525 سداً تعزز الأمن المائي وتحافظ على مياه الأمطار في المملكة

سد عكرمة أول سد في المملكة أنشئ عام 1376ه بمحافظة الطائف

أولت المملكة منذ عهد الملك عبدالعزيز -رحمه الله- أهمية بالغة للسدود ووضعت خططاً واستراتيجيات لتوفير المياه وتعزيز مصادرها وترشيدها والاستفادة من مياه الأمطار والسيول الموسمية.
وأنشئ أول سد في المملكة عام 1376ه وهو سد عكرمة بمحافظة الطائف ثم توالت السدود في مختلف مناطق المملكة حتى وصلت إلى 525 سداً بإجمالي طاقة تخزينية بلغت أكثر من ملياري و500 مليون متر مكعب ويوجد في المملكة 51 سداً يزيد ارتفاعها على 15 مترا وسيصل في الأعوام المقبلة إلى 61 سداً حيث يأتي سد وادي بيشة في جازان في مقدمة السدود ارتفاعا ب106 أمتار يليه سد الملك فهد ب103 أمتار.
أنواع السدود
تنقسم السدود إلى سد قصير ومتوسط وسد عالٍ حيث يصل ارتفاع السد القصير إلى 15 متر بينما السد المتوسط يكون ارتفاعه ما بين 15 مترا و90 مترا فيما السد العالي يزيد ارتفاعه عن 90 مترا وتختلف السدود من حيث البناء والإنشاء والشكل حيث يوجد منها الأسمنتية والخراسانية الثقيلة حيث تتحمل قوة الكميات الكبيرة من السيول وكذلك يوجد منها الأسمنتية المقوسة التي تعتبر من أبسط أشكال السدود وأقلها تكلفة ويستخدم هذا النوع في الأماكن الضيقة والصخرية ويوجد من أنواعها السدود الإملائية الترابية أو الصخرية حيث تعتمد في المقام الأول على أوزانها الهائلة وعلى المادة العازلة في داخلها التي تمنع ترشيح أو تسرب المياه.
أغراض السدود
وللسدود أغراض متعددة كسدود التغذية الجوفية التي تقام على مجاري الأودية لحجز مياه الأمطار مؤقتا إلى أن يتم ترشيحها إلى الخزان الجوفي ومنها سدود التخزين السطحي وعادة تقام في المناطق الجبلية بمجاري الأودية لتحتجز كميات كبيرة من المياه ومن ثم نقلها إلى خزانات وتوزيعها على الأحياء السكنية القريبة من السد. وأيضا من الأغراض سدود الحماية كالتي تحمي المناطق السكنية والزراعية من هيجان البحار في فترات المد.
التأثير على السدود
يؤثر على اتزان السد وثباته عدة قوى دائما ما يأخذ بها المهندسون القائمون على تصميم وبناء السدود حيث يأتي وزن السد في المقام الأول ومن ثم ضغط المياه وقوة رفع المياه وأيضا قوة دفع الأمواج وأخيرا قوة الزلازل وأيضا يجب أخذ الاحتياطات قبل الشروع في تصميم السد كحدوث انزلاق للسد وحدوث انقلاب للسد وكذلك زيادة ضغط السد على المنطقة التي يقع عليها.
ويجب عمل صيانة دورية مستمرة على السدود لكي تستمر لسنوات طويلة وإلا لحدث انهيار مع مرور السنوات بالإضافة للأخطاء الهندسية التي تتسبب في الانهيارات كأخطاء تصميم بناء السدود وأخطاء تصميم التسليح وحساب الإجهادات وأخطاء دراسات التربة لموقع السد وأخطاء الخرسانة وأخطاء حساب منسوب الفيضان وأخطاء تحمل السد للزلازل.
