التأثيرات الكهرومائية لسد النهضة الأثيوبي .. بقلم : د. عمر بادي

badayomar@yahoo.com
د. عمر بادي
عمود : محور اللقيا
في بداية حياتي العملية في الهيئة القومية للكهرباء , عملت في خزان خشم القربة لمدة ثلاث سنوات في وظيفة مهندس وردية ( مناوبة ) و هي من الوظائف التي تعلم المهندس الجديد تحمل المسؤولية و قيادة فريق العمل و اتخاذ القرار الصائب في حينه . نهر عطبرة الذي أقيم عليه السد نهر موسمي يأتي مندفعا في موسم الفيضان و محملا بكثير من الأشجار التي يقتلعها إقتلاعا و بكميات هائلة من الطمي , و لذلك يتم فتح بوابات الخزان الرئيسية السفلية و فتحات المفيض حتى تمر كل تلك العوالق و معها الطمي الذي تتراكم  أجزاء منه في بحيرة السد و قرب جسمه و تسبب خفضا في سعة البحيرة و في الطاقة التوليدية و لذلك يتم عمل غسيل يزال به الطمي المتراكم عند المضخات التوربينية و مدخل الترعة . السعة التخزينية لبحيرة السد كانت 1.3 مليار متر3 و الطاقة الكهربائية 17.8 ميغاوات . توجد معادلة يمكن بها حساب الطاقة للتربينة المائية و هي كالآتي :
P = 9.81 x Q x W x H x E
الرموز تعني : P- طاقة التربينة المائية , Q- انسياب الماء داخل التربينة , W- كثافة الماء , H- ضاغط الماء , E- كفاءة التربينة المائية . الضاغط هو الفرق بالأمتار بين منسوبي الماء في البحيرة قبل السد و في المجرى بعد السد , و هو العامل الأساسي في كمية الكهرباء المولدة , و يكون على الطبيعة في الشلالات على مساقط المياه .
هنالك معادلة أخرى مهمة سوف نحتاج اليها عن الكتلة الإنسيابية للماء , و هي كالآتي :
Q = A x v x W
الرموز تعني : Q– الكتلة الإنسيابية , A – مساحة مقطع المجرى , v –سرعة التيار , W– كثافة الماء
التوليد الكهرومائي يصل طاقته القصوى عند ملأ الخزان و إرتفاع منسوب البحيرة , و يقل كلما قل منسوب البحيرة , و عندما تفتح كل الأبواب عند الفيضان يقل التوليد و يتم تعويض الفقد في توليد الكهرباء المائية بتشغيل مولدات الديزل الإحتياطية . كان الغرض الرئيسي من خزان خشم القربة ري المشروع الذي يحمل نفس الإسم و توليد طاقة كهربائية لتشغيل مضخات المياه الضخمة في كيلو 14 لري المشروع و كذا مضخات مياه الشرب و الإنارة في الشواك لمدينة القضارف , بجانب تغذية مدينتي خشم القربة و حلفا الجديدة و قرى المشروع بالكهرباء . لذلك كان يتواجد معنا في غرفة التحكم على مدار الساعة أحد فنيي وزارة الري ليسجل المناسيب في ترعة المشروع و يراقبنا في تشغيل التوربينات و تسجيل كميات المياه المتدفقة منها في مجرى النهر . في حالة إنخفاض الطلب على الكهرباء أو عند حدوث أعطال في المضخات فان الكهرباء المولدة في التوربينات تقل و تشارف إلي ما دون الطاقة الدنيا و عند ذاك كان يتم تشغيل المقاومة المائية كما في غلايات الماء المنزلية لترفع الإستهلاك الكهربائي عن حده الأدنى .
بعد ذلك بأعوام عدة كنت بجانب عملي في محطة توليد كهرباء بحري الحرارية , أقوم بتدريس كورس للمهندسين عن توليد الكهرباء و رفع كفاءة الماكينات في مركز تدريب أم حراز الذي يتبع للهيئة و يؤمه مهندسون و مهندسات من القطاعين العام و الخاص , و في الجانب العملي كانت محطات التوليد التي بها ماكينات ديزل و توربينات غازية و توربينات بخارية متواجدة في الخرطوم , و بالنسبة للتوربينات المائية كنت أذهب بهم في بص خاص إلى خزان الروصيرص الذي كان يمثل أكبر سعة تخزينية في بحيرته و التي ازدادت بعد التعلية في عام 2013 إلى 7 مليار متر3 و توليد طاقة كهربائية تعادل 280 ميغاوات . هذه المعلومات قد أوردتها هنا لأنني سوف أحتاج إليها عند تطرقي لسد النهضة .
