(نام این مقاله در واقع ترجمه جمله ای است که بر روی یک تابلو در محل دروازه های آبی Oosterschelde در هلند نوشته شده است – جمله اصلی به زبان هلندی: “Hier gaan over het tij, de wind, de maan en wij“)
همانطور که احتمالا میدانید, برخی نواحی کشور هلند, پایین تر از سطح آبهای آزاد قرار دارند. طوری که قسمتی از شمال شرقی شهر رتردام هلند با نام Zuidplaspolder ارتفاعش حدودا 7 متر زیر سطح آب دریا است! در نقشه زیر کشور هلند را مشاهده مینمایید و قسمتهای آبی رنگ در واقع زیر سطح آب دریا هستند.
ونیز ایتالیا – موج شکنهای ونیز پس از تکمیل شدن یکی از بزرگترین پروژه های جلوگیری از سیل در جهان خواهد بود. این پروژه با مشخصه های مختلفی در طی 40 سال گذشته مورد بررسی و بحث قرار گرفته بود تا به کمک آن بتوانند از شهر ونیز – که به مرور زمان کاملا زیر آب خواهد رفت – برای نسلهای آینده محافظت کنند.
توجه: این مقاله قسمت دوم مقاله فاجعه های مهندسی: سیل 1953 دریای شمالی – هلند است که با عنوانی متفاوت منتشر شده است.
پس از فاجعه سال 1953 , مردمان هلند فهمیدند پیروزی در جنگ با موجهای خروشان دریا به راحتی کسب نمیشود. با فرونشستن طوفان و بازسازی دریابندها (Dikes), مهندسان هلندی اقدام به طراحی سیستمهای جدیدی برای مقابله با این خطر همیشگی کردند و در این راه نه تنها به محافظت زمینهای قبلی خود پرداختند بلکه به این میزان قانع نشده و اقدام به خشک نمودن دریا برای ساخت استان 12ام هلند, یعنی Flevoland نمودند.
مردمان هلند برای بیش از 2000 سال است که در تلاش برای مقابله با دریای شمالی به منظور محافظت از زمینهای خود هستند. بیش از 2000 سال پیش, فریس ها, مردمانی که برای اولین بار در هلند ساکن شدند, تپه ای مصنوعی به منظور عقب نگه داشتن آب ساختند که این کار شروع یک نبرد همیشگی بین مردمان این کشور و آبهای خروشان دریای شمالی بود.
در سال 1287 میلادی تپه ها و دریابندهایی که دریای شمالی را عقب نگه داشته بودند شکسته شدند و سیل خسارت زیادی به هلند وارد کرد. پس از این فاجعه, جای زمینهای کشاورزی را خلیج جدیدی با نام Zuiderzee (به معنای دریای جنوبی) گرفت. از آن موقع به بعد برای قرنها, مردمان هلند به مرور زمان آب Zuiderzee را از زمینهای خود خارج کردند. برای این کار آنها ابتدا سدهای دریابند میساختند و سپس توسط کانالهای آب و پمپ, آب را به پشت این دریابندها انتقال میدادند. در آن دوران بجای پمپهای امروزی از آسیابهای بادی استفاده میشود. با توجه به اینکه بادهای پرسرعتی در هلند می وزد, استفاده از آسیابهای بادی به منظور جابجایی آب, بسیار مقرون به صرفه بود. نحوه عملکرد این آسیابها بدین صورت بود که ابتدا چند سد در قسمتهایی که میخواستند آب آنجا را خشک کنند میساختند (بصورت ردیفی) سپس بر روی هر کدام از این سدها یک یا چند آسیاب بادی قرار میدادند و پله پله آب را به پشت سد بعدی انتقال میدادند تا در هر مرحله یک قسمت از زمین خشک شود. اما امروزه جای آسیابهای بادری را پمپهای برقی گرفته اند.
مجددا پس از مدتها, هلندی ها در سال 1916 طوفان و سیل بزرگی را تجربه کردند که این طوفان باعث شد آنها انگیزه زیادی برای شروع یک پروژه بزرگ به منظور بازپسگیری Zuiderzee پیدا کنند. بین سالهای 1927 تا 1932, یک سد دریابند با طول 30.5 کیلومتر با نام Afsluitdijk ساختند که که با این دایک Zuiderzee به Ijsselmeer (یک دریاچه آب شیرین) تبدیل شد.
اما همانطور که در قسمت اول این مقاله خواندید, در سال 1953 یکبار دیگر دریای شمالی قدرت خود را به نمایش گذاشت و فاجعه ای را به بار آورد. اما این بار مردمان هلند قوی تر از همیشه اقدام به مبارزه با طبیعت نمودند. برای اینکه چنین فاجعه ای دیگر تکرار نشود مهندسین هلندی چند نکته را مد نظر قرار دادند:
1- آینده نگری و برنامه ریزی بلند مدت: مهندسین هلندی سیستمی را طراحی کردند که بتواند در مقابل فاجعه آمیزترین طوفانهایی که تنها یکبار هر 10,000 سال رخ میدهد مقابله کند.
2- وابستگی کمتر به مانع های سنگین و وزنی: بجای استفاده از سدهای وزنی و خاکریزهای پرحجم, مهندسین هلندی در طرحهای خود اقدام به طراحی سیستمهای کردند که نیروی وارده از موجهای طوفانی را بیشتر جذب کنند و با هدایت سیلابها از وقوع فاجعه جلوگیری کنند. به عنوان یکی از سیستمهای طراحی شده, سد متحرکی است که با بحرانی شدن آب و هوا از ایجاد جریانهای زیرآبی جلوگیری میکند اما در زمانی که خطری برای تهدید وجود ندارد کاملا باز شده و باعث میشود بر روی اکوسیستم و صنعت ماهیگیری هلند هیچ تاثیر منفی نداشته باشد.
همچنین یکی دیگر از شاهکارهای مهندسی هلندی در این راستا, ساخت سد متحرک برای فراهم نمودن امکان عبور کشتی ها و قایقها بود که تنها در زمان بحرانی بسته میشود.
3- استفاده از پارچه های مخصوص و نوین: هلندی ها نوعی پارچه طراحی کردند که از حرکت خاکهای بستر دریا جلوگیری میکند. با اینکار حتی خاکریزها میتوانند تا چند برابر قبل دوام بیاورند. این پارچه های مخصوص امروزه در نقاط مختلف جهان نیز استفاده میشود. به عنوان مثال پس از فاجعه طوفان کاترینای آمریکا, آنها نیز به کمک هلندی ها اقدام به استفاده از این پارچه ها کردند.
4- سیستم بازدید و کنترل بهتر: علاوه بر استفاده از سیستم کنترل مرکزی و منفرد برای دریابندهای خود, مهندسین هلندی اقدام به نصب نوع مخصوصی از سنسورها بر روی سیستمهای مقابله با طوفان خود کرده اند که با کوچکترین تهدیدی از طرف دریا, به صورت اتومات فعال شده و اقدامات لازم صورت میگیرد.
پس از این پروژه, مهندسان هلندی با طراحی دایکهای دیگر اقدام به خشک نمودن زمینهای دیگری کردند که برای قرنها زیر آب بودند. با خشک شدن این زمینها گاهی اوقات آثار باستانی و حتی اسکلتهایی پیدا میشد که چند هزار سال قدمت داشتند. اما مهمتر از همه اراده هلندی ها برای باز پس گیری زمین از دریا بود که در دنیا بی سابقه بود و به همین دلیل مجموعه پروژه های خشک نمودن دریای شمالی برای پسگیری زمین, یکی از عجایب هفتگانه مدرن دنیا است (به گفته جامعه مهندسین عمران آمریکا).
امروزه حدودا 27 درصد از کشور هلند زیر سطح آب دریا واقع شده است. در این 27% بیش از 60% جمعیت 17 میلیونی هلند زندگی میکنند. کم ارتفاع ترین نقطه هلند, پولدر شاهزاده الکساندر (Prince Alexander Polder) بوده که 7 متر زیر سطح آبهای آزاد است!
پانوشت: عنوان مقاله (God created the world but the Dutch created the Netherlands) یک ضرب المثل معروف هلندی است.
سد هوور (Hoover Dam) را میتوان یک معجزه مدرن عمرانی دانست. ارتفاع این سد بیش از 700 فوت است (در حدود ارتفاع یک آسمانخراش 70 طبقه). در قسمت بالایی طول سد به 1200 فوت میرسد. در قسمت پایینی سد ضخامتش 660 فوت و در قسمت بالایی 45 فوت است. ابعادی که سلامت سد را تضمین میکنند!
عمق آب دریاچه پشت سد بیش از 500 فوت است و این دریاچه چیزی در حدود 10 تریلیون گالون آب را در خود جای داده است.
با ابعادی که سد هوور دارد تصور اینکه روزی بشکند و تخریب شود بسیار دشوار خواهد بود اما فرض کنید بر اثر یک زلزله بسیار بزرگ و یا یک بمب بسیار قدرتمند این سد بطور کامل تخریب شود. فکر میکنید چه اتفاقی بیفتد؟!
پروژه Afsluitdijk هلند (به معنای سد بسته کننده) قسمتی از پروژه عظیم محصور کردن آب شیرین دریاچه Ijsselmeer از آب شور Zuiderzee که قسمتی از دریای شمالی است. با اینکار عملیات گرفتن زمین از دریا راحتتر صورت میگرفت. در واقع با بسته شدن آبهای آزاد با این سد دریابند امکان خشک کردن زمینهای پشت سد فراهم شد و باعث پیروزی هلندی ها در پس گرفتن زمین از دریا گشت.
سد کرخه بزرگترین سد ایران : کشور ایران با وسعت ۱۶۴۸۰۰۰ کیلومتر یکی از فلات های پهناور آسیا است حدود جنوبی آن خلیج فارس و دریای عمان ، حد شمالی دریای خزر ، حد غربی آن کوههای زاگرس و حوزه اروند رود است که در شرق به کوههای پامیر محدود می باشد .
میانگین بارندگی سالانه کشور حدود ۲۵۰ میلیمتر است که کمتر از میانگین بارندگی آسیا و حدود یک سوم میانگین جهانی می باشد. تنوع اقلیمی ، شرایط توپوگرافی و جغرافیایی ، توزیع ناموزون مکانی و زمانی جریانهای سطحی در انطباق با نیازهای آبی و تغییرات شدید بین سالی از ویژگیهای هیدرولیکی بخش وسیعی از کشور محسوب می شود. از اینرو اصول مهندسی آبیاری از روزگاران پیشین مورد توجه ایرانیان قرار داشته ، تا جائی که به آن هنر آبیاری اطلاق می نموده اند . عظمت و اهمیت آبیاری در معتقدات مذهبی آداب و رسوم و سنتهای ایران جای والایی داشته است .
ایرانیان در صنعت سدسازی سابقه بسیار طولانی دارد یکی از قدیمی ترین سدهای قوسی جهان بنام سد کباری مشهور است که طول تاج آن ۵۵ متر و ارتفاع ۲۶ متر و فقط ۵ متر ضخامت دارد و شعاع قوس آن ۳۸ متر می باشد که نشان دهنده توان اجرائی گذشتگان در ساخت سد قوسی است . برنامه های عمرانی گوناگون که با هدف توسعه اقتصادی اجتماعی کشور ، تاکنون تدوین گردیده است به طور اصولی جملگی دارای زیربنای متکی به توسعه منابع آب بوده اند . از این رو توسعه بهره برداری از منابع مختلف آب در اولویت نخست برنامه های مذکور قرار داشته و تامین آب عاملی برای دستیابی به آرمانهای رشد گردیده است رشدی که فقرزدایی ، قطع وابستگی ، ایجاد عدالت اجتماعی ، رفاه و سرافرازی را به ارمغان داشته است .
