اهمیت آب زیرزمینی بر کسی پوشیده نیست . بشر توانسته است با تکیه بر دانش و هوش خود با کندن زمین و دسترسی به لایه های زیرین، به بسترهای آب شیرین دسترسی پیدا کند. امروزه بسیاری از انسان ها و مردم جهان با تکیه بر این منابع؛ زندگی می‌کنند. این منبع آب شیرین که اصلی ترین عامل شکل گیری آن ؛ جاذبه زمین و خاصیت نفوذ آب به لایه های زیرین خاک است که در نتیجه بخشی از آب های سطحی و بارندگی ها وارد لایه های زیرین خاک شده و تا جائی نفوذ می کنند که دیگر امکان نفوذ وجود نداشته و در آن محل متوقف می شود . اما این تمام ماجرا نیست ؛ با توجه به نیاز روز افزون به این منبع تامین آب بی نظیر ، برای ایجاد تراکم بالای آب در مناطق مناسب زیرزمین ، باید مکانیزمی اتخاذ می شد که منجر به جمع آوری و ذخیره هر چه بیشتر شود . سد زیرزمینی همان مکانیزم مورد نظر بود . فناوری که برای کاهش اثرات خشکسالی در مناطق خشک بسیار کارآمد است .
روش های ذخيره آب بوسیله مهار آب های زیر سطحی در مناطق خشک دارای هزاران سال قدمت است .در چند دهه اخیر این روش ها در بسیاری از نقاط جهان مورد توجه محققین قرارگرفته است سد زیرزمینی به صورت مانعی است که در زیر سطح زمین براي مهار جریان های آب زير سطحی در آبرفت طبيعی ایجاد مي گردند. اين موانع می تواند به صورت موانع فيزيکی و يا هيدروليکی باشند .معمولاً موانع هيدروليکی در مجاورت سفره های آب شور در کنار دریا ، با هدف سد کردن آب شور دریا و حفاظت از سفره های آب شيرين در مجاورت آب شور انجام می گيرد . وجود شرایط زمين شناسی و توپوگرافی مناسب زير سطحی برای مخزن ذخیره آب و نيز برای محل احداث سد زيرزمينی ، مشابه آنچه برای سدهای روی سطح زمین در نظر گرفته مي شود ، حائز اهمیت است که چنین شرایطی در محل مخروط افکنه های واقع در دامنه های کوهستانی دهانه خروجی دره ها و مسيل ها فراهم می باشد و نیز سنگ بستر در اين گونه موارد بايستی دارای نفوذ پذيری خيلی کم و يا غیرقابل نفوذ جهت تجمع و ذخیره آب باشد . سد زیرمینی می تواند با اهداف زیر طراحی شود :
- تامین آب مصرفی
- مدیریت منابع آب ( مانند مسدود کردن چند چشمه یا قنات و هدایت آب آنها به چشمه اصلی یا مادر چاه قنوات )
- جلوگیری از پیشروی آب شور به آب زیر زمینی مانند سواحل و دشت های نمک
- و یا به دلایل زیست محیطی مانند پخش آلودگی یا تشعشعات هسته ای و اثرات سوء آن ها بر آب های زیرزمینی
در تصویر زیر می توانید انواع سد زیرزمینی از لحاظ وضعیت قرار گیری در زمین را مشاهده فرمایید .
سد زیرزمینی در ایران
همان طور که می دانید از دیر باز ایران در زمینه آب های زیرمینی پیشگام بوده است. یکی از معروف ترین این زمینه ها که به دوره هخامنشیان بر می گردد، حفر قنات و کاریز است . قنات در واقع راه آب یا کانالی است که در زیر زمین کنده شده، تا آب در آن برای رسیدن به سطح زمین جریان یابد . این جوی یا کانال در عمق زمین برای ارتباط دادن رشته‌چاه‌هایی است که از مادر چاه سرچشمه می‌گیرد. در عصر صفویه ، ایران برای افزایش آب مادرچاه قنوات وزوران در میمه اصفهان آب دیگر قنات ها را به آن منحرف می کردند ؛ این مورد یکی از قدیمی ترین نمونه های سد زیرزمینی در جهان است . سابقه ساخت سد زیرزمینی در ایران در عصر حاضر به سال ۱۳۷۰ می رسد که در کهنوج کرمان یه منظور تامین آب شرب شهرکی توسط وزارت جهاد سازندگی وقت انجام شد این سد که با عرض ۴۰ متر و ارتفاع ۱۲ متر در شیب ۴% با هسته رسی ساخته شد که حجم ذخیره آن حدود ۱۰۰۰ مترمکعب بود .
ساخت سد زیرزمینی به شکل امروزی
اولین اقدام در ساخت سد زیرزمینی حفر گودالی عمود بر مسیر حرکت آب های زیرزمینی و یا بستر رودخانه است . در آبرفت های ماسه ای خشک با خاصیت چسبندگی کم و مناطق شنی به علت ناپایداری شن ها امکان فروریزی دیواره تراشنه ها وجود دارد و حفاری را با مشکل مواجه می کند . با این وجود آبرفت های ماسه ای برای مکان سد مطلوب هستند .چون سطح آب زیر زمینی به راحتی در آن هادیده می شود و می توان با پمپ کردن سطح آب را پایین نگه داشت . معمولا زمان احداث سدهای زیرزمینی در پایان فصل خشک می باشد . که سطح آب زیر زمینی پایین می باشد و عملیات اجرایی به سهولت بیشتری همراه خواهد بود . مصالح معرفه در احداث سدهای زیرزمینی با توجه به سه پارامتر : منبع قرضه موجود در منطقه ، هزینه های مصرفی و سهولت انجام کار تعیین می شود. سیستم آب بند یا بدنه اصلی سد در سدهای بزرگ به روش های مختلفی مانند رس متراکم شده ، ورق های قیراندود، پرده تزریق و دیوار آب بند بتنی اجرا گردد. در نمونه های کوچک سدهای زیرزمینی جهت اجرای دیوار آب بند از مصالح بنایی مثل آجر ، ملات ماسه و سیمان و حتی مواد ژئوتکستایل به عنوان عامل آب بند کننده استفاده می شود . لازم به ذکر است جهت اجرای دیواره آب بند با ابعاد بزرگ به دستگاه ها و ماشین آلاتی با قدرت بالا مانند هدروفرز ، کلامشل ، گراب باکت ، یا اورگرهای قدرتمند نیاز است .
