1- INTRODUCTION

Types of dams :a)Embankment dams

b)Concrete dams1-Gravity dams

2-Buttress dams

3-Arch dams

AConcrete gravity dam: is a dam constructed from concrete and designed to hold back water by utilizing the weight of the material alone to resist the horizontal pressure of water pushing against it. Gravity dams are designed so that each section of the dam is stable, independent of any other dam section. Gravity dams. A concrete gravity dam is entirely dependent upon itsown mass for stability.

rely on the weight of the concrete of which they are built to resist the forces (gravity, water pressure, earthquake) to which they are subjected. Concrete dams are built in four basic shapes. The concrete gravity dam has weight as its strength. A cross section of this dam looks like a triangle, and the wide base is about three-fourths of the height of the dam. Water in the reservoir upstream of the dam pushes horizontally against the dam, and the weight of the gravity dam pushes downward to counteract the water pressure.

Concrete Gravity Dams

Weight holds dam in place Lots of concrete (expensive)

These dams are heavy and massive wall-like structures of concrete in which the

whole weight acts vertically downwards

As the entire load is transmitted on the small area of foundation, such dams are

constructed where rocks are competent and stable.

Uses of Dams

Dams are usually built for one or more of the following reasons:

To provide a supply of water for towns, cities and mining sites

To contain and store waste (tailings) from mines

To provide a supply of water for the irrigation of crops

To generate electricity in hydro-electric power stations

To help control or mitigate floods

Design

Design of a concrete dam depends on the purpose of the dam and the

configuration of the site where it will be built. Dams are of two general types.

Overflow dams block flow in a stream and harness the water for generating power

or to improve navigation and provide irrigation water. The components of an

overflow dam are designed so the water can be released and the level of the water in

the reservoir regulated by a series of sluice gates, spillways, or outlet tunnels. Non-

overflow dams store water for drinking water supply, irrigation, or power; they also

have a spillway, but its use is restricted for emergencies to lower the water level

quickly during floods. Methods for releasing the stored water are much more

limited than in

overflow dams, and the dam itself may not contain any outlet structures.

Instead, water may be pumped out for irrigation, for example, from part of the

reservoir.

SEISMIC PERFORMANCE EVALUATION OF CONCRETE GRAVITY DAMS

Dams and reservoirs located near populated areas represent a potential risk in

the event of uncontrolled release of the reservoir water due to earthquake damage,

endangering the people and properties.

In the present work, the seismic performance of concrete gravity dams is studied

numerically using commercially Finite Element based software ADINA (Automatic

Dynamic Incremental Nonlinear Analysis). The study gives deep insight into the

procedure of analysis and safety evaluation of concrete gravity dams, as well as

improving its stability under earthquake loading. In the present study, the horizontal

component of North Ridge earthquake was selected for analysis. The study covers a

range of parameters including the effect of earthquake horizontal acceleration

component, substrate soil type and strength properties of soil on the stability of

concrete gravity dams. The behavior of upstream water surface under seismic shaking

was also considered in the research.

the main objectives include:

1. Studying the effect of earthquake horizontal acceleration component on the

seismic performance for concrete gravity dams;

2. Studying the effect of relative height of upstream water surface (Hw/H) on the

stability of dams during earthquakes;

3. Studying the effect of soil strength properties on the seismic performance of

concrete gravity dams;

4. Studying the factors of safety against sliding and overturning, and induced

stresses during earthquake loading, and

5. Studying the uplift water pressure during earthquake and its distribution under

the concrete gravity dam.

The results indicated that the relative uplift force, Ur, is linearly proportion to

earthquake intensity. On contrary, Ur, decreases as the relative height of water in the

reservoir, Hw/H, increases. The factors of safety, F.S, against overturning and sliding

decrease with increasing the earthquake intensity. It was also found that sliding was

the governing factor against failure.

What are the Types of dams and proberties?

Earth fill embankment dams

الصغيرة بنفاذيته ويمتاز الطمى او الطين من يتكون سدكذلك السد ويعتبر

عن وطمى طين او رمل المواد نسبة زادت من% 50اذاللسد المكونة المواد

الماء سريان لمقاومة له الطبقات بعض اضافة ويمكنالسد جسم خالل

Rock fill dams

غير طبقة به وجود الممكن ومن االحجار كسر من يتكونمن منفذة

Earthfill البيتومين او الخرسانة من قلب او جيدا مدموكةعن حجارة او زلط الركام زاد السد% 50واذا مواد من

السد اعتبر Rockfill

Concrete gravity dams

االستقرار لتحقيق وزنه على يعتمد تثاقلى سدButtres dams

ال فى دعامات على يحتوى خرسانى سد هوdown stream

المستخدمة االنواع احدث ويعتبر متساوية مسافات علىالتثاقلية السدود من وزنا واقل

Arch dam

) بنقل ) ويقوم جبلين دعامتين بين انشاؤه يتم سد هواقل ويكون ضغط قوى شكل على السد داخل القوى

وزنا االنواع

what is the concrete gravity dam?

االتزان هو لتحقيق وكتلته وزنه على يعتمد سد من ي واالستقرار من المياه البعاد ومصمم الخرسانة شيد

الذى خالل للماء االفقى الضغط لمقاومة وزنه استخدام قسم كل يكون بحيث التثاقلية السدود وتصمم السد يدفع

عن ومستقل مستقر السد السد اىفى فى اخر قسم .

What are the uses of dams?

