کارشناسی ارشد مفاهیم علمی ۱۵ اسفند ۱۳۹۶ زمان خواندن: ۸ دقیقه

آشنایی با معروف ترین سدهای جهان و کاربرد آنها

در این پست می‌خوانید:

شاهکارهای سازه ای بسیاری در سراسر جهان وجود دارد که به سبب دارا بودن طرح های مهندسی جذاب، حیرت آور و معروف هستند؛ اما یک نوع سازه که همیشه سبب حیرت می شود، سدها هستند. ابعاد و ظرفیت فوق العاده زیاد این سدها سبب القای حس کوچک بودن در هر فردی می شود که کنار این سازه های عظیم قرار می گیرد. بر کسی پوشیده نیست که سدها پیچیده ترین طراحی سازه را دارند. در این پست شما را با بعضی از بزرگترین و معروف ترین سدهای جهان آشنا خواهیم کرد که به تولید انرژی پایدار می پردازند، با ما همراه باشید.

سد کُنترا سوئیس

اولین مورد از این لیست، سد کُنترا یا سد Verzasca در شهر تیکینو کشور سوئیس است. بخش بزرگی از معروفیت این سد احتمالاً به دلیل صحنه آغازین فیلم GoldenEye از جیمز باند در سال 1995 است. سد کُنترا که یک سد قوسی بتنی بلند و باریک است از معروف ترین سدهای جهان است که ارتفاع آن 220 متر و طول تاج آن برابر با 380 متر می باشد. به دلیل طرح بلند و باریک این سد، از حجم بتن مورد نیاز برای ساخت کاسته شده و در نتیجه هزینه زیر ساخت ها نیز کاهش یافته است. پایه این سد با عرض 28 متر شروع می شود و به تدریج وقتی به تاج می رسد از عرض آن کاسته می شود تا جایی که به 7 متر می رسد. دو سرریز در هر وجه از سازه وجود دارد که بیشترین ظرفیت دبی به اندازه 1300 متر مکعب در هر ثانیه را دارند. این سد همچنین به واسطه وجود نیروگاه 105 مگاواتی (3 توربین فرانسیس 35 مگاواتی)، سالانه به طور متوسط 234 گیگا وات ساعت انرژی تولید می‌ کند.

شکل 1 . سد کنترا در سوئیس از معروف ترین سدهای جهان

سد گوردون استرالیا

این سد در جنوب غربی شهر تاسمانی در استرالیا قرار دارد. گوردون یک سد قوسی بتنی است. یکی از ویژگی های شگفت انگیز این سد این است که در هر دو راستای عمودی و افقی دارای انحنا می باشد و از این طریق می تواند در برابر فشار هیدرولیکی بسیار زیاد که ناشی از 12359040 مگا لیتر آب دریاچه گوردون (بزرگترین دریاچه استرالیا) است، مقاومت کند. این حجم زیاد آب به یک نیروگاه زیر زمینی منتقل می شود که سه توربین هیدرولیک دارد و می تواند 432 مگاوات انرژی تولید کند. حدود 13 درصد از نیاز برق شهر تاسمانی به وسیله این نیروگاه تأمین می شود.

از 48 مورد سد قوسی که در استرالیا ساخته شده است، سد گوردون یکی از نه موردی است که به صورت دو انحنایی یا دو قوسی (سد قوسی دو انحنایی یا سد دو قوسی) طراحی شده است.

شکل 2 . سد گوردون استرالیا از معروف ترین سدهای جهان

سد مونتی سیلو ایالات متحده آمریکا

این سد قوسی بتنی 93 متری در ایالت کالیفرنیا قرار دارد و یکی از معروف ترین سدهای جهان است چرا که سرریز آن به صورت حفره بزرگی است که اگر ارتفاع آب از مقدار معینی بیشتر شود داخل این حفره می ریزد. قطر این سرریز 22 متر است و در دریاچه بریسا که پشت سد می باشد، قرار دارد. این دریاچه هفتمین دریاچه بزرگ مصنوعی کالیفرنیا است. زمانی که ارتفاع آب دریاچه تا 4/7 متر و بالاتر از دهانه سرریز افزایش یابد، آب به داخل آن وارد می شود. سرعت سرریز آب در این حالت 48400 فوت مکعب در هر ثانیه است.

