■ سدهای لاستیکی و تجارب ساخت آنها بخش عمران

به طور کلی در سازه های هیدرولیکی انتظار انجام یک کار خاص مد نظر بوده، ولی این بدان معنا نیست که تنها یک طرح منحصربه فرد بتواند آن کار را انجام دهد و در این طرحها می تواند جایگزینی صورت پذیرد. ازجمله می توان از طرح استفاده از سدهای لاستیکی به جای سدهای کوتاه نام برد.

در این نوشتار سعی بر آن شده تا علاوه بر شناخت سدهای لاستیکی به بررسی تجارب کسب شده در حین نصب دو سد لاستیکی پرداخته شود (اولین سد: سد لاستیکی عرب خیل، دومین سد: سد لاستیکی آرمیچ آلا)

نحوه کار و سهولت اجرا و بهره برداری از سدهای لاستیکی، آنها را مناسب برای جایگزینی با برخی سدهای کوتاه می سازد. این سدها با توجه به طراحی سریع، سهولت نصب و بهره برداری، هزینه اندک اجرای طرح، مدت زمان کوتاه اجرا، انعطاف پذیری قابل توجه آن در مقابل عوامل خارجی، امکان تغییر شکل و سبکی می توانند در بسیاری از طرحهای آبی کشور به ویژه در نواحی ساحلی شمال و جنوب که با مشکلات متعدد آبی ازجمله کمبود آب کشاورزی و سیلابهای فصلی روبرو هستند مناسب واقع شوند.

این سدها که از یک تیوب بزرگ و حجیم تشکیل شد ه اند بر روی یک بستر بتنی نصب و به وسیله آب یا هوا پر می شوند. اتصال بدنه لاستیکی به بستر بتنی با استفاده از مهاری های فولادی صورت می پذیرد. از دیگر مؤلفه های مهم و کاربردی یک سد لاستیکی سیستم کنترل ساده آن است که برای تنظیم تعادل فشار دورن تیوپ، اجرای فرمان تخلیه و یا پرکردن آن درنظر گرفته شده و عملاً کنترل کارائی سد را برعهده دارند.

کاربرد این سدها متنوع بوده و می توان از اثرات آنها در افزایش حجم ذخیر ه سازی سدهای بزرگ، استفاده از آنها بجای دریچه های فولادی، کاهش فرسایش رودخانه ها، کنترل سیلاب به عنوان بندهای انحرافی، ساخت حوضچه های پرورش آبزیان و... نام برد.

لاستیک بدنه این سدها با توجه به شرایط و کارکرد آنها دارای خواص مقاومت آبی، ازونی، جوی، کششی پارگی، ساییدگی و ضربه ای می باشند. تیوب این سدها قابلیت ترمیمی داشته و تعمیرات آن به سهولت انجام می شود. عمر مفید این سدها ٢٠ تا ٣٠ سال است و درصورت از بین رفتن لاستیک قابلیت تعویض داشته که بدین نحو می توان عمر مفید آنرا افزایش داد.

از ویژگیهای مهم و بسایر کارآمد سدهای لاستیکی قابلیت تغییر شکل آنها است که براساس عبور جریان از محل احداث سد در هنگام بهره برداری این تغییرات می تواند انجام گیرد. در کل باید گفت یک سد لاستیکی می تواند در دو حالت قرار گیرد:

١- کاملاً بر روی بستر بتنی خوابیده و امکان عبور جریان را بدون هیچگونه مانعی فراهم نماید.

٢- بطور کاملاً ایستاده بصورت مانعی در برابر عبور جریان باشد و یا اجازه عبور آب به صورت سرریز را تأمین آند.