توسعه کشاورزی در ایران به عنوان یکی از اهرمهای پیشرفت اقتصادی همراه با عوامل مهمی چون افزایش جمعیت ، بالاتر رفتن سطح بهداشت محدودیت آب شیرین ، برداشت بیش از حد از آبهای زیر زمینی و سرانجام هجوم جبهه های آب شور به شیرین احداث سد های مخزنی را در اولویت کارهای عمرانی قرار می دهد . از جمله این سدهای بزرگ که با شیوه مدرن ساخته شده است سد کرخه می باشد که بطور خلاصه در زیر به آن پرداخته شده است .
رودخانه کرخه از مناطق میانی و جنوب غربی رشته کوههای زاگرس در نواحی غرب و شمال غرب کشور سرچشمه گرفته و پس از طی مسافتی در حدود ۹۰۰ کیلومتر در امتداد شمال به جنوب ، سرانجام در مرز مشترک ایران و عراق به مرداب هور العظیم می رسد رودخانه کرخه پس از رودخانه های کارون و دز سومین رودخانه بزرگ ایران از نقطه نظر آبدهی محسوب می شود .
حوزه آبریز رودخانه کرخه به وسعت حدود ۴۳ هزار کیلومتر مربع می باشد و شامل استانهای همدان و کرمانشاه و کردستان ایلام لرستان و خوزستان می باشد . سرشاخه های اصلی تشکیل دهنده رودخانه کرخه ، رودخانه های سیمره کشکان قره سو گاماسیاب و چرداول هستند .
سد کرخه ششمین سد طویل خاکی جهان و بزرگترین سد تاریخ ایران محسوب می شود . سد کرخه نخستین سد بزرگ با طراحی و اجرای داخلی و نخستین تجربه مدیریت پروژه کلان در صنعت سدسازی بوده است .سد مخزنی و نیروگاه برق آبی کرخه در فاصله ۲۴ کیلومتری شمال غرب اندیمشک در استان خوزستان احداث گردیده است . در احداث این سد قرارگاه خاتم الانبیاء وابسته به سپاه پاسداران انقلاب اسلامی ، شرکت های وابسته به وزارت نیرو و بیش از ۱۲۰ شرکت پیمانکاری و هشت شرکت مشاوره ای همکاری داشتند و ساخت آن نقش مهمی در ارتقای سطح دانش فنی و فن آوری صنعت سدسازی ایران داشته است .
معاون برنامه ریزی و هماهنگی شرکت توسعه منابع آب و نیروی ایران گفت : درآمد و منفعت سد کرخه ، مسجد سلیمان و کارون ۳ با فروش هر کیلو وات ساعت ۵ سنت سالانه حدود یک میلیارد دلار است .
نوع : خاکی با هسته رسی
حجم کل بدنه سد : ۵/۳۲ میلیون مترمکعب
تراز تاج سد : ۲۳۴ متر از سطح دریا
ارتفاع سد از پی : ۱۲۷ متر
طول تاج سد : ۳۰۳۰ متر
عرض تاج سد : ۱۲ متر
حداکثر عرض سد در پی : ۱۱۰۰ متر
حجم مصالح پوسته : ۶/۱۹ میلیون مترمکعب
حجم مصالح هسته: ۶۵/۳ میلیون متر مکعب
حجم خاکبرداری بدنه و سرریز : ۱۵/۹ میلیون مترمکعب
شیب پوسته بالادست از رقوم ۲۳۴ تاج سد با شیب ۲۵/۲ : ۱ تا رقوم ۱۹۲ و در این رقوم برمی به عرض ۱۰ متر ایجاد و سپس با شیب ۲۵/۲: ۱ تا رقوم ۱۶۳ و در این رقوم برمی بطول ۳۰ متر و سپس با شیب ۵/۲ : ۱ که شیب پوسته بالادست فرازبند می باشد به پی می رسد. (قابل ذکر است که پوسته بالادست از رقوم ۲۳۴ تا رقوم ۱۹۲ دارای پوشش ریپ راپ و از رقوم ۱۹۲ تا ۱۶۳ و همچنین تا رقوم ۱۴۰ دارای پوشش خاک سیمان میباشد)
شیب پوسته پایین دست بدنه در مقطع عرضی کیلومتر ۴۰۰+۱ از رقوم ۲۳۴ تاج سد با شیب ۸/۱ : ۱ تا رقوم ۲۰۰ و در همین رقوم برمی به عرض ۵ متر سپس با همین شیب تا رقوم ۱۷۰ به برمی به عرض ۸۴ متر و سپس با شیب ۸/۱:۱ تا رقوم ۱۶۰ و ۱۳۵ که بترتیب به دو برم به عرضهای ۱۴ و ۷۵ متر خواهد رسید و سپس تا انتهای پنجه بدنه سد با شیب ۱:۲ به رقوم ۱۱۶ می رسد.
سیستم انحراف آب سد کرخه شامل یک آبراهه بتنی چهار دهانه (کالورت)، سازه های آبگیر ورودی، حوضچه آرامش انتهائی، پیش فرازبند، فراز بند و نشیب بند می باشد
● پیش فرازبند و فرازبند
به منظور ممانعت از تأثیر مستقیم آب در فصول سیلابی رودخانه در دوران اجرای بدنه اصلی سد، می بایست قسمتهای بالا دست و پائین دست محل اجرای سد توسط فرازبند و نشیب بند مسدود گردیده تا محوطه بین این دو خشک و سازه اصلی اجرا گردد. از آنجا که فرازبند سد کرخه نهایتا جزئی از بدنه اصلی سد خواهد شد، از یک پیش فراز بند استفاده شده است تا فرازبند نیز در محیط خشک و با مشخصات فنی مناسب اجرا گردد.
رقوم تاج پیش فرازبند ، برای سیلاب با دوره بازگشت ۲۰ ساله در دوره خشک، معادل دبی حداکثر ۸۶۰ مترمکعب در ثانیه، در تراز ۵/۱۲۲ متر از سطح دریا طراحی شده است.
طراحی فرازبند سیستم انحراف کرخه برای سیلاب با دوره بازگشت ۱۰۰ ساله (m3/s 7240) در رقوم ۱۶۳ بوده که در این رقوم بخشی از سیل ۱۰۰ ساله (حدود m3/s 3680) قادر به عبور از داخل گالریهای انحراف می باشد و باقیمانده آن در دریاچه فرازبند مستهلک میگردد
– طول : ۹۵۰ متر
– حجم بدنه : ۵/۴ میلیون متر مکعب
– عرض تاج : ۲۰ متر
– بیشترین عرض در پی: ۴۹۵ متر
– ارتفاع از کف رودخانه : ۵۲ متر
– حداکثر حجم ذخیره : ۴۳۳ میلیون مترمکعب
● نشیب بند
براساس منحنی دبی – اشل رودخانه برای دبی ۱۵۰ مترمکعب در ثانیه ، سطح آب در پایین دست نشیب بند در رقوم ۱۱۵ متر و برای دبی سیل ۴۵۷۰ مترمکعب در ثانیه سطح آب در رقوم ۵/۱۲۰ متر و بنا براین رقوم تاج نشیب بند ۵/۱۲۱ متر از سطح دریا در نظر قرار گرفته شده است.
عملیات انحراف آب از مسیر اولیه خود معمولا اولین اقدامی است که در پروژه های سد سازی به عمل می آید. در سد مخزنی کرخه برای انحراف آب، استفاده از یک آبراهه بتنی (کالورت)و چهار دهانه بهترین روش شناخته شده است. مشخصات این آبراهه بتنی به شرح ذیل میباشد:
– شکل: چهار دهانه با مقطع هشت ضلعی
– ابعاد هر دهانه : ۵/۱۰×۵ (ارتفاع × عرض) متر
– طول : ۷۹۰ متر (با احتساب سازه های ورودی و خروجی)
– نوع پوشش : بتن مسلح
– حجم خاکبرداری : حدود ۵/۱ میلیون مترمکعب
– حجم بتن مصرفی : ۲۲۳ هزار مترمکعب
– تراز کف دهانه ورودی: ۱۱۳ متر از سطح دریا
– تراز کف حوضچه آرامش: ۱۰۰ متر از سطح دریا
– ظرفیت تخلیه : ۳۶۸۰ مترمکعب در ثانیه در تراز ۷۰/۱۶۱ متر از سطح دریا (قبل از تبدیل به تخلیه کننده عمقی)
سازه ورودی آبراهه سیستم انحراف، بطول ۳۲ و عرض ۶/۳۰ متر شامل چهار دهانه آبگیر، برج آبگیر، شیار دریچه ها و دریچه های انسداد میباشد.
برای انسداد مسیر آب در دهانه های اول و دوم کالورت، از دو دریچه انسداد رأس (Bulk head Gate) هر یک به وزن ۳۲ تن، و برای انسداد مسیر آب در دهانه سوم از یک دریچه چرخ ثابت (Fixed-wheel Gate) به وزن ۶۲ تن و برای انسداد مسیر آب در دهانه چهارم از یک دریچه غلطکی (Roller Gate) به وزن ۸۲ تن استفاده شده است.
برای بالابردن قطعات و جایگذاری دریچه های کالورت از یک جرثقیل دروازه ای طره دار (Gantry Crane) به ظرفیت ۱۲۰ تن که در تراز تاج برج آبگیر (۱۶۰ متر)، نصب شده بود استفاده شده است. جرثقیل مزبور پس از آبگیری و انسداد دائم دریچه ها، از محل خود دمونتاژ گردید.
در قسمت فوقانی برج آبگیر، مجاری و پنجره هائی در نظر گرفته شده است که پس از تبدیل کالورت به تخلیه کننده عمقی، از آنها به عنوان مسیرهای ورود آب به تخلیه کننده، استفاده میشود.
جهت استهلاک انرژی آب خروجی از کالورت، در انتهای آن حوضچه آرامشی به عرض ۳۵، طول ۵/۱۲۸ و تراز کف ۱۰۰ متر نسبت به سطح دریا احداث شده است.
در خروجی هر یک از آبراهه ها نیز شیارهائی برای نصب دریچه های استاپ لاگ تعبیه شده است تا در مواقع لازم بتوان با نصب دریچه ها از بازگشت آب به داخل آبراهه ها جلوگیری کرد. برای این منظور از سه سری دریچه استاپ لاگ استفاده میشود.
از مجاری کالورت انحراف در زمان بهره برداری به عنوان تخلیه کننده عمقی استفاده میشود. بدینمنظور در ۵۰ متر میانی هر یک از آبراهه های اول، دوم و سوم کالورت انحراف و لوله و شیر آلاتی نصب شده است که ضمن محدود کردن سطح مقطع عبور آب در آنها از ۴۸ متر مربع به ۱۴/۳ متر مربع، مجموع دبی خروجی آنها را به ۳۶۰ متر مکعب در ثانیه (در تراز نرمال مخزن) محدود کرده اند.
دهانه چهارم کالورت انحراف نیز بطور کامل مسدود شده و به عنوان راه دسترسی به موقعیت تخلیه کننده و شیر آلات دهانه های دیگر استفاده میشود.
در سیستم تخلیه کننده برای کنترل دبی آب خروجی از دو دریچه اضطراری و سرویس استفاده میشود که هر یک بوسیله سرووموتوری به قدرت ۱۷۵ تن باز و بسته میشوند.