المياه لتوفير و عن إمدادات والمدن مواقعالبلدات التعدين

إمدادات لري من لتوفير المحاصيل المياه

الكهرباء الطاقة في لتوليد توليد الكهرمائية محطات

السيطرة في حدة للمساعدة من التخفيف الفيضانات أو

Discuss the seismic performance evaluation of concrete gravity dams by using commercially Finite Element based software (ADINA)?

المناطق بجانب كبير خطر تمثل والخزانات السدودصعوبة و للزالزل تعرضها عند انهيارها حالة فى السكنيةسواء به التنبؤ عدم فى يكمن االحمال من النوع هذا

التدميرية طاقته او بقيمتهطريقة : باستخدام

Finite Element based software(ADINA) automatic dynamic incremental nonlinear analysis :

الخرسانية التثاقلية للسدود الزلزالى االداء دراسة يمكناداء وتحسين التثاقلية السدود امان وتقييم وتحليل

الدراسة اهداف واهم الزالزل تاْثير تحت اتزانها و :السدود

السدود -1 اداء على للزالزل االفقية المركبة تاْثير دراسة

على -2 السد خلف للمياة النسبى االرتفاع تاْثير دراسةالزالزل اثناء االتزان

3- للسد الزلزالى االداء على التربة خصائص تاْثير دراسة

او -4 واالنقالب االنزالق ضد االمان معامالت دراسةالزلزال اثناء االجهاد واستنتاج الدوران

تحت -5 وتوزيعه الزلزال اثناء المياة رفع ضغط دراسةالسد

: النتائج

شدة مع طرديا تتناسب النسبية الرفع قوة ان توضح. الزالزل

للماء النسبى االرتفاع يزيد عندما تقل النسبية الرفع قوةالخزان . فى

) ( تقل الدوران او واالنقالب االنزالق ضد االمان معامالتالزلزالية الشدة زيادة . مع

المواجه او المتحكم االساسى العامل هو االنزالق ان وجد . لالنهيار

Discuss the effects of constructing new dams on upper nile resources management in Egypt?

مصر على السلبية : االثار 

- 1- للسد، الميت التخزين سعة تعادل التي المياه لكمية مصر فقدالذي المائي والعجز السد، الفتتاح األولي السنة في واحدة ولمرة . فإن قصيرة، الفترة كانت فإذا الخزان ملء فترة خالل سيحدث

هائال ) سيكون (. )5-3العجز طويلة الفترة كانت إذا أما 20-15سنوات قليل( العجز فسيكون ، سنة

  2 - دولة في الزراعة في السد مياه الستخدام نتيجة المائي العجز

زراعة المخطط من حيث إتمام  السد، بعد األراضي من فدان مليونى .السد

   . مصر في األراضي استصالح برامج 3تأثر -

 4- قد والتي العالي، السد من المولدة الطاقة في المباشر التأثير

بين تتراوح نسبة إلى 40و 20تصل %.   

اإلثيوبية الهضبة إلى العالي السد بحيرة من المياه تخزين 5 نقل -

بفقدان مساحات كبيرة من األراضي الزراعية، وانخفاض كهرباء السد-6 العالي وخزان أسوان وقناطر إسنا ونجع حمادي، وتوقف العديد من محطات

Sمياه الشرب الموجودة على نهر النيل، وتوقف الكثير من الصناعات، فضال عن تأثر محطات الكهرباء التي تعمل بالغاز وتعتمد على التبريد من مياه النيل، وتدهور نوعية المياه في الترع والمصارف، وتداخل مياه البحر في

المنطقة الشمالية. باإلضافة إلى عجز مصر عن الوفاء باحتياجاتها من المياه

تحلية المتر الواحد من مياهتحمل مصر تكلفة باهظة لتحلية المياهS،50 جنيهات، مما يعني أن مصر ستتحمل 5البحر تتكلف مليار جنيه سنويّا

% من ميزانيتها، لتغطية االحتياجات المائية للبالد12أي ما يعادل ..

ن بناء إثيوبيا لسد النهضة وحدهاتأثير السد على حصة مصر من المياه مليار متر مكعب12 إلى 9سيؤدي إلى نقص حصة مصر من المياه بنسبة

في العام، أما إذا قررت إثيوبيا بناء حزمة السدود كاملة فإن ذلك سيؤديS". ومن ثم15لنقص ما ال يقل عن مليار متر مكعب من المياه سنويّا

مليون6 إلى 5 مليون فدان، وتشريد من 5 إلى4سيتسبب ذلك في بوار من فالح، وقد ينجم عن ذلك مجاعات ومشكالت اجتماعية يستحيل السيطرة

عليهااآلثار الكارثية الناجمة عن احتمالية انهيار السد

عند انهيار السدود وعندها ستحدث الكارثة، حيث سيغرق شمال السودان وجنوب مصر ويحدث تشريد لماليين األسر الذين سوف يتم تدمير منازلهم وزراعاتهم

Define the storage zones?

Dead storage :

لمدة الرواسب لتخزين المخصص الخزان من الجزء هوللسد التصميمى العمر

Live storage:

كل ) عام كل وتفريغه ملئه يتم الذى المخصص الجزء) فيضان حدوثFlood storage :

فى اكبر كميات لتخزين مخصص الخزان حجم من جزءمتوقعة غير فيضانات حدوث حالة

Bank storage :

حدوث حالة فى التربة فراغات فى المخزنة المياة حجم فيضانات

Annual storage:

سنويا وتفريغها ملئها يتم التى الصغيرة السدودOver year storage :

عام من الكثر بها المياه تخزن التى الكبيرة الخزانات