مهندس الواقع مهندس الواقع
recent

آخر الأخبار

recent
جاري التحميل ...

سد النهضة بأثيوبيا



سد النهضة بأثيوبيا 



سد النهضة الإثيوبي الكبير ، المعروف سابقًا باسم سد الألفية ويشار إليه أحيانًا بسد Hidase ، هو سد الجاذبية على نهر النيل الأزرق في إثيوبيا قيد الإنشاء منذ عام 2011. يقع السد في منطقة بني شنقول-جوموز في إثيوبيا ، على بعد حوالي 45 كيلومترًا (28 ميلًا) شرق الحدود مع السودان. 


إقرأ أيضاً تنفيذ السلالم الخرسانية ملف pdf


الغرض الأساسي من السد هو إنتاج الكهرباء لتخفيف النقص الحاد في الطاقة في إثيوبيا ولتصدير الكهرباء إلى البلدان المجاورة. مع قدرة مخططة للتركيب تبلغ 6.45 جيجاوات ، سيكون السد أكبر محطة للطاقة الكهرومائية في إفريقيا عند اكتماله ، بالإضافة إلى سابع أكبر محطة في العالم. 


بدأ ملء الخزان في يوليو 2020.  سيستغرق ملء المياه ما بين 4 و 7 سنوات ، اعتمادًا على الظروف الهيدرولوجية خلال فترة الملء والاتفاقيات التي تم التوصل إليها بين إثيوبيا والسودان ومصر.




اسم النهر مشتق من كلمة الجعزية التي تعني "عظيم" للدلالة على كونه "نهر الأنهار". لا تزال كلمة Abay موجودة في اللغات الإثيوبية الرئيسية للإشارة إلى أي شيء أو أي شخص يعتبر متفوقًا.


إقرأ أيضاً كتاب تصدع المنشآت الخرسانية وطرق إصلاحها النسخة الأصلية /كتاب الترميم الاول بالوطن العربي


تم تحديد الموقع النهائي لسد النهضة الإثيوبي الكبير من قبل مكتب الاستصلاح الأمريكي في سياق مسح النيل الأزرق ، الذي تم إجراؤه بين عامي 1956 و 1964 في عهد الإمبراطور هيلا سيلاسي. لكن بسبب انقلاب عام 1974 ، فشل المشروع في التقدم. قامت الحكومة الإثيوبية بمسح الموقع في أكتوبر 2009 وأغسطس 2010. في نوفمبر 2010 ، وقدم جيمس كيلستون تصميماً للسد.




في 31 مارس 2011 ، بعد يوم واحد من الإعلان عن المشروع ، تم منح عقد بقيمة 4.8 مليار دولار أمريكي دون مناقصة تنافسية لشركة Salini Impregilo الإيطالية ، وتم وضع حجر الأساس للسد في 2 أبريل 2011 من قبل رئيس الوزراء آنذاك ميليس زيناوي. ] تم إنشاء معمل تكسير الصخور ، جنبًا إلى جنب مع قطاع جوي صغير للنقل السريع.كان من المتوقع أن يتم تشغيل أول توربينين لتوليد الطاقة بعد 44 شهرًا من الإنشاء ، أو أوائل عام 2015. 



كان السد في الأصل يسمى "المشروع X" ، وبعد الإعلان عن عقده أطلق عليه اسم سد الألفية. في 15 أبريل 2011 ، أعاد مجلس الوزراء تسميته سد النهضة الإثيوبي الكبير. تمتلك إثيوبيا القدرة على إنتاج حوالي 45 جيجاوات من الطاقة الكهرومائية. يتم تمويل السد من خلال السندات الحكومية والتبرعات الخاصة. كان من المقرر الانتهاء منه في يوليو 2017.



إقرأ أيضاًً تحميل الكتاب  ميكانيكا التربة وتصميم الأساسات الجزء التاسع أ.د عبد الرحمن مجاهد 


التكلفة والتمويل

 وبحسب ما ورد تم تمويل التوربينات والمعدات الكهربائية المرتبطة بها لمحطات الطاقة الكهرومائية التي تبلغ تكلفتها حوالي 1.8 مليار دولار أمريكي من البنوك الصينية. وهذا من شأنه أن يترك 3 مليارات دولار أمريكي يتم تمويلها من قبل الحكومة الإثيوبية من خلال وسائل أخرى. تبلغ تكلفة البناء المقدرة بـ 4.8 مليار دولار أمريكي ، باستثناء تكلفة خطوط نقل الطاقة على ما يبدو ، حوالي 5٪ من الناتج المحلي الإجمالي لإثيوبيا البالغ 87 مليار دولار أمريكي في عام 2017.



