سد حاجز

السد الحاجز هوتعبير عن سد صغير، وأحيانًا مؤقت، يُنشأ عبر حوض أوخندق تصريف أومجرى مائي لمقاومة التآكل (التعرية) وذلك عن طريق تخفيف سرعة تدفق الماء. السدود الحاجزة نفسها ليست نوعًا من التكنولوجيا الجديدة؛ بل هي تقنية قديمة يعود تاريخها إلى القرن الثاني الميلادي. عادةً ما تُنفّذ السدود الحاجزة -وليس دائمًا- في نظام يتكون من عدة سدود تقع على مسافات منتظمة عبر المنطقة المطلوبة.وسم <ref> غير سليم؛ أسماء غير سليمة، على سبيل المثال كثيرة جدا

الخصائص

يعترض السد الحاجز الموجود في المصرف أوالحوض أوالقناة المائية تدفق المياه ويسوّي ميل القناة، وبالتالي يقلل من السرعة. بدوره، يدفع هذا العائق إلى التسرب ويقلل من التآكل. إذ لا يقتصر استخدام هذه السدود على إبطاء سرعة التدفق بل يضم أيضًا توزيع التدفقات عبر الأحواض لتجنب المسارات التفضيلية وتوجيهها نحوالغطاء النباتي. على الرغم من حتى بعض الترسبات قد تنتج خلف السد، لا تعمل السدود الحاجزة بشكل أساسي كأجهزة لتجميع الرواسب.وسم <ref> غير سليم؛ أسماء غير سليمة، على سبيل المثال كثيرة جدا

يمكن تصميم السدود الحاجزة لإنشاء خزانات صغيرة، دون إمكانية الانسداد بالطمي. نُشر تصميم للتخلص الذاتي من الطمي في مجلة (إنفينشن إنتيليجانس)، في أغسطس من عام 1987، إذ إذا هذا التصميم عندماقد يكون دائمًا فمن شأنه حتى يزيل الطمي فور تشكله، والحفاظ على سعة الخزان القصوى. يحتوي هذا التصميم بدوره على مظلة تكون قريبة جدًا من المستوى السفلي، وتمتد على عرض السد، وتندمج في الجوانب. عند حدوث طوفان للمياه، يُنقل الطمي تلقائيًا إلى أسفل النهر، ما يبقي الخزان نظيفًا.

تطبيقات الاستخدام

آلية التحكم في درجة الانحدار

تُنفذ السدود الحاجزة بشكل تقليدي في بيئتين: عبر قيعان القنوات المائية وعلى المنحدرات الجبلية. تُستخدم السدود الحاجزة بشكل أساسي للتحكم بسرعة المياه والحفاظ على التربة وتحسين الأراضي الزراعية.وسم <ref> غير سليم؛ أسماء غير سليمة، على سبيل المثال كثيرة جدا وذلك عندما تكون الممارسات الأخرى للتحكم بالتدفق -مثل تبطين القناة المائية أوإنشاء قنوات خطية- غير عملية.وسم <ref> غير سليم؛ أسماء غير سليمة، على سبيل المثال كثيرة جدا ووفقًا لذلك، تُستخدم بشكل رائج في القنوات المائية المؤقتة حيثقد يكون التثبيت الدائم غير عملي وغير ممكن من ناحية تخصيص الموارد والتمويل بسبب عمرها القصير. أوتُستخدم عندما تمنع تأخيراتُ البناء وظروف الطقس التثبيت المؤقت لآليات مكافحة انجراف التربة الأخرى. يُشاهد هذا عادةً أثناء بناء السدود الدائمة واسعة النطاق أوأنظمة مكافحة الانجراف. على هذا النحو، تعمل السدود الحاجزة كآليات مؤقتة للتحكم بدرجة الانحدار على طول الممرات المائية حتى ينشأ استقرار ثابت أوعلى طول الأحواض الدائمة التي بحاجة إلى حماية قبل تدعيمها ببطانة غير قابلة للتآكل.

آلية لمراقبة جودة المياه

تميل الكثير من السدود الحاجزة إلى تشكيل تجمعات للتيار المائي. في ظل ظروف التدفق المنخفض، تتسرب المياه إلى الأرض، تتبخر، أوتتسرب عبر السد أوأسفله. تحت ظروف التدفق العالي -الفيضانات- يتدفق الماء عبر هيكل السد أومن خلاله. تميل الرواسب الحبيبية الخشنة والمتوسطة الناتجة عن الجريان السطحي إلى حتى تتجمع خلف السد الحاجز، بينما تتدفق الحبيبات الناعمة عبره. تُجمّع أيضًا الفضلات الطافية بواسطة السدود الحاجزة، ما يزيد من فعاليتها كتدابير مراقِبة لجودة المياه.

