السدود الصغيرة وآثارها في الريف السوداني

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

السدود الصغيرة وآثارها في الريف السوداني

متحدث: د. محمد عكود عثمان

معقبون: د. عبدالكريم محمد زين
د. سيف الدين حمد


ما هي السدود الصغيرة:
هي السدود التي لا يزيد ارتفاعها عن 15 متر ويمكن تشيدها علي مجري دائم الجريان أو موسمي. وسوف نتناول هنا السدود التي تشيد علي الأودية الموسمية فقط.

فكرتها الأساسية:
تحقيق أهدافها المذكورة أدناه بأقل تكلفة ممكنة وتهزم الفكرة تماما" في حالة ارتفاع التكلفة.

أهداف السدود الصغيرة:
- توفير مياه السطحية لأغراض الشرب وخلافه (سد تاوي - سد قوب – سد ابودليق)
- تغذية المياه الجوفية ( سدود أربعات - terraces)
- الحماية من الفيضانات ( سد السرف بالقضارف)
- نثر المياه للزراعة ( شرق السودان – وادي المقدم terraces)
- أهداف أخرى ( الكهرباء –تحويل المياه - ……الخ)

أنواع السدود الصغيرة:
1- السدود الترابية (earth dams) الطول غير محدد وارتفاعها بين 8 إلى 15 متر
2- السدود من الحجر ( masonry dams) المجارى والخوانق الجبلية
3- السدود الخرسانية (concrete dams) المجاري والخوانق الجبلية
4- سدود السفح الخرساني و تملأ بالحجر (rockfill concrete face)
5- خلطه من أعلاه (mix mode) } مادة الدعامات قد تختلف عن مادة جسم السد{

المواد الانشائية:
السدود الترابية: (سد السرف – سدود غرب السودان – أبو دليق )
- التراب – لجسم السد (97%)
- الحجر – لأعمال الحماية وجدران ترعة الفايض
- الخرسانة المسلحة – ترعة الفايض والبوابات التحتية أو البرابخ
- الحديد – المواسير والبوابات والصمامات

السدود الحجرية سد قوب)
- الحجر لجسم السد
- الخرسانة المسلحة لترعة الفايض والبرابخ
- الحديد – المواسير والبوابات والصمامات

عوامل اختيار نوع السد:
- الهدف من السد
- موقع السد وطبوغرافية المنطقة
- جيولوجية المنطقة
- نوعية تربة الاساسات لجسم السد وترعة الفايض
- توفر مواد الإنشاء
- المردود البيئي
- التكلفة الاقتصادية

أعمال الدراسات المطلوبة:
1- أعمال المساحة وتشمل الخرائط الكنتورية والطبوغرافية والقطاعات الطولية والعرضية بطول الوادي وتحديد الحوض الجابي ( catchment area) … الخ
2- الدراسات الهيدرلوجية وتشمل :
-الأمطار (مقاديرها والتوزيع الزماني)
-المجاري الطبيعية
- التبخر
-التسرب
-المياه الجوفية
-الرسوبيات (الاطماء)

3- الدراسات الجيولوجية والجيوتقنية (حقلية ومعملية) وتشمل نوعية التربة وخواصها الميكنيكية والصخور الأساسية ومواد التشيد وتطوير الخرائط المعنية… ألخ.
4- الدراسات الاقتصادية والاجتماعية
5- الدراسات البيئية

موجهات التصميم العامة:
عديدة منها مراعاة أهداف السد - استدامة خدمة السد – ثبات واستقرار السد - تحقيق أكبر فائدة اقتصادية واجتماعية من قيام السد - تقليل المردود البيئية السالب من قيام السد

المعلومات التصميمية:
يلاحظ ان جميع المعلومات المطلوبة لأعمال الدراسة والتصميم يمكن الحصول عليها مباشرة من الحقل والمعمل والخرائط ما عدا المعلومات التي لا تستعاد إذا فات أوان جمعها ومنها
المعلومات الهيدرلوجية: وهنا تكمن أكبر مشاكل تصميم السدود الريفية في توفير مثل هذا النوع من المعلومات الهيدرلوجية والتي تتعلق بالامطار و الجريان (التصريف) حيث أن هذه الاودية هي مجاري موسمية وفي الأغلب لا توجد لها معلومات هايدرلوجية كافية. وينعكس أثر غياب هذه المعلومات جليا" في :
1- تحديد سعة السد وبالتالي ارتفاع السد ( هل يقام السد أم لا)
2- تحديد التصريف التصميمي (design discharge) لترعة الفايض وبالتالي أبعادها الهندسية وما يترتب علي ذلك من مشاكل التصميم الأخرى المصاحبة مثل الاساسات والحوائط ونوعها وخلافه.
3- تحديد سعة البوابات التحتية
4- معرفة كمية الرسوبيات التي يحملها المجري في فيضانه.