این سد آب های حاصل از جریان Putah Creek را ذخیره می کند و از این طریق سالانه 56806000 کیلو وات ساعت انرژی تولید می کند که این کار توسط دو توربین 5 مگاواتی و یک توربین 1/5 مگاواتی انجام می شود.

شکل 3 . سد مونتی سیلو در آمریکا

سد هوور ایالات متحده آمریکا

این سد یکی از معروف ترین سدهای جهان است که بین ایالت های نوادا و آریزونا قرار دارد. این سد عظیم ارتفاعی برابر با 221/4 متر دارد. عرض این سد در پایه برابر با 200 متر و در قسمت تاج برابر با 14 متر است. این سد، یک سد وزنی قوسی و بتنی است که با هدف کنترل سیل، تأمین آب کشاورزی، تولید انرژی برق آبی، ذخیره آب و تفریح ساخته شده است. این نیروگاه برق آبی توربین های مختلفی همچون یک توربین فرانسیس 61/5 مگاواتی و دو توربین پلوتن 2/4 مگاواتی دارد که به وسیله آن ها سالانه 4/2 ترا وات ساعت برق تولید می کند.

یکی از بزرگترین کارهایی که باید برای هوور انجام می شد، منحرف کردن رودخانه کلرادو بود. بدین منظور چهار تونل انحرافی در دیواره های دره (دو تا در سمت نوادا و دو تا در سمت آریزونا) حفر شد. در یک فوریه 1935 یعنی چند سال بعد از انحراف رودخانه کلرادو، از یک دریچه فلزی استفاده شد تا آب مجدداً مسیر طبیعی خود را طی کند. این اولین باری است که رودخانه کلرادو به کنترل انسان در آمد.

شکل 4 . سد هوور آمریکا

سد سه دره چین

این سد بزرگترین سد برق آبی جهان است. دهانه این سد 2/3 کیلومتر است و آب رودخانه یانگ تسه در استان هوبئی چین را ذخیره می کند. نیروگاه این سد می تواند در هر سال 87 ترا وات ساعت انرژی الکتریکی تولید کند. برای این کار از 32 توربین فرانسیس 700 مگاواتی و 2 توربین فرانسیس 50 مگا واتی استفاده می شود. عرض این سد در پایین 115 متر و در قسمت تاج برابر با 40 متر است. هدف دیگر از ساخت این سد علاوه بر تولید انرژی برق آبی، افزایش ظرفیت جابجایی کشتی ها در این رودخانه و همچنین کاهش وقوع سیل در پایین دست از طریق ذخیره و جمع آوری آب است. شگفتی این پل که موجب شده است آن را از معروف ترین سدهای جهان به شمار آوریم، در این است که تغییر جهت این حجم زیاد آب می تواند موجب کند شدن سرعت چرخش کره زمین شود.

شکل 5 . سد سه دره در چین

سد تربیلا پاکستان

تریبلا بزرگترین سد خاکی جهان است که آب رودخانه ایندوس را ذخیره می کند. هدف از ساخت آن تأمین آب کشاورزی، کنترل سیل و تولید انرژی برق آبی است. برای اینکه انحراف رودخانه ایندوس به درستی صورت گیرد، ساخت سد در سه مرحله انجام شده است. بدین منظور تونل های بزرگی ساخته شد تا مسیر آب منحرف شود. بدنه اصلی این سد از خاک و سنگ ساخته شده است. دهانه این پل از جزیره تا سمت راست رودخانه 2743/2 متر می باشد. دو سد بتنی کمکی نیز وجود دارد که دهانه آن از جزیره تا سمت چپ رودخانه گسترده شده است. این سد مجهز به 10 توربین 175 مگاواتی و 4 توربین 432 مگاواتی است. مجموعه این توربین ها در سال 14/959 میلیارد کیلووات ساعت برق تولید می کند.