أكبر سدود المملكة
تتوزع سدود المملكة في معظم المناطق وذلك على النحو التالي: 86 سداً في منطقة عسير و72 سداً في منطقة الرياض و40 سداً في منطقة مكة المكرمة و34 سداً منطقة الباحة و27 سداً في منطقة حائل و26 سداً في منطقة المدينة المنورة و18 سداً في منطقة نجران و11 سداً في منطقة القصيم وأخيرا منطقة جازان بعشرة سدود. ويأتي سد وادي بيش وسد الملك فهد على قائمة أعلى السدود ارتفاعاً في المملكة ب106 أمتار و103 أمتار على التوالي يليهما سد وادي حلي ب95 مترا ومن ثم سد وادي رابغ ب80.5 وسد الليث ب79.5 وبعده سد المضيق ب73 مترا وأخيراً سد ليا بارتفاع 40 متراً. وتتميز سدود المملكة بسعة تخزينية كبيرة تجاوزت المليارين وخمسمائة مليون مليون متر مكعب يأتي على رأسها سد الملك فهد بعسير بسعة 325000 مليون متر مكعب يليه سد وادي حلي بمكة المكرمة بسعة 249860 مليون متر مكعب وسد وادي رابغ بمكة المكرمة بسعة «220250» مليون متر مكعب وسد وادي بيش بجازان بسعة «193644» مليون متر مكعب ومن ثم سد الليث بمكة المكرمة بسعة «88570» مليون متر مكعب وسد المضيق بنجران بسعة «86000» مليون متر مكعب وسد جازان بسعة «51000» مليون متر مكعب وأخيراً سد قاع حظوظا بالمدينة المنورة بسعة «40000» مليون متر مكعب.
سد وادي بيشة بجازان في مقدمة السدود ارتفاعاً ب106 أمتار
أكبر سدود العالم
وبمقارنة سريعة مع أكبر سدود دول العالم المختلفة ونظيرها في المملكة نجد أن هناك سدود عملاقة بثلاثة أضعاف ما يوجد لدينا مثل السد الصيني جين بينغ حيث يصل ارتفاعه إلى 305 أمتار وهو من السدود المقوسة ويقع على نهر يالونغ جيانغ. وكذلك سد نورك الطاجيكستاني والذي يصل ارتفاعه إلى 300 متر ومصمم من الجسور الترابية ويقع على نهر فاخش. بينما سد شياو وان الصيني بارتفاع 292 متراً من النوع المقوس على نهر انتسانغ. وكذلك غراند ديسكانك السويسري والذي يصل ارتفاعه إلى 285 مترا وسد انغوري بجورجيا يرتفع إلى 271.5 مترا والسد الإيطالي فايونت يصل إلى 261.5 متر وسد مانويل مورينو توريس المكسيكي يرتفع 261 مترا ونفس ارتفاعه في سد تيهري الهندي وأخيرا سد البرتو ليراس الكولومبي يصل ارتفاعه إلى 250 متراً.
رأي هندسي
وعن المعايير الصحيحة لبناء السدود يقول م. سمير الترك: قبل الشروع في البناء يلزم عمل دراسات لهيدرولوجية المنطقة من كمية المياه الساقطة والمياه السطحية والمياه الجوفية وكذلك دراسة للتراكيب الجيولوجية الموجودة وكذلك دراسة الملامح العامة لسطح الأرض وقياس نفاذية التربة والنشاط الزلزالي في المنطقة وحساب سعة السد التخزينية وحساب قوة عمل السد للمياه المجتمعة خلفه بالإضافة إلى الخصائص الأخرى الموجودة في منطقة السد.
وحول القوى المؤثرة على السدود يقول م. الترك: أن ضغط الماء المجتمع خلف السد مع ضغط وزن المواد المستخدمة في البناء وكذلك تسربات المياه أسفل السد بسبب الشقوق والمسامات كل هذا يولد ضغوط تؤثر على السد وهذا يحدث في السدود الترابية بالإضافة إلى القوى الإضافية الناتجة عن الهزات الأرضية حيث أن موجات الزلازل تؤثر على جسم السد وكذلك تولد موجات زلزالية للمياه المجتمعة خلفها مما يعرض السد إلى الانهيار. وعن كيفية حدوث انهيار السدود يقول م. سمير الترك: يحدث ذلك لأسباب مختلفة منها ارتفاع منسوب المياه فوق السد وهذا يحدث غالباً بالسدود الترابية أو الصخرية بسبب جرف المياه المتدفقة للمواد التي بني منها السد ويحدث بسبب زيادة تخزين المياه عما هو في التصميم أو عدم كفاءة المفيض عن تصريف المياه الزائدة وكذلك تسرب المياه من داخل السد لتحمل معها المواد التي بني منها السد مما يحدث تجاويف داخلية تؤدي إلى انهيار السد.