المناطق القاحلة

في المناطق القاحلة، غالبًا ما يتم إنشاء السدود الحاجزة لزيادة تغذية المياه الجوفية في عملية تسمى إعادة تغذية المياه الجوفية المُدارة. وبالتالي يمكن تخزين الجريان السطحي في الشتاء في طبقات المياه الجوفية، والتي يمكن سحب المياه منها خلال موسم الجفاف للري، وسقاية المواشي، وحتى كمصدر لمياه الشرب. يعتبر هذا مفيدًا وخصوصًا للمستوطنات الصغيرة الواقعة بعيدًا عن مركز حضري كبير حيث تتطلب السدود الحاجزة اعتمادًا أقل على الآليات والتمويل، أومفاهيم متقدمة مقارنة بتطبيق السدود على نطاق واسع.

يمكن استعمال السدود الحاجزة مع الليمانز لإيقاف وتجميع مياه الجريان السطحي.

المناطق الجبلية

كاستراتيجية لتحقيق الاستقرار في التيارات المائية بالجبال، فإن لبناء السدود الحاجزة تقليد طويل في الكثير من المناطق الجبلية التي يعود تاريخها إلى القرن التاسع عشر في أوروبا. بسبب المنحدرات الشديدة في المناطق الجبلية، قد يحدث من الصعب على آليات البناء الكبيرة الوصول إلى الجداول الجبلية؛ وبالتالي، تُبنى السدود الحاجزة بدلًا من السدود الكبيرة. نظرًا إلى حتى المنحدر العالي يؤدي إلى تحرك سرعة التدفق بشكل أسرع، من الضروري عادةً وجود نظام مدرج يضم عدة سدود حاجزة متباعدة عن قرب لتقليل السرعة وبالتالي مقاومة التآكل. تحاول هذه السدود الحاجزة -التي تُبنى في مدرجات- حتى تمنع كلًا من التقوس الأمامي والسفلي في طبقات القناة بالإضافة لتثبيت منحدرات التل المجاورة. ويمكن استخدامها لتخفيف مخاطر الفيضان وتدفق الحطام.

متطلبات التصميم

المسقط

قبل بناء السد الحاجز، يفحص المهندسون المسقط، تتطلب المواصفات القياسية حتى تكون مساحة الصرف عشرة فدانات أوأقل، ويجب حتىقد يكون المجرى المائي على منحدر لا يقل عن 50% وينبغي حتىقد يكون الحد الأدنى لعمق الأساس 2 قدم. غالبًا ما تستخدم السدود الحاجزة في القنوات المائية الطبيعية أوالمبنية. يجب ألا توضع أبدًا في وجه تيار مائي مباشر مالم توافق عليه السلطات المحلية أوالدولية أوالفدرالية المختصة.وسم <ref> غير سليم؛ أسماء غير سليمة، على سبيل المثال كثيرة جدا

المواد

تُصنع السدود الحاجزة من مجموعة مختلفة من المواد. ونظرًا لاستخدامها عادةً كمنشآت مؤقتة، غالبًا ما تكون مصنوعة من مواد رخيصة وسهلة الوصول مثل الصخور، الحصى، جذوع الأشجار، رزم القش، وأكياس الرمل. باستخدام الصخور وجذوع الأشجار عادةً ما تكون السدود الحاجزة دائمة أوشبه دائمة؛ وعندما يُبنى السد الحاجز بشكل أساسي بواسطة أكياس الرمل فيكون لأغراض مؤقتة. أيضًا، هناك سدود حاجزة تم تشييدها بواسطة الركام أوالألواح الخشبية. لا يتم تطبيق هذه السدود عادة إلا في القنوات المائية الصغيرة المفتوحة التي تستنزف مساحة تقدر بـعشرة فدان (0.04 كيلومتر مربع) أوأقل؛ ولا يتجاوز عادة ارتفاعها 2 قدم (0.61 متر). يمكن استعمال الأسلاك المنسوجة لبناء السدود الحاجزة وذلك من أجل الاحتفاظ بالمواد الناعمة في المجرى. يتم استخدامها عادة في البيئات التي يوجد بها منحدر معتدل (أقل من 10%)، ومنطقة تصريف صغيرة، وفي المناطق التي لا تحمل فيها تدفقات الفيضان عادة صخورًا كبيرة أوأحجارًا. في جميع الحالات تقريبًا، تستخدم بطانيات التحكم بالتعرية، وهي بطانيات قابلة للتحلل بيولوجيًا، بالتزامن مع السدود الحاجزة. تساعد هذه البطانيات في تعزيز نموالنباتات على المنحدرات وقيعان الخنادق.

