اثرات فیزیکی و شیمیایی یک سد را می توان به صورت زیر خلاصه کرد :
- اثر احداث سد بعنوان مانعی در حرکت و عبور اجسام شناور در مسیل رودخانه نظیر درختان ،قطعه های یخ ، ماهیان ، کشتی ها و مانند این ها .در این مورد همه سدها اهمیت دارند و بیشترین اثر را درقبال ممانعت از عبور اجسام شناور برجای می گذارند.
- وقوع سیلابهای زیاد ناشی از رهاسازی آب سرریزها و تخلیه کننده ها موجب تغییرات عمده فیزیکی و شیمیایی و بیولوژیکی در پایین دست سدها می گردد.
- تراوش آب ازسرریزهای سد می تواند باعث فوق اشباع شدن آب از گازهای موجود در هوا شود .این حبابهای گاز در داخل بافتهای ماهی جذب شده و می تواند باعث بیماری و در نهایت مرگ ماهی شود. فوق اشباع شدن آب از گاز، مشکل مهمی در رودخانه کلمبیا بود. آنهادریافتند که وجود فشار زیاد ناشی از سقوطآب از سر ریزهای سد (به درون مخزن) باعث می شود که گازهای اتمسفری در آب، محلول شده و مخزن به صورت فوق اشباع در آید.
- اثر خروج آب گل آلود حاوی مواد رسوبی به روی مناطق پایین دست سد و محیط زیست منطقه نیز بسیار مهم است.
- اثر یک سد بر تغییرات سطح آب زیرزمینی جز مهم ترین اثرات سد ها می باشد. سدهای مخزنی و برق آبی بدلیل دارابودن حجم زیادی از آب بیشترین تاثیر را در این مورد دارند.
- دریاچه های بزرگ سد با تشکیل مه و بالابردن نم نسبی در محدوده دریاچه موجب تغییرات آب و هوایی در مقیاس خرد اقلیم می شوند. تاثیر سدهای توریستی بر آب و هوا به علت گسترش وسیع باغها و ویلاها و جنگلهای مصنوعی ساخت دست بشر بیشتر از بقیه است.
اثر احداث سد بعنوان کاهش نسبی یا کلی مواد جامد و رسوبات رودخانه ای که در مخزن و یا دریاچه سد رسوب می کنند . این امر توازن طبیعی پتانسیل رسوب گذاری را در پایین دست سد بهم زده و موجب فرسایش شدید مسیر رودخانه پایین دست میگردد.در این مورد سدهای کنترلی بیشترین اثر را برجای میگذارند که بدلیل تخلیه مکرر آب پشت سد درمواقع سیلابی میباشد .در این مورد می توان به اثر سد در تغییرات بستر رودخانه اشاره کرد : معمولاً آبی که در پشت سدها ذخیره می شود حاوی مقادیر زیادی لای و سیلت است که این لای و سیلت در پشت سدها انباشته می شوند و آبی که از سد سرزیر می شود فاقد لای و سیلت بوده و سرعت تند این آب در هنگام برخورد به رودخانه باعث تشدید فرسایش رودخانه می شود. سطح اساس پایین ترین نقطه ای است که یک رودخانه می تواند تا آنجا بستر خود را فرسوده کند .هر تغییری در سطح اساس سبب می شود تا رودخانه فعالیتهای خود را با آن تنظیم نماید .وقتی در مسیر رودخانه سدی ساخته می شود، مخزن سد سطح اساس رودخانه را بالا می برد .در بالا دست سد، شیب رودخانه کاهش می یابد و سبب کاهش سرعت و قدرت حمل آن می شود .در نتیجه رودخانه با رسوبگذاری مواد، به سازندگی و بالا بردن مسیر خود ادامه می دهد .این فرآیند تا آنجا ادامه پیدا می کند که شیب رودخانه برای حمل بار خود مناسب شود بنابراین در پایین دست سد باعث پایین بردن سطح اساس رودخانه میشود به نحوی که با عث فرسایش مجدد کف رودخانه شده واین روند تا زمانی که رود خانه به حالت تعادل برسد ادامه مییابد .وقتی رودخانه به تعادل رسید این سیستم خود تنظیم شده می شود و هر گونه تغییر در خصوصیات رودخانه باعث می شود که رودخانه روندی را طی کند تا به نحوی اثر این تغییرات را خنثی کند. تغییر سطح اساس، تا زمانی است که رودخانه متعادل می شود. که این متعادل شدن، هزینه های زیادی بر دوش محیط زیست منطقه می گذارد.
