سد سازی

فصل اول
تعاريف و كليات
۱-۱ تعريف
مفهوم سد در فرهنگ فارسي و عربي آن قدر روشن است كه هم در جامعه مهندسي و هم در عرف اجتماع مفهومي بي نياز از توضيح دارد به طوري كه حتي مشتقات آن در فرهنگ ماكاملا مانوس است مانند سد معبر، سد راه، مسدود، انسداد و غيره. به هر حال معناي خاص آن عبارت است از بنايي كه بخشي را از بخش ديگر جدا مي‌كند و غالباً به مفهوم ديوار يا سازه اي است كه از حركت آب (كلا يا جزئاً) جلوگيري نمايد تا آب ذخيره گردد يا انحراف بيابد. براي معادل فارسي اين واژه، گاهي «بند» به كار برده شده است مانند بند امير، و در حال حاضر، بند به سدهاي كوتاه گفته مي شود. معادل انگليسي واژه سد، dam است.

از ديدگاه مقررات اجرايي، ارزيابيها و رده بنديها، سدها را به دو گروه كوتاه و بزرگ تقسيم نموده اند:
سد بزرگ بر اساس تعريف پذيرفته شده «آي گلد» سدي است كه:
۱) ارتفاع آن (فاصله بين پايينترين سطح پي عمومي آن تا تاج آن) بيش از ۱۵ متر باشد؛
۲) اگر ارتفاع آن بين ۱۰ متر تا ۱۵ متر است، يكي از شرايط زير را داشته باشد:

الف- طول تاج از ۵۰۰ كمتر نباشد؛ ب- ظرفيت درياچه حاصل از آن سد از ۶ ۱۰ متر مكعب كوچكتر نباشد؛ پ- حداكثر تخليه سيلاب آن از ۲۰۰۰ متر مكعب در ثانيه كمتر نباشد؛ ت- سد داراي مسائل پيچيده يا مشكل در شالوده باشد به طوري كه نياز به مطالعات و راه حل هاي خاص داشته باشد ث- در طراحي سد مسائل خاص غير معمول وجود داشته باشد.
۱-۲ انواع سدها:

انواع سدها را مي توان از ديدگاه مصالح، فرم ساختماني، هدف از احداث سد، نوع سرريز يا ويژگي‌هاي ديگري رده بندي نمود. آنچه معمولا در نامگذاري ها مشاهده مي شود عبارت است از: سد بتني وزني كه پايداري آن براساس وزن آن است، سد بتني قوسي كه ممكن است تك قوسي يا دو قوسي باشد، سد بتني پايه دار و پشت بند دار، سد پاره سنگي (كه سنگي و سنگريزه اي هم گفته مي شود) و سد خاكي و پشت بند دار، سد پاره خاكي و پاره سنگي است. د رمقياس هاي كوچك و موقت و به طور كلي محلي، از سدهايي از جنس چوب و مصالح ساختماني نيز استفاده مي شود ياد شده است. به عنوان يك طرح موقت ممكن، اخيراً از سدهاي كوتاه لاستيكي نيز ياد مي شود و ساخت آب بندهاي پرده سپري به منظور نگهداري ارتفاع هاي كم آب نيز معمول است.

چنانچه سد نسبتاً بزرگي باشد و هدف از ايجاد آن ذخيره آب باشد سد مخزني ناميده مي شود. و در صورتي كه هدف از احداث آن انحراف مسير رودخانه يا تقسيم آب به صورت موقت يا دائم باشد آن را سد انحرافي و يا بند انحرافي مي نامند. ارتفاع بعضي بندهاي انحرافي ممكن است به ۸ متر و حتي ۱۰ متر هم برسد. در گونه هاي مختلف سدها ممكن است سرريز سد از تاج سد بگذرد و يا مسير ديگري بپيش بيني شود. در مورد سدهاي بتني عبور سرريز از تاج سد معمولا مشكلي ندارد ولي در خصوص سدهاي خاكي و پاره سنگي، پيش بيني مسير سرريز از روي تاج سد خاكي، متضمن قبول خطر فوق العاده زيادي است و همين علت تقريباً هميشه سرريز سد خاكريز در مسير ديگري جز روي بدنه سد طراحي مي شود. استثنائاً تعدادي سدهاي خاكي كه سرريز آنها روي آنهاست گزارش شده است.

