اطلاعات پایه

توپوگرافی

محدوده رشته کوه‌های البرز با توجه به ساختار متفاوت و متغیر زمین شناسی به دو قسمت شمالی و جنوبی تقسیم می‌شود. پروژه سیاه‌بیشه در شمال رشته کوه‌های البرز (بخش شمالی)، در محل طبقات اصلی زمین شناسی و در منطقه لایه‌بندی شده به لحاظ زمین شناسی، واقع شده است. به‌واسطه گسل کندوان، بخش شمالی رشته کوه‌های البرز در ساختار شمشک قرار گرفته‌اند.
اجزای اصلی طرح شامل، مخزن سد بالا و سازه‌های وابسته، تونل‌های آبرسان، مخازن فشارشکن و بخش ابتدایی از شافت‌های تحت فشار که در محدوده گسل اصلی فعال (Main Trust Fault) می‌باشد، همگی در ساختار شمشک قرار خواهند گرفت. این بخش عمدتاً شامل شیل، لای و ماسه سنگ می باشد.
بخش‌های دیگر پروژه از جمله، قسمت پایین دست شافت‌های مایل، مغار نیروگاه، مغار ترانسفورمر، تونل‌های پایاب و سد پایین و سازه‌های وابسته در توالی ساختارهای روتر و درود قرار گرفته‌اند و عمدتاً شامل سنگ آهک با ترکیبات و توزیع متفاوت ماسه سنگ و شیل و سنگ های آذرین از نوع نفوذی و خروجی مس می‌باشند.

هواشناسی

پروژه سیاه بیشه در منطقه کوهستانی البرز شمالی و در فاصله 125 کیلومتری شمال تهران، با آب و هوایی تابستانی و زمستانی واقع گردیده است. بلندی نواحی، بادهای فصلی و میزان بارندگی ها (برف، باران و تگرگ) شرایط جوی منطقه را متأثر می‌سازد.
زمستان‌های شدید و بارش برف در نیمه دوم فصل سوم سال، مشکلات شدید کاری و حمل و نقل را در محدوده پروژه ایجاد می‌نماید. در جدول زیر میزان حداقل و حداکثر درجه حرارت در محدوده سد بالا و پایین پروژه نمایش داده شده است.

درجه حرارت	سد پایین	سد بالا
حداکثر	35+	34.5+
حداقل	18-	27-

متوسط درجه حرارت هوای سالانه در محدوده سد بالا برابر 7 درجه سانتی‌گراد و در محدوده سد پایین 9 درجه سانتی‌گراد می‌باشد.

هیدرولوژی

با افزایش ارتفاع عمدتاً میزان بارندگی افزایش می‌یابد. اندازه‌گیری میزان بارش به‌علت پراکندگی حوضه مورد نظر و با توجه به اختلاف فاصله ایستگاه‌های باران سنجی به لحاظ ارتفاعی و فواصل زیاد، کار دشواری است.
در محدوده پروژه، حداکثر میزان بارش در ماه‌های بهمن و اسفند(February, March) تا اردیبهشت و خرداد (May, June) حادث می‌شود و حداکثر میزان بارش 300 میلی‌متر می‌باشد.
متوسط دبی ورودی به مخزن سد پایین در حدود 67.1 متر مکعب بر ثانیه برآورد گردیده است. دبی خروجی سد بالا به نسبتی بین دو محدوده آبخیز تقسیم می‌شود. با این وجود، اختلاف میزان بارش متوسط بین گرم رودبار(400 میلی‌متر در سال، برای قسمت پایین حوضه آبریز) و شمال کندوان(950 میلی‌متر در سال950، برای قسمت بالایی حوضه آبریز) بر روی مشخصات جریان تأثیر خواهد گذاشت.

متوسط جریان ورودی در مخزن سد بالا و پایین

	مساحت حوضه آبریز	جریان ورودی در سال‌های 91-90	متوسط جریان ورودی
مخزن سد پایین	93.8 هکتو متر مربع	23.6 هکتو متر مکعب در سال	49.2 هکتو متر مکعب در سال
مخرن سد بالا	19.3 هکتو متر مربع	6.5 هکتو متر مکعب در سال	13.5 هکتو متر مکعب در سال

سیلاب

میزان سیلاب با دوره بازگشت 1000 و10.000 ساله در مخازن سد بالا و پایین

دوره بازگشت 1000 ساله

دوره بازگشت 10.000 ساله

متوسط دبی خروجی روزانه

حداکثر دبی خروجی

متوسط دبی خروجی روزانه

حداکثر دبی خروجی

مخزن سد پایین

120m³/sec

240m³/sec

165m³/sec

330m³/sec

مخرن سد بالا

38m³/sec

76m³/sec

53m³/sec

106m³/sec

میزان سیلاب سیستم‌های انحراف سدهای بالا و پایین

حداکثر سیلاب 20 ساله

حداکثر سیلاب 100 ساله

نتایج سال 1983 با دوره بازگشت 20ساله

مخزن سد پایین

74m³/sec

1415m³/sec

360m³/sec

مخرن سد بالا

24m³/sec

45m³/sec

80m³/sec

	حداکثر دبی با دوره بازگشت 10.000 ساله	PMF / PMP	نسبت
مخزن سد پایین	330m³/sec	910m³/sec	2.74
مخرن سد بالا	106m³/sec	190m³/sec	1.8