به منظور نفوذ ناپذیر نمودن پی و جلوگیری از زه آب، در پی سد دیواره یا غشائی نفوذ ناپذیر اجرا میگردد. به علت هزینه زیاد حفاری و تزریق نا پذیری پی سد کرخه و برای آب بندی مطمئن تر پی، بجای اجرای پرده آب بند، از دیوار آب بند با بتن پلاستیک استفاده شده است.
این دیواره آب بند که با بدنه سد هم محور میباشد، در زیر پی و در مرکز هسته رسی اجرا شده است. سایر مشخصات دیوار آب بند به شرح ذیل میباشد:
– طول دیواره : ۲۹۳۰ متر
– عرض دیواره : ۸۰ /۰ تا ۱ متر
– حجم کل بتن دیواره : ۱۴۷۳۷۰ مترمکعب
– حداقل عمق : ۱۸ متر
– حداکثر عمق : ۷۸ متر
بدلیل اهمیت تکیه گاه چپ سد و قرارگیری نیروگاه در این منطقه و با توجه به تأثیری آبگیری و تراوش در لایه های مختلف کنگلومرائی، جهت محافظت و پایداری شیبهای محدوده نیروگاه و کاهش تراوشات، اجرای دیوار آب بند در شرق نیروگاه در نظر گرفته شد. جهت اتصال این دیوار آب بند به دیوار آب بند اصلی سد، از پرده تزریق در گالری دسترسی کیلومتر ۹۵۰+۰ استفاده میشود و بدینوسیله عملا جلوی نفوذ آب به محدوده نیروگاه گرفته خواهد شد.
مشخصات دیوار آب بند شرق نیروگاه
طول : حدود ۷۵۰ متر
تعداد پانل : حدود ۳۰۰
عمق دیواره : ۲۰ تا ۷۰ متر
حجم تقریبی بتن دیواره : ۳۰ هزار متر مکعب
بمنظور دسترسی به پی بدنه واقع در زیر هسته رسی، دیوار آب بند، رفتار نگاری دیوار آب بند و برطرف نمودن نقاط ضعف احتمالی در دوران بهره‌برداری، یک گالری بتنی به فاصله کمی از دیوار آب بند و در پائین دست آن طراحی و ساخته شده است.
موارد استفاده این گالری عبارتند از:
– امکان رفتار نگاری و اطلاع از فشار پیزومتری آب در لایه های مختلف زیر پی سد
– امکان افزایش عمق و یا ترمیم آب بندی پی سد
– امکان رفتار نگاری و کنترل نشست پی سد
– امکان زهکش نمودن و کاهش دادن فشار آب هر یک از لایه های زمین شناسی زیر پی سد
– امکان بازرسی و مشاهده ظاهری وضعیت زیر پی
مشخصات گالری بازرسی
– موقعیت: زیر هسته رسی به فاصله ۵/۷ متر، از محور دیوار آب بندپی در پائین دست
– ابعاد: ۲/۳*۶/۲ (ارتفاع*عرض) متر
– طول گالری بازرسی: حدود ۱۳۰۰ متر
– تعداد گالری های دسترسی: سه عدد به ترتیب در کیلومترهای ۹۵۰+۰ و ۴۵۰+۱ و ۱۶۰+۲
– طول گالریهای دسترسی: جمعاً ۴۶۵ متر
– حجم کل بتن ریزی: ۴۶۰۰۰ متر مکعب
ابزاردقیق در تاسیسات وپروژه‌های حساس و مهم همچون سدهای بزرگ نقش شریانهای اطلاعاتی و آگاه‌کننده از عکس‌العمل‌ها و رفتارهای این سازه‌ها در برابر شرایط مختلف بارگذاری در مراحل ساخت و بهره‌برداری را بر عهده دارند. به همین منظور برای بررسی رفتار پی و بدنه سد کرخه در حین اجرا و علی الخصوص در زمان بهره برداری، از نقطه نظر فشار منفذی آب، فشار خاک، نشت ها و انحرافات احتمالی بدنه، از نهصد و بیست قطعه ابزار دقیق استفاده شده است . ابزار فوق در ۲۳ مقطع از بدنه و متناسب با وضعیت پی و ارتفاع سد توزیع شده اند.
با در نظر گرفتن پارامترهائی از قبیل ارتفاع سد، حجم مخزن، نوع سد و اهمیت آن در تأمین نیازهای کشاورزی، تولید انرژی برقابی، موقعیت قرارگیری سد نسبت به مناطق مسکونی پائین دست و خسارات اقتصادی و اجتماعی ناشی از شکست سد، سرریز سد کرخه برای تخلیه مطمئن حداکثر سیلاب محتمل (P.M.F) و با در نظر گرفتن ارتفاع آزاد مناسب طراحی گردیده است. مشخصات این سرریز به شرح ذیل میباشد:
نوع : اوجی با شوت دریچه دار
موقعیت : جناح راست بدنه
ظرفیت تخلیه : ۱۸۲۶۰ متر مکعب در ثانیه (در حالت وقوع سیلاب P.M.F)
طول کل سرریز: ۱۱۱۸ متر (با احتساب طول حوضچه آرامش و کانال خروجی)
عرض سرریز: ۱۱۰ متر (بدون احتساب پایه های میانی ۹۰ متر)
طول حوضچه آرامش : ۱۶۴ متر
عرض حوضچه آرامش: ۱۱۰ متر
بار آب طراحی اوجی سرریز : ۱۷ متر
تراز آستانه سرریز: ۲۰۹ متر از سطح دریا
حجم خاکبرداری : ۵/۵ میلیون مترمکعب
حجم بتن مصرفی : ۷۵۸ هزار متر مکعب
بخشهای مختلف سرریز
طول این کانال حدود ۹۰ متر و تراز کف آن ۲۰۱ متر از سطح دریا در نظر گرفته شده است. این کانال وظیفه هدایت آب به سرریز را به عهده دارد.
سازه ورودی سرریز یک سازه بتنی حجیم به ابعاد ۵۹×۱۱۰ متر می باشد که شامل اوجی سرریز ، پایه های میانی و کناری، دریچه های قطاعی و تعمیراتی، پل دسترسی در تاج سد، پل جرثقیل دروازه ای و تجهیزات هیدرومکانیکی مانور دریچه‌ها می باشد.
تاج سازه ورودی سرریز در تراز ۲۰۹ متر از سطح دریا قرار دارد که نسبت به رقوم کانال سرریز (تراز ۲۰۱ از سطح دریا) دارای اختلاف ارتفاع ۸ متر می باشد.
رویه بالادست تاج سرریز با شیب ۱:۱ و عرض پایه های میانی سرریز معادل ۴ متر مد نظر قرار گرفته است.
جهت کنترل عبور آب از سرریز از شش سری دریچه قطاعی استفاده میشود که هر یک دارای ۱۸ متر ارتفاع ، ۱۵ متر عرض، ۲۲ متر شعاع و ۱۷۰ تن وزن میباشند و در نوع خود از بزرگترین دریچه های قطاعی ساخته شده در ایران میباشند. عملکرد هر دریچه قطاعی توسط دو سرووموتور هر یک به ظرفیت ۱۲۶ تن و با کورس ۱۱ متر انجام میشود.
جهت تعمیرات دریچه های قطاعی نیز از ۴ قطعه دریچه استاپ لاگ استفاده میشود که هریک داری ۱۵ متر عرض، ۳ متر ارتفاع و ۳۰ تن وزن میباشند عمل جابجائی و جایگذاری دریچه های استاپ لاگ با استفاده از یک جرثقیل دروازه ای ۳۵ تن و با طول ریل ۱۳۰ متر استفاده میشود.
● شوت
شوت سرریز با طولی حدود ۶۰۰ متر ، از دو دهانه ۵۴ متری که توسط یک دیوار میانی به ضخامت ۲ متر از یکدیگر جدا شده اند، تشکیل شده است.
این شوت ، در ۱۷۰ متر اولیه با شیب طولی معادل ۲۵ درصد و در ۳۲۰ متر بعدی با شیب طولی معادل ۵ درصد و در انتها با قوس سهموی محدب به طول تقریبی ۱۰۰ متر، تا نقطه اتصال به حوضچه آرامش ادامه می یابد.
برای جلوگیری از بروز پدیده کاویتاسیون در شوت، از سه هواده در ایستگاههای ۲۳۰ (محل اتصال شوت ۲۵% به ۵% ) ، ۵۵۰ (محل اتصال شوت ۵% به سهمی ) و ۶۱۴ (در طول قوس سهمی) استفاده شده است.
● سیستم استهلاک انرژی و مشخصات آن ( حوضچه آرامش )
جهت استهلاک مطمئن انرژی جریان خروجی از حوضچه آرامش استفاده شده است . حوضچه آرامش از نوع U.S.B.R نوع یک می باشد. رقوم کف حوضچه آرامش با توجه به ارتفاع ثانویه پرش هیدرولیکی و رقوم سطح آب پایاب ، در تراز ۹۵ متر از سطح دریا در نظر گرفته شده است . طول حوضچه آرامش معادل ۱۶۴ متر و عرض حوضچه برابر ۱۱۰ متر در نظر گرفته شده است . در قسمت انتهایی ، کف حوضچه با شیب ۱:۵ (V:H) از رقوم ۹۵ متر در طول ۶۵ متر به تراز ۱۰۸ متر می رسد. رقوم تاج دیواره های کناری حوضچه بر اساس حداکثر رقوم سطح آب در حال وقوع سیل ۱۰۰۰ ساله با احتساب ارتفاع آزاد معادل تراز ۵/۱۲۲ متر از سطح دریا در نظر گرفته شده است.
یکی از بزرگترین مزایا ی سد کرخه مهار سیلاب هاست که موجب وارد آمدن خسارت به بخش های مختلف ازجمله به بخش کشاورزی است بر اساس آمار ثبت شده از سال ۱۳۳۴ تا سال ۱۳۸۴ حدود ۸۰ سیلاب بزرگ در حوزه کرخه بوقوع پیوسته است . در زمان بهره برداری از سد عظیم کرخه در طی سالهای ۱۳۸۲ تا ۱۳۸۴ چهار سیلاب در حوزه کرخه اتفاق افتاد که از میان این سیلاب ها ، سیلابهای اسفند ماه ۱۳۸۳ و بهمن ماه ۱۳۸۴ از حجم آورد بیشتری برخوردار می باشد که سد کرخه این سیلاب ها را مهار نمود .
نیروگاه
● مشخصات کلی نیروگاه
ظرفیت نیروگاه : ۴۰۰ مگاوات
تعداد واحدها:۳ واحد و ظرفیت هریک ۳/۱۳۳ مگاوات
متوسط انرژی تولید سالانه : ۹۳۴ گیگاوات ساعت
● مشخصات تجهیزات نیروگاه
● جرثقیلها
جرثقیلهای اصلی نیروگاه
نیروگاه کرخه دارای دو دستگاه جرثقیل سقفی (Ovr Had) است که ظرفیت هر کدام ۲۲۵ تن و ظرفیت مجموع آنها ۴۵۰ تن میباشد. این دو جرثقیل با کمک یک تیربالابر (Lifting Bam) که دارای وزنی حدود ۲۰ تن میباشد، امکان نصب و جابجائی سنگین ترین تجهیز نیروگاه یعنی روتور ژنراتور به وزن ۴۲۰ تن را فراهم می آورند.
هر یک از این جرثقیلها دارای یک وینچ کمکی به ظرفیت ۴۰ تن میباشد که برای جابجائی و نصب تجهیزات سبک تر از ۴۰ تن مورد استفاده قرار میگیرد.
جرثقیل دروازه ای ۳۲ تن
این جرثقیل به منظور نصب و جایگذاری دریچه های انسداد لوله های مکش در دهانه خروجی آن بکار میرود.