والأصل السعي لمعرفة معامل الجريان للحوض الجابي (C = runoff coefficient.) باستخدام الطرق النمطية المعروفة (rational method) مثل Q = C*I*A ولكن بتعذر المعلومات المكتملة حول الأمطار والجريان يصعب الحصول علي C .
ولكن يمكن اللجؤ الي طريقتين يتعين استخدامهما علي توفر الخبرة الكافية لفهمهما وهما:
- المقارنة بالمنشئات الشبيهة بالمنطقة
- استعمال الطرق الإحصائية والاحتمالية لإيجاد علاقة بين الأمطار والجريان ( rainfall –runoff relation) وذلك بعد نقل معلومات الأمطار وهي معالجة من اقرب محطات رصد للأمطار (data transfer) الي الحوض الجابي المعني.
ولحسن الحظ وبوجود معادلة مانق لمقاومة الجريان(Manning resistance relation) فيمكن من شكل المقطع والانحدار الطولي معرفة تصريف القاطع الممتلئ (bankfull discharge) ومع استخدام عامل الضمان المناسب (factor of safety) يمكن فرض التصريف التصميمي لترعة الفايض .
وعموما فإن قضية تحديد سعة السد تظل قائمة ما استمر غياب المعلومات المعنية.
وفي الوقت الحالي يوجد العديد من الأودية والخيران الكبيرة الموسمية والتي يمكن إنشاء سدود عليها لأغراض مختلفة ولكن يلاحظ الآتي:
- جل هذه المجاري لا توجد محطات رصد عليها للأمطار والتصريف
- والتي يوجد بها محطات رصد توقف عمل معظمها منذ السبعينات القرن الماضى
- أما التي ظلت تعمل حتي الآن فهي في حاجة الي المراجعة والمعايرة

متطلبات التصميم للسدود الترابية:
يجب مراعاة الآتي :
- ثبات السفح الأمامى والخلفي تحت مختلف ظروف التشغيل (slopes stability)
- التسريب خلال جسم السد (seepage through embankment) (استخدام النواة الطينية clay core والمرشحات الخرسانية gravel filters )
- التسريب تحت الاساسات (seepage underneath the foundation) (استخدام الفرشة الطينية clay blanket ممتدة أمام وخلف السد بالإضافة ألي الحواجز الراسية cutoff walls)
- مراعاة منطقة التداخل بين التربة المدكوكة والأجسام الخرسانية الملحقة بالسد
- الهبوط المتوقع والتشققات المصاحبة وخاصة بعد مرحلة الملئ أول مرة
- أعمال الحماية لترعة الفايض والبوابات التحتية (القفزة المائية)
- اختيار شكل التاج (crest) لترعة الفايض (Q = CD b H3/2)
- ارتفاع الأمان (free board) وحماية السفح الأمامى من أثر الموجات السطحية بالحجر (riprap – dry or pitching)

مشاكل التنفيذ الحالية:
توفر الآليات – المقاول المؤهل من جميع النواحي – كفاءة الاشراف علي التنفيذ – توفر معامل الاختبارات علي مستوي الحقل - تسديد الاستحقاقات للجهات المعنية




مشاكل التشغيل والادارة الحالية:
- أيلولة إدارة هذه المشاريع الي الولايات وخاصة المحليات حيث تغيب أهداف السد الأساسية وتبرز أهداف وأغراض أخري قد تتعارض فنيا" مع فكرة تصميم السد.
- غياب الصيانة
- غياب أخذ القراءات والمتابعة (monitoring)

قضايا البيئة:
الحيوانات البرية والبحرية - إرتفاع المياه الجوفية – تأثر المستفيدين أسفل المشروع - نزوح المواطنيين- مستقبل المشروع

أثر هذه السدود علي الريف:
- حل ضائقة المياه عموما"
- توفير المياه الصحية للشرب والاستخدامات الاخري
- توسع الرقعة الزراعية (محدودة)
- توفير المياه رغم محدوديته يصحبه استقرار إجتماعي
- المردود الاقتصادي الملموس علي مستوى المنطقة
- النزوح نحو المصدر الجديد
- النزاعات حول مصدر المياه الجديد
- الضغط علي مورد المياه بسبب تزايد أعداد المواطنين حول المصدر
- قضايا المتأثرين اسفل السد