کارایی این سدها تحت کنترل سیستم های اتوماتیک و دستی است که به پشتوانه یکدیگر درنظر گرفته شد ه اند. از مزایای این سدها سهولت نصب و بهر ه برداری آنها است که علاوه بر مد زمان کوتاه اجرای طرح، بهر ه برداری آن نیز بسیار آسان بوده به نحوی که علاوه بر در نظر گرفتن سیستم های کاملاً اتوماتیک جهت کنترل فشار داخلی آن، یک سیستم کنترل مکانیکی با کارائی بسیار ساده نیز در سیستم کنترل آن قرار گرفته تا از آسیب رسی به سد در مواقع حساس جلوگیری شود.

لازم به ذکر است که گاهی اوقات رقوم تراز سطح بستر بتنی را از کف رودخانه بالاتر می سازند تا با این کار باعث افزایش ارتفاع نهایی سد لاستیکی شوند.

روش های خاص اجرایی در نصب سدهای لاستیکی عر بخیلا و آرمیچ آلا:

اتصال سد لاستیکی به بستر بتنی توسط مهار یها است آه به دو صورت انجام می شود:

١- اتصال تک ردیفه

٢- اتصال دوردیفه

در اتصال تک ردیفه دو لبه لاستیک روی هم قرار گرفته و به بستر بتنی مهار می شوند، این اتصال شامل یک صفحه فلزی مدفون در بتن، پیچهای قرار گرفته در بتن و در نهایت یک صفحه نگهدارنده که بر روی بدنه لاستیکی قرار م یگیرد می باشد که برای تنظیم آببندی لاستیک از مهره های مربوطه بر روی صفحات نگهدارنده استفاده می شود.

در اتصال دوردیفه نیز روش نصب به همان صورت است با این تفاوت که دو لبه بدنه لاستیکی به طور مجزا با فاصله مشخصی از یکدیگر قرار می گیرند. مهارهای بکار رفته از جنس آهن گالوانیزه گرم یا فولاد ضدزنگ است این مهاری ها باید در مقابل نیروهای کششی کاملاً مقاوم بوده و بتوانند در برابر حداکثر نیروهای طرح بخوبی ایستادگی کنند. معمولاً ضریب اطمینان صفحه های مهاری ٢ تا ٣ انتخاب می شود.

با توجه به مطالب عنوان شده درخصوص سدهای لاستیکی و مزایا و کاربرد آنها در مناطق مختلف استفاده از این سدها علاوه بر کارایی مناسب و اثرات مطلوب و مؤثر در شرایط کاربری متفاوت، اقتصادی تر بوده و زودتر به بهره برداری خواهد رسید.

وقایع و رویدادهای خاص کارگاه:

ازجمله مواردی که در این سدها نیازمند بررسی است طرح استفاده از نر مافزار مناسب برای طراحی زاویه قراگیری بدنه لاستیکی در دیوار ه ها در جهت کاهش میزان چروکیدگی بدنه لاستیکی در مجاورت دیوار ه های شیبدار و افزایش طول عمر مفید این سدها است. ازدیگر موارد می توان به:

١. استفاده از میلگردهای آجدار برای ساخت بلتها در جهت افزایش درگیری در بتن و رسیدن به مقاومت کششی بیشتر (اجرا شده در سد آرمیچ کلا (سد دوم) نسبت به عرب خیل (سد اول)

٢. طرح تبدیل طول صفحات نگهدارنده از ٢ متر به ١ متر برای سهولت حمل و نقل و تسریع عملیات نصب و همچنین کاهش انحنای این صفحات در حین فرایند جوشکاری، که عملاً این طرح در سد آرمیچ کلا اجرا شده است.

٣. استفاده از شیت های لاستیکی محافظ بر روی صفحات نگهدارنده برای جلوگیری از زخمی شدن و آسیب بدنه اصلی سد. این موضوع در حین عملیات نصب قابل ملاحظه بود که در سد اول نیز اجرا گردید.

٤. استفاده از لوله های توزیع هوا در سدهای بادی(لوله های به ابعاد ٢ اینچ و به صورت مشبک که بر رویکوشین در سرتاسر بستر بتنی ”کف و گوشه ها“ قرار می گیرد.) در جهت توزیع یکنواخت تر جریان هوا در شرایط پر و خالی شدن بدنه اصلی سد.