کیفیت آب

متوسط ذرات معلق (بار مواد غوطه ور) سالانه در محدوده کوه‌های البرز، به‌طور قابل ملاحظه‌ای درخور تغییر می‌باشد و در یک رنج تقریبی مشخص 300ton/year/km² تا 2000ton/year/km² قرار دارد.
بر پایه اندازه‌گیری‌های انجام شده در نزدیکی محدوده سد پایین (رودخانه چالوس در پل ذغال و سد کرج) مقدار کلی رسوبات 750ton/year/km² می‌باشد.
برآورد انجام شده توسط مشارکت لامایر-مشانیر، وزن خشک رسوبات ته نشینی را 1,09ton/m³ نشان می‌دهد (10% ماسه، 45% لای، 45%رس)

رسوب گذاری

میانگین سالانه فرسایش رسوبات در مخزن بالا 1118ton/km² و در مخزن پایین 660ton/km² تخمین زده شده است. این نتایج نشان می دهد که فرسایش سالانه تخمین زده شده در حوضچه بالایی 170% نسبت به حوضچه پایینی بیشتر است.

برنامه‌ریزی منابع آب

با توجه به ماهیت سدهای تلمبه ذخیره‌ای، همواره حجم معین آب بین مخازن بالا و پایین جابجا می‌شود. موارد حائز اهمیت از نظر برنامه‌ریزی منابع آب، در دوره‌های آبگیری و بهره برداری این گونه طرح‌ها بطور کلی می‌تواند شامل موارد زیر باشد:
1. دوره آبگیری
در این دوره معمولاً مخزن بالا تا حداکثر تراز بهره‌برداری آبگیری می‌شود و لازم است که آبگیری در مخزن پایین تا حداقل تراز بهره‌برداری صورت گیرد. همچنین حق آبه‌های پایین دست و موارد محیط زیستی در پایین دست مخازن مذکور باید در نظر گرفته شود.

2. دوره بهره برداری
در این دوره بخشی از آبدهی روزانه رودخانه که مازاد بر حجم مفید مخزن بالا (که پس از بهره‌برداری در حالت توربین و انتقال به سد پایین، مجدداً به مخزن بالا برنمی گردد) می‌باشد، درسیستم تولید نیرو استفاده شده و بخشی دیگر از آن به اندازه حداقل مورد نیاز برای حق آبه‌های پایین دست، در رودخانه رها می‌شود که نیازمند برنامه‌ریزی می‌باشد. همچنین در مخزن پایین، رها سازی اجباری آب مازادی که از مخزن بالا توربین شده است و همچنین رها سازی ورودی مخزن پایین از دو رودخانه گرم رودبار و چالوس جهت نگهداشتن سطح مخزن در حداقل تراز بهره برداری و حفظ حجم خالی مورد نیاز در مخزن حائز اهمیت می باشد.
با توجه به حجم قابل ملاحظه آب اضافی که روزانه از طریق تونل تخلیه کننده تحتانی از مخزن پایین تخلیه می شود می‌توان تمهیداتی از قبیل نصب توربین در خروجی تونل تخلیه کننده تحتانی جهت استفاده بهینه از آب خروجی در نظر گرفت.

زمین شناسی

محدوده طرح سیاه بیشه (نیروگاه تلمبه ذخیره‌ای) در شمال ایران و بین شهرهای تهران-چالوس و در دامنه شمالی البرز مرکزی که بخشی از آنتی‌کلاین و سنکلاین‌های موازی شکل دهنده مرز جنوبی گودال کاسپین است، قرار دارد. طرح سیاه‌بیشه تقریباً در 4 کیلومتری گسل تراستی کندوان قرار گرفته که در زمین‌شناسی ایران ساختار تکتونیکی حائز اهمیت بسیار است و رشته کوه البرز را در محدوده مرکزی به دو بخش جنوبی و شمالی تقسیم نموده است. در بخش جنوبی سازنده کرج با سن سنوزوئیک گسترش دارد و در بخش شمالی آن که پروژه سیاه بیشه در آن قرارگرفته است سازندهای مربوط به دوران اول و دوم زمین شناسی ایران گسترش یافته‌اند.

لرزه خیزی

از گسل‌های مهم ساختگاه سدهای سیاه بیشه، گسل کندوان، طالقان، شمال البرز، شمال تهران، خزر و گسل اصلی معکوس ناحیه ساختگاه را می‌توان نام برد. بیشترین زمین لرزه باورپذیر این ناحیه 7.4 ریشتر بوده و بزرگترین زمین لرزه حاصله از نزدیکترین گسل( گسل کندوان)، 7.2 ریشتر می‌باشد.

بیشترین شتاب زمین لرزه باورپذیری که از این گسل‌ها می‌تواند به ساختگاه وارد شود در حدود 0.59g افقی در ناحیه سد پایین و 0.41g قائم در ناحیه سد بالا می‌باشد.

شتاب‌های بدست آمده برای Operational Base Level (سطح عملکردی) برابر 0.25gافقی

و برای سطح Maximum Design Level (بیشینه طراحی) برابر 0.34gافقی می‌باشد.

مخزن سد

مشخصه	سد بالا	سد پایین
حداقل تراز بهره‌برداری	2376 متر از سطح دریا	1885.5 متر از سطح دریا
حداکثر تراز بهره‌برداری	2407.6 متر از سطح دریا	1905.2 متر از سطح دریا
حجم مفید مخزن	3.642.858 مترمکعب	3707105 مترمکعب
طول مخزن	1000 متر	1100 متر