التصميم 


تم تغيير التصميم عدة مرات بين عامي 2011 و 2017. وقد أثر ذلك على كل من المعلمات الكهربائية ومعلمات التخزين.


في الأصل ، في عام 2011 ، كان من المقرر أن تستقبل محطة الطاقة الكهرومائية 15 وحدة توليد بسعة 350 ميجاوات لكل وحدة ، مما أدى إلى قدرة إجمالية مركبة تبلغ 5250 ميجاوات مع توليد طاقة متوقع يبلغ 15128 جيجاوات في الساعة سنويًا.تمت زيادة سعة التوليد المخطط لها لاحقًا إلى 6000 ميجاوات ، من خلال 16 وحدة توليد بسعة اسمية 375 ميجاوات لكل منها. قُدِّر توليد الطاقة المتوقع بحوالي 15،692 جيجاوات ساعة سنويًا. في عام 2017 ، تم تغيير التصميم مرة أخرى لإضافة 450 ميجاوات أخرى بإجمالي 6،450 ميجاوات ، مع توليد طاقة مخطط له يبلغ 16،153 جيجاوات ساعة سنويًا. وقد تحقق ذلك من خلال رفع مستوى 14 من 16 وحدة توليد من 375 ميجاوات إلى 400 ميجاوات دون تغيير السعة الاسمية. 


إقرأ أيضاً استلام اعمال الاحلال بالتربة الإنشائية أسفل الأساسات


لم تتغير معلمات الطاقة الكهربائية بمرور الوقت فحسب ، بل تغيرت أيضًا معلمات التخزين. في الأصل ، في عام 2011 ، كان من المخطط أن يبلغ ارتفاع السد 145 مترًا (476 قدمًا) بحجم 10.1 مليون متر مكعب. تم التخطيط للخزان ليكون بحجم 66 كم 3 (54.000.000 فدان) ومساحة سطح 1680 كم 2 (650 ميل مربع) عند مستوى الإمداد الكامل. كان من المخطط أن يبلغ ارتفاع السد المليء بالصخور بجانب السد الرئيسي 45 مترًا (148 قدمًا) ، وطولها 4800 مترًا (15700 قدمًا) وحجمها 15 مليون متر مكعب. 


في عام 2013 ، قامت لجنة خبراء مستقلة (IPoE) بتقييم السد ومعاييره التكنولوجية. في ذلك الوقت ، تم تغيير حجم الخزان بالفعل. ارتفع حجم الخزان عند مستوى الإمداد الكامل إلى 1874 كيلومتر مربع (724 ميل مربع) (بالإضافة إلى 194 كيلومتر مربع). زاد حجم التخزين عند مستوى الإمداد الكامل إلى 74 كيلومتر مكعب (60.000.000 فدان قدم) (زائد 7 كيلومتر مكعب). لم تتغير هذه الأرقام بعد عام 2013.


بعد أن قدم IPoE توصياته ، في عام 2013 ، تم تغيير معلمات السد لحساب أحجام التدفق الأعلى في حالة الفيضانات الشديدة: ارتفاع السد الرئيسي 155 مترًا (509 قدمًا) (زائد 10 أمتار) بطول 1780 مترًا ( 5840 قدمًا (بدون تغيير) وحجم السد 10.2 مليون متر مكعب (زائد 0.1 مليون متر مكعب). لم تتغير معايير المخرج ، تم رفع قمة السد الرئيسي فقط. ارتفع السد الصخري إلى ارتفاع 50 م (160 قدمًا) (زائد 5 أمتار) بطول 5200 م (17100 قدم) (زائد 400 متر). زاد حجم السد الصخري إلى 16.5 مليون متر مكعب (زائد 1.5 مليون متر مكعب). 