وتحرك السد وعدم ثباته عندما تحدث الزلازل أو الانزلاقات الأرضية مع وجود مياه كبيرة متجمعة خلفه بالإضافة لعدم الالتزام بالشروط والمعايير الهندسية لبناء السدود.
من جهته قال م. ماهر الحربي حول دور السدود في التنمية الزراعية: أن المناطق الزراعية تعتمد على الأمطار الموسمية في الري بشكل أساسي لذلك أدت الحاجة الماسة للمياه إنشاء مشروعات حيوية كالسدود والحواجز المائية لأنها المصدر الرئيسي للري وخزن المياه للاستفادة منها على مدار السنة بالتنمية الزراعية لزيادة رقعة المساحة الزراعية بالمناطق المفتقرة للمياه.
وعن أنواع السدود التي تصلح للزراعة قال الحربي: هي السدود الإملائية أو التخزينية حيث تستفيد منها التنمية الزراعية وصلاحية التربة لاحتوائها على العناصر الهامة من الطين والحصى والرمل.
وتحدث الحربي عن كيفية تحقيق أهداف السدود بقوله: تتحقق أهداف السدود عندما تتوفر جميع الدراسات الصحيحة - الجيولوجية والهيدرولوجية والطبوغرافية والجيوتكتونية - ومدى دقة الحسابات مثل سعة السد التخزينية وقوة تحمل السد للمياه ومراعاة تصميمها الهندسي ومواد البناء الجيدة بالإضافة إلى دراسة القوى المختلفة المؤثرة على منشآت السدود.
منطقة عسير تضم 86 سداً.. تليها الرياض ب 72 سداً
من جهته أوضح م. طلال الشريف كيفية الاستفادة من السدود في توفير الطاقة الكهربائية وقال: تستخدم الطاقة المائية في توليد الكهرباء وتعتمد على حفظ المياه الذي ينتج من الفرق في الارتفاع بين سطح المياه ومصبها وكلما زاد ارتفاع المياه ازداد ضغطها والسدود تحبس المياه لكي تنتج بحيرة مياه أو خزان مياه عندما تفتح بوابات السد تتدفق المياه عبر أنبوب يقودها إلى التوربين وضغطها مرتفع فتدور الشفرات المرتبطة بمحرك فوقها وعندما يدور محور المحرك تقوم مجموعة من القطع المغناطيسية بالاستدارة مقابل وشائع نحاسية مما ينتج تيار كهربائي متردد ومن ثم تعود المياه المستعملة إلى البحيرة عبر أنابيب تستفيد محطة توليد الطاقة تحت الأرض من الفرق الطبيعي والكبير في الارتفاع بين جسمين مائيين مثل شلال أو بحيرة جبلية ويصمم نفق تحت الأرض ليحمل المياه من الخزان المرتفع إلى منطقة التوليد الواقعة في مغارة تحت الأرض قرب النقطة الأكثر انخفاضا في النفق ويكون هناك طاقة تخزين على حسب الطلب عن طريق مضخات للمياه التي تدفقت إلى بركة تخزين وإعادة نفس العملية. وتنتج محطات توليد الطاقة المائية حوالي 24 في المئة من الكهرباء في العالم بالرغم أن هناك بعض السلبيات كتدمير مناطق طبيعية واسعة بسبب إغراقها وراء السدود علما أن استخدام الطاقة المائية يمنع احتراق 22 مليار برميل من النفط أو 120 مليون من الفحم سنويا وتعتبر الطاقة المائية من أكثر مصادر الطاقة استدامة.
وعن إمكانية الاستفادة من السدود في المملكة لتوفير الطاقة الكهربائية قال م. الشريف: هذا غير ممكن لأن السد الذي يولد الكهرباء يحتاج إلى أنهار جارية ومستمرة عكس الذي يوجد لدينا حيث نعتمد كليا على مياه الأمطار بالإضافة أن تكلفتها الرأسمالية مرتفعة إذا قارناها بالطاقة النووية.
سد المضيق بنجران
السد السويسري
سد تيهري في الهند
انهيار أحد سدود محافظة القنفذة
أحد السدود في تهامة