی از جمله سدهای بتنی هستند که از حدود سال ۱۹۷۰، بیشتر به عنوان یک روش جدید در ساخت سدهای بتنی وزنی مطرح و بکارگرفته شدند. از این روش همچون می توان بر بازسازی سدهای موجود استفاده نمود.

این نوع سدها در حقیقت همان سدهای بتنی هستند که از نظر اموال اصول طراحی و شکل مقطع بسیار شبیه سدهای وزنی موسوم بوده و تنها به منظور کاهش هزینه های آن، در ساخت آن از بتن غلطکی استفاده می شود.بتن غلطکی عبارت است از بتنی که اسلامپ آن صفر بوده و به منظور حمل پخش و تراکم آن از ماشین آلات عملیات خاکی استفاده می شود. لذا ملاحظه می شود که بتن غلطکی بایستی آنقدر خشک باشد که بتوانند تقریباً نظیر دانه های خاک به راحتی پخش شده و بوسیهله ماشین آلات متراکم کننده نظیر غلطک متراکم گردد.

مطالعات اولیه پروژه های سدسازی

بررسی و ارزیابی عمومی ساختگاه (انتخاب محل سد)

برای یک سد خاص، ساختگاه و محل احداث، تامین تامین کننده نیازهای فنی و کاربردی ویژه ای باشد و وجود تناسب در ساختگاه می تواند باعث تعادل بین ویژگی های فیزیکی طبیعی آن و اهداف اصلی سد گردد. عواملی هستند که بر روی تعادل مذکور اثر می گذارند که مهمترین آنها عبارتند از:

الف) توپوگرافی منطقه و ظرفیت مخزن

اولین عامل برای تعیین محل محور سد وجود دره ای مناسب است که بتوان سد را با طول محدود و در داخل آن اجرا نمود. برای اقتصادی بودن و کاهش هزینه ها لازم است تا برای یک ارتفاع معین، طول تاج تا حد امکان کوتاه و در مقابل ظرفیت مخزن حتی المقدور زیاد باشد بنابراین از لحاظ توپوگرافی، منطقه ای مناسب خواهد بود که در محخل تنگه سد کاملاً بسته و بالادست آن کاملاً باز گردد. در صورتیکه دو رودخانه در نقطه ای بهم پیوسته و تشکیل یک رود واحد را بدهند برتر است که محور سد در پایین دست محل اتصال واقع گردد.

ب) فونداسیون، شرایط زمین ساخت و ژئوتکنیکی

در سدهای بتنی می باست کف و جناحین رودخانه دارای سنگ مقاوم بوده و همچنین عمق سنگ کف (ضخامت آبرفت) در حد قابل قبولی باشد، بدیهی است با استفاده از نتایج آزمایشات سطحی، انفجارهای آزمایشی و داده های حاصل از گمانه ها، پروفیل محور سد تهیه شده و با توجه به ریخت شناسی و ساختار زمین: گسل های مهم و سایر گسیختگی ها موجود نظیر سیستم درزه و ترک لایه بندی و جهت لایه تعیین می گردد. مناسب بودن و قابلیت تحمل پی در مقابل نیروها و ظرفیت باربری آن، تغییر شکل پذیری و ناتراوایی عواملی هستند که می توانند محل و موقعیت و حتی نوع سد را تعیی نمایند.

ج) هیدرولوژی و میزان رسوب

از جمله عوامل مهم در انتخاب محل سد، مشخصات هیدرولوژی منطقه باشد که می بایست استفاده از آن در طول عمر مفید پروژه  وجود داشته باشد. بطور کلی از نظر اقتصادی امکان استفاده از آن در طول عمر مفید پروژه وجود داشته باشد، بطور کلی هر چه نوسانات خصوصیات هیدرولوژیکی نظیر سیلاب و رواناب در سال های مختلف کمتر باشد، جهت استفاده دائمی شرایط بهتری را ایجاد می نماید. از جمله عوامل دیگری که در این زمینه از اهمیت قابل ملاحظه ای برخوردار است، میزان تبخیر از سطح آزاد آب مخزن توپوگرافی و ظرفیت مخرن، میزان پتانسیل بالقوه تخیر آب درنظر گرفته شود. میزان رسوب دانه بندی آن از جمله عواملی هستند که مستقیماً بر روی حجم مرده و در نتیجه بر روی حجم کل مخزن تاثیر گذاشته و لذا در محاسبات باید تا حد امکان به صورت دقیق برآورد شوند.