درنتیجه واکنش بین سطح آب دریاچه و مرطوب شدن محیط و لایه بندی مختلف درکنار مخزن سد ،زمین لغزه ایجاد میگردد که اثرات آن به دوصورت کاهش حجم دریاچه و ایجاد امواج بلند و لبریزی سد و یا تخریب آن آشکارمی گردند.چون تغییر سطح آب در دریاچه سدهای مخزنی وبرق آبی کمتر از سدهای کنترل سیلابی میباشد بروز زمین لغزه در این سدها کمتر خواهدبود درحالیکه سدهای کنترل سیلاب به دلیل شیوه خاص بهره برداری و تخلیه و آبگیری مکرر و تر و خشک شدن متناوب زمینهای دیواره مخزن اثر بیشتری بر زمین لغزه خواهد داشت. درنتیجه تاثیر بار آب برروی کف دریاچه امکان وقوع زلزله های القایی وجود دارد که سدهای مخزنی و برق آبی بدلیل حجم زیادی از آب ، تاثیر زیادی بر زلزله های القایی می گذارند.این زمین لرزه ها در اثر وزن بسیار سنگین آب دریاچه و بر هم خوردن تعادل فشار در طبقات مختلف زمین رخ می دهند. به عنوان نمونه در بررسی سد کرخه این نتیجه حاصل گردید که تعداد زمین لرزه ها بلافاصله همزمان با آبگیری سد افزایش یافته و با گذشت زمان که سطح آب ثابت شده از تعداد این لرزش ها نیز کاسته شده است بنابراین چنانچه ارتفاع آب موجود در مخزن درحد ثابتی نگه داشته شود تاحدی میتوان لرزه خیزی منطقه را کنترل نمود.همچنین اولین دلیل برای زلزله بم که دانشمندان آن را عامل زلزله می دانستند آب انباشته شده در پشت سد جیرفت بود که بعدها با تحقیقات فراوان دلیل دیگری برای آن آورده شد.
رودخانه ها بر حسب اینکه دارای آبهای جاری تند یا آرام د باشند دارای ویژگیهای زیستی متفاوتی هستند. هنگام بهره برداری از یک سد، سرعت جریان آب رودخانه در آن قسمت دچار دگرگونی می شود و این تغییرات تا کیلومترها در پایین دست و بالا دست سد تاثیر خود را می گذارد. به عنوان نمونه جلبکها از گیاهان مهم آبهای روان به شمار می آیند .معمولا در بخشهایی که سرعت جریان آب زیاد است، این جلبکها از نوع چسبنده هستند و بر عکس در پایین دست رودخانه که سرعت جریان آب کاهش می یابد، زمینه برای شکل گیری جلبکهای فیتوپلانکتونی مساعدتر می شود.در بالا دست سد، که دریاچه سد تشکیل می شود سرعت جریان آب تا حد زیادی کم می شود و این خود باعث انباشته شدن لای و سیلت در آن می شود که این مساله می تواند در حیات جلبک چسبنده تاثیر سوء گذاشته و آنها را نابود کند و با نابود شدن یک حلقه از اکوسیستم، نابودی حلقه های دیگر را که زنجیره اکوسیستم را تشکیل می دادند، تسریع بخشد. برخی از ماهیها برای تخم ریزی بر خلاف جریان آب شنا کرده تا خود را به بالا دست رودخانه برسانند.بعد از ایجاد سد در یک رودخانه این مسیر حرکت قطع می شود و این خود موجب نابودی گونه های نایاب ماهیها شده و حیات جانوری را در رودخانه نابود می کند. اما راه حلی هایی برای مشکل مهاجرت ماهیها در رودخانه ها وجود دارد، ایجاد یک سری بالابرهای حمل ماهی(پلکانهای ماهی یا way fish، (هوادهی و کنترل جریان در سدهای بزرگ ازاین گونه راه حلهاست . همچنین درزمان تکثیر ماهیان دبی مناسب را جهت مهاجرت و تخم ریزی ماهیان فراهم آورد که این دبی معادل 9,0 تا 6,0مترمکعب درثانیه برآورد گردیده است.