سدهاي خاكي بيش از سدهاي بتني در معرض تخريب بوده اند و براساس گزارش هاي ICOLD (مثلا گزارش ۱۹۸۳, a) از ميان ۱۴۷۰۰ سد بررسي شده، ۱۱۵۰ سد (يعني ۵/۷ درصد) داراي نواقص جدي بوده اند و ۱۰۷ مورد (يعني ۷/۰ درصد) تخريب شده اند. بيش از ۵۰ درصد خرابيها يا آسيب ديدگي ها سدهاي خاكي در ضمن ساخت يا در اولين پر شدن

بوده است. احتمال تخريب سدهاي خاكي كه قبل از ۱۹۳۰ ساخته شده اند ۵ مرتبه بيش از احتمال تخريب هاي حاصل از سرريز آب از روي سد در رتبه اول قرار دارد. حدود ۸۰ درصد تمام سدهاي از نوع خاكريز با ارتفاع كمتر از متر است و سدها نيز عمدتاً در همين گروه قرار داشته اند. در عين حال سبدهاي بلندتر تخريب كمتري داشته اند ولي آ‌سيب ديدگي بيشتري نشان داده اند.
بعضي اطلاعات آماري

اشاره به بعضي ارقام آماري در يك بحث فني، حتي به صورت نمونه و اجمال، روشنگر ويژگي مهندسي طرح ها در مقايسه با يكديگر و نشانگر اهميت نسبي بعضي از پروژه ها خواهد بود. در اين جا بعضي از اطلاعات در دست از مأخذهاي مختلف نقل مي شود، هرچند نمي توان ادعا نمود كه حق مطلب در مورد كليه ركوردهاي زماني با ابعادي بيان شده است.
قديمي ترين سد دنيا

احتمالاً قديمي ترين سد دنيا سد «الكفره » در ۱۶ كيلومتري جنوب شرقي «هلوان » در مصر است كه بين سال هاي ۲۷۵۰ و ۲۹۵۰ قبل از ميلاد (۵۰۰۰ سال قبل) با طول ۱۱۵ متر و ارتفاع ۱۲ متر ساخته شده است. بضي از مورخين اولين سدي را كه در تاريخ ثبت شده است مربوط به ۴۰۰۰ سال قبل از ميلاد با طول ۴۷۵ متر و عرض ۱۵ متر مي دانند كه ۴۵۰۰ سال از آن بهره برداري مي شده است. همچنين سدي به طول ۲/۳ كيلومتر و ۳۶ متر ارتفاع و ۱۵ متر عرض در يمن ساخته شده بوده است كه آن را مربوط به ۱۷۰۰ سال قبل از ميلاد

مي دانند و در قرن سوم ميلادي بر اثر سيلاب منهدم گرديده است. سد داريوش روي رودخانه كر كه عمر آن بيش۲۵۰۰ سال است، و سد بهمن شير داراي عمري بيش از ۲۰۰۰ سال و بند ميزان در شوشتر با عمر ۱۷۰۰ سال و بند امير روي رودخانه كر كه ۱۰۰۰ سال عمر دارد و هنوز در حال بهره برداري است از بندها يا سدهاي باستاني محسوب مي گردند.
حجيم ترين سد دنيا

احتمالاً پر حجم ترين سد تا سال ۱۹۷۳ يك سد خاكي است در آريزوناي امريكا كه ارتفاع آن ۳۳ متر، طول ۸۵/۱۰ كيلومتر و حجم مصالح آن ۸ ۱۰*۱/۲ متر مكعب است.
بزرگترين سد بتني
در واقع سازه بتني، سد «گراند كولي » روي رودخانه كلمبيا در واشينگتون است. طول تاج آن ۱۳۹۱ متر و ارتفاع آن ۱۸۳ متر، حجم آن ۰۵/۸ ميليون متر مكعب و وزن آن ۶/۲۱ ميليون تن است. نيروگاه آن توانايي توليد ۹۷۸۰ مگاوات را دارد. مطالعه اين سد در ۱۹۳۳ شروع شده در مارچ ۱۹۴۱ ساخت آن آغاز گرديده و در ۱۹۴۲ پايان يافته است. هزينه احداث آن ۵۶ ميليون دلار گزارش شده است.