● دریچه های انسداد لوله مکش
نوع دریچه: استاپ لاگ (Stoplog)
تعداد دریچه ها: ۴ سری (مجموعا ۸ قطعه که میتوانند لوله مکش دو واحد از نیروگاه را بطور همزمان مسدود نمایند)
وزن قطعه تحتانی: ۱۲۹۲۴ کیلو گرم (وزن طراحی)
وزن قطعه فوقانی: ۱۳۰۲۲ کیلوگرم (وزن طراحی)
وزن کلی مجموعه ۴ سری دریچه: ۱۰۴ تن
شرایط عملکرد: فشار متعادل آب که توسط شیرهای By Pass تأمین میگردد
ارتفاع طراحی دریچه ها: ۴۸/۲۴ متر
تراز نشیمنگاه قطعه تحتانی دریچه: ۱/۹۸ متر از سطح دریا
آب بندها: آب بند لاستیکی ۸۵ mm *JØ۳۲ در قسمت جانبی و بالائی و آب بند ۷۰mm Flat- 12 در قسمت پائین
موقعیت آب بندها: پائین دست
زمان لازم برای پر شدن مجرا: حدود ۷۰ دقیقه
دریچه ها بواسطه یک تیر بالابر توسط جرثقیل دروازه ای به محل خود انتقال داده شده و استقرار می یابند و یا از موقعیت خود خارج میگردند
● مشخصات شیرهای ورودی (Inlt valvs)
نوع: شیر پروانه ای (Biplan Buttrfly Valv)
تعداد: ۳ دستگاه
قطر: ۳/۵ متر
فشار طراحی: ۱۵ بار (۵/۱ مگا پاسکال)
فشار تست هیدرواستاتیک: ۵/۲۲ بار(۲۵/۲ مگا پاسکال)
دبی عبوری حد اکثر: ۵۴/۱۵۹ متر مکعب در ثانیه
تراز نصب محور شیر: ۶/۱۱۰ متر از سطح دریا
زمان بسته شدن شیر: ۶۰ تا ۹۰ ثانیه
زمان باز شدن شیر: کمتر از ۱۲۰ ثانیه
میزان نشتی مجاز در فشار تست نشتی (۱۵۴/۱ مگا پاسکال): حد اکثر ۱۳ لیتر در دقیقه
تعداد سرووموتورهای هر شیر: ۲ دستگاه
قطر سرووموتورها: ۷۰۰ میلیمتر
کورس کاری سرووموتورها: ۱۶۵۵ میلیمتر
فشار کاری روغن سرووموتورها: ۶۰ بار(۴ مگا پاسکال)
وزن مجموعه کامل شیر پروانه ای هر واحد: ۲۲۳ تن (شامل بدنه ، وزنه تعادل ریسک ،لوله های بالادست و پائین دست آن، مجموعه بای پاس، شیر هوا، و تجهیزات کنترلی آن شامل مخازن روغن، و هوا–روغن، الکترو پمپها و سرووموتورها)
● اوزان قطعات اصلی شیر پروانه ای
بدنه شیر: ۱/۵۵ تن
دیسک: ۵۹ تن
لوله بالادست: ۸۶/۱۳ تن
لوله پائین دست: ۵۲/۲۱ تن
مجموعه لوله های بای پاس: ۳۲/۳ تن
شیر پروانه ای تحت اثر نیروی وزن وزنه های تعادل (Countr Wight) که توسط بازوهائی به محور شیر متصل شده اند، بسته میشود و برای باز شدن آن از نیروی سرووموتوری استفاده میگردد. برای متعادل نمودن فشار دو طرف شیر در زمان باز شدن، از دو مسیر بای پاس که قسمت بالادست و پائین دست شیر پروانه ای را به یکدیگر ارتباط میدهد، استفاده میشود.
● توربین ها
نوع : فرانسیس با محور عمودی (HLA696-LJ-450)
تعداد : ۳ دستگاه
ارتفاع نامی (Ratd Had): 93 متر
ارتفاع کارکرد حد اکثر (Max. Had): 5/106 متر
حد اقل ارتفاع کارکرد (Min. Had): 62 متر
تراز پایاب در حالت کارکرد سه واحد: ۱۱۵ متر از سطح دریا
حد اقل تراز پایاب (وقتی که یک واحد با ۵۰ درصد قدرت نامی کار کند): ۵/۱۱۳ متر از سطح دریا
نراز نصب محور توربین: ۶/۱۱۰ متر از سطح دریا
قدرت خروجی توربین
در ارتفاع نامی و دبی ۴۲/۱۵۸ متر مکعب در ثانیه: ۱۳۶ مگا وات
در ارتفاع حداکثر و دبی ۵۴/۱۵۹ متر مکعب در ثانیه: ۱۵۶ مگا وات
در ارتفاع حد اقل و دبی ۹۵/۱۲۷ متر مکعب در ثانیه: ۷۰ مگا وات
سرعت چرخش توربین: ۱۵۰ دور در دقیقه
سرعت فرار: ۲۸۸ دور در دقیقه
جهت چرخش توربین: در جهت عقربه های ساعت (در دید از بالا)
حد اکثر نیروی تراست محوری توربین: ۶۰۳۸ کیلو نیوتن
تراست هیدرولیکی در محدوده طراحی شده Labyrinth gap: 3748 کیلو نیوتن
هد مکش: منهای ۴/۴ متر (وقتی که سه واحد در حد اکثر قدرت نامی خود با ارتفاع ۹۳ متر کار میکنند)
قطر چرخ توربین: ۵/۴ متر
تعداد پره های چرخ توربین: ۱۳ عدد
تعداد دریچه های تنظیمی (Wickt Gats) مجموعه توزیع کننده Distrubutor) 24 عدد)
فشار طراحی محفظه حلزونی توربین: ۱۵ بار (۵/۱ مگا پاسکال)
فشار تست هیدرواستاتیکی محفظه حلزونی: ۵/۲۲ بار (۲۵/۲ مگا پاسکال)
میزان نشتی مجاز از دریجه های تنظیمی (Wickt Gats): 560 لیتر در ثانیه (در ارتفاع حد اکثر)
سرووموتورهای توربین: دو دستگاه با قطر ۴۲۰ میلیمتر و کورس کاری ۴۲۰ میلیمتر
زمان مقرر شده برای بسته شدن دریچه های تنطیمی: ۱۳ ثانیه
راندمان توربین: ۱/۹۴ درصد (در شرایط کار کرد توربین در ارتفاع نامی و دبی ۴۲/۱۵۸ متر مکعب در ثانیه و قدرت خروجی ۱۳۶ مگا وات)
وزن کلی تجهیزات توربین هر واحد: حدود ۷۰۰ تن
وزن تجهیزات اصلی: مربوط به توربین هر واحد: ۵۶۰ تن (وزن طراحی)
وزن مونتاژ شده مجموعه Stay Ring: 72 تن
وزن مجموعه مونتاژ شده محفظه حلزونی: ۷/۱۴۶ تن
وزن مجموعه پوشش فلزی لوله مکش: ۸۶/۵۴ تن
وزن زانوئی لوله مکش: ۸/۴۲ تن
وزن مخروطی لوله مکش: ۰۶/۱۲ تن
وزن پوشش فلزی اتاقک توربین (Pit linr): 14 تن
وزن مجموعه مونتاژ شده درپوش توربین (Had Covr Assmbly.): 5/45 تن
وزن مجموعه مونتاژ شده چرخ توربین: (Runnr Assmbly): 75/44 تن
وزن محور توربین (Shaft): 9/26 تن
● سیستم گاورنر
نوع: دیجیتال VGC211
تعداد: ۳
حد اقل فشار بعد از توقف توربین: ۴۰ بار
ظرفیت پمپ روغن گاورنر:۳۸۰ لیتر در دقیقه
تعداد پمپهای روغن گاورنر: ۲
ظرفیت پمپ خنک کننده روغن: ۴۰ لیتر در دقیقه
زمان بسته شدن سرووموتور دریچه: ۱۱٫۵ ثانیه
زمان باز شدن سرووموتور دریچه: ۱۳٫۵ ثانیه
حجم کل مخزن روغن تحت فشار: ۵۵۰۰ لیتر
فشار نرمال در مخزن تحت فشار: ۴۰ تا ۶۰ بار
فشار حد اکثر عملکرد: ۶۴ بار
فشار طراحی مخزن روغن تحت فشار: ۱۲۸ بار
قطر مخزن روغن تحت فشار: ۱۹۰۰ میلیمتر
ارتفاع مخزن روغن تحت فشار (همراه با شیر اطمینان): تقریبا ۳۲۰۰ میلیمتر
● ژنراتور
تعداد و نوع: ۳ دستگاه سنکرون عمودی
قدرت خروجی حداکثر : ۱۶۰ مگا ولت آمپر (MVA)
قدرت خروجی نامی : ۱۴۰ مگا ولت آمپر (MVA)
تعداد فاز: ۳
ضریب قدرت نامی : ۹۵/۰
راندمان : ۹۸ درصد (در شرایط نامی و درجه حرارت ۴۰ درجه سانتی گراد)
ولتاژ نامی : ۸/۱۳ کیلو ولت
فرکانس : HZ 50
تعداد قطبها: ۴۰
سرعت : ۱۵۰ دور در دقیقه (r.p.m)
سرعت فرار: ۲۸۲ دور در دقیقه (r.p.m)
اثر چرخ طیار (GD2) : 18000 تن در متر مربع t.m2
کلاس عایقی سیم پیچ استاتور و روتور: کلاس F
افزایش مجاز درجه حرارت سیم پیچ استاتور و روتور در شرایط خروجی نامی: کمتر از ۸۰ درجه (دمای محیط ۴۰ درجه سانتیگراد)
افزایش مجاز درجه حرارت سیم پیچ استاتور و روتور در شرایط خروجی حداکثر: کمتر از ۱۰۰ درجه (دمای محیط ۴۰ درجه سانتیگراد)
وزن روتور: حدود ۴۲۰ تن
وزن استاتور: حدود ۱۶۴ تن
وزن شفت: شفت بالائی ۷/۴ تن و شفت پائینی ۸/۲۱ تن)
وزن مجموعه ژنراتور: ۷۷۵ تن
قطر روتور: ۸۴۶۲ میلیمتر
قطر استاتور: ۵/۱۰ متر
تعداد کفشکهای یاتاقان کفگرد: ۱۶
بار کلی اعمال شده بر یاتاقان کفگرد در بار کامل: ۹۰۰،۱۱۹،۱ کیلوگرم
سیستم خنک کنندگی: هوای خنک شده (Air cooling) با مبدل حرارتی (Air watr cooling)
ظرفیت کندانسور سنکرون: ۱۰۰ مگا وار (MWAR)
● سیستم تحریک
نوع سیستم تحریک، استاتیک بوده ومشخصات ترانس آن عبارتست از
نوع ترانس:خشک رزینی
نحوه اتصالات اولیه و ثانویه: Yd5
ظرفیت نامی: ۱۰۰۵ کیلو ولت آمپر
ولتاژ اولیه : کیلو ولت
ولتاژ ثانویه: ۳۵۰ ولت
● یکسو کننده (رکتی فایر)
جریان DC در ظرفیت نامی ژنراتور: ۱۶۵۹ آمپر
جریان DC در ظرفیت حداکثر ژنراتور: ۱۷۸۱ آمپر
ولتاژ DC نامی: ۱۸۲ ولت
نوع تنظیم کننده ولتاژ: دیجیتالی
● تجهیزات میدان
کنتاکتهای اصلی
جریان نامی: ۲۰۰۰ آمپر
جریان ماکزیمم: ۱۸۰۰۰ آمپر
زمان باز شدن: ۰۶/۰ ثانیه
زمان بسته شدن: ۳۰/۰ ثانیه
ولتاژ نامی: ۵۵۰ ولت
کنتاکتهای تخلیه
جریان نامی: ۵۰۰ آمپر
جریان ماکزیمم: ۸۰۰ آمپر
ترانس ترمز
ظرفیت: ۳۰۰ کیلو ولت آمپر
نوع اتصالات: Yd5
ولتاژ: ۱۴۰/۴۰۰ ولت
امپدانس اتصال کوتاه: ۶%
● شینه های حفاظ دار (Bus duct)
ولتاژ نامی: ۸/۱۳ کیلو ولت
حداکثر ولتاژ: ۵/۱۷ کیلو ولت
ولتاژ قابل تحمل با فرکانس شبکه: ۳۸ کیلو ولت
ولتاژ قابل تحمل ضربه ای: ۹۵ کیلو ولت
جریان نامی باسداکت اصلی: ۸۰۰۰ آمپر برای هادی و ۷۶۰۰ آمپر برای محفظه
جریان نامی انشعاب ترانس مصرف داخلی: ۱۲۰۰ آمپر برای هادی و ۱۱۴۰ آمپر برای محفظه
افزایش درجه حرارت برای هادی: ۶۵ درجه سانتیگراد (دمای محیط ۴۰ درجه سانتیگراد)
افزایش درجه حرارت برای پوسته: ۴۰ درجه سانتیگراد (دمای محیط ۴۰ درجه سانتیگراد)
قطر هادی اصلی: ۳۰۰ میلیمتر
قطر محفظه اصلی: ۸۲۵ میلیمتر
قطر هادی فرعی: ۷/۱۴۸ میلیمتر
قطر محفظه فرعی ۶۱۵ میلیمتر
مقطع هادی اصلی: دایره
مقطع هادی فرعی: مربع
سیستم رطوبت گیر: هوای خشک
سیستم زمین: اتصال به زمین یکطرفه از طرف ژنراتور
طول باسداکت اصلی: حدود ۳۰ متر
طول باسداکت فرعی حدود ۷ متر
وزن کل مقره های اتکائی برای سه فاز: ۴۸۰۰ کیلو گرم
وزن هر متر باسداکت اصلی برای سه فاز: ۲۴۵ کیلو گرم
وزن هر متر باسداکت فرعی برای سه فاز: ۱۴۴ کیلو گرم
سد وزنی – قوسی کریت در نزدیکی طبس که در سال ۱۳۵۰ میلادی احداث شد، با ارتفاع ۶۰ متر تا اوایل قرن بیستم بلندترین سد جهان بود.و می‌تواند به عنوان یک نمونه عالی مهندسی ارزش غریزی و طراحی و ساخت بهینه سد، الهام دهنده مهندسین آب در سراسر جهان باشد که مهمترین چالش‌های بشر در قرن بیست ویکم را در پیش رو دارند. بر اساس فلسفه مهندسی ارزش در هر پروژه‌ای هزینه‌های غیر ضروری وجود دارد و بنظر میرسد در سد کریت با تکیه بر خلاقیت و کار گروهی هزینه‌های غیر ضروری بهحداقل ممکن کاهش داده شده‌اند.
