سد سه‌دره Three Gorges Dam یکی از بزرگ‌ترین و تأثیرگذارترین پروژه‌های مهندسی جهان است که بر روی رودخانه یانگ‌تسه در چین ساخته شده است. این سد عظیم نه‌تنها به دلیل ظرفیت تولید برق بی‌نظیرش، بلکه به دلیل تأثیرات گسترده‌اش بر محیط‌زیست، اقتصاد و اجتماع چین و جهان شناخته می‌شود.
سد سه‌دره چین چیست؟
سد سه‌دره یک سد هیدروالکتریکی از نوع وزنی بتنی است که بر روی رودخانه یانگ‌تسه، سومین رودخانه طولانی جهان، ساخته شده است. این سد با ظرفیت تولید برق 22,500 مگاوات، بزرگ‌ترین نیروگاه برق‌آبی جهان محسوب می‌شود. سد سه‌دره علاوه بر تولید برق، برای کنترل سیل، بهبود ناوبری رودخانه‌ای و تأمین آب برای مناطق کم‌آب طراحی شده است. این پروژه شامل یک مخزن عظیم با ظرفیت 39.3 کیلومتر مکعب و یک سیستم قفل کشتی برای عبور کشتی‌های بزرگ است. سد سه‌دره به دلیل مقیاس عظیم و تأثیرات اجتماعی و زیست‌محیطی‌اش، یکی از بحث‌برانگیزترین پروژه‌های مهندسی جهان است.
موقعیت جغرافیایی سد سه‌دره
سد سه‌دره چین در نزدیکی شهر ساندوپینگ، در منطقه ییلینگ، شهر ییچانگ، استان هوبی در مرکز چین واقع شده است. این سد در پایین‌دست منطقه سه‌دره، که به دلیل مناظر طبیعی خیره‌کننده‌اش شهرت دارد، بر روی رودخانه یانگ‌تسه ساخته شده است. مخزن سد تا شهر چونگ‌کینگ، در حدود 663 کیلومتر بالادست، امتداد دارد و مساحتی حدود 1045 کیلومتر مربع را پوشش می‌دهد. موقعیت استراتژیک سد در نزدیکی دره‌های باریک سه‌دره، امکان ذخیره حجم عظیمی از آب و تولید برق با استفاده از اختلاف ارتفاع طبیعی را فراهم کرده است. این منطقه همچنین به دلیل جریان سریع یانگ‌تسه، مستعد سیل‌های فصلی بود که سد برای کنترل آن‌ها طراحی شد.
تاریخچه ساخت پروژه
ایده ساخت سد سه‌دره به سال 1919 بازمی‌گردد، زمانی که سون یات‌سن، بنیان‌گذار جمهوری چین، پیشنهاد استفاده از یانگ‌تسه برای تولید برق را مطرح کرد. در دهه 1940، دفتر احیای ایالات متحده طرح اولیه‌ای را ارائه داد، اما جنگ داخلی چین پروژه را متوقف کرد. در سال 1953، مائو تسه‌تونگ بحث درباره سد را از سر گرفت و پس از سیل ویرانگر 1954 که 30,000 کشته بر جای گذاشت، برنامه‌ریزی جدی آغاز شد. در سال 1992، کنگره ملی خلق چین با وجود مخالفت‌های قابل‌توجه، پروژه را تصویب کرد. ساخت رسمی در دسامبر 1994 آغاز شد، بدنه سد در سال 2006 تکمیل شد و آخرین توربین در سال 2012 به بهره‌برداری رسید. این پروژه 17 سال طول کشید و یکی از بزرگ‌ترین پروژه‌های زیرساختی جهان بود.
حقایق جالب
سد سه‌دره چندین رکورد جهانی را به خود اختصاص داده است. این سد با استفاده از 27.2 میلیون متر مکعب بتن و 463,000 تن فولاد ساخته شده که معادل ساخت 63 برج ایفل است. مخزن سد 632 کیلومتر مربع زمین را زیر آب برد و بیش از 1.4 میلیون نفر را جابه‌جا کرد. در سال 2020، سد با تولید 111.8 تراوات‌ساعت برق، رکورد جهانی تولید سالانه برق را که قبلاً متعلق به سد ایتایپو بود، شکست. سد همچنین دارای یک بالابر کشتی (ship lift) است که می‌تواند کشتی‌های تا 3000 تن را جابه‌جا کند. این پروژه به دلیل مقیاس عظیم و تأثیراتش، اغلب با دیوار بزرگ چین مقایسه می‌شود و نمادی از پیشرفت تکنولوژیکی چین است.