الحجم

عادة ماقد يكون ازدياد السدود الحاجزة أقل من 2 قدم (0.61 متر) إلى ثلاثة أقدام (0.91 متر). ويجب حتىقد يكون مركز السد أخفض من حوافه بمقدارستة بوصات (0.15 متر).

التباعد

من أجل إبطاء سرعة الماء بشكل فعال لتقليل التآكل ومن أجل حماية القناة المائية بين السدود في نظام أكبر، يجب تصميم التباعد بشكل سليم، يجب حتى تكون السدود متباعدة بحيث تكون مقدمة السد الحاجز بالاتجاه المعاكس للتيار مساوية إلى ازدياد قمة السد الحاجز بالاتجاه الرئيسي للتيار. من خلال القيام بذلك، يمكن للماء حتى يتجمع بين السدود الحاجزة وبالتالي تنخفض سرعة التدفق بشكل كبير مع تقدم المياه إلى أسفل المنحدر.

المراجع

^ Marsh, William M. (2010). Landscape Planning: Environmental Applications (الطبعة 5th). Danvers, MA: John Wiley & Sons, Inc. صفحات 267–268. ISBN .
^ Mississippi Department of Environmental Quality. (PDF) (الطبعة 4th). Mississippi DEQ. صفحات 4–118. مؤرشف من الأصل (PDF) فيخمسة مارس 2016. اطلع عليه بتاريخ 21 أكتوبر 2014.
^ Melbourne Water (2005). . Australia: CSIRO Publishing. صفحة 140. ISBN . مؤرشف من الأصل في 08 ديسمبر 2019. اطلع عليه بتاريخ 28 أكتوبر 2014.
^ A conceptual model of check dam hydraulics for gully control:efficiency, optimal spacing and relation with step-pools C. Castillo, R. Pérez, and J. A. Gómez from Hydrology and Earth System Sciences 18, 1705–1721, 2014
^ North Carolina Department of Environment and Natural Resources (2006). . Raleigh, N.C.: NCDENR. صفحات 6.83.1–6.83.3. مؤرشف من الأصل في 24 يوليو2013. اطلع عليه بتاريخ 28 أكتوبر 2014.
^ Urban Drainage and Flood Control District (2010). (PDF). Colorado: Urban Drainage and Flood Control District. مؤرشف من الأصل (PDF) في 05 سبتمبر 2012. اطلع عليه بتاريخ 28 أكتوبر 2014.
^ S. Parimala Renganayaki, L. Elango (April 2013). "A review on managed aquifer recharge by check dams: a case study near Chennai, India". : International Journal of Research in Engineering and Technology 2 (4): 416–423
^ Mazzorana, Bruno (6 June 2014). "The susceptibility of consolidation check dams as a key factor for maintenance planning". Österreichische Wasser- und Abfallwirtschaft. 66 (5): 214–216. doi:10.1007/s00506-014-0160-4.
^ USDA Natural Resource Conservation Services (NRCS). "Urban BMPs: Water Erosion" (PDF). usda.gov. USDA. اطلع عليه بتاريخ 28 أكتوبر 2014. ^{[وصلة مكسورة]}
^ "FAO Watershed Management Field Manual". fao.org. Food and Agricultural Organizations of the United Nations. مؤرشف من الأصل في 31 يناير 2019. اطلع عليه بتاريخ 28 أكتوبر 2014.
^ (PDF). United States Department of Agriculture. اطلع عليه بتاريخ 04 نوفمبر 2014. ^{[وصلة مكسورة]}
^ Rickard, Charles & Rodney Day, Jeremy Purseglove (2003). (PDF). UK: Environment Agency. صفحة xi. مؤرشف من الأصل (PDF) في 23 يناير 2017. اطلع عليه بتاريخ 04 نوفمبر 2014.
^ Sustainable Technologies Evaluation Program. "Check dams". Low Impact Development Stormwater Management Planning and Design Guide. مؤرشف من الأصل في 08 ديسمبر 2019. اطلع عليه بتاريخ 28 مارس 2018.