مهندسی ارزش
مهندسی ارزش، تکنیک مدیریتی که کارآیی آن در عمل به اثبات رسیده و با برخورد سیستماتیک و نظام یافته برای ایجاد تعادل میان هزینه، اتکا پذیری و عملکرد یک محصول یا پروژه یا خدمت مورد نظر تلاش میکند. توسعه مفاهیم مهندسی ارزش به مایلز و کارخانه جنرال الکتریک در پایان جنگ جهانی بازمی‌گردد. کمبود مواد اولیه در جریان جنگ جهانی دوم و بکارگیری مصالح جایگزین ارزان‌تر با کیفیت بهتر موجب گردید مایلز مسئول یک طرح تحقیقاتی در این زمینه شود. برای مثال میتوان به ساخت چرخنده پمپهای زیرآبی با یک سوم هزینه ولی با بهبود کیفیت و کارکرد اشاره نمود. نکته جلب این بود که در موارد زیادی بهبود کیفیت و کاهش هزینه مشاهده گردید. پـس از جنـگ، مدیر بخـش تدارکات Ericher وMiles برای جستجوی مکانیزمی برای نهادینه کردن افزایش کارایی هم عقیده بودند. تحقیقات از سال ۱۹۴۷ تا ۱۹۵۲ به منظور توسعه روشی برای شناسایی و حذف هزینه‌های غیر ضروری انجام گرفت. اولین سمینارهای مهندسی ارزش در سال ۱۹۵۲ در کارخانه جنرال الکتریک برگزار شد. نیاز به کمک از کلیه بخشهای کارخانه درگیر در تولید و فروش محصول موجب سازماندهی یک تیم چند رشته‌ای منظوره گردید. تشکیل این تیم با موفقیت آنی مواجه شد. در برخی موارد ۶۰ تا ۸۰ درصد هزینه‌ها صرفه جویی گردید ولی میزان صرفه جویی در بیشتر موارد در حدود ۵ تا ۱۰ درصد بود.
در سال ۱۹۵۴ برنامه تحلیل ارزش در سازمان کشتیرانی نیروی دریایی آغاز گردید و آن را مهندسی ارزش نامگذاری کردند. بدنبال نیـروی دریایی، نیـروی هـوایی و زمینـی نیـز برنامـه‌های مهندسی را راه‌اندازی کردند. توسعه و رشد مهندسی ارزش نشان میدهد که پس از آنکه کارفرمایان مهندسی ارزش را در یک پروژه اعمال می‌کردند، اغلب آنرا در پروژه‌های دیگر هم بکار می‌گرفتند. برنامه‌های تشویق پیمانکاران وزارت دفاع به ارائه راهکارهای برای شناسایی و حذف هزینه‌های غیر ضروری در ابتدا با عدم موفقیت مواجه گردید.
محورهای مهندسی ارزش
مهندسی ارزش را میتوان بصورت خلاصه کار گروهی خلاقانه و نظام‌یافته تعریف نمود. بنابراین محورهای اصلی این تکنیک مدیریتی عبارتند از:
– کار گروهی (Team Working) بوسیله تیمی شامل کارفرما، مشاور، پیمانکار، کارشناسان کلیدی، بهره‌برداران و نماینده کاربران
– انگیزش خلاقیت و نوآوری
– برنامه کاری نظام یافته که کارآیی آن در عمل اثبات شده است.
به عبارت دیگر مهندسی ارزش:
? سیستم محور است
? متکی بر تیم چند رشته ای می باشد
? متکی بر هزینه های طول عمر است
? بر کارکرد متکی است
? بازنگری طراحی نیست
? پروسه ارزان سازی با قربانی کردن قابلیت‌ها و کارکردها نیست
? یک الزام در تمامی طراحی‌ها نیست
? یک مطالعه در راستای کنترل و تضمین کیفیت نمی‌باشد.
? مطالعه بهینه‌یابی نیست (بهینه‌یابی در چارچوب صورت میگیرد در حالیکه در مهندسی ارزش تغییر چارچوب‌ها می‌تواند در دستور کار قرار گیرد)
برنامه کاری مهندسی ارزش (VE Job Plan) الهام گرفته از گام‌هایی است که مخترعین مانند ادیسون، برادران رایت و … بکار گرفته‌اند. بنابراین مخترعین بنوعی مهندس ارزش محسوب میشوند ولی در حقیقت مهندس ارزش غریزی. لازمه مهندسی ارزش غریزی توان و دانش فنی نادر و فوق العاده و نبوغ است که در همه کارشناسان نمی‌توان انتظار داشت.
سد وزنی – قوسی کریت در نزدیکی طبس که در سال ۱۳۵۰ میلادی احداث گردید، با ارتفاع ۶۰ متر تا اوایل قرن بیستم بلندترین سد جهان بوده است و می‌تواند به عنوان یک نمونه عالی مهندسی ارزش غریزی و حداقل نمودن هزینه‌های غیر ضروری ارائه گردد.
۲- بلندترین سد جهان برای ۵۵۰ سال
سد کریت در یک درة بسیار تنگ، در یک منطقه کوهستانی در ۳۰ کیلومتری کویر نمک در سال ۷۳۰ شمسی احداث گردید. این سد قوسی ـ وزنی که در ۴۲ کیلومتری طبس قرار دارد، به خاطر ارتفاع استثنایی ۶۰ متر که تا اوایل قرن بیستم یک رکورد جهانی محسوب می‌گردید، قابل تأمل میباشد. طول تاج تنها ۸۰ درصد ارتفاع سد و ضخامت آن ۲/۱ متر میباشد. برخلاف سدهای وزنی شیب پایین دست قائم و شیب بالا دست آن مایل می باشد. این مسئله ظاهراً به علت صعوبت دسترسی به پایین دست سد میباشد. مانند دیگر سدهای ایران مصالح سد، سنگ و ساروج (ترکیبی از آهک، خاک رس، خاکستر و آب) است. این مصالح به ساروج خصوصیاتی مشابه خاکسترهای آتشفشانی می‌دهند. آجرهای مربعی شکل به ابعاد ۳۷ سانتیمتر در آخرین مرحلة احداث حدود ۱۵۰ سال پیش مورد استفاده قرار گرفت ۱۹۹۴) (Schnitter, (Gobolt, 1973) .
این سد آب رودخانه کریت را برای مزارع روستایی کریت تنظیم نموده است. این روستا در ۲۶ کیلومتری پایین دست محل سد قرار دارد. بعد از سد، رودخانه از یک دره تنگ به طول ۵ کیلومتر عبور میکند و سپس وارد دشت میشود. قبل از آنکه یک جاده دسترسی به طول ۱۳ کیلومتر در سال ۱۳۷۵ احداث شود، بیش از ۱۰ ساعت کوهنوردی برای رسیدن به ساختگاه سد لازم بود؛ بنابراین کلیه مصالح لازم در محل سد تهیه می‌گردید. یک چشمه که دارای آب دائمی است منبع اصلی تأمین آب در حین احداث بوده است. آهک در محل تولید شده و به نظر میرسد که حتی غذا هم عمدتاً به وسیله شکار تأمین می‌گردیده است. دره به خصوص در نیمه پایین بسیار تنگ است(عرض دره در بستر رودخانه ۲ متر میباشد). یک دره بسیار تنگ، با دسترسی سخت برای ۵ کیلومتر در پایین دست ادامه می‌یابد و درست در بالا دست محل ساختگاه سد قدیمی دره باز میشود؛ سد جدید پیشنهادی به ارتفاع ۸۷ در ۱۰ متری بالا دست سد، دارای طول تاجی معادل ۱۹۳ متر است؛
در حالی که طول تاج سد قدیمی ۵۰ متر می باشد. زمین شناسی ساختگاه در رابطه با پایداری و آب بندی ـ مخزن همانطوری که تجربه ۶۵۰ سال بهره برداری از سد نشان می دهد ـ رضایت بخش بوده است. مطالعات اخیر نیز محل احداث سد قدیمی را به عنوان بهترین ساختگاه برگزیده است. این امر نشان میدهد که تمامی ساختگاهای مناسب شناسایی و بدقت مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته بودند. رسوب کم رودخانه که قسمت عمده آب آن از چشمه تامین میشد، نیز از مزایای مهم ساختگاه است.