مشخصات فنی سد سه‌دره
- نام پروژه: سد سه‌دره (Three Gorges Dam)
- موقعیت جغرافیایی: رودخانه یانگ‌تسه، استان هوبی، چین
- نوع سد: سد بتنی وزنی (Concrete Gravity Dam)
- طول سد: 2,335 متر
- ارتفاع سد: 185 متر از سطح زمین
- ضخامت در پایه: حدود 115 متر
- ظرفیت مخزن آب: حدود 39.3 میلیارد متر مکعب
- مساحت مخزن: تقریباً 1,084 کیلومتر مربع
- ظرفیت تولید برق: 22,500 مگاوات
- تعداد توربین‌ها: 32 عدد (هرکدام 700 مگاوات) + 2 توربین کوچک (50 مگاوات)
- تعداد دروازه‌های تخلیه: 22 عدد
- طول دریاچه پشت سد: حدود 600 کیلومتر
- تاریخ شروع ساخت: سال 1994
- تاریخ بهره‌برداری کامل: سال 2012
سد سه‌دره 2335 متر طول و 185 متر ارتفاع دارد و مخزنی با ظرفیت 39.3 کیلومتر مکعب ایجاد کرده است. سطح آب مخزن در حداکثر به 175 متر بالاتر از سطح دریا می‌رسد، که 110 متر بالاتر از سطح رودخانه در پایین‌دست است. سد شامل 32 توربین اصلی 700 مگاواتی و دو ژنراتور کوچک 50 مگاواتی برای نیازهای داخلی است. سیستم قفل کشتی پنج‌مرحله‌ای آن می‌تواند کشتی‌های تا 10,000 تن را جابه‌جا کند، و بالابر کشتی برای کشتی‌های کوچکتر طراحی شده است. سد از 463,000 تن فولاد و 102.6 میلیون متر مکعب خاک جابه‌جاشده ساخته شده و مساحت مخزن آن 1045 کیلومتر مربع است.
دلایل چین برای احداث این سد عظیم
چین سد سه‌دره را به دلایل متعددی ساخت. نخست، تولید برق پاک برای تأمین نیازهای روبه‌رشد صنعتی کشور بود، زیرا چین به شدت به زغال‌سنگ وابسته بود که آلودگی بالایی ایجاد می‌کرد. دوم، کنترل سیل‌های فصلی یانگ‌تسه بود که در طول تاریخ خسارات سنگینی به همراه داشت، مانند سیل 1998 که 4000 کشته و میلیاردها دلار خسارت به جا گذاشت. سوم، بهبود ناوبری رودخانه‌ای بود که با افزایش عمق کانال، امکان تردد کشتی‌های بزرگ‌تر تا چونگ‌کینگ را فراهم کرد. در نهایت، سد به‌عنوان منبعی برای تأمین آب شیرین برای مناطق خشک شمال چین از طریق پروژه انتقال آب جنوب به شمال طراحی شد. این اهداف ترکیبی از نیازهای اقتصادی، زیست‌محیطی و اجتماعی بودند.
هزینه ساخت و منابع مالی پروژه
هزینه ساخت سد سه‌دره چین به طور رسمی حدود 26 میلیارد دلار (معادل 2008) اعلام شده است، اما برخی تخمین‌ها هزینه واقعی را تا 40 میلیارد دلار برآورد می‌کنند. این پروژه همانند ایستگاه فضایی چین عمدتاً از طریق بودجه دولتی، وام‌های داخلی و خارجی، و درآمدهای حاصل از سد گژوبا (پروژه آزمایشی قبلی) تأمین مالی شد. برخلاف بسیاری از پروژه‌های بین‌المللی، بانک جهانی به دلیل نگرانی‌های زیست‌محیطی و اجتماعی از تأمین مالی پروژه خودداری کرد. شرکت سهامی عام China Three Gorges Corporation (CTG) مدیریت مالی و بهره‌برداری پروژه را بر عهده داشت. بخش قابل‌توجهی از هزینه‌ها صرف جابه‌جایی ساکنان و جبران خسارت آن‌ها شد، اگرچه این موضوع انتقادهایی را به دنبال داشت.