کی دیگر از مسائلی که در رابطه با رودخانه هایی که به سد وارد می شوند قابل بررسی می باشد، تخلیه زباله و فاضلابهای خانگی و صنعتی و هرز آب کشاورزی می باشد .چون در حالت عادی رودخانه خاصیت خود پالایی دارد و می تواند به مرور زمان در طول حرکت بار آلودگی خود را از طریق گرفتن اکسیژن کم کند . سدها باعث می شوند که سرعت رودخانه کاهش یابد تا به حالت سکون در پشت سدها برسد و این موجب می شود که تاثیر خود پالایی رودخانه ها کاهش یابد و به مرور زمان با تجمع مواد آلوده کنند در پشت سدها باعث آلودگی جانداران ساکن در دریاچه سدها و نیز آلودگی خاکهای اطراف سدها گردد و علاوه بر این چون از آب پشت سدها برای مصارف گوناگون استفاده می گردد می تواند باعث انتقال این آلودگیها به انسان و سایر موجوداتی که در اکوسیستم اطراف سدها زندگی می کنند گردد.
مهم ترین مشکل سد های ایران پدیده فرسایش وتجمع رسوبات در مخازن سدها می باشد که عمر سدها را کاهش می دهد وسرمایه ملی را نابود می کند .در کشور ما بسیاری از بند ها و سد های کوتاه با معماری غیر مهندسی ساخته شده اند . در برخی سد ها به دلایل سر ریزی سد ، تجمع رسوب ، استفاده از مصالح نامناسب و طراحی غلط مولفه های جنبی ، این بند وسد ها از بین رفته و غیر قابل استفاده مانده اند . گاهی اوقات در تعریف اهداف سد نیز مغایرتهایی با طبیعت مشاهده می شود از جمله سد کرج که برای تامین آب تهران اختصاص دارد ، آب حوضه آبریز کرج را به محل دیگری انتقال می دهد . لذا اثرات ناگوار آن به صورت افت سطح آب زیر زمینی ، کاهش کیفیت آب زیر زمینی و هجوم آب شور به دشت پایین دست کرج خطر نابودی سفر ه آبی را در پیش دارد و ناحیه سر سبز شهریار و کرج را به بیابان تبدیل می کند.
همانطور که در این مقاله بحث شد، سدها اثرات مخرب و همچنین مفید زیادی دارند. سد ها در هنگام ساخت و بهره برداری تغییرات نامناسب فیزیکی ، شیمیایی ، بیولوژیکی ، بهداشتی و نهایتا تغییرات شدید اکولوژیکی را در اقصی نقاط جهان پدید آورده اند. سد های چند منظوره دارای بزرگترین نقاط قوت و ضعف هستند. در کل باید کوشش کرد که اثرات مضر و مفید زیست محیطی و همچنین اجتماعی ارزیابی شوند تا این هزینه ها به عنوان بخشی از ارزیابی اقتصادی یک پروژه سد، ملحوظ گردند.ملاحظه مسائل زیست محیطی در تمام مراحل اجرایی یک پروژه مهمترین وظیفه سازمان حفاظت محیط زیست در کشورهای مختلف جهان است. استفاده از تجربیات ارزشمند سایر ملل که به بهای گزافی حاصل شده است، می تواند برای دیگر کشورهای در حال توسعه آموزنده و مفید واقع شده و از تکرار همان اشتباهات در دیگر نقاط جهان، جلوگیری نماید. سه مساله مهم و اغلب لاینحل در مورد سد ها عبارتند از: الف ) جابجا کردن افراد بومی که بی تجربه و غیر سیاسی هستند. ب ) شورزایی و ماندابی شدن مزارع آبیاری ج ) مسائل بهداشتی ناشی از امراض مرتبط با آب. نمونه پیامدهای ناسازگار سدهای بزرگ در کشور ایران را می توان در رسوبگیری، زه دار شدن و شوری اراضی، عدم مدیریت بهره برداری مناسب، مسائل تلفات آب، جابجایی مردم و مشکلات آب دریاچه سد جهت تامین آب شرب به لحاظ کاهش کیفیت آن دانست.