۳- درس هایی از سد کریت
رودخانه کریت منبع عمده تأمین آب برای روستای کریت است ( در حقیقت نام رودخانه از روستا گرفته شده است ). آورد سالانه رودخانه ۸ م م م در محل سد و ۵/۹ م م م در محل ورود به دشت می باشد. این دهکده در نزدیکی مرز کویر نمک قرار گرفته و واضح است که آب در این منطقه دارای ارزش حیاتی است. احداث سد به حکومت مغولان در ایران نسبت داده می شود؛ ولی با توجه به دور افتادگی منطقه طبس، به نظر میرسد که مهاجرت در اثر کشتارهای مشهور مغولان در شهرهای بزرگ و نیاز به آب بیشتر، انگیزه و تخصص لازم برای احداث بزرگترین دستاورد بشر در سد سازی در قرون وسطی را ایجاد نموده است. در این رابطه بایستی به این مسئله اشاره نمود که مغولان بسیاری از سدها و ابینه‌های مهم آبی را تخریب نمودند و با طرح‌ریزی چنین بنای آبی عظیمی بسیار فاصله داشتند. به علاوه از زمان احداث، مردم دهکده کریت انحصاراً مسئولیت مرمت، نگهداری و بهره‌برداری از سد را به عهده داشتند. به علت تکنولوژی ابتدایی قرن سیزدهم، سازندگان ژرف بین و با فراست سد کریت، مجبور بودند با تکیه بر خلاقیت و نوآوری خود ساخت این دستاورد مهم در سد سازی را به انجام برسانند.
۳-۱ انحراف رودخانه در هنگام احداث
به منظور اجتناب از احداث تونل انحراف (که در آن زمان امکان پذیر نبود)، سد بر روی یک طاق آجری در ۱۰ متری بالای بستر رودخانه احداث گردید. قسمت پایین دست در یک فصل خشک و بعد از اتمام قسمت بالایی ساخته شد. در نتیجه در حین احداث، رودخانه از زیر طاق عبور کرده و نیازی به سیستم انحراف نبوده است. همین روش ۵۰ سال بعد برای احداث سد عباسی (یا طاق عباسی) در۲۵ کیلومتری شمال شرق طبس بنحو بسیار هوشمندانه‌ای بکار گرفته شده است . کارکرد اصلی سد عباسی کاهش پیک سیـلاب‌های رودخانه نهرین برا ی حفاظت از شهر طبس میباشد و بنابراین نحو احداث سد بر روی طاق همخوانی بسیار خوبی با کارکرد این سد تاخیری دارد. هم اکنون نیز سد بتنـی قوسی کوثر در جنوب ایران بر روی یک پل خرپای، در حال احداث می باشد. حجم بدنه سد ۲۶۰ هزار متر مکعب خواهد بود و استفاده از این روش موجب کاهش دوره احداث از ۵۳ به ۲۸ ماده به میزان حدود ۵۰ درصد میگردد (خواجه موگهی، ۱۳۷۷). نکته مهم دیگری که بایستی در مورد سد عباسی به آن اشاره نمود، این است که سد به معنای واقعی کلمه یک توسعه پایدار محسوب میشود و میتوان انتظار داشت این سد صدها و هزاران سال سیلابهای رودخانه نحرین را کاهش دهد. بنظر میرسد تنها خطر که می‌تواند این سد تاریخی را بنحو جدی تهدید میکند فعالیت‌های توسعه‌ای باشد.
۳-۲ مقاومت در مقابل روگذری
سد سازان ۵۰ سال قبل نمی‌توانستند سیلابهای نادر رودخانه را برآورد کنند و قادر به حفاری برای سرریز در سنگ نبودند. در نتیجه انتخاب قوسی بودن سد و مقاومت زیاد ساروج در مقابل فرسایش، موجب مقاوم بودن سد در مقابل روگذری سیلاب گردید.
راهبرد حاکم برای ایمن سازی سدهای بزرگ در سیلابهای نادر بر کاهش ریسک روگذری به حدود صفر استوار گــردیده است. از طــرف دیگر با توجه به عدم قطعیت‌های مهندسی آب و ملاحظات اقتصادی، سازه‌ها بایستی به نحوی طراحی شوند که بتوانند با سیلابهای بسیار بزرگتر از سیلابهای طراحی تطبیق نموده و ایمن بمانند.
• از ۱۹۸۰ میلادی، پوشش بتن غلطکی برای مقاوم سازی ۷۰ سد خاکی موجود با سرریز ناکافی در آمریکا به کار گرفته شده است. این روش کارآ و اقتصادی شناخته شده است(Hansen, 1999).
3-3 احداث مرحله‌ای
احداث سد کریت در ۴ مرحله، از مصالح مورد استفاده به وضوح، مشخص است. درمرحله پایانی ارتفاع سد به میزان ۴ متر افزایش یافت. احداث مرحله‌ای دیگر مربوط به دوره صفویه و حدود سال ۱۰۰۰ شمسی میباشد. احداث مرحله‌ای، نقش بسیار مهمی در افزایش عمر مفید سد با توجه به رسوب‌گذاری ایفا نموده است. از طرف دیگر با توجه به عدم قطعیت‌های سازه‌ای، ژئوتکنیکی، هیدرولوژیکی و هیدرولیکی و محدودیت‌های منابع و تکنولوژی اجرا احداث مرحله‌ای الزامی بوده است. مثال بارز این مسئله، سد ساوه است که در ۷۰۰ سال پیش بر روی آبرفت‌های رودخانه‌ای احداث گردید. این آبرفت‌ها در اولین آبگیری سد شسته شده و این امر موجب بدون استفاده شدن سد گردید ۱۹۹۴) Schnitter,).
بولتن شماره ۶۴ کمیته بین المللی سدهای بزرگ در بررسی‌های تاریخی به سد ۱۴ متری Almansa در اسپانیا ـ که ارتفاع آن نهایتاً به ۲۱ متر افزایش یافت ـ به عنوان قدیمی ترین احداث مرحله‌ای در جهان اشاره کرده است. این در حالی است که بند امیر در فارس (با قدمت ۲۵۰۰ سال که ۱۰۰۰ سال پیش افزایش ارتفاع داشت)، سد کریت و سدهای قدیمی دیگر ایران در این رابطه دارای قدمت و ارتفاع بیشتری میباشند.
چندین قرن از افزایش ارتفاع بند امیر و سد کریت گذشته است، ولی اکنون در پروژه‌های عظیمی مانند سد Grand Dixence در سوئیس و Guri در ونزوئلا که مایه افتخار تمدن امروز میباشند از همان راهبرد استفاده شده است. افزایش ارتفاع سدها بیشتر به منظور تصحیح خطاهای طراحی مانند تقویت، تعمیر، افزایش اطلاعات پایه، افزایش ظرفیت سرریز، رسوب گذاری و افزایش نیاز صورت گرفته است. احداث مرحله‌ای، نه تنها انعطاف پذیری و تطبیق پذیری پروژه‌های منابع آب را افزایش میدهد، بلکه در کشورهای جهان سوم که نیاز مبرم به سد وجود دارد، ولی منابع مالی محدودی در دست میباشد، منافع قابل ملاحظه‌ای خواهد داشت.
با احداث مرحله‌ای و بررسی پاسخ طبیعت به تغییرات ناشی از سد، میتوان اثرات مخرب زیست محیطی سدها را حداقل کرد .(ICOLD,1988) متأسفانه بسیاری از مهندسین سد ایرانی از تجربیات ارزنده سد سازان قدیم کشور، استفاده لازم را نکرده‌اند و اکنون احداث بسیاری از سدهای بزرگ کشور در حالی به اتمام میرسد که تنها درصد کمی از شبکه آبیاری آنها احداث شده است.
۳-۴ توسعه پایدار
آورد سالانه و ماهانه رودخانه کریت دارای تغییرات ماهانه و سالانه نسبتاً کمی است (حداقل آورد سالانه در ۵۰ سال، ۵۰ درصد متوسط دراز مدت میباشد). از طرف دیگر نیاز کشاورزی در تمامی سال به علت اقلیم خاص منطقه، وجود دارد. در نتیجه یک مخزن کوچک دارای اثر تنظیمی قابل ملاحظه‌ای است. مشخصاً این امر می‌تواند دلیل اصلی احداث سد در مرحله اول و تنظیم آب کشاورزی برای بیش از ۶۰۰ سال از طریق آبشستگی و افزایش ارتفاع باشد. در سدهای قدیمی بمنظور کاهش سرعت آب در مجراهای خروجی از یک برج با آبگیرهایی در ترازهای مختلف استفاده می‌گردید. برج آبگیر سد کریت به ارتفاع ۲۲ متر در فاصله ۱۶ متری تکیه گاه چپ احداث شده و برای تخلیه رسوب به وسیله آبشستگی مورد استفاده قرار گرفته است. ۱۱ مجرا در فاصله‌های ۲ متری و دو بازشدگی بر روی آبگیر تعبیه شده‌اند. این مجراها به وسیله تنه درختان در اواخر پاییز بسته می‌شدند. یک راه دسترسی به برج آبگیری از پایین دست سد وجود دارد. در اوایل بهار این مجراها از بالا به پایین باز می‌شدند. باز‌کردن مجــــراها خطرناک بوده و در۵۰ سال گذشته ۲ نفر در حین این کار کشته شدند.
روستائیان با اختلاط آب و رسوب از طریق برج آبگیری اقدام به تخلیه رسوب می‌کردند. حجم ورودی رسوب به مخزن سد کریت در طی ۷۰۰ سال حدود ۳ تا ۵ میلیون مترمکعب برآورد میشود. حجم رسوب موجود حداکثر ۱ م م م برآورد شده است. بنابراین ۲ تا ۴ م م م رسوب که چند برابر حجم کل مخزن است از مخزن به وسیله آبشستگی و به منظور تضمین توسعه پایدار،
از مخزن تخلیه شده است. در ۵۰ سال گذشته و به خصوص بعد از زلزله فاجعه بار سال ۱۳۵۷ طبس که در جریان آن روستای کریت به طور کامل تخریب شد و ۵۰ درصد جمعیت کشته شدند، تخلیه رسوب از مخزن متوقف گردید و با تجمع رسوبات در مخزن جنگلی از درختان گز در مخزن سد به وجود آمد. در حال حاضر به نظر میرسد با استفاده از فنون امروزی مانند آبخیزداری، احداث سدهای رسوب‌گیر و تخلیه رسوب از مخزن به وسیله آبشستگی، عمر مفید سد را بتوان برای صدها سال دیگر افزایش داد. این گزینه نسبت به گزینه احداث سد بتنی ۸۷ متری در بالادست سد دارای پارامترهای اقتصادی بسیار بهتری است. همانطوری که تجربه سد کریت نشان میدهد به منظور تضمین توسعه پایدار تمام نسل ها بایستی در مدیریت منابع سهیم باشند.
۳-۵ پایداری سازه ای
ابعاد سازه‌ای سد کریت به شرح زیر میباشد :
ارتفاع: ۶۰ متر، طول تاج: ۵۰ متر، ضخامت تاج: ۲/۱ متر (ضخامت سد در ۲۰ متر بالایی ثابت است)
ابعاد تقریبی ضخامت سد در بستر رودخانه: ۱۰ متر
همانطور که قبلاً نیز اشاره شده است، سد به صورت مرحله‌ای و با استفاده از مصالح مختلف احداث شده است، بنابراین پایداری سد در شرایط نادر مانند زلزله و روگذری‌های متعدد سیلاب، تعجب آور است. سد کریت زلزله مشهور طبس را با شدت ۸/۷ ریشتر بدون کوچکترین خساراتی تجربه نموده است. ۲۵۰۰۰ نفر (۵۰ درصد جمعیت) در این منطقه (با تراکم پایین جمعیت) کشته شدند و دهکده‌های بسیاری به طول کامل تخریب گردید. با در دست بودن هندسه کامل سد،
تحلیل‌های دینامیکی سد در زلزله سال ۱۹۷۸ میتوانند اطلاعات بیشتری در مورد رفتار دینامیکی سدهای ساخته شده با مصالح بنایی، در اختیار قرار دهند.