فناوری‌های ساخت بدنه بتنی سد
ساخت بدنه بتنی سد سه‌دره چین یکی از پیچیده‌ترین بخش‌های پروژه بود که نیازمند فناوری‌های پیشرفته بود. برای ساخت دیوار بتنی با حجم 27.2 میلیون متر مکعب، از بتن با مقاومت بالا و افزودنی‌های خاص برای کاهش ترک‌خوردگی استفاده شد. سیستم خنک‌کننده لوله‌ای داخلی در بتن تعبیه شد تا گرمای ناشی از هیدراتاسیون را کنترل کند و از ترک‌های حرارتی جلوگیری شود. بتن‌ریزی به‌صورت لایه‌ای و با استفاده از جرثقیل‌های کابلی عظیم انجام شد. فناوری مدل‌سازی سه‌بعدی و شبیه‌سازی کامپیوتری برای اطمینان از دقت ساخت به کار رفت. این پروژه همچنین از تکنیک‌های نوین برای مقاومت در برابر فشار آب و زلزله استفاده کرد که در آزمایش‌های مدل در سایت هسته‌ای لوپ نور تأیید شد.
ایمنی و ساختار مقاوم در برابر فشار آب
سد سه‌دره برای مقاومت در برابر فشار هیدرواستاتیکی عظیم آب و خطرات طبیعی مانند زلزله طراحی شده است. دیوار بتنی وزنی سد با ارتفاع 181 متر و ضخامت پایه 115 متر، ثبات خود را از وزن عظیمش می‌گیرد. سد برای تحمل سیل هزارساله (با دبی 98,800 متر مکعب بر ثانیه) و حتی سیل ده‌هزارساله با 10 درصد حاشیه ایمنی (124,300 متر مکعب بر ثانیه) طراحی شده است. سیستم تخلیه سیلاب سه‌لایه (شامل خروجی‌های عمیق، سطحی و زیرین) برای مدیریت جریان‌های عظیم استفاده می‌شود. بتن تقویت‌شده سد برای مقاومت در برابر حملات احتمالی آزمایش شده و در شرایط جنگی می‌تواند با کاهش سطح آب به 145 متر، خسارات را محدود کند.
ظرفیت تولید برق در سد
سد سه‌دره با ظرفیت نصب‌شده 22,500 مگاوات، بزرگ‌ترین نیروگاه برق‌آبی جهان است. این سد به‌طور متوسط سالانه 95±20 تراوات‌ساعت برق تولید می‌کند، که در سال 2020 به رکورد 111.8 تراوات‌ساعت رسید. این مقدار برق معادل صرفه‌جویی در مصرف 31 میلیون تن زغال‌سنگ در سال است و به کاهش 100 میلیون تن انتشار گازهای گلخانه‌ای کمک می‌کند. برق تولیدی به 9 استان و شهرهای بزرگی مانند شانگهای و گوانگ‌دونگ از طریق خطوط انتقال AC و DC ارسال می‌شود. با این حال، به دلیل نوسانات فصلی جریان یانگ‌تسه، تولید برق در ماه‌های خشک کاهش می‌یابد و سد تنها حدود 2 درصد از نیاز برق چین را تأمین می‌کند.
توربین‌های به‌کاررفته در سد
سد سه‌دره مجهز به 32 توربین اصلی فرانسیس (Francis) با ظرفیت 700 مگاوات و دو توربین کوچک 50 مگاواتی است. این توربین‌ها توسط کنسرسیومی از شرکت‌های بین‌المللی مانند آلستوم (فرانسه)، جنرال الکتریک (آمریکا)، و زیمنس (آلمان) و شرکت‌های داخلی چین مانند Dongfang Electric طراحی و ساخته شدند. هر توربین 700 مگاواتی در زمان نصب از پیشرفته‌ترین فناوری‌های جهان برخوردار بود و برای کار در شرایط جریان بالا و هد متوسط (80-100 متر) بهینه شده است. توربین‌ها در دو نیروگاه اصلی (14 در سمت شمال و 12 در سمت جنوب) و یک نیروگاه زیرزمینی (6 توربین) نصب شده‌اند. نگهداری و تعمیرات منظم این توربین‌ها برای حفظ راندمان بالا ضروری است.
نقش سد در کنترل سیل‌ها
یکی از اهداف اصلی سد سه‌دره، کنترل سیل‌های فصلی یانگ‌تسه بود که به‌طور تاریخی خسارات سنگینی به همراه داشت. مخزن سد با ظرفیت 22.15 کیلومتر مکعب برای ذخیره سیلاب طراحی شده و می‌تواند تا 40 درصد از اوج سیل را کاهش دهد. از زمان بهره‌برداری تا اوت 2020، سد حدود 180 میلیارد متر مکعب آب سیلابی را ذخیره کرده و فشار سیل را در مناطق میانی و پایین‌دست یانگ‌تسه، به‌ویژه در رودخانه جینگ‌جیانگ، کاهش داده است. به عنوان مثال، در سیل‌های 2010 و 2012 با دبی ورودی 70,000 و 71,200 متر مکعب بر ثانیه، سد از خسارات گسترده جلوگیری کرد و جان و مال بیش از 15 میلیون نفر را نجات داد.