معلمات التصميم اعتبارًا من أغسطس 2017 هي كما يلي ، بالنظر إلى التغييرات الموضحة أعلاه:


* اثنان من السدود 

سيكون المستوى الصفري للسد الرئيسي ، مستوى الأرض ، على ارتفاع حوالي 500 متر (1600 قدم) فوق مستوى سطح البحر ، وهو ما يقابل تقريبًا مستوى قاع نهر النيل الأزرق. بالعد من مستوى سطح الأرض ، سيكون سد الجاذبية الرئيسي بطول 145 مترًا (476 قدمًا) وطوله 1780 مترًا (5840 قدمًا) وسيتكون من الخرسانة المضغوطة. ستكون قمة السد على ارتفاع 655 مترًا (2149 قدمًا) فوق مستوى سطح البحر. تقع مخارج القوتين تحت مستوى سطح الأرض ، وبالتالي فإن الارتفاع الإجمالي للسد سيكون أعلى قليلاً من الارتفاع المحدد للسد. في بعض المنشورات ، قدم المقاول الرئيسي الذي يقوم ببناء السد عددًا يبلغ 170 مترًا (560 قدمًا) لارتفاع السد ، وهو ما قد يفسر العمق الإضافي للسد تحت مستوى سطح الأرض ، والذي يعني 15 مترًا (49 قدمًا) من الحفريات من الطابق السفلي قبل ملء السد. سيكون الحجم الإنشائي للسد 10،200،000 م 3 (13،300،000 ياردة مكعبة). سيكون السد الرئيسي على بعد 40 كم (25 ميل) من الحدود مع السودان.





سيكون دعم السد الرئيسي والخزان منحنيًا بطول 4.9 كم (3 ميل) وارتفاع 50 مترًا (164 قدمًا) مليئًا بالصخور. مستوى سطح الأرض لسد السرج على ارتفاع حوالي 600 متر (2000 قدم) فوق مستوى سطح البحر. يمتاز سطح السد بطبقة نهائية من البيتومين للحفاظ على جفاف السد من الداخل. سيكون السد على بعد 3.3-3.5 كم (2-2 ميل) من الحدود مع السودان ، وهو أقرب بكثير إلى الحدود من السد الرئيسي.


سيكون للخزان خلف كلا السدين سعة تخزينية تبلغ 74 كم 3 (60.000.000 فدان) ومساحة سطحية تبلغ 1،874 كم 2 (724 ميل مربع) عندما يكون مستوى الإمداد الكامل 640 م (2100 قدم) فوق مستوى سطح البحر. وبالتالي يكون مستوى الإمداد الكامل 140 مترًا (460 قدمًا) فوق مستوى سطح الأرض للسد الرئيسي. يمكن أن يحدث توليد الطاقة الكهرومائية بين مستويات الخزان 590 م (1،940 قدمًا) ، ما يسمى بمستوى التشغيل الأدنى ، و 640 م (2100 قدم) ، مستوى الإمداد الكامل. يبلغ حجم التخزين الحي ، القابل للاستخدام لتوليد الطاقة بين كلا المستويين 59.2 كيلومتر مكعب (48.000.000 فدان). أول 90 مترًا (300 قدمًا) من ارتفاع السد سيكون ارتفاعًا ميتًا للخزان ، مما يؤدي إلى حجم تخزين ميت للخزان يبلغ 14.8 كيلومتر مكعب (12.000.000 فدان). 



*ثلاثة مجاري

سيكون للسدود ثلاثة مجاري. كلها تستخدم ما يقرب من 18000 متر مكعب من الخرسانة. تم تصميم مجاري الصرف هذه معًا لفيضان يصل إلى 38500 متر مكعب / ثانية (1،360،000 قدم مكعب / ثانية) ، وهو حدث لا يُنظر إليه على الإطلاق ، حيث أن حجم التفريغ هذا هو ما يسمى بـ "الحد الأقصى المحتمل للفيضان". تم تصميم جميع المياه من المجاري الثلاثة لتصريفها في النيل الأزرق قبل أن يدخل النهر الأراضي السودانية.


يقع مجرى التصريف الرئيسي والمغلف على يسار السد الرئيسي وسيتم التحكم فيه من خلال ستة بوابات مصبوبة وتصميم تصريف يبلغ 14700 متر مكعب / ثانية (520.000 قدم مكعب / ثانية) إجمالاً. سيبلغ عرض قناة التصريف 84 مترًا (276 قدمًا) عند بوابات التدفق. سيكون المستوى الأساسي للمجرى عند 624.9 م (2050 قدمًا) ، وهو أقل بكثير من مستوى الإمداد الكامل.