۴- نتیجه گیری
با توجه به مواردی که در این مقاله آورده شده است میتوان به سد تاریخی کریت به عنوان نمونه عالی مهندسی ارزش غریزی اشاره نمود:
• بدیهی است که این سد حاصل کار گروهی بسیار هماهنگی بوده است. این واقعیت که اهالی دهکده کریت در آن واحد نقش کارفرما، مشاور، پیمانکار، بهره‌بردار و کاربر را ایفا نموده‌اند تکیه بر تیم تخصصی چند رشته‌ای در مهندسی ارزش را تداعی میکند.
• احداث سد بر روی طاق برای حذف تونل انحراف حتی در قرن بیستم، یک نوآوری و روش ابتکاری و خلاقانه میباشد. همچنین به کار‌گیری برج آبگیر برای کاهش سرعت آب، استفاده از گزینه مقاوم در برابر سیلاب نمونه‌های عالی خلاقیت محسوب میشوند.
• در سد کریت هزینه‌های سیستم انحراف، سیستم تخلیه سیلاب و پرده آب‌بند به صفر کاهش داده شده است. ابعاد سازه‌ای نیز در حداقل ممکن انتخاب شده‌اند. بعلاوه با احداث مرحله‌ای این هزینه‌ها در طول عمر سد پخش شدند. بنابراین هزینه‌های غیر ضروری در این طرح به حداقل کاهش یافته است.
• افزایش عمر مفید سد بوسیله آبشستـگی رسوب و احداث مرحـله‌ای بوضوح نشـان دهنده ژرف بینی سازندگان سد در مورد هزینه های طول عمر میباشد.
تنها در قرن ۱۹ میلادی بود که مهندسین متوجه شدند که توزیع فشار آب بر سدها بصورت مثلثی میباشد. این واقعیت بوضوح نشان میدهد که احداث سدهای قدیمی و بخصوص سدهای بلند نیاز به اراده، تفکر و تلاش سترگی داشته است. برای مثال تخریب سد کفرا در مصر در ۴۶۰۰ سال پیش آنچنان برای سد سازان مصری تلخ بود که تا ۸۰۰ سال بعد سد دیگری در مصر احداث نگردید. برای مقایسه این دوره مصادف با زمان احداث بسیاری از اهرام مصر است که از عجایب هفتگانه محسوب میشوند. به علت نیاز مبرم به آب و با توجه به فنون ابتدایی ۷۰۰ سال قبل، سازندگان ژرف بین و دورنگر سد کریت مجبور بودند به منظور دستیابی به یکی از بزرگترین و تعجب آورترین دستاوردهای بشردر سدسازی، بر خلاقیت، اراده و شجاعت خود اتکاء کنند. موفقیت آنان نه تنها می‌تواند الهام دهنده و راهنمای بسیاری از مهندسین آب باشد که مهمترین چالش‌های بشر در قرن بیست و یکم را در پیش رو دارند بلکه بوضوح نشان میدهد که جامع‌نگری، خلاقیت و نزدیکی با طبیعت جزء لاینفک مهندسی موفق سد میباشد.
این سد در کشور چین و بر روی رودخانه «یانگ تسه» احداث شده است.این رودخانه یکی از بزرگترین رودخانه های دنیا به شمار میرود.
عملیات احداث سد «تری گورجس» با چهار هدف اصلی : ۱- ذخیره سازی آب کشاورزی، ۲- کنترل سیلاب، ۳- تولید برق و ۴- گسترش کشتیرانی و حمل و نقل آبی و با هدف جانبی جهانگردی و جلب توریست از سال ۱۹۹۲ آغاز شد و ساخت آن به قدری مهم بود که به سرعت به عنوان سمبل توسعه چین مورد توجه قرار گرفت.
حجم ذخیره سازی این سد ۳/۳۹ میلیارد مترمکعب (حدود ۲۰۰ برابر مخزن سد کرج و بیشتر از حجم ذخیره آب تمام سدهای موجود در ایران) میباشد که بزرگترین مخزن در بین سدهای جهان خواهد بود. احداث این سد با هزینه ۲۲ میلیارد دلار (حدود ۲۵ برابر هزینه احداث سد کرخه بزرگترین سد ایران و معادل درآمد یک سال فروش نفت ایران) صورت گرفته که از این بین فقط حدود ۵ میلیارد دلار برای جابه‌جایی محل زندگی و تملیک اراضی بیش از یک میلیون نفر از ساکنین اطراف سد که محل سکونت آنها در دریاچه سد فرو میرود، هزینه شده است.
آبگیری این سد که بزرگترین سد کنونی جهان است اخیراً آغاز شده است. هرچند شنیدن نام چین به عنوان محل احداث این سد به دلیل پهناور بودن و داشتن بیشترین جمعیت جهان چندان تعجب‌آور نیست، اما بررسی مقایسه‌ای بعضی از مشخصات این سد و نیروگاهش با آنچه که درخصوص سایر سدها و نیروگاهها شنیده‌ایم و همچنین دقت در بعضی از اطلاعات جانبی مربوط به چین واقعاً باعث شگفتی میشود.
کشور چین با جمعیت ۲/۱ میلیارد نفر و با ۳۲ ایالت خودمختار و ۶/۹ میلیون کیلومتر مربع مساحت به قدری پهناور است که برای اداره آن باید به اتکای نیروهای انسانی کارآمد دست به کارهای بزرگ زد. چین در حال حاضر ۲۵ هزار مهندس ارشد و کارشناس در زمینه برنامه‌ریزی آب برای سدها و نیروگاه‌های آبی دارد و ۲۷۰ هزار نفر در ۱۶ دفتر و محل ساخت این نیروگاهها مشغول به کار هستند. حجم بارش سالانه چین در حدود ۶۰۰۰ میلیارد مترمکعب (حدود ۱۵ برابر ایران است) و در شرایطی که در این کشور در سال ۱۹۵۰ فقط ۸ سد کوچک (با ارتفاع کمتر از ۱۵ متر) و ۵ سد بزرگ مرتفع‌تر از ۱۵ متر) وجود داشت. طی یک دوره ۵۰ ساله و در شرایط محاصره فنی از سوی کشورهای صاحب تجربه، بیش از ۹۰۰۰۰ در سد از انواع مختلف ساخته شده که ۲۳۰۰۰ مورد آن جزو سدهای بزرگ با ارتفاع بیشتر از ۱۵ متر (بیش از ۵۰ درصد سدهای بزرگ جهان) است و ۳۸۰ سد آن با حجم مخزن بیش از ۱۰۰ میلیون مترمکعب جزو سدهای خیلی بزرگ محسوب میشوند.
رودخانه یانگ تسه (Yangtze river) که سد سه دره بر روی آن ساخته میشود، با ۶۳۰۰ کیلومتر طول (حدود ۳ برابر فاصله ارومیه تا زاهدان) و حجم آورد سالانه ۹۵۰ میلیارد مترمکعب (حدود ۷ برابر کل آورد همه رودخانه‌های ایران که ۱۳۵ میلیارد مترمکعب در سال است)، یکی از بزرگترین رودخانه‌های جهان است که به لحاظ سیل‌های مخرب در رتبه اول جهان قرار میگیرد. برای مثال سیل سال ۱۹۹۸ این رودخانه به کشته شدن بیش از ۳۰۰۰ نفر، آواره شدن ۸/۱۳ میلیون نفر، تخریب میلیون‌ها مسکن و از بین رفتن ۸/۴ میلیون هکتار از زمینهای کشاورزی منجر شد.
عملیات احداث سد سه دره با چهار هدف اصلی : ۱- ذخیره سازی آب کشاورزی، ۲- کنترل سیلاب، ۳- تولید برق و ۴- گسترش کشتیرانی و حمل و نقل آبی و با هدف جانبی جهانگردی و جلب توریست از سال ۱۹۹۲ آغاز شد و ساخت آن به قدری مهم بود که به سرعت به عنوان سمبل توسعه چین مورد توجه قرار گرفت.
حجم ذخیره سازی این سد ۳/۳۹ میلیارد مترمکعب (حدود ۲۰۰ برابر مخزن سد کرج و بیشتر از حجم ذخیره آب تمام سدهای موجود در ایران) میباشد که بزرگترین مخزن در بین سدهای جهان خواهد بود. احداث این سد با هزینه ۲۲ میلیارد دلار (حدود ۲۵ برابر هزینه احداث سد کرخه بزرگترین سد ایران و معادل درآمد یک سال فروش نفت ایران) صورت گرفته که از این بین فقط حدود ۵ میلیارد دلار برای جابه‌جایی محل زندگی و تملیک اراضی بیش از یک میلیون نفر از ساکنین اطراف سد که محل سکونت آنها در دریاچه سد فرو میرود، هزینه شده است.
در زمینه تولید برق، رکورد شکنی این سد قابل توجه است. نیروگاه‌های این سد دارای ظرفیت ۱۸۲۰۰ مگاوات هستند (ظرفیت کلی تولید برق انواع نیروگاه‌های ساخته شده فعلی در ایران ۳۰۰۰۰ مگاوات، برق تولیدی کل سدها ۴۰۰۰ مگاوات و بیشترین ظرفیت یک نیروگاه برق آبی در کشور ۲۰۰۰ مگاوات است. این نیروگاه با تولید متوسط سالانه حدود ۸۵ میلیارد کیلووات ساعت، نیاز بخش زیادی از مرکز و شرق چین به انرژی الکتریکی را تأمین خواهد کرد و به این طریق از آلودگی ناشی از سوختن حدود ۴۵ میلیون تن زغال سنگ جلوگیری به عمل خواهد آورد. در ضمن امکان افزایش ظرفیت این نیروگاه تا ۲۲۴۰۰ مگاوات برای طرحهای توسعه در آینده پیش‌بینی شده است.
با آبگیری کامل این سد، دریاچه‌ای به طول ۶۶۰ کیلومتر (بیش از ۱۵ برابر فاصله تهران – کرج) و عرض حداقل یک کیلومتر در انتهای دریاچه ایجاد میشود که باعث توسعه خط حمل و نقل آبی و کشتیرانی و افزایش ظرفیت حمل بار در رودخانه یانگ‌تسه از ۱۰ میلیون تن به ۵۰ میلیون تن خواهد شد. برای توجیه‌پذیری احداث این سد به رونق پرورش ماهی و همچنین زمینه‌های جهانگردی نیز توجه ویژه‌ای مبذول شده است، به نحوی که طی سالهای اخیر دیدن محل احداث سد سه‌دره به یکی از برنامه‌های ثابت تورهای مسافرتی کشور چین تبدیل شده و جالب اینکه در شرایطی که هنوز احداث سد به انتها نرسیده است، از هر جهانگرد برای تهیه بلیط ورودی ۷۰ یوان معادل ۷ هزار تومان دریافت میشود.
