الجيولوجيا الهندسية (جيولوجية السدود )

[YemenHeart]

سوف  اقوم  بتقديم نبذه موجزة عن جيولوجيا السدود وسوف اتناول  في  هذا الموضوع   ما يلي :
-مقدمة عامه عن السدود
- انواع السدود  
-ما هي لمشاكل التي  تحدث وتسبب  انهيار للسد
-ماهي مكونات السد الرئيسية
-كيف  يمكن اختيار منطقة السد
-ما هي القوى المؤثرة على السد
****   سوف اقوم من خلال هذا الدرس  بالاعتماد على الصور الموجودة في الانترنت وبعض المواقع لترتيب المعلومات في ترجمتهن
------------------

السد  يعتبر  حاجز   يبنى با اتجاه النهر  اولتجميع المياه  ويكون عموديا با اتجاه انحدار المياة  

across section  build up  the stream
وكان اول  سد بني في التاريخ هو سد مأرب في اليمن  سوف  اشرح لك عنه فيما بعد  اما الان فسوف اقدم لكم نبذه مختصره عن جيولوجيا السدود بشكل عام

وتبنى السدود للاغراض التالية

- تخزين المياة
-لتغذية المياة الجوفيه
-للحد من الفيضانات وخطورتها
 -توليد الطاقة الكهربائية
-تنمية المنطقة سياحيا

ولكن قد تكمن خطورة السد عند بنائة  اذا لم يبنى وفق اسس هندسية وجيولوجيه معينه حيث انه عند تهدمه فأنه يؤدي الى تدمير هائل للسكان  اسفل منطقة السد
بالاضافة  ما يحدثه من دمار هائل وقد يؤدي  الى زيادة عمل التعرية في المنطقة التي  تزيد من عملية الانزلاقات في المنطقه  وما ننسى تكلفة  بنائة الباهظه اصلا


 لذلك قبل بناء السد لا بد من الدراسات التاليه

دراسات جيولوجيه  وتشمل :
دراسات لطبقات المنطقه
دراسات لطبيعة المنطقة التكنوينة ونشاطها الزلزالي
دراسات لهيدرولوجية المنطقه(كمية الامطار الساقطة والمياة السطحيه ) وهيدروجيولوجية المنطقه (المياة الجوفية في المنطقه )
دراسات للتراكيب الجيولوجية الموجودة في المنطقه من فوالق وطيات وصدوع  
دراسات  لطبوغرافية المنطقة

ودراسات جيوتكتونية
وتشمل ما يلي  
قياس نفاذية التربة
اخذ عينات من المنطقة وقياس خواصها وقياس خواص الصخور  مثلا قوة تحملها  لقوى الاجهاد (stress) المختلفه
-حساب سعة السد  التخزينية  storage capicity
-حساب قوة تحمل السد للمياة   bearing  capicity
بالاضافة الى الخصائص الأخرى الموجودة في منطقة السد

[YemenHeart]

الان ننتقل الى انواع السدود
تقسم السدود الى نوعين  حسب  الشكل  وحسب  مواد الأساس  foundation materials  
القسم الأول  ويسمى السدود الخراسانية    concrete dams

القسم الثاني  وتسمى السدود   الأملائية او التخزينية    file  dams
وتنقسم الى نوعين املائية ترابية    earth fill dams واملائية  صخرية   rock fill dams
---------------------------------------


السدود الخراسانية  (الاسمنتية ) CONCRETE DAMS
وتقسم هذه  السدود الى ثلاثه انواع  
خراسانية تثاقليه  وخراسانية مقوسة وخراسانية ذات دعائم   BUTTERS
وتقسم هذه  السدود  الى ثلاثه انواع   بناء على شكلها ومواد الاساس  المستخدمه في بنائها  
 1- السدود  الخراسانية  التثاقلية  : gravity dams     وتعتمد في  قوتها على وزن الاسمنت المقاوم للضغط الجانبي للماء  side pressure والهزات الأرضية  EARTHQUKES  وقوة الجاذبية الأرضية  GRAVITY