يوجد مفيض غير مزود ببوابة ، وهو المفيض الإضافي ، في وسط السد الرئيسي بعرض مفتوح يبلغ حوالي 205 م (673 قدمًا). يبلغ مستوى قاعدة هذا التدفق 640 م (2100 قدم) ، وهو بالضبط مستوى الإمداد الكامل للخزان. يبلغ ارتفاع قمة السد 15 مترًا (49 قدمًا) إلى اليسار وإلى اليمين من قناة تصريف المياه. من المتوقع أن يتم استخدام هذا المجرى غير المزود ببوابة فقط ، إذا كان الخزان ممتلئًا وتجاوز التدفق 14700 متر مكعب / ثانية (520.000 قدم مكعب / ثانية) ، وهي قيمة تدفق يُتوقع تجاوزها مرة كل عشر سنوات.


يوجد مفيض ثالث ، وهو مفيض للطوارئ ، على يمين سد السرج المنحني ، بمستوى قاعدته 642 م (2،106 قدم). يحتوي مجرى تصريف الطوارئ هذا على مساحة مفتوحة تبلغ حوالي 1200 متر (3900 قدم) على طول حافته. سيحمل هذا المجرى الثالث المياه فقط إذا تم توفير ظروف لفيضان يزيد عن حوالي 30000 متر مكعب / ثانية (1100000 قدم مكعب / ثانية) ، بما يتوافق مع حدوث فيضان مرة واحدة فقط كل 10000 عام.



*توليد وتوزيع الطاقة


سيكون على جانبي مجرى الصرف الإضافي غير المزود ببوابة في وسط السد منزلين للطاقة. سيحتوي اليمين على مولدات توربينية فرانسيس 10 × 375 ميغاواط ، وسيحتوي بيت الطاقة الأيسر على 6 × 375 ميغاواط من نفس المولدات التوربينية. تمت ترقية 14 من مولدات التوربينات الستة عشر إلى 400 ميغاواط دون تغيير سعة لوحة الاسم (التي لا تزال عند 375 ميغاواط) ، في حين بقي مولّدان توربينيان عند 375 ميغاواط.  ستبلغ السعة الإجمالية المركبة لجميع المولدات التوربينية 6450 ميجاوات. من المتوقع أن يبلغ متوسط ​​التدفق السنوي للنيل الأزرق المتاح لتوليد الطاقة 1،547 متر مكعب / ثانية (54،600 قدم مكعب / ثانية) ، مما يؤدي إلى توقع سنوي لتوليد الطاقة يبلغ 16،153 جيجاوات ساعة ، بما يتوافق مع المحطة. عامل الحمولة (أو عامل السعة) 28.6٪.


يتم تثبيت توربينات فرانسيس داخل بيوت الطاقة بطريقة رأسية ، بارتفاع 7 أمتار (23 قدمًا) فوق مستوى سطح الأرض. بالنسبة للعملية المتوقعة بين مستوى التشغيل الأدنى ومستوى الإمداد الكامل ، سيكون رأس الماء المتاح للتوربينات بارتفاع 83-133 مترًا (272-436 قدمًا). سيتم وضع محطة تحويل بالقرب من السد الرئيسي ، حيث سيتم توصيل الطاقة المولدة إلى الشبكة الوطنية. تم الانتهاء من أربعة خطوط نقل طاقة رئيسية بجهد 500 كيلوفولت في أغسطس 2017 ، وجميعها انتقلت إلى هوليتا ثم مع عدة خطوط 400 كيلوفولت إلى منطقة العاصمة أديس أبابا. يمتد خطان بقدرة 400 كيلوفولت من السد إلى محطة بيليس للطاقة الكهرومائية. كما تم التخطيط لخطوط التيار المباشر ذات الجهد العالي 500 كيلوفولت.


*التوليد المبكر للطاقة

مولدان توربينيان غير مطوران بقدرة 375 ميجاوات هما أول مولدين يعملان بقدرة 750 ميجاوات يتم تسليمها إلى شبكة الكهرباء الوطنية. سيبدأ هذا التوليد المبكر للطاقة قبل اكتمال السد بوقت طويل ، عندما يبدأ ملء الخزان. تقع الوحدتان داخل وحدة الطاقة المكونة من 10 وحدات على الجانب الأيمن من السد عند مجرى تصريف المياه الإضافي. يتم تغذيتها عن طريق مآخذ خاصة داخل هيكل السد تقع على ارتفاع 540 م (1،770 قدمًا) فوق مستوى سطح البحر. من المتوقع أن يبدأ توليد الطاقة عند مستوى ماء يبلغ 560 مترًا (1،840 قدمًا) ، 30 مترًا (98 قدمًا) أقل من مستوى التشغيل الأدنى للمولدات التوربينية الـ 14 الأخرى. عند هذا المستوى ، امتلأ الخزان بحوالي 5.5 كيلومتر مكعب (1.3 متر مكعب) من المياه ، وهو ما يعادل 11٪ تقريبًا من التدفق السنوي البالغ 48.8 كيلومتر مكعب (11.7 ميل مكعب). خلال موسم الأمطار ، من المتوقع أن يحدث هذا في غضون أيام إلى أسابيع. اكتملت المرحلة الأولى من ملء الخزان للتوليد المبكر في 20 يوليو 2020. 


