از آنجا که آب جمع شده در پشت یک سد، میتواند نیروی بسیار عظیمی به سد وارد کند، در طراحی سدها، اصلیترین مسئله استاتیکی (ایستایی)، غلبه بر این نیرو و رسیدن به شرایط پایداری است که با تخلیه و یا آبگیری سد، پیوسته برقرار باشد.
از نقطه نظر استاتیکی، سدها به دو گروه عمده تقسیم میگردند:
سدهای پایه دار، سدهای پشت بند دار و سدهای چوبی از دیگر انواع سد محسوب میشوند.
سدهای قوسی
اساس نیروی غلبه بر فشار آب در این سدها، انتقال این نیرو به دیوارههای دره و در حقیقت شکل هندسی سد است. این سدها حداقل در مقیاسهای بزرگ، غالباً از بتن غیر مسلح ساخته میشوند. به منظور جلوگیری از ورقه ورقه شدن سطوح مختلف بتن روی یکدیگر، بسیاری از سدهای بزرگ از این نوع، بصورت لایه لایه و معمولاً بصورت لایههای ۲ یا ۳ متری بتن ریزی میگردد. سطح هر لایه بتن ریزی شده بلافاصلهً شسته میگردد تا بتن لایه (مرحله) بعدی به بتن قبلی خوب بچسبد و از ورقه ورقه شدن سطوح مختلف بتن روی یکدیگر جلوگیری گردد. این سدها بصورت بلوک بلوک ساخته شده و در انتها بین بلوکها که درزه نامیده میشود دوغاب سیمان تزریق میگردد تا سد بصورت یکپارچه عمل کند.
سدهای وزنی
از آنجاییکه باید در برابر فشار بسیار زیاد آب، مقاومت مناسبی بهوسیلهٔ وزن سازه سد صورت پذیرد، این نوع از سدها معمولاً حجم بسیار عظیمی دارند. بدیهی است در ساخت سازهای با این حجم، اقتصادیترین مسئله، بحث تأمین مصالح است؛ بنابراین این سدها معمولاً از مصالح موجود در محل احداث خود بهره میبرند. بدیهی است که در دسترسترین این گونه مصالح سنگ و خاک است. سدهای وزنی به همین دلایل امروزه در دو نوع سدهای بتنی و سدهای خاکی ساخته میشوند.
سدهای خاکی
در ساخت سدهای خاکی، آنچه که در واقع جلوی آب را میگیرد، یک هسته نسبتاً نازک رسی است. خاک رس این خاصیت را دارد که با مرطوب شدن، به عایق خوبی برای نفوذ آب تبدیل میگردد. (از همین رو بام خانههای قدیمی کاهگل میشدهاست) بجز هسته رسی، مابقی حجم سد را سنگ و خاک غیر محلول در آب تشکیل میدهد. چرا که سنگهای محلول پس از مدتی باعث کاهش وزن سد و به هم خوردن نتایج محاسبات خواهند شد.
سدهای خاکی همواره با مشکل محدودیت ارتفاع مواجهند و بیشتر برای درههای عریض و کم شیب مناسب هستند (سد پانزده خرداد دلیجان). بر عکس سدهای قوسی مناسب درههای عمیق و کمعرضند مانند: (سد کرج)
مطالعات زمینشناسی
اگر سدی بدون مطالعه و بررسی کافی زمینشناسی احداث گردد، بی شک تنها یک فاجعه اقتصادی و محیط زیستی از خود بجا میگذارد. تمامی نواحی که دریاچه سد آنها را میپوشاند و همچنین زیر سازه سد باید بطور دقیق مورد گمانه زنیهای کارشناسی قرار گیرد. وجود تنها یک بخش آهکی در اطراف دریاچه باعث خواهد شد تا آب به تدریج بخش آهکی را از بین برده و به خارج راه نفوذ پیدا کند و یا در دراز مدت برهم ریختن محاسبهها را سبب شود. نظیر چنین واقعهای برای سد لار افتاد و این سد در حال حاضر از یک سوم ظرفیتش بهرهبرداری مینماید.
در سال ۱۹۵۹ میلادی فاجعهٔ فرو ریختن سد قوسی مالپاست در آلپ-ماریتیم فرانسه که بنا به ضابطههای امروز، شاید به سبب شیب افقی زیاد و ناآگاهی از وجود سنگهای دگرگونی و گنیس در محل باشد، رخ داد.
مطالعات زیست محیطی به مجموعه مطالعاتی گفته میشود که اثر تغییرات ایجاد شده توسط سد و دریاچهٔ آن و همچنین تقلیل آب پایین دست را بر روی زیست بوم منطقه شناسایی، محاسبه و هزینه یابی میکنند. علاوه بر این، این اثر باید بر روی شهرها و روستاها و سایر المانها(همچون آثار باستانی در مورد سد سیوند) در کنار ارزیابیتاثیرها بر محیط زیست مورد بررسی قرار گیرند تا در محاسبههای سود و زیان کلی پروژه، و گزینشهای پایانی در نظر گرفته شوند.
سدهای معروف جهان
- سد الکفره (Sadd al Kafara) قدیمیترین سد شناخته شدهٔ جهان در ۱۱ کیلومتری جنوب شرقی حلوان مصر بین سالهای ۲۷۵۰ تا ۲۹۵۰ قبل از میلاد (حدود ۵۰۰۰ سال قبل) با طول ۱۱۵ و ارتفاع ۱۲ متر ساخته شدهاست.
- سد هوور تا پیش از احداث سد گراند کولیی، بزرگترین سازه بتنی و بزرگترین نیروگاه برقآبی در جهان بود.
- سد گراند کولیی بزرگترین سازه بتنی آمریکای شمالی است و روی رودخانه کلمبیا در واشنگتن بسته شده است.