بلندترين سد بتني دنيا
سد «گرانه ديكسن » در كشور سوئيس است كه با ارتفاع ۲۸۵۴ متر و طول ۶۷۰ متر در سپتامبر ۱۹۶۱ ساخته شد. هزينه اين سد ۳۷۲ ميليون دلار، و حجم آن ۹/۵ ميليون متر مكعب گزارش شده است.

بلندترين سد خاكي دنيا
سد خاكي «نورك » در روسيه با بلندي ۳۰۰ متر و با طول تقريبا ۷۳۰ متر و حجم ۸/۵۳ ميليون متر مكعب بلندترين سد خاكي دنيا تا تاريخ ۱۹۸۰ بوده است (شروع ساخت سد ۱۹۶۱و اتمام آن ۱۹۷۹ بوده است) البته سد ديگري از نوع خاكي با ارتفاع ۳۳۵ متر در كشور روسيه در دست اقدام و مطالعه بوده است كه ممكن است تاكنون احداث شده باشد.
حجم سد خاكي «نورك» تقريباً ۱۰ برابر حجم سد «گراندديكسن» است در صورتي كه ارتفاع آن فقط ۱۰ درصد بيشتر و طول آن فقط ۵% بيشتر از آن است.
طولاني ترين سد دنيا

طويلترين سد دنيا به نام «كي‌يف» با ارتفاع ۲۰ متر و طول ۵۴ كيلومتر در كشور روسيه در سال ۱۹۶۴ تكميل گرديد. همچنين ساخت سدي به طول ۹۹ كيلومتر با ارتفاع متوسط در كشور چين گزارش شده است كه ساخت آن در قرن ۱۷ بوده است.

طولاني ترين بند دريايي با طول ۳/۳۲ كيلومتر و ارتفاع ۶/۷ متر در شمال هلند قرار دارد.
هدف از ايجاد سد ها و انتخاب نوع سد
اصولا سدها به منظور ذخيره آب و تامين آب شرب و كشاورزي و صنعت ساخته مي شوند هرچند مهار سيلابها و ايجاد ارتفاع آب به منظور تامين انرژي پتانسيل براي ايجاد نيروگاه نيز مي تواند از اهداف اوليه احداث سدهاي بلند باشد. در مورد بندهاي انحرافي، انحراف آب و يا تقسيم آن هدف اصلي را تشكيل مي دهد. البته پس از احداث سد، درياچه مي تواند فوايد ديگري از قبيل قايق راني، پرورش ماهيها، و زيبايي طبيعت در برداشته باشد. در انتخاب نوع سد مي توان انواع سدها را ابتدا به دو گروه رده بندي نمود: سدهاي بتني و سدهاي

خاكريزي ويژگي سدهاي خاكريز كه ممكن است خاكي يا پاره سنگي باشد عبارت از اين است كه اين سدها را مي توان بر شالوده هاي غير سنگي نيز بنا نمود، از اين رو محدوديتي از ديدگاه استحكام زمين مانع احداث آنها نمي شود. به طور كلي اگر عرض منطقه آبگير (پهناي دره) خيلي وسيع باشد يا شالوده آن محل غير سنگي باشد ساختن سد بتني معمولا مقدور نيست يا در صورت امكان، اقتصادي نخواهد بود، در صورتي كه در همين شرايط احداث سد خاكريز هم مقدور مي‌باشد و جاي بررسي دارد. مواردي نيز وجود دارد كه مزايا و معايب هر دو نوع سد (خاكريز و بتني) ممكن است تقريباً مساوي باشد در اين شرايط تشخيص ارجحيت يكي بر ديگري بر عهده كارشناسان با تجربه است. بديهي است طرح بهينه و تصميم

نهايي هنگامي قابل دفاع است كه جميع عوامل موثر از قبيل عوامل اقتصادي وضعيت زمين شناختي، محل كارايي نوع سد براي هدف مورد نظر امكان ايجاد و حمل و نقل مصالح مورد نظر مدت زمان ساخت و گاهي مدت زمان انحراف آب، امكان دسترسي به نيروي انساني، مسئله هزينه سرريز و حفاظت آن، مسائل مربوط به زيرابها و دريچه ها و حتي مسئله زيبايي مورد بررسي و مطالعه قرار گرفته باشد.

