عندما تسد نهرًا ، عليك التفكير في أكثر من مجرد كبح النهر. يستمر الماء في التدفق ، وإذا لم يجد طريقًا للالتفاف حول السد ، فإنه يتدفق في النهاية فوقه. يكتفي القنادس بالسماح فقط للمياه بالتدفق حول السد ، لكن المهندسين الذين يبنون السدود الكهرومائية يستفيدون من التدفق المستمر للنهر باستخدامه لتدوير التوربينات. للقيام بذلك ، قاموا بتصميم مجرى تصريف في السد لتوجيه تدفق المياه بطريقة محكومة. من السهل توضيح كيفية عمل ذلك عند بناء سد صغير لمشروع مدرسي.
يأخذ النهر
إذا كنت تنوي إنشاء سد ، فأنت بحاجة إلى نهر ، ومن السهل إنشاء سد صغير باستخدام صينية طلاء بلاستيكية ، بعض الصخور والرمل والحصى ودلو من الماء ومضخة غاطسة صغيرة ، مثل التي تستخدمها في الأماكن المغلقة نافورة.
املأ الجزء السفلي من صينية الطلاء بالرمل ، ثم أضف الصخور والحصى لمحاكاة جانب التل الصخري. قم ببناء قناة في منتصف التضاريس للنهر ، مما يجعل الضفاف على ارتفاع ما تستطيع. تذكر أن السدود عادة ما يتم بناؤها في الوديان أو الأخاديد ، وليس على أرض مستوية.
ضع صينية الدهان بالقرب من حافة الطاولة بحيث تنحدر نحو الحافة ، ثم ضع دلوًا أسفل الطاولة أسفل حافة الدرج لتلتقط الماء. ضع مضخة غاطسة في الدلو وقم بتشغيل أنبوب من المضخة إلى الطرف الآخر من الدرج ، وهو بداية النهر. املأ الدلو بما يكفي من الماء لتغطية المضخة ، قم بتشغيل المضخة ، وسيبدأ النهر في التدفق.
قم ببناء السد
يمكن أن يكون السد في أي مكان على طول مسار النهر ، ولكن لإثبات تأثير المفيض ، فمن الأفضل أن يكون بالقرب من حافة الطاولة. قم بقطع الجزء السفلي من علبة حليب سعة 1 لتر أو نصف لتر. قم بعمل القصات على بعد حوالي 2 بوصة من الأسفل بحيث يكون لديك شكل مربع بجوانب 2 بوصة. قم بإخلاء مساحة لها في مجرى النهر وضعها على جانبها بحيث يكون الجزء السفلي مواجهًا لحافة الطاولة. املأ الفجوات حول وعاء الحليب بالرمل والحصى لمنع مرور الماء. قد تضطر إلى تعبئة الحصى والرمل بإحكام لإيقاف الماء. قد يساعد إضافة الطين إلى الخليط لجعله أكثر مقاومة للماء.
اصنع مجرى ماء
بعد اكتمال السد ، قم بتشغيل المضخة وراقب ما يحدث. إذا كان السد صلبًا ، فإن الماء يتراجع خلفه ، ويشكل بحيرة ، ويرتفع منسوب المياه حتى يجد الماء طريقة للدخول إليه. قم بإيقاف تشغيل المضخة عندما يحدث هذا.
باستخدام برغي أو مسمار ، قم بعمل ثقبين صغيرين في وسط علبة الحليب على طول خط عمودي. اصنع ثقبًا على بعد حوالي نصف بوصة من الأسفل والآخر حوالي نصف بوصة من الأعلى. قم بتغطية كل ثقب على حدة بشريط لاصق.
أعد تشغيل المضخة واترك المياه تعود للخلف خلف السد واكتشف أدنى حفرة. لاحظ ما إذا كان مستوى الماء في البحيرة ينخفض أم لا. إذا استمر مستوى الماء في الارتفاع ، اجعل الحفرة أكبر قليلاً لموازنة الناتج مع كمية المياه المتدفقة في النهر. بمجرد أن يظل مستوى الماء ثابتًا ، أوقف المضخة ، واكشف الفتحة الأخرى واجعلها بنفس الحجم. قم بتغطيتهم احتياطيًا مرة أخرى.
نقدر خلقك
لقد قمت الآن بإنشاء نموذج بالحجم الطبيعي لواحد من أكبر مصادر الطاقة الكهرومائية في العالم ، مثل سد هوفر. أعد تشغيل المضخة واترك المياه تعود لتشكل بحيرة واكتشف أدنى حفرة أو مجرى تصريف. لاحظ كيف يخرج الماء تحت الضغط. إذا كان سدًا حقيقيًا ، فإن المياه المضغوطة ستدور توربينًا لتوليد الكهرباء. افتح الآن قناة تصريف المياه الثانية ولاحظ انخفاض منسوب المياه في البحيرة. يمنع هذا التدفق السد السد من الفيضان عندما يكون التدفق في النهر أعلى من المعتاد ، كما هو الحال أثناء عاصفة مطرية غزيرة. غالبًا ما تحتوي السدود الحقيقية على مجرى طوارئ ثانٍ لمنع الفائض في ظروف الفيضانات.