بر این اساس شناسائی کامل حوزه و تعیین پتانسیل رسوب هر شاخه رودخانه می تواند بسیار مهم تلقی شود، نهایت آنکه بایستی میزان بار رسوب آورده شده به پشت سد کمترین مقدار ممکنه را دارا بوده، اطمینان کافی از عدم پر شدن مخزن بوسیله رسوبات، در کوتاه مدت وجود داشته باشد.

د) محل سرریز

سرریز ها به طور معمول گرانترین و پرهزینه ترین سازه های جانبی سد به شمار می آید هر چند که در اغلب بتنی می تواند سرریز را بر روی خود بدنه ساخت، اما وجود مناطق دیگری در منطقه که بتوان به راحتی سرریز را در آن قرار داد و یا از آنها برای ساخت سرریز اضطراری استفاده نمود می تواند امتیازی برای محل احداث سد بشمار می آید و لذا در مطالعات می بایست موقعیت های مناسب برای احداث سرریز در نظر گرفته شود.

هـ) وجود مصالح ساختمانی مناسب

به طور کلی وجود مصالح مناسب و قابل دسترسی در کاهش هزینه های کلی طرح نقشی بسیار مهمی دارند، در سدهای بتنی به لحاظ اینکه مصالح خاصی نظیر شن و ماسه با دانه بندی مشخص و سیمان به مقدار نسبتاً زیادی مورد نیاز است لذا هر چه منبع تامین این مصالح به محل سد نزدیکتر باشد، علاوه بر کاهش زمان انتقال مصالح، هزینه حمل نیز به میزان زیادی کاهش می یابد، در این راستا باید امکان استفاده از مصالح طبعی و یا تولید مصالح شکسته از منابع سنگی و را مورد نظر قرار داد و نهایتا موردی که ارزانتر بوده و در عین حال مشخصات فنی طرح را دارا باشد به کار گفلت.

و) انحراف مسیر رودخانه

انحراف مسیر رودخانه جهت خشکاندن محدوده کارگاه و هدایت جریان رودخانه به موقعیت مناسب در طول دوره اجرای سد امری ضرروی می باشد و لذا در مطالعات امکان یابی برای موقیعت احداث سد باید منطقی را در نظر گرفت که بتوان با روشهای مناسب آنها را در مقابل جریان رودخانه حفظ نمود.

بررسی اقتصادی بین گزینه های مختلف انحراف و همچنین پیش بینی لازم جهت استفاده از سیستم انحراف در طی دوره بهره برداری به منظور تامین اهداف دیگر نظیر تخلیه کننده تحتانی یا بخشی از جریان هدایت سرریز و … می تواند در تعیین موقیعت مناسب شد و کاهش هزینه های طرح مزبور موثر باشد.

ز) آب بندی مخزن و پایداری دیوارها

یکی از مهمترین اهداف سد نگهدرای و ذخیره آب می باشد و می بایست مطالعات لازم جهت اطمینان از آب بندی مخزن و جلوگیری از فرار نامطلوب آن بعمل آید.

به طور کلی ارزیابی کامل زمین شناسی برای این منظور، بویژه در سازنده های کار ستی و موارد مشابه و همچنین در مناطقی که سابقه معدنکاری وجود دارد لازم است بر حسب ضرورت لازم است که کناره های مخزن، خصوصاً مناطقی که با اشباع شدن سطوح زیر آنها امکان ناپایداری دارند از نظر پایداری کاملا بررسی شوند. ناپایداری در دیوارهای مخزن می تواند خطرات بالقوه زیادی از جمله حجم ذخیره و یا تولید امواج بزرگ در مخزن را سبب گردد.

ح) خسارات مخزن، حمل مناسب برای تجهیز کارگاه و امکانات رفاهی

در تعیی محل احداث سد، شرایط محلی نظیر راه های دسترسی، پل ها و دیگر تاسیسات زیر بنائی از مسائلی هستند که می بایست مورد بررسی قرار گیرند سهولت دسترسی به محل سد وجود راههای اصلی و راه آهن و همچنین گزینه های دارای خسارت کم می توانند دارای اولویت باشند.

همچنین وجود محل مناسب برای نصب امکانات و تجهیزات مورد نیاز و وجود امکانات رفاهی برای پرسنل شاغل در زمان سخت سد نیز جمله عواملی هستند که می بایست مد نظر قرار گیرند.

