بررسی دبی نشت و عملکرد پرده آب‎بند سد خاکی ایوشان با استفاده از تحلیل عددی

فصلنامه علمی مهندسی منابع آب

مقاله 1، دوره 13، شماره 47، دی 1399، صفحه 1-14   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

مهدی کماسی^{* 1}؛ بهرنگ بیرانوند²

¹استادیار مهندسی عمران گرایش سازه های هیدرولیکی، عضو هیات علمی دانشگاه آیت الله العظمی بروجردی(ره)

²دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی آب و سازه های هیدرولیکی

تاریخ دریافت: 19 مرداد 1397،  تاریخ بازنگری: 13 شهریور 1398،  تاریخ پذیرش: 27 آبان 1398 

چکیده

یکی از مهمترین مسائل در سدهای خاکی کنترل نشت آب و میزان دبی نشتی از پی و بدنه سدها می‎باشد. به همین دلیل با توجه به ساختگاه سدها و برای افزایش طول خزش و همچنین کاهش نشت روش‎های مختلفی برای آب‎بندی مخزن سدها وجود دارد که احداث پرده آببند در زیر هسته رسی سدهای خاکی یکی از موثرترین روش‎ها به شمار می‎آید. در این پژوهش آنالیز تراوش سد ایوشان با هدف بررسی عملکرد و کارایی پرده آب‎بند در مقطع مدل شده و محاسبه دبی کل خروجی از پی و بدنه سد، انجام شده است. حداکثر مقدار ابزاردقیق دبی نشت در شرایط مخزن پر برابر 37/26 لیتر بر ثانیه می‌باشد که با استفاده از رگرسیون چند متغیره و از معیار ضریب تعیین مقادیر 9892/0R²= و9930/0R²=  به ترتیب برای نرم‌افزارهای Geostudioو Plaxis به‎دست آمد که بیانگر همخوانی بسیار خوب بین داده‎های مشاهداتی و پیش‎بینی شده و عملکرد مناسب سد از لحاظ دبی نشت می‎باشد. همچنین میزان ارتفاع فشار آب در سمت پایین­دست پرده آب­بند در نتایج ابزاردقیق و مدل‎سازی عددی دچار افت ناگهانی شده که نشان­دهنده عملکرد صحیح پرده آببند می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

نشت؛ سد خاکی ایوشان؛ پرده آب‎بند؛ .Plaxis؛ Geostudio

عنوان مقاله [English]

Study of Seepage Flow and Cutoff Wall Performance of Eyvashan Earth Dam Using Numerical Analysis

نویسندگان [English]

Mehdi Komasi¹؛ behrang beiranvand²

¹Assistant Professor, Water Engineering Hydraulic Structure, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, University of Ayatollah Ozma Borujerdi, Borujerd, Iran.

²Master student of Water Engineering and hydraulic structures, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, University of Ayatollah Ozma Borujerdi, Borujerd, Iran.

چکیده [English]

One of the most important issues in earth dams is the control of water leakage and the rate of leakage from the dam body and its foundation. Due to the site of the dams, in order to increase the creep length and reduce the leakage, there are several methods for sealing the reservoir of dams. Construction of the cutoff under the clay core of the dams is one of the most effective methods. In this research, the Eyvashan dam leakage analysis was performed with the aim of evaluating the performance of the cutoff wall model in the section and calculating the total discharge flow rate from the foundation and dam body. The maximum amount of leakage flow in the level pool of reservoir conditions is 26.37 liters per second, which was obtained using multivariate regression and the coefficient of determination of the values of R2 = 0.9929 and R2 = 9930 for Geostudio and Plaxis software, respectively. This indicates a good match between observed and predicted data and the proper performance of the dam in terms of seepage discharge. Also, the water pressure level at the downstream side of the cutoff wall has a sudden drop based on numerical modelling which indicates the correct performance of the cutoff wall.

کلیدواژه‌ها [English]

Seepage, Eyvashan earth dam, Cutoff wall, Geostudio, Plaxis

مراجع

1)       بلوری بزاز ج، مبینی‌زاد م، 1389. ارزیابی رفتار سد خاکی نهرین در طول ساخت به روش اجزای محدود و مقایسه با مقادیر واقعی حاصل از داده‌های ابزار دقیق. مجله پژوهش آب ایران 4(6) :1-10.

2)       جهاندارس، سلطانی ف، 1392. بررسی تاثیر دیوار آب‎بند، پتوی رسی رسی و پوشش بتنی بالادست بر روی شبکه جریان و نیروی uplift در سد خاکی همگن. همایش ملی مهندسی عمران کاربردی و دستاوردهای نوین، مرکز همایش شهدای پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران. 30 بهمن تا 1 اسفند 1392.

3)        رحیمی ح، 1389. سدهای‌خاکی. چاپ سوم، فصل هفتم، انتشارات دانشگاه تهران.

4)       فریور ع، میرقاسمی ع. ا. ، مهین‎ روستا ر، 1389. بررسی رفتار سد تبارک آباد در دوران ساخت با استفاده از تحلیل‌های برگشتی. نشریه مهندسی عمران و نقشه‌برداری. 3 (4):407-412.

5)        قنبری ع، زریابی س، 1393. روشی ساده برای محاسبه مقدار نشت از پی سدهای خاکی با وجود بلانکت و دیوار آببند.نشریه مهندسی عمران و محیط زیست.44(6):75-93.

6)        موهبت زاده آ، مشعل م، هدایت ن،1390. تحلیل نشت در سد های خاکی با هسته رسی با استفاده از نرم‎افزار w/seep مطالعه موردی خاکی کرخه خوزستان. ششمین کنگره ملی مهندسی عمران. 6 تا 7 اردیبهشت 1390.

7)        نایب زاده ر،محمدی م،1379. تحلیل استاتیکی سدهای خاکی تحت تاثیر شکل هسته رسی. مجموعه مقالات چهارمین کنگره ملی مهندسی عمران.دانشگاه تهران،17 تا19 اردیبهشت1387.

8)         وفائیان م، 1377. سدهای خاکی. چاپ اول،فصل ششم، مرکز انتشارات جهاد سازندگی واحد صنعتی اصفهان.

 

9)        Al Jairry H. 2010. 2D-Flow analysis through zoned earthusing finite element approach.Eng & tech journal,Vol.28,No.21.

10)    Jing T,Yongbio L, 2012. Penalty function element free method to solve complex seepage field of earth fill dam.IERI procedia1.117-123.

11)    Khassaf S.I,MadhloomA.M,2017.Effect of impervious core on seepage through zoned earth dam (Case study: Khassa chai dam)Int J Sci Eng Res, Vol.8 (2).

12)    Pakbaz M.S,Dardaei A,Salahshoor J,2009. Evaluation of Performance of Plastic Concrete Cutoff Wall in Karkheh Dam Using 3-D Seepage Analysis and Actual Measurement.Journal of applied science,9(4),724-730.

13)    Zhang Q, Shaohua Hu,Zhang F,Chen Y, 2013. Steady and Nonsteady Seepage Flow Analysis for the Yangtze Embankment due to Bridge Construction, Procedia Earth and Planetary Science.Vol.5,124-129.