احداث سد اعم از كوچك يا بزرگ و اعم از بتني يا خاكريز بايد با اطمينان بسيار زياد طراحي و اجرا گردد زيرا هزينه هاي اضافي كه براي اجراي صحيح و دقت در كار صرف مي شود درصد زيادي را تشكيل مي‌دهد؟ در صورتي كه وقوع حادثه و تخريب سد نه تنها سرمايه مادي ساخت آن را از بين مي برد بلكه تلفات جاني زيادي را در بر دارد كه قابل جبران نخواهد بود. براي سدهاي كوتاه مي توان با افزايش ضريب اطمينان بررسي هاي اوليه را محدود نمود. ولي براي سدهاي بلند، افزايش ضريب اطمينان، هزينه احداث سد را به شدت افزايش مي دهد، از اين رو مطالعات اوليه بايد كامل باشد تا بتوان ضريب اطمينان را در حد معمول در نظر گرفت. به عبارت ديگر درصد هزينه اي كه صرف شناخت دقيق مباحث مربوط به طراحي مي شود به مراتب كمتر از هزينه اي است كه بايد براي افزايش ضريب اطمينان در ساخت سد مصرف شود.

مطالعات كلي جهت احداث سدها
صرف نظر از نوع سد كه در يك منطقه ساخته مي شود مطالعات و بررسي هايي ضرورت مي يابد كه بستگي به شرايط ناحيه، وضعيت آبگيري، وسعت حوزه آبگير و وسعت درياچه اي كه تشكيل مي شود و وضعيت مصرف آب در پايين دست دارد. اهميت مباحث مربوط به اين مطالعات ضعف و شدت دارد.
اين مباحث معمولا شامل موضوعهاي زير است:

هواشناسي و هيدرولوژي، زمين شناسي و زمين شناسي مهندسي، هيدروئولوژي، ژئوتكنيك و لرزه شناسي.
مسائل ديگري كه جدا از مباحث فني فوق غالباً مورد توجه طراحان و كارفرمايان احداث سد در يك منطقه مي باشد از مسائلي است كه به نحوي مربوط به شرايط اقليم شناسي، كشاورزي و نوع آن مباحث اجتماعي منطقه، و موضوع زيست محيطي ناحيه است. به هر حال احداث سد در يك جمله وضعيت زيست محيطي را نسبت به آنچه كه قبل از احداث سد بوده است تغيير مي دهد. قدر مسلم اين است كه زمين هاي وسيعي زير آب مستغرق مي شوند و زمين هاي بسيار ويسعتري سرسبز و حاصلخيز مي شوند در بخش هواشناسي و هيدرولوژي وضعيت بارندگي هاي سالانه سيلهاي دوره اي و مقدار آبي كه تبخير مي شود و سرانجام ارقام سد، ظرفيت لازم براي سرريز سد، و وضعيت بادها، سرعت و امتداد آنها

مشخص مي شود. در مبحث زمين شناسي و زمين شناسي مهندسي بايد وضعيت لايه هاي تشكل دهنده منطقه، نوع سنگ ها، سن آنها وضعيت چين خوردگي ها، گسل ها، روي راندگيها نوع رسوبات به لحاظ قدمت، طرز تشكيل و ارتباط لايه ها و رسوبات با يكديگر و ارتباط لايه هاي موجود در آن محل با لايه هاي محل هاي مجاور مشخص مي گردد. همچنين وضعيت آبهاي زير زميني آبهايي كه به حوضه محل سد وارد مي شوند و آبهايي كه ممكن است بعد از احداث سد و پر شدن درياچه از آن خارج مي شوند، ارتباط چشمه هاي ناحيه

با حوزه سد، شرايط تغييرات زماني آب چشمه ها و حركات آبها در سوهاي مختلف، تغييرات زماني سطح آب زير زميني، نفوذ پذيري لايه هاي مختلف، تخلخل و آبخوري لايه‌هاي مختلف، آبگذري در گسلها و درزه‌ها، همه از مواردي است كه بايد در بخش هيدروژئولوژي با استفاده از وضعيت زمين شناسي مشخص گردد. تعيين وجود وضعيت كارستي، درزه هاي آبگذران و منطقه هاي خرد شده گسلي نيز از مسئوليت هاي شناخت هاي زمين شناسي و زمين شناسي مهندسي است.