ط) پیامدهای زیست محیطی

آب همیشه به عنوان یک عنصر کلیدی در شکل گیری تمدن ها و استمرار آنها بوده، و همواره عامل اساسی در توسعه کشورها به شمار می رفته است. سد، به عنوان سازه ای که حجم و ارتفاع معینی از آب را در یک موقعیت مکانی خاص ذخیره و اهداف متنوعی را دنبال می کند، می تواند مسائلی مختلفی اکولوژیکی، فیزیکی و شیمایی و اجتماعی فرهنگی اقتصادی و … منطقه را تحت تاثیر تغییرات جدی قرار دهد و لذا لازم است تا اثرات زیست محیطی ناشی از ساخت، سد بخصصو سدهای بزرگ مورد توجه قرار گیرد.

ساخت یک سد می تواند اثرات مثبت و یا منفی زیست محیطی داشه باشد. به عنوان مثال تامین آب مورد نیاز کشاورزی شرب و صنعت مردم منطقه افزایش پوشش گیاهی رشد اقتصادی اجتماعی فرهنگی مردم تحت پوشش و … از جمله اثرات زیست محیطی سد می باشند در حالیکه زیر آب رفتن قسمتی از زمین های بالادست و آلوده شد آب دریاچه می تواند بر حسب شرایط از جمله موارد اثرات منفی زیست محیطی یک سد محسوب گردند.

بطور کلی می توان اثرات زیست محیطی یک سد را، بدون آنکه قضاوتی در مورد اثر منفی و یا مثبت آن گردد به شرح زیر خلاصه ای آورده و برای هر یک نمونه هائی ذکر می شود.

اثرات فیزیکی و شیمیائی احداث سد

الف: اثر دریاچه سد بر آب و هوای منطقه یا محدوده دریاچه

ب: خشکی نسبی پایین دست،پس از احداث سد

پ: غلظت مواد محلول آب دریاچه و پایاب آن

 

اثرات بیولوژیکی سدها

الف: کاهش غلظت مواد غذایی مورد استفاده ماهی ها و گیاهان

ب: اثر ذخیره آب دریاچه های و مخازن کم عمق در رشد و نمو پانکتونها

اثرات اجتماعی، اقتصادی و فرهنگی

الف: اثر احداث سد بر روستاهای مجاور، غرقاب شدن اراضی کشاورزی مراتع، منازل، ساختمان های دولتی و …

ب: اثرات سد بر آبادانی توسعه اجتماعی و اقتصادی و فرهنگی و مردم روستاها اشتغال مردم، بالا رفتن سطح زندگی و …

پ: توسعه ماهیگیری، تفریحات و ورزشهای آبی

ت: بهبود کیفیت زندگی و بالا رفتن درآمد، تغییرات مناسب فرهنگی

بررسی عوامل موثر بر انتخاب سد

عوامل بسیار در انتخاب نوع بهینه سد برای یک موقعیت مشخص وجود دارند که در حالت کلی به دو مورد قابلیت های فنی و هزینه احداث و بهره برداری تقسیم بندی می گردند. در مکان هایی که به دلایل فنی محدودیست انتخاب سد وجود دارد انتخاب نوع سد کار آسانی خواهد بود مثلاً در موقعیتی که سنگ کف یا جناحین از موقعیت ضعیفی برخوردار باشد از ساخت سد قوسی پرهیز می گردد ولی در بسیاری از موارد از نظر فین امکان طراحی گونه های مختلف سد وجود دارد که در این حال تصمیم نهایی برای نوع سد تابعی از اقتصاد طرح خواهد بود.

از جمله عوامل مهم که در انتخاب سد تاثیر می گذارند عبارتند از:

۱ – شرایط زمین شناسی و پی سد ۲ – عوامل هیدرولیکی و اقتصاد ۳ – عمق آبرفت ۴ – مصالح ساختمانی

شرایط زمین شناسایی و پی سد

از جمله موارد مهم در این مبحث میزان تغییر شکل پذیری پی، میزان باربری آن و عمق آبرفت می باشد تنش بوجود آمده باعث تغییر شکل آن گردیدده و بستگی تام به میزان باربری پی و خصوصیات ژند مکانیکی آن دارد. به طور کلی می توان گفت که در مکان هایی که تغییر شکل پی زیاد است انعطاف پذیری نسبی ساده یک مزیت محسوب شده و لذا سازه ای نظیر یک سد خاکی یا سنگریزه ای مناسب تر خواهد بود ولی در مناطقی که میزان باربری پی بیشتر است می توان از سد هایی که تنش بیشتری به پی وارد می نمایند نظیر سد وزنی یا سد قوسی برد.