قبل أيام قلائل تم التوقيع على إعلان المباديء حول سد النهضة في الخرطوم بمشاركة كل من رؤساء مصر و أثيوبيا و السودان , و معظم المباديء العشرة تعتمد على القانون الدولي في تقسيم مياه الأنهار و في التأثيرات البيئية و الإجتماعية و الإقتصادية و في التعاون في إدارة السد من أجل المنفعة المشتركة و درأ الضرر عن أي جانب . أيضا كان مبدأ إستخدام الدول الثلاث لمخرجات تقرير لجنة الخبراء الدولية في  تشغيل السد و إعادة ضبط عملية التشغيل و توفير البيانات للجنة الخبراء الوطنيين . سد النهضة الأثيوبي يقع في منطقة بني شنقول التي كانت شهيرة بالذهب و كانت سببا في غزو التركية السابقة للسودان ( للمال و الرجال ) و يقع على مسافة 400 كيلومتر من الحدود السودانية , و قد صمم السد أولا لتخزين 11 مليار متر3 من المياه و لكن أعيد تصميمه ليسع تخزين بحيرته إلى 74 مليار متر3 و تصل طاقته الكهربائية إلى 6 الف ميغاوات . لقد تم الآن تشييد 40% من حجم العمل في السد و من المتوقع أن يكتمل في عام 2017 , و قد أصبح أمرا واقعا , ولذلك فقد وجب الإلتفات إلى التأثيرات الكهرومائية للسد :
1 – ينبع النيل الأزرق من بحيرة تانا على الهضبة الأثيوبية بإرتفاع 1890 متر و لذلك فانه يجري مندفعا في مجراه الضيق منحدرا من الهضبة و لذلك تتضاعف سرعة تياره عندما يصل للسد , و في موسم الأمطار و الفيضان لا بد من فتح بوابات السد العليا و السفلى حتى تمر المياه المندفعة و المحملة بالطمي , لذلك عند الفيضان يظل الحال كما كان سابقا بالنسبة للسدود السودانية . عندما يهدأ انسياب المياه و يقل الطمي يبدأ التخزين في سد النهضة متزامنا مع خزاني الروصيرص و سنار , و لكن سوف يحوز سد النهضة على المياه حتى يملأ بحيرته و تقل بذلك المياه المنسابة على النهر بعد قفل الأبواب و تكون معتمدة على المياه المستعملة في توليد الكهرباء و التي تمر عبر التوربينات المائية و سوف تكون قليلة نسبة لقلة الضاغط المائي  , و بذلك لن يجد خزانا الروصيرص و سنار المياه الكافية لملأ بحيرتيهما في الوقت المحدد لإستعمالات التوليد و الزراعة , اللهم الا إذا تم الإتفاق على الملأ التدريجي لبحيرة سد النهضة , مع ترك بعض البوابات مفتوحة أو مواربة .
2 – عند ملأ بحيرة سد النهضة بالمياه يكون تصريف المياه لمجرى النهر عن طريق عمل التوربينات المائية و انسياب المياه عبرها , و سوف تكون هنالك طاقة كهربائية لا يمكن توليدها لعدم وجود إستهلاك لها في خطوط نقل للكهرباء كافية , فهل تهدر الطاقة في تسخين الماء بالمقاومات المائية و التي لن تكون مجدية نسبة لضخامة التوليد الكهربائي ؟ من هنا أتى عرض الأثيوبيين لبيع الكهرباء رخيصة أو منحها مجانا للسودان و فقط على السودان إنشاء خطوط النقل و كذا العرض لمصر , و هم في ذلك مكرهين لا أبطال ! و قد أنشأ السودان خط نقل للكهرباء يسع 100 ميغاوات و يحتاج إنشاء خطوط ناقلة أخرى , فأثيوبيا غير قادرة على إنشاء عدة خطوط ناقلة للكهرباء حاليا نسبة لقيامها بسداد تكلفة بناء السد العالية و لها خطوط نقل أخرى من سدود على أنهار عدة , و لذلك فمن الواضح أن سد النهضة يمثل لإثيوبيا مشروعا مستقبليا لا ندري كيف تكون ثوابته و متغيراته .
3 – إذا لم يتم تصريف مياه بحيرة سد النهضة عبر التوربينات المائية و أتت عليها مياه الفيضان القادم , أو إذا كان الفيضان عاليا في سنة من السنوات فلن تكفي بوابات السد العليا و السفلى لتمرير كل تلك المياه و عند ذلك ربما يغرق السد . تفاديا لذلك و كما هو معمول به في السد العالي في مصر فتوجد قنوات على جانب بحيرة السد لنقل المياه الزائدة إلى الأراضي الصحراوية المتاخمة في منخفض القطارة . لذلك لا بد من شق قناتين على جانبي سد النهضة كي تكونا حاميتين لسلامة السد و تدخلا الأراضي السودانية من جهة الشرق في تواز لقناة الرهد و من جهة الغرب في تواز لقناة كنانة و تساعدا في توسعة الأراضي الزراعية بالري الدائم , و على الحكومة السودانية دفع تكاليف هاتين القناتين .
4 – إن العمر الإفتراضي للتوربينات المائية يصل إلى 50 عاما و عمر السدود أكثر من ذلك كثيرا إذا وجدت الصيانة اللازمة , و حسنا فعلت أثيوبيا عندما استجابت لتوصية لجنة الخبراء و زادت عرض السد العلوي من 4 أمتار إلى 8 أمتار , فالنيل الأزرق متقلب و له فورات فيضان مشهورة كما في سنة 1948 و 1988 , و لذلك و في السنوات الأولى يجب خفض تخزين المياه في بحيرة السد لعدم الحاجة للتخزين الكامل و للتأكد من التاثيرات الكهرومائية على السدود الأخرى في الروصيرص و سنار و مروي , و بعد ذلك يجب الإتفاق على قواعد التشغيل السنوي لسد النهضة كما ورد في مبدأ التعاون في الملأ الأول و إدارة السد في إعلان المباديء .

د. عمر محمد صالح بادي
دكتوراة في الهندسة الميكانيكية ( قوى )
و كاتب صحفي حائز على القيد الصحفي