ژئوممبران در سدها و مخازن بزرگ؛ تجربه‌ی شصت‌ساله‌ی اروپا و بولتن ۱۳۵ ICOLD

آب‌بندی سد قدیمی‌ترین چالش مهندسی آب است. سدهای خاکی هسته‌ی رسی دارند، سدهای سنگریزه‌ای رویه‌ی بتنی یا آسفالتی و سدهای بتنی به جنس بتن متکی‌اند. از اواخر دهه‌ی ۱۹۵۰، ورق‌های مصنوعی به گزینه‌ای جدی برای آب‌بندی سد تبدیل شدند و امروز در صدها سد در سراسر جهان استفاده می‌شوند.

آغاز در ایتالیا

یکی از نخستین سدهایی که با ورق مصنوعی آب‌بند شد، سد کنترادا سابتا در ایتالیا (۱۹۵۹) بود. ایتالیا از آن زمان پیشگام این فناوری ماند. Scuero و Vaschetti در مقاله‌ای (۲۰۱۱) سیر توسعه‌ی سیستم‌های ژئوممبران برای آب‌بندی سدها در اروپا را مرور کرده‌اند.

بولتن ۱۳۵ ICOLD

کمیسیون بین‌المللی سدهای بزرگ (ICOLD) تجربه‌ی جهانی این کاربرد را در بولتن ۱۳۵ با عنوان «سیستم‌های آب‌بندی ژئوممبرانی برای سدها» جمع‌بندی کرده است. Scuero و Vaschetti (۲۰۱۷) خلاصه‌ی این بولتن را در مجله‌ی Innovative Infrastructure Solutions منتشر کرده‌اند. نکته‌های کلیدی:

• ورق‌ها در همه‌ی انواع سد (خاکی، سنگریزه‌ای، بتنی، بنایی و RCC) هم در ساخت جدید و هم در بازسازی استفاده شده‌اند.
• دو حالت اصلی وجود دارد: ورق روباز و ورق پوشیده (با بتن، سنگ یا خاک).
• زهکشی پشت ورق حیاتی است: آبی که از سوراخ یا درز رد می‌شود یا از بدنه به پشت ورق می‌رسد، باید جمع و تخلیه شود تا فشار ورق را جدا نکند. این زهکشی، پایش نشت را هم ممکن می‌کند.
• ژئوکامپوزیت‌ها (ورق PVC یا پلی‌اتیلن به همراه ژئوتکستایل پشتی) رایج‌اند.

عکس: Ekrem Canli — CC BY-SA 3.0، ویکی‌مدیا کامنز

عمر ورق روباز روی سد

Cazzuffi و همکاران (۲۰۲۰) عمر ورق‌های PVC-P روبازی را که روی سدهای ایتالیا نصب شده‌اند ارزیابی کردند. برخی از این ورق‌ها چند دهه در معرض آفتاب، یخ‌زدگی و نوسان آب بوده‌اند و اطلاعات واقعی ارزشمندی درباره‌ی دوام این سیستم‌ها ارائه می‌دهند (ورق PVC و نرم‌کننده‌ها).

مخازن کوهستانی و برفساز

در کوه‌های آلپ اتریش، سوئیس و ایتالیا صدها مخزن کوچک و متوسط برای برف مصنوعی، آبیاری و برق‌آبی ساخته شده است که بسیاری از آن‌ها با ژئوممبران آب‌بند شده‌اند، مثل مخزن هینترتوکس در عکس بالا. این مخازن معمولاً در خاک‌های نفوذپذیر و شیب‌دار کوهستان ساخته می‌شوند که آب‌بندی رسی در آن‌ها دشوار است.

نکته برای پروژه‌های ایران

1. برای مخازن بزرگ، طراحی باید شامل زهکش و سیستم پایش نشت باشد.
2. در مناطق سرد، اثر یخ روی ورق روباز را در نظر بگیرید.
3. بند مهار ورق در پنجه و تاج سد با جزئیات دقیق اجرا شود (مهار ورق و باد).
4. کنترل کیفیت مستقل در ساخت الزامی است (CQA و کنترل کیفیت ساخت).

جمع‌بندی

تجربه‌ی شصت‌ساله‌ی اروپا نشان می‌دهد که ژئوممبران، اگر با زهکشی و جزئیات درست اجرا شود، گزینه‌ای مطمئن برای آب‌بندی و بازسازی سدها و مخازن است. بولتن ۱۳۵ ICOLD نقطه‌ی شروع هر طراحی جدی در این زمینه است.