 مصالح ساختمانی

با توجه به حجم بتن قابل ملاحظه ای که در بدنه سدهای بتنی مصرف می شود وجود مصالح ساختمانی مناسب جهت تامین شن و ماسه بتن در نزدیکی سد می تواند عامل تعیین کننده نوع سد بتنی باشد. در هر حال این عامل به عنوان یکی عامل اقتصادی می تواند مطرح شود که در اقتصاد طرح تعیین کننده است.

عوامل هیدرولیکی

گاهی اوقات مجموعه عوامل هیدرولیکی نظیر وجود گرادیان هیدرولیکی مشخصات سرریز، سیستم اهداف و … می تواند بر روی نوع سد تاثیربگذارند. به عنوان مثال در سدهای خاکلی مقادیر گرادیان هیدرولیکی باید کم باشد در حالیکه مقدار آن برای سدهای وزنی، قوسی و پشت بنددار می تواند بزرگتر انتخاب شود و یا مشخصات سرریز برای هر نوع سد باعث تغییر هزینه ها خواهد گردید که می تواند به عنوان یکی از عوامل موثر بر اقتصادی طرح بررسی گردد.

شرایط اقتصادی

مهمترین عامل و به عبارتی عامل نهائی تعیین کننده نوع سد بتنی (پس از عامل فنی) میزان هزینه احداث سد می باشد که عوامل مختلفی بر آن اثر می گذارنده از آنجا که مجموع عواملی که بر اقتصاد طرح تاثیر می گذارند بسیار متنوع می باشد، لازم است برای هر نوع سد و با توجه به چگونگی تاثیر و مشخصات هر عامل، مجموع هزینه احداث برآورد گردیده، وسپس مقایسه ای بین گزینه های مختلف به عمل می آید. بدیهی است بدون توجه به مسائل مدیریتی، سیاسی و اجتماعی گزینه ای مناسب است که دارای حداقل هزینه باشد.

ضوابط و معیارهای اجرایی

اگرچه ضوابط و معیارهای اجرایی در ساخت سدهای بتنی و بطور کلی سدها، فراوان است اما در این قسمت سعی شده به پاره ای از مهمترین آنها پرداخته شود که عبارتند از:

سیستم انحراف

در هنگام طراحی یک سد که بر روی رودخانه ساخته می شود و به منظور خشک نگه داشتن محیط کار در زمان احداث سد، می بایست وضعیت انحراف جریان رودخانه را در طول مدت اجرا بدنه اصلی بررسی نمود. بررسی و تعیین وسعت و میزان مسائل ناشی از انحراف رودخانه بستگی مستقیم به اندازه جریان و پتانسیل جریان رودخانه داشته، ممکن است در برخی در بعضی مکان ها انحراف رودخانه پرخرج و زمان باشد و بر فعالیت های ساختمانی سد تاثیر گذارد و در برخی مکان ها تاسیسات انحراف بدون بروز مشکل خاصی و با کمترین هزینه بکار گرفته شود. عواملی که در تعیین سیستم انحراف نقش داشته و می بایست در هنگام طراحی به کار گرفته شود شامل موارد زیر می باشد.

الف) خصوصیت و وضعیت جریان رودخانه

ب) دوره بازگشت و اندازه سیلاب انحراف

پ) بررسی تاثیرات ناشی از سازه های هیدرولیکی تنظیم کننده جریان در بالا دست

ت) کنترل میزان آلودگی و تیرگی جریان رودخانه

ث) روش های انحراف

 املاح پی:

الف) حفاری

کل ناحیه ای که توسط سد بتنی اشغال می گردد باید تا رسیدن به یک بستر سنگی مناسب که قادر به تحمل نیروهای وارده از ظرف سد، مخزن و تاسیسات جانبی باشد حفاری گشته، قسمت های بالایی برداشته شود. در انجام این عملیات که بوسیله انفجار صورت می گیرد. باید شدت انفجارها به حدی باشد که از بروز پدیده هایی نظیر خرد شدن سنگ پی لق شدن و یادگیر مسائلی که سبب کاهش قدرت باربری پی می گردد کاملا جلوگیری شود. کلیه حفاریها بایستی مطابق با نقشه های اجرایی باشند.