احداث سد سه‌دره که به علت واقع شدن در محدوده سه‌دره نزدیک به هم، به این اسم نامگذاری شده، دارای سه بخش اصلی «بدنه سد»، «سرریز» و «سیستم انتقال و بالابری کشتی‌ها» است و ۱۷ سال به طول می‌انجامد که هم‌اینک ۱۰ سال آن سپری شده است. این سد از نوع بتنی وزنی با طول تاج ۲۳۱۰ و ارتفاع ۱۸۵ متر میباشد و سازه سرریز آن که در بخش میانی واقع شده دارای ۴۸۳ متر طول با ۲۳ خروجی در کف و ۲۲ دریچه فوقانی است و توان عبور دادن دبی معادل ۱۰۲۵۰۰ مترمکعب در ثانیه را داراست. نیروگاه این سد در مرحله نخست شامل ۲۶ واحد ۷۰۰ مگاواتی میباشد که ۱۴ واحد آن به صورت فضای باز در ساحل چپ و ۱۲ واحد آن به صورت زیرزمینی در ساحل راست در دست ساخت است. برای طرح توسعه نیروگاهی این سد نیز احداث ۶ واحد ۷۰۰ مگاواتی دیگر به صورت زیرزمینی در ساحل راست پیش‌بینی شده که فعلاً فقط سازه آبگیر آن ساخته میشود.
دوره احداث این سد به سه فاز اجرایی تقسیم شده است که در فاز اول که از سال ۱۹۹۲ تا ۱۹۹۷ به طول انجامید فرازبند، کالورت انحراف آب، مراحل نخست تأسیسات بالابری کشتی‌ها و راه‌های دسترسی گوناگون تکمیل شدند. در فاز دوم، ساخت بدنه اصلی سد، نیروگاهها، سرریز و تکمیل تأسیسات بالابر کشتی‌ها در حد فاصل سالهای ۱۹۹۷ تا ۲۰۰۳ برنامه‌ریزی شد که با تکمیل بخش عمده‌ای از آن عملیات آبگیری در اول ژوئن ۲۰۰۳ آغاز شد. نکته جالب این که فقط با سپری شدن ۱۲ روز، آبی به حجم ۴/۱۲ میلیارد مترمکعب با ارتفاع ۱۳۵ متر در دریاچه این سد ذخیره شد. این حجم آب، امکان شروع عملیات کشتیرانی مورد نظر را فراهم کرده و تراز آن برای شروع به کار نیروگاه‌های تکمیل شده کافی میباشد. بر این اساس ۲ واحد ۷۰۰ مگاواتی جناح چپ تا سه سال آینده و کل نیروگاهها تا سال ۲۰۰۹ که عملاً انتهای فاز سوم دوره اجرا و تاریخ پایان عملیات احداث این سد است، کار خود را شروع خواهند کرد. هم‌اکنون در ساخت این سد ۲۰ هزار نفر کارگر، ۳۵۰ نفر مهندس و ۹ شرکت برنامه‌ریزی و طراحی مشغول به فعالیت هستند. مسلماً احداث چنین سد بزرگ و بی‌نظیری در همه سطوح مدیریت، طراحی و اجرا حاوی نکات آموزنده و فراوانی است که می‌تواند مورد تحقیق و توجه فنی متخصصین مربوطه قرار گیرد.
اجرای سد سه‌دره در طی ۱۰ سال گذشته بدون تأخیر قابل توجه نسبت به برنامه زمان‌بندی صورت پذیرفته و بر اساس آخرین برآوردها هزینه اجرای آن حداقل ۳ میلیارد دلار کمتر از بودجه مصوب و پیش‌بینی شده خواهد بود.
رودخانه کارون پرآب ترین و طویل‌ترین رود ایران است. طول رودخانه کارون ۹۵۰ کیلومتر و وسعت حوزه آبریز آن ۶۰۰۰۰ کیلومتر مربع است و تنها رود ایران است که بخشی از آن قابل کشتیرانی است. سرچشمه کارون، آب‌کاج، از زرد کوه بختیاری است. این رودخانه از رشته کوههای زاگرس سرچشمه گرفته است که پس از عبور از مناطق کوهستانی و پر پیچ و خم، در منطقه‌ای به نام گتوند وارد دشت خوزستان میشود. رود کارون در شمال شوشتر به دو شاخه تقسم میشود و در جنوب شوشتر به یکدیگر متصل میشوند. شاخه مهم کارون، رود دز است که در شمال اهواز به رود کارون ملحق می شود. رود کارون در مرز ایران و عراق به اروند رود پیوسته و روانه خلیج فارس میشود.
حوزه رودخانه کارون از دیرباز به عنوان مهمترین منبع تولید انرژی الکتریکی کشور مورد توجه بوده است. آغاز مطالعات بهره برداری از پتانسیل برق‌آبی حوزه رودخانه کارون در سالهای ۵۰-۱۳۴۰ بوده است. در آن زمان، شرکت مهندسی بین المللی هارزا (آمریکایی) همراه با شرکت فرمانفرمائیان پتانسیل عظیم برق‌آبی این منطقه را شناسایی کرد. به دنبال این مطالعات، اجرای طرح عظیم سد و نیروگاه شهید عباسپور با ظرفیت ۱۰۰۰ مگاوات آغاز و در سال ۱۳۵۵ این طرح راه‌اندازی شد. سپس، دو پروژه سد مخزنی کارون ۲ و ۳ و سپس کارون۴ مورد مطالعه قرار گرفت. در سال ۱۳۵۷، شرکت مهندسی عمران منابع ارضی و آب و شرکت بین‌المللی ایکرز (کانادایی) به منظور مطالعات توجیهی پروژه کارون۳ تعیین شدند. این مطالعات تا سال ۱۳۶۸ پیگیری شد. در سال ۱۳۶۸، ادامه مطالعات فاز دوم طرح عمرانی کارون۳ به یک شرکت ایرانی ـ کانادایی (شرکت مهندسی مشاور مهاب قدس _ ایکرز) واگذار شد و این کار تا اوایل تیر ماه ۱۳۷۴ پایان یافت. از اوایل تیر ماه ۱۳۷۴ نیز، فاز سوم (عملیات اجرایی) طرح با مشارکت شرکت مهندسی مشاور مهاب قدس و شرکت بین المللی ایکرز آغاز شد. ساختگاه سد و نیروگاه کارون۳ در ۲۸ کیلومتری شرق شهرستان ایذه و در فاصله ۶۱۰ کیلومتری مصب رودخانه کارون در شمال شرقی استان خوزستان است. این طرح در حدود ۱۲۰ کیلومتری بالادست سد شهید عباسپور (کارون۱) قرار دارد. فاصله هوایی طرح کارون۳ از اهواز، تقریبا ۱۴۰ کیلومتر است. این طرح در کوهستانهای زاگرس غربی با سنگهای رسوبی لایه‌ای و در منطقه‌ای ناهموار، سنگی، زلزله خیز، دارای سنگهای آهکی و آهکی مارنی واقع شده است.
هدف از احداث سد و نیروگاه کارون۳، تأمین بخشی از برق مورد نیاز کشور و نیز کنترل سیلابهای مخرب است. نیروگاه کارون۳، برق مورد نیاز کشور را در زمان اوج مصرف تأمین می‌نماید (Peak Power Generation). با بهره‌برداری از این نیروگاه با ظرفیت ۲۰۰۰ مگاوات و تولید متوسط انرژی سالانه ۴۱۳۷ میلیون کیلو وات ساعت (گیگاوات ساعت)، بخش مهمی از کمبود انرژی مورد نیاز کشور رفع خواهد شد
| مشخصات سد و دریاچه : | ||||||||||||||||||
لیست فیلم های موجود در ارتباط با سد کارون ۳ طراحی و اجرای حوضچه استغراق و سد پایین دست |
منبع: www.ccsofts.com
سد هوور در تنگه سیاه و بر روی رود کلرادو در حدود ۴۸ کیلومتری جنوب شرقی لس وگاس واقع شده است. و ارتفاع آن از سنگ های پایه تا راس سد که در آن جاده ساخته شده، در حدود ۴۱/۲۲۱ متر است. برج و نقطه بالایی سد که در کنار نرده ها قرار دارد ۱۹/۱۲ متر از سطح جاده ارتفاع دارد.
وزن تقریبی این سد به بیش از شش میلیون و ششصد تن می رسد و از نوعی بتون ثقیل و چگال ساخته شد که در پشت آن فشار آب حاصل از نیروی گرانشی زمین و نیروی منحنی افقی بر آن وارد می شود. نیروی وارده در هر فوت مربع(۴۸/۳۰ سانتی متر) فشاری معادل با ۲۰۴۳۰ کیلوگرم بر دیواره سد وارد می شود.
در حدود ۴۳۵۷۰۰۰ متر مکعب بتون در این سد به کار رفته است.با این میزان بتون می توان ساختمانی را به مساحت ۱۰۰ فوت مربع و ارتفاع ۱۶۰۰ تا ۳۲۰۰ متر یعنی ساختمانی بلندتر از ساختمان امپراطوری(۱۲۵۰ فوت ارتفاع دارد) را در یک شهر ساخت و یا یک راه ارتباطی با عرض ۱۶ فوت از سانفرانسیسکو به نیویورک کشید.
اولین بتون این سد در ماه ژوئن سال ۱۹۳۳ و آخرین بتون آن در ماه می سال ۱۹۳۵ کار گذاشته شد.بطور تقریبی می توان گفت که در هر ماه ۱۵۶۸۰۰ متر مکعب بتون در این سد کار گذاشته شده است.بیشترین میزان کار گذاری بتون در یک روز ۱۰۲۵۳ متر مکعب بتون (مقداری از این بتون ها در برج ورودی و مکان موتور برق به کار رفته است) بوده و کمترین میزان ۲۶۹۵۰۰ متر مکعب در هر ماه بوده است.
آنچه سد هاوور را از دیگر سد ها متمایز می کند این است که این سد از بلوک های سیمانی و یا ستون های عمودی ساخته شده که این بلوک ها دارای سایز های متفاوتی است مثلا در دیواره مخالف جریان آب سد سایز این بلوک ها ۶۰ فوت مربع است و در دیواره موافق جریان آب سد سایز بلوک ها ۲۵ فوت مربع است. بلوک های مجاور در هم فقل می شوند. برای جایگزین کردن بتون در هر بلوک در فضای ۵ فوت به زمانی در حدود ۲۷ ساعت زمان نیاز است. هنگامی که دمای بتون پایین می آید مخلوط سیمان و آب که به آن ملات می گویند به فضایی که در نتیجه انقباض بتون در هوای سرد ایجاد می شود فشار وارد می کند و این بتون نوعی ساختار تک سنگ(یک تکه) پدید می آورد.
مواد اصلی کاربردی در این سد ،که تمام این مواد توسط دولت خریداری شد، عبارتند از فولاد مقاوم معادل ۴۵۰۰۰۰۰۰ پوند(هر پوند معادل ۴۵۴ گرم است)، دریچه تنظیم آب ۲۱۶۷۰۰۰۰ پوند، صفحات فولادی و لوله های برون ریز ۸۸۰۰۰۰۰۰ پوند، لوله ها و ابزار آلات در حدود ۱۳۴۴ کیلومتر، فولاد های ساختاری ۱۸۰۰۰۰۰۰ پوند، فلزات کاربردی متفرفه ۵۳۰۰۰۰۰ پوند است.
پیمانکار از ۲۰ آپریل سال ۱۹۳۱ به مدت هفت سال قرار داد بست که البته تا ۲۹ ماه می ۱۹۳۵ کار بتون گذاری آن تمام شد و بقیه کار های تکمیلی آن تا ۱ مارس ۱۹۳۶ به پایان رسید. ۲۱ هزار نفر در کار سد سازی مشارکت داشتند که دستمزد ماهانه آنها ۵۰۰۰۰۰ دلار برآورد شده است.
برای دریافت فیلم ساخت سد هوور روی لینک زیر کلیک کنید.
دریافت فایل آموزشی ساخت سد هوور
منبع: www.ccsofts.com