٥. طرح استفاده از اتصالات آکاردئونی در سیستم لوله کشی (ورود و خروج هوا در سدهای بادی) در مناطق داراری درز انبساط، اشاره کرد.

مشکلات فنی و اجرایی:

١. در سدهای بادی استفاده از سیستم لوله کشی مجزا برای دیواره شیبدار در جهت مخالف اتاقک کنترل برای ورود و خروج مستقیم هوا به آن ناحیه.

٢. طرح استفاده از دریچه های خروجی هوا در دو انتهای گوشه(بر روی دیواره های شیبدار) در سدهای از نوع بادی برای تخلیه هوای محبوس پس از عمل کردن سیستم تخلیه هوا در مواقع بروز سیلاب.

٣. طرح استفاده از لوله اتصال مابین درین خروجی آب و لوله های ورودی و خروجی هوا برای تخلیه حداکثر مقدار آب کندانس شده داخل بدنه سد.

٤. طراحی سیستم هیدرومکانیکال در جهت کاهش فضای مصرفی اتاقک کنترل

٥. طرح استفاده از لوله های جنس پلی اتیلن یا pvc در سیستم لوله کشی این سدها بجای استفاده از لوله های از جنس آهن گالوانیزه گرم که استفاده از آنان علاوه بر کاهش مشکلات حمل و نقل، تسریع عملیات نصب و نیاز کمتر به تجهیزات، موجب می شود با مشکل خوردگی مواجه نشویم.

مشکلات اجتماعی و فرهنگی این طرحها:

پس از طراحی و ساخت یک سد لاستیکی نوبت بهره برداری و نگاهداری از آن خواهد شد که این مطلب خود از عوامل مؤثر در طول عمر یک سد خواهد بود. تجارب موفق و ناموفق استفاده از سدهای لاستیکی نشان می دهد که نامناسب بودن روش بهره برداری موجب کاهش عمر اقتصادی طرح می شود. در این راستا می توان اذعان داشت زمینه های نگاهداری از این سدها شامل: انجام بازرسی های ماهانه توسط اشخاص متخصص، باتجربه و کارآزموده می باشد که به بررسی مشکلات احتمالی پرداخته می شود.

در کل می توان گفت، در کشورهایی که در امر بهره برداری دقت و هوشیاری به خرج می دهند و از افراد دارای صلاحیت برای نگهداری و تعمیر سدهای لاستیکی استفاده می شود، عمر این قبیل سدها بسیار طولانی و در کشورهایی که در امر بهره برداری چندان مراقبتی نمی آنند معمولاً عمر این سدها کوتاه خواهد بود.

لازم به ذکر است، بهره برداری و استفاده از این سدها بسیار ساده بوده و با آموزش به یک نفر انجام می شود اما چنانچه فرد آموزش دیده ای این کار را نپذیرد عواملی مانند اشتباه در میزان فشار مناسب سد، ارتفاع ایستادگی آن در مقابل جریانها و افزایش بیش از اندازه و غیرمجاز ارتفاع آب در بالادست می تواند منجر به آسیب لاستیک سد، شود. در پاره ای از موارد نیز شلیک گلوله یا عدم فرهنگ سازی برای افراد عام می تواند باعث ایجاد خسارات و مشکلاتی برای این سدها شود. بنابراین در زمینه بهره برداری این سدها بهتر آن است که این عمل به یک شرکت یا سازمان دارای صلاحیت واگذار شود تا از مشکلات احتمالی تا حد امکان جلوگیری شود. از طرفی با توجه به حساسیت استفاده از این سدها برای کشاورزان در فصول کم آبی باید نگهداری از آنان به گونه ای صورت پذیرد که در این مقطع زمانی کوچکترین مشکلی در بهره برداری از آن پیش نیاید و موجبات اعتراض کشاورزان را فراهم نشود.