ب) در شکل دره:

در صورتیکه پروفیل دره محل سد نسبتا باریک و با شیب های تند تکیه گاهی باشد، ارتفاع سد، با حرکت از مرکز آن به سمت جناحین، بتدریج کاهش می یابد و در نتیجه تغییر شکل ناشی از بار وارده از طرف مخزن در مقاطع مرکزی بیش از مقاطع کناری خواهد بود. از طرفی از آنجا که در اغلب سدهای بتنی، بلوکها از طریق کلید و تزریق به یکدیگر متصل شده اند بر اثر اعمال تغییر شکلهای فوق، یک اثر پیچشی در سازه بوجود می آید که به پی منتقل می گردد.

پ) بهسازی گودی ها

در بسیاری از موارد حفاری های اکتشافی، گسل ها، شکستگی ها و درزها ران نشان نمی دهند در حالی که بهسازی این مناطق ضعیف و برداشت موادضعیف و جایگزینی آن با مصالح مناسب (بتن) لازم می باشد.

در بسیاری از موارد حفاری های اکتشافی، گسل ها، شکستگی ها و درزها را نشان نمی دهند در حالیکه بهسازی این مناطق ضعیف و برداشت مواد ضعیف و جایگزینی آن با مصالح مناسب (بتن) لازم می باشد.

ت) حفاظت در مقابل رگاب

روش های محاسباتی، اعم از تحلیلی یا تقریبی ممکن است برای تشریح ضرایب اطمینان، تنش ها و تغییر شکل های پی مناسب باشند ولی معمولا نمی توانند پدیده رگاب را پیش بینی نمایند. گسل ها یا درزه ها ممکن است توسط مصالحی پر شده باشند که در اثر جریان آب شسشته شوند و تولید یک مجرای انتقال را بنمایند که خطرساز خواهد بود لذا برای هر گسل یا درزه می بایست با ایجاد یک حفره و پر نمودن آن با بتن راه جریان را کاملا مسدود نمود.

ث) تزریق

هدف اصلی از انجام عملیات تزریق در سنگ پی، پر کردن درزها و شکاف های احتمالی و بوجود آوردن یک مانع موثر در مقابل تراوش از زیربدنه سد و تحکیم پی می باشد. برای این امر از چاه های تزریق کمک گرفته می شود که فاصله، طول و امتداد آن ها و نیز شیوه انجام عملیات تزریق بستگی به ارتفاع سازه و مشخصه های زمین شناسی پی دارند. با توجه به وسعت تغییرات پارامترهای فوق در هر محل لازم است برای هر موقعیت، مطالعات خاص صورت بپذیرد.

ج) زهکشی پی

اگرچه در اثر اجرای مناسب پرده تزریق، مقدار تراوش کاهش می یابد اما گاهی بدلیل نفوذ جریان از اطراف پرده میزان زیر فشار در زیربدنه سد زیاد خواهد شد به این دلیل و برای کاهش فشارهای بالا برنده در پی از تعدادی چاهک زهکشی سود برده می شود که در یک یا چند ردیف و در پایین دست پرده آب بند حفاری می شوند. اندازه فاصله و عمق این گمانه ها نیاز به قضاوت فنی از خصوصیات سنگ داشته و معمولا دارای قطر ۵/۷سانتی متر می باشند.

بطور معمول فواصل گمانه ها از یکدیگر ۳متر و عمق آنها تابعی از مشخصات پرده آب بند است که بعنوان یک قاعده کلی می توان عمق آنها را معادل ۲۰تا۴۰درصد عمق آب در مخزن و یا ۳۵ تا ۷۵درصد عمق پرده تزریق در نظر گرفت.

درزهای سازه

تشکیل ترک در سدهای بتنی نامطلوب است و بروز ترک در نقاط مختلف می تواند یکپارچگی سازه را از بین برده، باعث زوال و خرابی سد گردد. درزهای یک سازه بتنی در واقع یک ترک از پیش طراحی شده می باشند و در مناطقی واقع می شوند که لازم است تا اثرات نامطلوب در آن مناطق، حداقل گردند. سه گونه اصلی درز در سازه های بتنی مرسوم است که به درز انقباض، درز انبساط و درز ساختمانی مشهور می باشند.

درزهای انقباض و انبساط برای کنترل تغییرات حجمی بتن کاربرد دارند و درزهای ساختمانی برای سهولت اجرایی، کاهش تنش های ناشی از انقباض اولیه و اجازه دادن برای نصب قطعات مدفون و … احداث می شوند.

