| المستخلص: |
إن واحدة من أخطر المشاكل التي تواجه بلدان عديدة في العالم اليوم هو ضمان توفير المياه العذبة على المدى القريب أو البعيد. لذلك تنشأ السدود لتخزين مياه الأمطار والسيول التي تتجمع في الأودية والأنهار. وعلى صعيد آخر تبني السدود أيضا للحماية من أخطار السيول. وتعتبر السدود الترابية الأكثر شيوعا في العالم لما تتمتع به من مزايا على الأنواع الأخرى لأنها أقل تكلفة، حيث يتم استخدام الخامات المحلية، والأسهل في الإنشاء، وكذلك يمكن أنشاؤها على أي تربة أساس. ولكن مع هذه المميزات الكبيرة للسدود الترابية فإنها ضعيفة في أتزانها ضد تأثير القوى الناتجة عن تسرب المياه خلالها. حيث يؤدى التسرب إلى انهيار الميل الخلفي للسد بسبب ظاهرة الانهيار الأنبوبي أو الكتلي. وتسرب المياه خلال جسم السد ينتج عنه ضغوط مساميه تقلل من محصلة الاتزان الرأسي للسد مما يعجل من انهيار السد هذا بالإضافة إلى أن التسرب يؤدى إلى فقدان كمية كبره من المياه المخزونة أمام السد. لدرء هذه الأخطاء الناتجة عن تسرب المياه خلال السدود الترابية تزود السدود بطرق ووسائل لتقليل تأثير هذا التسرب إلى الحد الذي يجعلها آمنه وثابتة ومستقرة مع الزمن وتختلف طرق الحماية هذه طبقا لارتفاع السد وحجمه وتربة الأساس. وفى الدراسة الحالية تم دراسة تقييم وسائل التحكم في التسرب خلال سد ترابي مشيد على تربة أساس غير منفذه. وهذه الوسائل يمكن تصنيفها إلى أربعة وسائل حماية هي: 1) زوايا صغيرة لميلي السد الأمامي والخلفي. 2) نظم صرف مياه التسرب عند مؤخرة السد. 3) إنشاء نواه غير منفذه داخل السد. 4) تغطية الوجه الأمامي للسد بغطاء غير منفذ. لذلك تتركز الدراسة الحالية على تقييم الأداء الهيدروليكي لنظم الحماية هذه من حيث تقليل كمية المياه المفقود بالتسرب وكذلك تقليل ارتفاعات السطح الحر لمياه التسرب داخل جسم السد مما يجعل ميول السد أكثر انحدارا. ولقد تم تحليل التسرب باستخدام نظم الحماية هذه من خلال تطبيق المعادلات التحليلية المستنتجة سابقا بواسطة علماء مثل Casagrand, Pavlousky, Schaffernak and Van Iterson Grishin والمنشورة في الدوريات والمراجع العالمية. تحتوي الرسالة الحالية على (104) صفحة موزعة على ستة فصول، وفيما يلي نبذة مختصرة عن كل فصل: الفصل الأول: المقدمة: وتشمل نبذة عن التسرب وتأثيره على سلامة السدود الترابية واتزانها وكذلك الطرق المستخدمة للحماية ضد التسرب وطريقة البحث وكذلك الأهداف المرجوة من الدراسة ومنهجية الدراسة. الفصل الثاني: مراجعة الدراسات السابقة: وفيها تم مراجعة الطرق التي تم فيها تحليل التسرب خلال السدود الترابية المقامة على أساس غير منفذ وتشمل السدود المتجانسة وشبه المتجانسة وغير متجانسة وتم أيضا سرد معادلات التسرب والتي يمكن بها حساب عناصر التسرب خلال السدود الترابية مثل كمية المياه المفقود بالتسرب وكذلك احدثيات السطح الحر بالإضافة إلى الفاقد في الجهد بسبب وجود النواة المركزية أو الستارة الأمامية. الفصل الثالث: خصائص التسرب خلال السدود الترابية المتجانسة: وفى هذا الفصل تم حساب عناصر التسرب باستخدام المعادلات المذكورة في الفصل الثاني والخاصة بالسدود المتجانسة وهي معادلات Grishin, Casagrand Pavlousky, Schaffernak and Van Iterson. وقد تم تطبيق المعادلات التحليلية للتسرب خلال السدود الترابية على قطاع سد ارتفاعه 30م وعرض قمته 10م ومعامل ميول سطحه الأمامي والخلفي m=1.5 وارتفاع المياه أمامه 25م. ولقد اعتبرت حالة الجفاف خلف السد أي أنه لا توجد مياه وذلك لأنها الحالة الأسواء في التصميم حيث تعطي أكبر ضاغط هيدروليكي على السد (H).
الفصل الرابع: الأداء الهيدروليكي لوسائل التحكم: وفى هذا الفصل تم حساب عناصر التسرب خلال السد الترابي في وجود كل وسيلة من وسائل التحكم وبيان تأثير هذه الوسائل على عناصر التسرب من حيث الزيادة أو النقصان، وكذلك تم عمل مقارنة بين كل هذه الوسائل ومن ثم تم تقييم أداء هذه الوسائل. الفصل الخامس: تقييم وسائل التحكم المدروسة: في هذا الفصل تم عمل تقييم عام للأداء الهيدروليكي لكل وسيلة وذلك بتحديد ميزة وعيب كل منها ومن تم إقرار الوسيلة الأكثر تأثير وملائمة للتطبيق العملي. الفصل السادس: الاستنتاجات والتوصيات: وتشمل أهم الاستنتاجات التي تم التوصل إليها من خلال هذه الدراسة. بالنسبة لأهم الاستنتاجات هي: 1) استخدام ميول صغيرة لأوجه السد غير مجدي اقتصاديا. 2) وجود نضام الصرف في مؤخرة السد ضروري جدا لمنع خروج مواد إنشاء السد مع المياه المتسربة، وكذلك إبعاد السطح الحر عن الميل الخلفي للسد. 3) الأداء الهيدروليكي للنواة المركزية يعتبر مرضيا وجيدا حيث يقلل من كمية المياه المتسرب ويؤمن الميل الخلفي للسد. 4) الأداء الهيدروليكي للستارة الأمامية غير المنفذة هو الأفضل مقارنة بالوسائل الأخرى لأنه يقلل من كمية المياه المتسربة ويؤمن كلا من الميل الأمامي والخلفي للسد. أما بالنسبة للتوصيات فهي: 1) يوصى باستخدام الستارة الأمامية كوسائل التحكم في التسرب داخل السد الترابي المشيد على أساس غير منفذ وتزود بنظم صرف خلفية. 2) يجب تزويد السد بنظم صرف خلفية موضوعة على مسافة تساوي 20% من عرض قاعدة السد. 3) ينصح باستخدام حل Grishin لأنها تعطى نتائج أدق من الطرق الأخرى لأنها مستنتجه رياضيا بالكامل. 4) يوصى بامتداد هذه الدراسة لتشمل تقييم وسائل التحكم في التسرب خلال وأسفل السدود الترابية المشيدة على أساس منفذ. هذا وقد ذيلت الدراسة بقائمة المراجع والتي تحتوي على 26 مرجعا منشور في دوريات ومؤتمرات عالمية.
|