اثرات بر رودخانه یانگ‌تسه
سد سه‌دره تأثیرات عمیقی بر رودخانه یانگ‌تسه داشته است. در بالادست، کاهش سرعت جریان آب باعث تجمع رسوبات شده و خودپالایی رودخانه را کاهش داده است. در پایین‌دست، آب شفاف‌تر خروجی از سد، فرسایش بستر رودخانه و دیواره‌ها را افزایش داده و دریاچه‌هایی مانند دریاچه دونگ‌تینگ را کوچکتر کرده است. این تغییرات بر کشاورزی و شیلات پایین‌دست تأثیر منفی گذاشته، زیرا رسوبات مغذی دیگر به مزارع و اکوسیستم‌های ساحلی نمی‌رسند. سد همچنین موانعی برای مهاجرت ماهی‌ها ایجاد کرده و گونه‌هایی مانند دلفین رودخانه‌ای بایجی را به انقراض کشانده است. این اثرات اکوسیستم یانگ‌تسه را به شدت تغییر داده است.
اثرات زمین‌شناسی و احتمال زلزله
سد سه‌دره بر روی دو گسل اصلی زمین‌شناختی قرار دارد و از زمان پر شدن مخزن در سال 2003، صدها لرزه کوچک ثبت شده است. وزن 39.3 میلیارد متر مکعب آب مخزن می‌تواند باعث زلزله‌های القایی مخزنی (reservoir-induced seismicity) شود. در سال 2014، زمین‌لرزه‌هایی با بزرگی 4.3 و 4.7 در شهرستان زیگویی رخ داد که برخی زمین‌شناسان آن‌ها را به سد مرتبط دانستند. فرسایش سواحل مخزن و بی‌ثباتی شیب‌ها نیز خطر رانش زمین را افزایش داده است. اگرچه سد برای تحمل زلزله‌های قوی طراحی شده، اما شهرها و روستاهای اطراف از چنین مقاومتی برخوردار نیستند، که خطر بالقوه‌ای برای ساکنان ایجاد می‌کند.
انتقادهای بین‌المللی به ساخت سد
سد سه‌دره با انتقادهای گسترده بین‌المللی مواجه شده است. سازمان‌های زیست‌محیطی مانند International Rivers به تأثیرات مخرب سد بر اکوسیستم یانگ‌تسه، از جمله انقراض گونه‌ها و کاهش تنوع زیستی، اعتراض کرده‌اند. جابه‌جایی 1.4 میلیون نفر و غرق شدن 140 شهر و 1300 روستا انتقادات حقوق بشری را برانگیخته، زیرا بسیاری از جابه‌جاشده‌ها بدون جبران کافی به مناطق فقیرتر منتقل شدند. بانک جهانی و برخی دولت‌های غربی به دلیل نگرانی‌های زیست‌محیطی و اجتماعی از تأمین مالی پروژه خودداری کردند. همچنین، عدم شفافیت در گزارش‌های ایمنی و تأثیرات بلندمدت سد، از جمله خطر زلزله و فرسایش سواحل، مورد انتقاد قرار گرفته است.
مقایسه با سد ایتایپو برزیل
سد سه‌دره چین با ظرفیت 22,500 مگاوات، در مقایسه با سد ایتایپو (14,000 مگاوات) در برزیل و پاراگوئه، بزرگ‌ترین نیروگاه برق‌آبی جهان است. سد سه‌دره 2335 متر طول و 181 متر ارتفاع دارد، در حالی که ایتایپو 7235 متر طول و 196 متر ارتفاع دارد، اما حجم بتن آن (12.3 میلیون متر مکعب) کمتر از سه‌دره (27.2 میلیون متر مکعب) است. مخزن سه‌دره (1045 کیلومتر مربع) کوچکتر از مخزن ایتایپو (1350 کیلومتر مربع) است، اما تأثیرات اجتماعی سه‌دره (جابه‌جایی 1.4 میلیون نفر) بسیار گسترده‌تر از ایتایپو (59,000 نفر) بود. سه‌دره در سال 2020 با 111.8 تراوات‌ساعت، رکورد تولید سالانه ایتایپو (103 تراوات‌ساعت در 2016) را شکست. هر دو سد نقش مهمی در تولید برق پاک دارند، اما سه‌دره به دلیل مقیاس و اثرات زیست‌محیطی‌اش بحث‌برانگیزتر است.
منبع: ابرار صنعتی