- السدود الخراسانية المقوسة
وتعتمد ايضا  مثل التثاقليه  في  كمية الاسمنت المستخدمة في السد  لمواجهة مختلف القوى المؤثرة على السد ولكن هنا كمية الاسمنت اقل وتتحذ شكلا مقوسا     لاحظ الصوره



تعبتر  هذا النوع من السدود مفيدا في المناطق الضيقة   وشوف  استعرض  فيما بعد انواع القوى المؤثرة على كل  نوع من هذه السدود

النوع الثالث  من السدود الخراسانية ويسممى السدود الخراسانية المدعمه  او Buttress Dam
وتعتمد على دعائم  كما نرى في الصورة التالية وكمية اسمنت اقل من السدود التثاقلية  



والى اللقاء في الدرس المقبل عن نوعية القوى التي  تؤثر على السدود الخراسانية  

ملاحظة للمشرف
***طبعت هذه المعلومات في موضوع  لوحده ارجو من المشرف  حذفهن

[super nova]

رائع  هذا النبض العلمي  يا قلب اليمن  

وأرجو أن تتحفنا بالمزيد  لنتعلم ونستفيد أكثر  من  خبراتكم  وعلمكم   الذي أسأل الله أن يجزيك خير الجزاء  على كل ما تقدمه  من أجل العلم والمعرفة  وجعله في موازين أعمالك  .


شكرا لك

[YemenHeart]

اشكرك  يا مشرفي الغالي  على  كلماتك  وبالعكس  يا  استاذي الغالي   انا مجرد طالب  في السنه الرابعه  وهذا اللي  تعلمته من اساتذتي  الأعزاء   اكتبه هنا  والصور من خلال متابعتي  للمواقع في الانترنت ,, يمكن يكون فيه طالب جيولوجيا يأتي الى المنتدى  ويسترجع معلوماته في الجيولوجيا الهندسية  او يكون فيه ناس يحبوا يعرفوا عن الجيولوحيا   '>    وانت استاذ الكل والله  ... شكرا لك على تشجيعك  من اعماق  قلبي
-------------------------------------

الان عودة الى موضوعنا   لاحظوا انا اركز على الجانب الجيولوجي  من تربة  وصخور  وما يتطلب من الجيولوجي ان يفهمه  والباقي   على المهندس المدني  طبعا

القوى المؤثرة على السدود الخراسانية

السدود التثاقلية تكون مبينة من الاسمنت وبشكل اكثر من بقية انواع السدود الخراسانيةالاخرى ويكون شكلها على شكل مسطح  flat



 بحيث تقاوم اندافع الماء الى الأمام وكذلك تكون مقاومة لضغط الماء من الاسفل بحيث لا يؤدي ذلك انقلاf  المسطح وبالتالي انهيار السد ويوضح الشكل التالي كيف يكون اتجاه الضغط الجانبى للمياه side pressure     حيث تتمركز  قوة الجاذبية في  وسط المسطح
لذلك يجب ان يكون الاسمنت كافيا بحيث يكون مقاوما للقوة بالاضافة اذا كان هناك شقوق او تكسرات في الارض  فأن الماء ينساب الى الاسفل محاولا ان يقلب قاعدة السد
لاحظ الصورة الثانية
 



بينما تكون السدود المنحنيه بشكل يتيح لها ستيعاب الضغط وقوة الارتداد للماء وتبني بشكل خاص في الوديان الضيقه او على جوانبها وتعتبر اقوى السدود مقاومة
وكمان لاحظ تأثير القوى عليها     باللون الاخضر




بينما تكون السدود الخراسانية ذو الدعائم تمتلك اسمنت اقل ولكنها تحوي فراغات ما بين الاعمده وذلك لتخفيف ضغط الماء الاتي من اعلى السد

ولاحظ كيف تؤثر عليها القوى بحيث ممكن ان تهدمها    بالاضافة الى القوى السابقة



 القوى المؤثرة على السدود التثاقلية  اما بسبب الزلازل او حركه التربة القاعدة الاساسية السفلى بسبب  تحملها (المواد اين كان نوعها تتحمل الى حد معين  ثم تنهار )  ناهيك عن الضغوط المختلفة للماء واهمها الضغط الجانبي  side pressure