روش ها و فن آوری های جدید:

در کل استفاده از سدهای لاستیکی می تواند دستاوردهای جدیدی در زمینه های مختلف داشته باشد که ازجمله آنان می توان به صورت مختصر به موارد زیر اشاره کرد.

• با توجه به این مطلب که سازه های صلب ازجمله بندهای بتنی و خاکی و ...بدلیل عدم تغییر شکل، در مقابل جریان روخانه مانع ایجاد کرده و باعث غرقابی اراضی و زمین های کشاورزی، فرسایش خاک و زراعت و خسارت به اهالی منطقه و گاهی خسارت به سد شوند بهتر است از طرح جایگزینی با سدهای لاستیکی در مناطقی که با خطر طغیان های احتمالی و غیرعادی مواجه هستند یا می توانند در معرض جریان های سیلابی فصلی و ناگهانی قرار گیرند استفاده

شود. چرا که با توجه به مکانیزم علمکرد این سدها در حین وقوع سیلاب و افزایش فشار و در نتیجه آن برهم خوردن فشار تعادلی داخل تیوب این نوع سدها تغییر شکل داده و بر روی بستر بتنی بصورت کاملا خوابیده قرار گرفته و اجازه عبور جریان را بدون هیچگونه مانعی از محل عبور سد می دهند.

• افزایش ارتفاع سدهای مخزنی جهت افزایش حجم ذخیر هسازی آنها

• نقش آنان در بالابردن سطح تراز آب رودخانه ها

• این نوع سدها می تواند بصورت مانعی بر عبور جریان بوده و در منطقه بالادست میزان آب مورد نیاز برای مصارف مختلف را تأمین کند ازجمله:

- تأمین آب مورد نیاز کشاورزان و کاهش هزینه پمپاژ.

- تأمین آب مورد نیاز افزایش آبخور قایق ها و کشتی ها

- استفاده در جهت طرح های تغذیه مصنوعی و یا مصارف آبخیزداری.

• جهت جلوگیری از هرز رفتن آب و فرسایش رودخانه ها در مسیر عبور جریان می توان با استفاده از این سدهای دبی پایه رودخانه ها را ذخیره کرد .

• نقش سد لاستیکی در جلوگیری از تداخل آب های شور و شیرین در رودخانه های منتهای به دریا.

• استفاده از سدهای لاستیکی به عنوان بندهای انحراف در تأمین آب کشاورزی.

• استفاده از بندهای کوتاه لاستیک در حوضچه های پرورش ماهی و میگو.

• استفاده در جهت زیباسازی چهره شهرها و ایجاد جاذبه توریستی.

با توجه به امکان تولید بدنه اصلی این سدها و سیستم هیدرومکانیکال آنها در کارخانه نیاز به مصالح کمتری است که این امر احداث این سدها را در مناطق مختلف امکان پذیر می سازد. همچنین لازم بذکر است که در این سدها محدودیتی از نظر طول در تاج وجود ندارد و تا طول ١٥٠ متر در یک دهانه امکان تولید و نصب دارد و در طولهای بیشتر می توان از ٠ تا ٦ / چنددهانه کردن عرض رودخانه ها استفاده کرد. ارتفاع قابل اجرای این سدها از ٨ متر بوده که برای ارتفا عهای بیشتر می توان از افزایش سطح تراز بستر بتنی استفاده کرد.

نتیجه گیری:

با توجه به مطالب عنوان شده و خواص و کارایی سدهای لاستیکی و همچنین سازگاری با محیط، سادگی طراحی، کوتاه بودن زمان طرح و ساخت، ایمنی و پایداری مناسب آنها نسبت به سازه های صلب، سادگی و سهولت بهره برداری و درنهایت کاهش هزینه های اجرایی امید آن است که جهت صرفه جویی اقتصادی و حل برخی مشکلات ساز ههای هیدرولیکی استفاده از این نوع سدها در طر حهای آبی کوچک و بزرگ کشور به نحو شایسته انجام پذیرد.