بررسی عددی تأثیر افزایش ابعاد هندسی زهکش افقی بر عملکرد و پایداری سد خاکی نهند | ||
| آب و خاک | ||
| مقاله 3، دوره 40، شماره 2، تابستان 1405، صفحه 179-153 اصل مقاله (2.33 M) | ||
| نوع مقاله: مقالات پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.2026.97826.1533 | ||
| نویسندگان | ||
| توحید امیدپور علویان1؛ ابراهیم اسدی* 2؛ مهدی سلطانی ستوبادی* 2؛ ائلیار همت وند3 | ||
| 1گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، آب و سازه‌های هیدرولیکی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران | ||
| 2گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز، ایران | ||
| 3مهندسی عمران، خاک و پی، دانشگاه آزاد اسلامی تبریز، تبریز، ایران | ||
| چکیده | ||
| سدهای خاکی با هسته رسی از سازه‌های کلیدی هیدرولیکی در تأمین آب شرب، کشاورزی و مدیریت سیلاب هستند، اما بیش از ۳۵ درصد خرابی‌های تاریخی آن‌ها ناشی از تراوش و فرسایش داخلی است. این پژوهش بر سد خاکی نهند (استان آذربایجان شرقی) تمرکز دارد و تأثیر افزایش ۱۰ درصدی ابعاد هندسی زهکش قائم‑افقی دودکشی شامل افزایش طول از ۱۵ به ۵/۱۶ متر و ضخامت از ۵/۱ به ۶۵/۱ متر را به روش عددی اجزای محدود در نرم‌افزار GeoStudio 2024 بررسی می‌کند. انتخاب گام افزایش ۱۰ درصد بر اساس تحلیل حساسیت اولیه و مطالعات مرجع صورت گرفته است. مدل عددی با شبکه‌ای متشکل از ۱۲۸۰۰ المان درجه دوم، شرایط مرزی واقعی شامل بار آبی (هد هیدرولیکی) بالادست معادل ۳۵ متر و پایین‌دست معادل ۵ متر و اعتبارسنجی جامع بر پایه داده‌های ۱۸ ساله ابزار دقیق شامل ۲۲ پیزومتر و ۶ چاه مشاهده‌ای (ضریب تعیین ۹۸۲/۰=²R و ریشه میانگین مربعات خطا ۶۸/۰ متر) توسعه یافت. نتایج نشان داد که این افزایش ابعاد: دبی تراوشی کنترل‌شده را ۳/۲۲ درصد افزایش داد (از ۰۰۸/۰ به ۰۰۹۸/۰ متر مکعب بر ثانیه در واحد عرض)، فشار آب حفره‌ای میانگین در هسته رسی را ۷/۳۱ درصد کاهش داد (از ۱۸۰/۲ به ۱۲۳/۱ کیلوپاسکال)، افت هد هیدرولیکی کل را ۳/۹ درصد کاهش داد، گرادیان خروج را در ۲/۹۴ درصد موارد زیر حد ایمن ۸/۰ نگه داشت، ضریب اطمینان شیب پایین‌دست را ۵/۲۵ درصد بهبود بخشید (از ۴۵/۱ به ۸۲/۱) و اثر قوس‌داری سه‌بعدی باعث کاهش ۴/۱۸ درصدی دبی کل نسبت به تحلیل دوبعدی گردید. تحلیل مونت‌کارلو با ۱۰۰۰۰ اجرا، احتمال وقوع خرابی را به کمتر از ۳/۰ درصد کاهش داد. واسنجی (کالیبراسیون) مدل با استفاده از الگوریتم Levenberg‑Marquardt و داده‌های پیزومتری بلندمدت انجام شد که دقت بالای مدل را در بازسازی رفتار هیدرولیکی سد تأیید نمود. این بهینه‌سازی ساده و کم‌هزینه، کارایی زهکشی و ایمنی کلی سد را به‌طور چشمگیری ارتقا داده و چارچوبی عملی با قابلیت تعمیم ۵/۹۴ درصدی برای طراحی سدهای مشابه ارائه می‌دهد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| پایداری سد؛ لایه آبرفتی؛ مدل‌سازی عددی؛ نشت آب؛ هدایت هیدرولیکی | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 162 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 61 |
||