بشكل عام يمكننا ان نقول  بأن القوى التالية هي التي تؤثر على السدود التثاقلية

 hydrostatic Headwater   pressure   الضغط الهيدروستاتيكي (الساكن) للماء على جدران السد  

siltration of reservior   تراكم الرسوبيات في  قاع السد وضغطها على جدران السد

reservior freeze applying  at top of the dam    مثلا  قوة الثلج الساقط او تجمد الماء  

hydrostatic pressure due 2  tail of water

wave pressure disturbution  at top of water level    قوة الأمواج المتحركة  في الاعلى

hydrostatic uplift   محاولة الرفع من الاسفل

 

siesmic force acting on the dam    القوة الزالزالية   للمياه الكبيرة  نفسها

siesmic force due to  earthquak   القوة الناتجه عن الهزات الزلزالية  (من موجات الزلازل ما تعمل  قوى ضغط  واخرى تعمل  قوى قص)

weight of the dam    وزن السد  نفسه

thermal effect     تأثير الحرارة    اما على نسبة الرطوبة والجفاف  والتشققات التي قد تحصل او تمدد الاسمنت نفسه

Seiche effect   اي المقصود بها  التموجات الطبيعية  التي تحدث  بفعل الرياح المتقطعة او التغير في اختلاف الضغط الجوي  او حركة الارض  الخ  

لاحظ الصورة التالية

 بينما  هناك قوى  اخرى مثلا  كثافة الماء الموجود (كثافة الماء العذب  اقل من المالح )

مواد التأسيس ومدى قوة تحمل الارض  لها
 


لذلك يجب على المهندسين الجيولوجيين والمهندسين المدنيين عمل ما يلي   في السدود الخراسانية

1- ان يكون صخر الاساس  الواقع عليه السد  ذو قوة تحمل  كافي  للضغط  (bearing capicity )

بحيث  يدعم حواجز السد خصوصا عندما يكون السد مليان

2- يجب ان يقاوم السد  محاولة انقلابه  بواسطة الماء خصوصا  عند الاساس

3- يجب حساب الضغوط  المختلفة  للماء  باتجاه جدران السد  ووضع اكبر احتمال للضغط  مثلا في حالة فيضانات   او في حالة تجمد الماء  


والى اللقاء  مع السدود الأملائية  
اتمنى ان يكون كل  شي  واضح  واذا تريدوا تسألوا اسألوا   '>  فيما  يتعلق  بجيولوجية السد   اما  عن مواد الانشاء  مالي  دخل  هذه  للمهندسين المدنيين  
 '>

[YemenHeart]

يبدو ان  الصورة التي  توضح القوى المؤثرة على السدود التثاقلية  غير واضحه   لأن خلفية مواضيع المنتدى سوداء  

 اضغط هنا  لاجل   تلاحظ الصوره
إضغط هنا

[YemenHeart]

نظرا لأن الصور  لم تظهر   فسوف   اضع  القوى المؤثرة على السدود في موضوع  لوحدهن
---------
بعد ان عرفنا في  الماضي  السدود الخراسانية  وانواعها   ننتقل اليوم الى النوع الاخر من السدود   وهي  
السدود الاملائية  fill (embankment) dams  او السدود التخزينية




وينقسم هذا النوع من السدود الى قسمين
السدود الاملائية الارضية الترابية  
السدود الاملائية الارضية الركامية

 وسوف اتناول كل واحد منهما

السدود الاملائية الارضية  Earth Fil Dams  الترابية

هي سدود تتكون اساسا من المواد المفككة مثل الطين والحصى والرمل وفتات الصخور والحجر الطيني

لاحظ الصور التالية

.