شاهد أيضا دورة إعداد مهندس تنفيذ لحديثي التخرج والطلبة استكشاف التربة وتنفيذ الجسات م.محمد سمبل 


*الطمي والتبخر

يتوفر منفذين "سفليين" على ارتفاع 542 مترًا (1،778 قدمًا) فوق مستوى سطح البحر أو 42 مترًا (138 قدمًا) فوق مستوى قاع النهر المحلي لتوصيل المياه إلى السودان ومصر في ظل ظروف خاصة ، ولا سيما لأغراض الري في اتجاه مجرى النهر ، إذا كان ينخفض ​​مستوى الخزان عن الحد الأدنى لمستوى التشغيل 590 م (1،940 قدمًا) ولكن أيضًا أثناء عملية التعبئة الأولية للخزان.





المساحة الموجودة أسفل المخارج "السفلية" هي المساحة العازلة الأولية للطمي من خلال الترسيب والترسيب. بالنسبة لخزان الروصيرص في اتجاه مجرى النهر مباشرة من موقع سد النهضة ، يبلغ متوسط ​​حجم الترسيب والترسيب (بدون وجود سد النهضة) حوالي 0.035 كيلومتر مكعب (28000 فدان) في السنة. بسبب الحجم الكبير لخزان السد ، من المتوقع أن يكون حجم الترسيب والترسيب أعلى بكثير في هذه الحالة ، 0.21 كيلومتر مكعب (170.000 فدان قدم) سنويًا. من المتوقع أن يزيل خزان سد النهضة خطر الترسيب من خزان الروصيرص بالكامل تقريبًا.


تقع قاعدة سد سد النهضة على ارتفاع حوالي 500 متر (1600 قدم) فوق مستوى سطح البحر. سيتم إطلاق المياه المتدفقة من السد إلى النيل الأزرق مرة أخرى والتي ستتدفق لحوالي 30 كم (19 ميل) فقط ، قبل الانضمام إلى خزان الروصيرص ، والذي - إذا كان عند مستوى الإمداد الكامل - سيكون عند 490 م (1،610 قدم) فوق مستوى سطح البحر. لا يوجد سوى فرق ارتفاع يبلغ 10 أمتار (33 قدمًا) بين كلا المشروعين. يمكن أن يصبح الخزانان ومشاريع الطاقة الكهرومائية المصاحبة لهما - إذا تم تنسيقهما بشكل صحيح عبر الحدود بين إثيوبيا والسودان - نظامًا متسلسلًا لتوليد طاقة مائية أكثر كفاءة وري أفضل (في السودان على وجه الخصوص). يمكن تحويل المياه من عمود 140 مترًا (460 قدمًا) لتخزين المياه لخزان سد النهضة عبر الأنفاق لتسهيل مخططات الري الجديدة في السودان بالقرب من الحدود مع جنوب السودان. في إثيوبيا نفسها ، لم يتم التخطيط لأي مخططات للري بسبب قرب السد من حدود المصب مع السودان.





من المتوقع أن يكون تبخر المياه من الخزان بنسبة 3 ٪ من حجم التدفق السنوي البالغ 48.8 كيلومتر مكعب (11.7 متر مكعب) ، وهو ما يتوافق مع متوسط ​​الحجم المفقود من خلال التبخر بحوالي 1.5 كيلومتر مكعب (0.36 متر مكعب) سنويًا. وقد اعتبر هذا الأمر مهملاً من قب للمقارنة ، تخسر بحيرة ناصر في مصر ما بين 10-16 كيلومتر مكعب (2.4-3.8 ميل مكعب) سنويًا من خلال التبخر.



عن الكاتب

علاء الدين محمود

التعليقات


اتصل بنا

إذا أعجبك محتوى مدونتنا نتمنى البقاء على تواصل دائم ، فقط قم بإدخال بريدك الإلكتروني للإشتراك في بريد المدونة السريع ليصلك جديد المدونة أولاً بأول ، كما يمكنك إرسال رساله بالضغط على الزر المجاور ...

جميع الحقوق محفوظة

مهندس الواقع