شکل 6 . سد تربیلا پاکستان

سد آلمِندرا اسپانیا

یکی از بلندترین سازه های اسپانیا، سد المندرا است که در شهر سالامانکا قرار دارد. این سد آب رودخانه تورمس را ذخیره می کند. این سد یک سد قوسی وزنی و بتنی است که بخشی از سیستم هیدروالکتریک Duero Drops را تشکیل می دهد. این سیستم متشکل از 5 سد در اسپانیا و 3 سد دیگر در نزدیکی پرتغال است. دبی سر ریز این سد، 3039 متر مکعب در هر ثانیه است.

شکل 7 . سد المندرا در پاکستان

سد ایتایپو برزیل

این سد شگفت انگیز هیدروالکتریکی به طول 7919 متر از برزیل تا پاراگوئه ادامه دارد و آب رودخانه پارانا را ذخیره می کند. این سد با تولید متوسط 89/5 تراوات ساعت انرژی در هر سال از سد سه دره پیشی گرفته است. این سد 20 توربین فرانسیس 700 مگا واتی دارد. ده مورد از این توربین ها به تولید انرژی در پاراگوئه و ده مورد دیگر به تولید انرژی در برزیل می پردازند. در حقیقت این سد متشکل از چهار سد است، یک سد جانبی بتنی، یک سد بتنی اصلی، یک سد سنگی و یک سد خاکی.

شکل 8 . سد ایتایپو برزیل از معروف ترین سدهای جهان

سد آتاتورک ترکیه

سد آتاتورک روی رودخانه فرات قرار دارد و بزرگترین سد ترکیه و ششمین سد خاکی و سنگی بزرگ در جهان محسوب می شود. این سد در مرکز 22 سدی قرار دارد که روی رودخانه های تیگریس و فرات ساخته شده اند. ظرفیت این سد 48/7 کیلومتر مکعب آب است. این سد 8 توربین فرانسیس 300 مگاواتی دارد که قادر است 8900 گیگا وات ساعت انرژی برق آبی در هر سال تولید کند.

شکل 9 . سد آتاتورک ترکیه از معروف ترین سدهای جهان

سد کاریبا زیمباوه

یکی از بزرگترین سدهای آفریقا همین سد است که می تواند 1626 مگا وات انرژی برای بخش های Copperbelt در زامبیا و زیمباوه تولید کند. این سد روی رودخانه زامبزی ساخته شده است و مجهز به 10 نوع توربین فرانسیس است که در مجموع 6400 گیگا وات ساعت انرژی الکتریکی در هر سال تولید می کند. این سد از نوع سدهای قوسی بتنی دو انحنایی است که می تواند به خوبی در برابر فشار ناشی از 180 کیلومتر مکعب آب مقاومت کند.

شکل 10 . سد کاریبا زیمباوه از معروف ترین سدهای جهان

سد کِر در ایالات متحده آمریکا

هدف از طراحی این سد تولید انرژی برق آبی است. اهداف دیگر از ساخت این سد عبارت است از حفظ حیات وحش، حفظ جنگل ها و کاربردهای تفریحی. این سد روی رودخانه فلاتید واقع شده است. از طریق این سد در هر سال 426 گیگا وات ساعت انرژی الکتریکی تولید می شود.

شکل 11 . سد کر در آمریکا

سد گاریپ در آفریقای جنوبی

گاریپ یک سد قوسی وزنی هیبریدی است. این سد روی رود خانه اورنج ساخته شده و حداکثر ظرفیت آن 53400 مگا لیتر آب است. در این سد از طریق 4 توربین 90 مگا واتی، سالانه 899 گیگا وات ساعت انرژی الکتریکی تولید می شود.