 دالان ها و راهروهای دسترسی

دالان به یک بازشدگی در داخل بدنه سد اطاق می گردد که هدف آن دسترسی به داخل بدنه سد است. بدین لحاظ دالان ها می توانند به صورت افقی، مایل، در جهت طولی و یا عرضی احداث گردند. در صورتیکه از دالان به منظور دسترسی به شیرخانه، آسانسور، نیروگاه و یا ارتباط بین دو یا چند دالان دیگر استفاده شود به آن راهرو اطلاق خواهد گردید و در صورتیکه ابعاد آن بزرگ باشند و ابزارها و تجهیزات در آن نصب گردد و به آن اتاقک گفته می شود. اهداف استفاده از دالان متنوع است و از سدی به سد دیگر متفاوت می نماید. بعضی از اهداف عبارتند از:

الف: جمع آوری آب تراوش یافته از بدنه یا پی

ب: ایجاد فضای لازم جهت انجام حفاری و تزریق در پی

پ: ایجاد فضای لازم جهت نصب ورودی ها و خروجی های سیستم سرد کننده و سیستم تزریق درزها

ت: ایجاد راه دسترسی به داخل بدنه سد به منظور انجام بازرسی ها

ث: ایجاد راه دسترسی به اتاقک های نصب تجهیزات مکانیکی و برقی

ج: ایجاد مسیر برای عبور سیم ها و کابل نیروگاه

چ: ایجاد یک معبر برای بازدیدکنندگان

 ابزار دقیق در سدهای بتنی

سدها بعنوان منابع ذخیره سازی آب طراحی و ساخته می شوند، لذا این سازه ها عامل مهمی در توسعه ظرفیت رودخانه با اهداف کشاورزی ، تامین آب شرب، نیروگاه ها و تولید انرژی. کنترل سیلاب، تفریحات و سایر پروژه های اقتصادی سودمند محسوب می گردند و بدین لحاظ سدها باید در طول سالیان متمادی در برابر بارهای نسبتا بزرگ که توسط آب و سایر عوامل ایجاد می گردد، بصورت ایمن مقاومت نموده و پایداری لازم را از خود نشان دهند.

در صورت آزاد شدن ناگهانی آب ذخیره شده، بهنگام تخریب سد، پتانسیل

عظیمی بوجود خواهد آمد که قادر است صدمات جانی و مالی شدیدی را به قسمت های پایین دست وارد آورد عملکرد مناسب و ایمن یک سد مساله مهمی در سود دهی اقتصادی و ایمنی عمومی آن محسوب می گردد در نظر گرفتن تاثیرات مخرب و ویران شدن سد که سبب بروز آسیب های مالی و جانی شده و رفاه و آسایش عمومی را به مخاطره می اندازد موجب منتفی شدن سود دهی طرح می گردد و لذا وجود لوازم و تاسیساتی جهت جمع آوری اطلاعات برای دسترسی به عملکرد صحیح و اطمینان از ایمنی سد در حال حاضر و آینده را ضروری می سازد، بنابراین می توان گفت که مهمترین هدف ابزار گذاری در سد، تامین اطلاعات ضروری در مورد دختار سازه است که در برنامه نظارت و ایمنی سد مورد نیاز می باشد.

خصوصیات بتن حجیم

طراحی و اجراء سازه های با بتن حجیم و بخصوص سدها، تحت تاثیر مسائل مختلف نظیر توپوگرافی خصوصیات پی، قابل دسترسی به مصالح، اقتصادی ایمنی طرح قرار می گیرند بطوریکه در برخی موارد رعایت نکات ایمنی، عامل اصلی انتخاب بوده و گاهی اقتصاد طرح سبب انتخاب نوع دیگری را سازد خواهد گردید بدین لحاظ آگاهی از خواص فیزیکی و شیمیایی بتن که خود مهمترین جزء تشیکل سازه است مهم بوده و خواصی نظیر مقاومت و استحکام، دوام و مشخصات حرارتی آن باید با دقت تعیین شوند. برخی خصوصیات ویژه بتن که مهم بوده عبارتند از:

مقاومت فشاری، مقاومت کششی، ضریب کشسانی، نسبت پواسون، خزش، تغییرات حجمی و حرارتی، ضریب پخش و هدایت گرما و نفوذپذیری.