نلاحظ من الصورتين ان السدود الاملائية الترابية تتكون من نواه core وعلى جانبيها  طبقتين من الطين   او الفتات  

السدود الاملائية   Rock Fill Dams  الركامية
وتشابة هذا النوع مع السدود الترابية الاملائية  من حيث ان كلاهما من مواد مفككة ولكن هنا المواد المفككة
من مكاسير الصخور ويمكن ان تكون هذه السدود كتله واحدة

انظر هذه الصوره





نلاحظ جانبي السد مواد صخرية  وليش طين او فتات كما في  السدود الاملائية الترابية



بشكل  عام  تبنى السدود الارضية الاملائية عاده في  الظروف التالية :
1-اسسس غير متجانسة hetrogenous foundation وغير قوية التحمل  لتتحمل ضغوطا عالية لتتحمل ضغوط عالية تنتج من سد كونكريتي مثلاً
2- وجود صخور ملائمة يستفاد منها لبناء السد
3-وجود كمية كافية من الطين لأستعمالها نواة للسد clay core
4- سهولة الوصول الى الموقع  وملائمة الموقع لحركة المكائن الضخمة ومناورتها

[YemenHeart]

القوى المؤثرة على السدود......

تؤثر على السدود  بشكل عام  قوى مختلفة وتهدد ثبات السد  ويجب علينا معرفة هذه القوى لنعرف اهمية دراسة الموقع جيولوجيا قبل بدء العمل في السد

ا-قوى ناتجة عن ضغط وزن المواد المستخدمة في بناء السد....

نوع الضغوط الناتجه عن وزن السد نفسه وتوزيعها يعتمد على شكل السد والمواد المستخدمه في بنائه  فالسدود الخرسانية (concrete dams) يمكن اعتبارها تراكيب متماسكه
تشكل كتلة واحدة لذلك تكون الضغوط المسلطة من هذه السدود تكون موزعه فوق المساحة الكلية للاساس  



بينما تتصرف السدود الاملائية بشكل لدن (semi-plastic  behavior) ويعتمد الضغط على اي نقطة يعتمد على سمك السد فوق تلك النقطه فقط

ب- قوى ناتجة عن ضغط مياة الخزان ....

الماء  يضغط باتجاه وجه السد المواجه لأعلى النهر وتزداد الضغوط مع العمق حيث يسبب تأثيرات كبيره على القاعده أكثر من الاماكن العليا

من خلال الصورة السابقه للخزان الاملائي  لاحظ الاسهم التي  تشير   باتجاه  اليمين  حيث  توضح  اتجاه ضغط المياه على جسم السد الاملائي

ج-قوى ناتجه عن ضغط المياه في الفراغ  ....

اذا تسربت المياه من الاسفل بفعل الشقوق او المسامية فأن هذه المياه تولد ضغوطا رافعه uplift pressures تؤثر على السطح الكلي  للسد حيث تكون قوة الرفع الى الاعلى مساوية تقريبا لقوة الضغط الهيدروستاتيكي عند العمق  نفسه     وتتأثر بهذه النوع من القوى السدود  التثاقلية  




وتعالج هذه  المشكله  بزياده كتلة السدود التثاقلية   اما  السدود المقوسه  Arch  لاتخضع لمثل هذه الضغوط نتيجة المساحة القليلة لقاعدة السد التي  تؤثر عليها الضغوط التحتية ولكن هناك خطر من ناحية تصدع الصخر مباشرة تحت الاساس

في  المره المقبله  سوف نتعرف على مزيد من القوى المؤثرة على السدود
تحياتي  لكم وفي امان الله

[abo_malak]

مجهود كبير ورائع, بارك الله فيك.

[مهندس مواد و معادن]

جزاك الله كل  الخير اخي العزيز YemenHeart  

موضوع رائع فعلا  و ننتظر من المزيد

[هبة منير]

جزاك الله أخي كل الخير على هذا الموضوع الممتع
وأتمنى أن اسمع المزيد عن هذا الموضوع تحديدا لانني قد كتبت بحثا عن هذا الموضوع وأحاول أن أوسع بحثي
وان شاء الله سوف أزودكم ببحثي قريبا على صفحات هذا المنتدى الرائع.

[كبابي]

والله قمة الرقي والذوق والادب والعلم
دوما الي الامام