در مبحث ژئوتكنيك و زمين شناسي مهندسي، وضعيت ژئومكانيكي لايه ها مثل مقاومت سنگ ها، تغييرات استحكام آنها، وضعيت پايداري شيبها يا عدم آن در بخش هاي مختلف درياچه يا محور سد، پيش بيني امكان ناپايداري بعد از پر شدن درياچه شناخت و مشخص كردن سنگ لغزش هاي قديمي يا محتمل جديد، مشخص نمودن لايه هاي محتمل جابجايي مثل مارنها، واريزه ها پس از اشباع شدن بررسي تاثير گسلهاي در ناحيه و پيش امكان حركت آنها و شناخت و محاسبه خواص مكانيكي و ديناميكي لايه هاي زير محل احداث سد بررسي

مي شود. تشخيص محل هاي مستعد روانگرايي، واگرايي، و حساسيت خاك ها نيز بايد در اين بخش انجام گيرد. معمولا تكميل مطالعات ژئوتكنيك و گاهي شناخت دقيق چينه شناسي ولايه بندي منطقه و نيز در مواردي بررسي دقيق مبحث هيدرولوژيكي نياز به مطالعات ژئوفيزيكي مانند لرزه نگاري و ژئوالكتريك و گاهي ثقل سنجي دارد تا مجموعه ديدگاههاي زمين شناسي سطحي و ژئوفيزيكي و به كمك حفاري گمانه هاي اكتشافي بتواند وضعيت زمين شناسي مهندسي و هيدروژئولوژي را براي آن ناحيه كاملا معلوم نمايد.

حفر گمانه هاي اكتشافي و مغزه گيري از آنها جهت شناخت لايه هاي تحت الارضي و تعيين خواص ژئومكانيكي آنها از كارهاي بسيار معمول در مرحله مطالعات اوليه جهت احداث سد در يك منطقه است. عمق گمانه ها غالباً در محل محور سد تا حداقل ۵/۱ برابر ارتفاع محتمل سد برنامه ريزي مي شود .مگر اينكه به لحاظ زمين شناسي سنگ هاي زيرين بسيار مشخص و يكنواخت باشد. در مبحث زمين شناسي و مطالعات زلزله از يك سو بايد وضعيت لرزه زمين ساخت آن ناحيه و تعيين گسلهاي فعال بزرگ ناحيه اي و كوچك محلي مشخص گردد و از سوي ديگر وضعيت آماري زلزله هاي اتفاق افتاده در گذشته و نيز متحمل در آينده در شعاع موثر از محل احداث سد مورد بررسي قرار گيرد و مشخص گردد كه ريسك لرزه خيزي آن محل و ريسك اثر زلزله هاي محتمل ديگر تا چه حد پيش بيني مي گردد و در صورتي كه احتمال تاثير وقوع زلزله ها برسد زياد باشد. چه مسائلي را در طراحي سد بايد مورد نظر قرار داد).

در تمام مطالعات اوليه و نيز در طراحيهاي احداث سد نياز به در دست داشتن نقشه توپوگرافي با مقياس مناسب (مثلا ۵۰۰۰/۱ و ۲۰۰۰/۱ و گاهي ۱۰۰۰/۱) مي باشند. معمولا نقشه زمين شناسي و زمين شناسي مهندسي و هيدرولوژي بر همين مقياس ها پياده مي شود. البته در طراحي و به منظور نشان دادن بخش هاي مختلف حسب مورد نقشه هاي با مقياس بزرگتر (مثلا ۵۰۰/۱ و ۱۰۰/۱) مورد استفاده قرار مي گيرد.

پس از محاسبات هيدرولوژي و با توجه به وضعيت و نقشه توپوگرافي و هيدروژئولوژي و انتخاب گزينه هاي محتمل براي احداث سد در آنها محلها مي توان حجم آب قابل ذخيره را تعيين نمود و ارتفاع سد را مشخص كرد. در صورتي كه حجم رواناب بسيار زياد باشد ارتفاع سد براساس ملاحظات ديگري مانند وضعيت توپوگرافي منطقه امكانات اقتصادي و امكان فني ايجاد سد و مسائل محتمل ديگر تعيين مي شود.

ترسيم نمودار حجم- ارتفاع و سطح درياچه- ارتفاع از مقدماتي ترين تخمينهايي است كه قبل از طراحي ساير قسمت و انتخاب نوع سد بايد مشخص گردد زيرا بر اين اساس حجم قابل ذخيره آب، مقدار مصرف، ارتفاع نهايي سد، و رقم سرريز مشخص مي گردد. از آنجا كه بررسي تفصيلي مبحثهاي ذكر شده در بالا بسيار تخصصي و دقيق است. معمولا براي تبيين مطالعه هر مبحث نياز به كارشناس مختصص همان مبحث است. هرچند سرانجام به منظور تلفيق اين نتايج با يكديگر بايد هماهنگي مشتركي بين كليه نتيجه گيري هاي مجزا صورت گيرد.

فصل دوم
انواع ديگر سدهاي خاكريز
سدهاي پاره سنگي

اصطلاح پاره سنگي يا سنگريه‌اي يا سنگي براي سدي به كار مي رود كه قسمت عمده آن (يا تقريباً تمام آن) از قطعه سنگ هايي تشكيل شده باشد كه بر روي هم ريخته اند. پاره سنگ ها را از معدن نزديك محل سد و يا از هر منبع ديگري مي آورند. سنگ ها بايد با مقاومت كافي و مقاوم در برابر اثر آب و هوا باشند. قطعات سنگي به وزن بين ۱۵ تا ۲۰ كيلوگرم و گاهي تا ۲۰ تن نيز قابل استفاده اند، گرچه عملا خارج از اين دو حد نيز ممكن است وجود داشته باشند. سنگها يا با جراثقال به محل حمل شده و از ارتفاعي ريخته مي شوند و يا به وسيله كاميون حمل مي شوند.

اولين سدهاي پاره سنگي در نيمه هاي قرن ۱۹ در غرب آمريكا ساخته شده اند، گرچه در آن زمان بيشتر در زنديك معادن از اين نوع سدها ساخته مي شد و از مهارت معدن كاران در اين زمينه استفاده مي گرديد. و روي سطح بالا دست با الوار چوب پوشيده مي شد تا حتي الامكان نفوذناپذير گردند. بعداً اين گونه سدها توسعه تعريف فوق الذكر است. و يا سدي كه در بزرگترين مقطع اقلاً نصف آن را قطعه سنگ هاي بر هم انباشته شده تشكيل دهد. در اين قبيل سدها سنگ هاي گوشه دار ارجحيت داردند.

گرچه تاريخچه سدهاي پاره سنگي نسبت به ساير سدها جديد تر است، با وجود اين توسعه اين سدها در زمان كوتاهي صورت گرفته است، مثلا تا قبل از سال ۱۹۲۵ فقط ۸ پاره سنگي در ايالات متحده و ۴ سد پاره سنگي در ساير نقاط دنيا گزارش شده است كه ارتفاع آنها به ۳۰ متر مي رسيده است، ولي در سال ۱۹۶۷ ارتفاع اين نوع سدها به ۱۴۵ متر مي رسيده است ولي در سال ۱۹۶۷ ارتفاع اين نوع سدها به ۱۴۵ متر مي رسد. در مورد ساخت و سرعت عمل ساخت آنها نيز تحولاتي پيش مي آيد، به طوري كه در سال ۱۹۶۷ در آمريكا ارتفاع سدهاي پاره سنگي با مغزه مركزي به ۲۱۳۰ متر مي رسد.

همانطور كه در جدول مشاهده مي شود از سدهاي خاكريز ساخته شده در ايران سدهاي گلپايگاه مهاباد و قشلاق (وحدت) از نوع پاره سنگي است.
در كشورهاي مختلف بر حسب نوع مصالح در دسترس و شرايط محلي درصد ساخت سدهاي پاره سنگي نسبت به ساير انواع سدها متفاوت است. مثلا در كشور نروژ از ۲۵۰ سد بلند ۱۷۲ سد از نوع خاكريز است و از اين تعداد ۱۵۹ مورد از نوع پاره سنگي است و از اين ۵۹ مورد، ۱۰۹ سد با مغزه خاكي يخچالي، ۹ سد با مغزه بتني، ۷ سد با مغزه بتني آسفالتي، ۴ سد با مغزه قيرسنگي و ۱ سد با مغزه سنگ خرد شده نرم و ۲۹ سد با پوشش آب بند است.

شيب دامنه هاي سد پاره سنگي را مي توان حدود زاويه قرار پاره سنگ ها گرفت. هرچند امروزه در مقاطع تيپ اين سدها در شرايط مختلف مقدار دقيقتري براي شيب ها تعيين كرده اند. همچنين مصالح ديگري با درصد قابل توجهي در سدهاي پاره سنگي به كار مي رود كه بايد ضرورتاً اين مصالح كمتر از ۵۰ درصد كل سد را تشكيل دهند.
سدهاي پاره سنگي در نقاط زلزله خيز مناسب‌تر از سدهاي خاكي مي باشند. در سدهاي پاره سنگي نوعي آب بند ضرورتاً لازم است و از اين لحاظ انواع آنها به قرار زير مي باشد:
۱) سد پاره سنگي با پوشش نفوذناپذير بر دامنه بالا دست

۲) سد پاره سنگي با مغزه خاكي مايل
۳) سد پاره سنگي با مغزه مركزي كه اين مغزه نيز ممكن است نسبتاً نازك تا خيلي ضخيم باشد.
پوشش بالادست كه امروزه از بتن يا آسفالت يا تركيبي از اين مواد ساخته مي شود در قديم و در سدهاي پاره سنگي اوليه از چوب تهيه مي شد. اين پوشش چنانچه از بتن باشد حتماً بايد مسلح ساخته شود كه در آن فولاد به كار رفته حداقل ۵/۰ درصد است و درصد آن در امتداد افقي بيش از امتداد ديگر مي باشد. وجود فولاد به علت مقاومت بيشتر پوشش در برابر شكسته شدن حاصل از نشستهاي نامساوي است. استفاده از آسفالت نيز به علت انعطاف پذيري بيشتر آن نسبت به بتن مي باشد. همچنين ساخت پوشش به صورت ورقه هاي متناوب از بتن و آسفالت معمول است. استثنائاً ممكن است پوشش را از ورقه هاي فولادي به ضخامت ۶ تا ۸ ميليمتر نيز تامين نمود.

در صورتي كه پوشش بتني مورد استفاده باشد آن را به صورت قطعاتي مجزا و غير يكپارچه مي سازند. تا در برابر تغييرات درجه حرارت و نيز در برابر نشستهاي نامساوي موضعي مقاوم باشد. مسئله قرار دادن درزها در بين قطعات بتن از مسائل نسبتاً مشكل است كه معمولا به كمك الوار چوب، يا اسفالت و غيره اين درزها پر مي شوند. به منظور يكنواختي سطح دامنه بالا دست جهت قرار دادن پوشش نفوذ ناپذير در سطح جبهه بالادست سنگها به طور مرتب چيده شده و روي آنها به ضخامت حدود ۱۵ تا ۲۰ سانتي متر شن و قلوه سنگ قرار داده مي شود و آنگاه پوشش بتني به ضخامت ۳۰ تا ۱۰۰ سانتي متر ساخته مي گردد. ادامه اين پوشش بايد در شالوده نيز وجود داشته باشد. و در شالوده هاي غير سنگي، ادامه

پوشش بالادست به صورت پرده سپر در شالوده كوبيده مي شود و آنگاه با بتن آب بندي مي گردد. عمق نفوذ پوشش بتني در سنگ شالوده از ۶/۰ تا ۲ متر معمول است كه اين عمل به وسيله حفر ترانشه اي در سراسر طول سد صورت مي گيرد. چنانچه بستر ترانشه خرد شده و داراي ترك ها و شكافهايي باشد با تزريق ملات مناسب آب بندي مي گردد.
در مواردي كه به جاي پوشش بتني از مغذه خاكي استفاده مي شود ممكن است مغزه خاكي به طور مايل در بالا دست قرار گيرد، كه در اين صورت معمولا از ۱ تا ۱۰ درصد كل حجم تشكيل مي دهد. در مواردي كه مغزه خاكي مركزي ساخته مي شود حجم آن تا كمتر از ۵۰ درصد كل حجم سد نيز مي رسد و به اين ترتيب سد پاره سنگي به سدي مركب از سنگ و خاك تبديل مي گردد. مغز خاكي در هر حال بايد به طور كامل كمپكت شده و طرفين آن به وسيله فيلتر مطبق مجهز باشد.