مدلسازی عددی شکست تدریجی سد

مدل سازی پدیدهی شکست سد بیشتر به منظورمحاسبهی تقریبی دبی پیک خروجی ناشی از شکست انجام می شود، تا پیش بینی هایی برای مهار آن یا تمهیداتی برای پیشگیری از خطرات ناشی از آن اندیشیده شود. مدل های عددی پدیده ی شکست شامل سه بخش می باشند. بخش اول شامل محاسبه دبی خروجی از مخزن و مدلسازی هیدرولیکی جریان در روی بدنهی سد می باشد، بخش دوم محاسبهی فرسایش بدنه سد در اثر عبور جریان می باشد که برای این منظور از فرمول های انتقال رسوب استفاده می شود. بخش سوم نیز پایداری شیب پایین دست سد در اثر فرسایش را مورد بررسی قرار می دهد. در این تحقیق روشی برای مدل کردن فرسایش تدریجی سد با ایجاد یک شکاف اولیه بر روی تاج آن برای شروع فرسایش ارائه شده است. این مدل افزایش تدریجی ابعاد این شکاف، افزایش دبی عبوری از آن و در نتیجه کاهش ارتفاع سد و تخلیه آب مخزن پشت سد را مدل می کند. برای محاسبه ی دبی عبوری از شکاف از فرمول سرریز لبه پهن و برای مدل سازی هیدرولیکی جریان از معادلات آب کم عمق برای شیب تند استفاده شده که با روش مککورمک گسسته سازی شده اند. این روش دارای دقت مرتبه ی 2 در زمان ومکان می باشد و قابلیت محاسبه ی جریان متغیر تدریجی و سریع را به طور همزمان داراست. در بخش محاسبه ی فرسایش بدنه سد از رابطه پیوستگی رسوب و برای محاسبه ی دبی رسوب انتقالی از فرمول اصلاح شدهیSmart برای شیب های تند، استفاده شده است. خروجی های حاصل از مدل نوشته شده بر اساس روابط فوق با داده های حاصل از مدل های آزمایشگاهی و داده های موجود مشاهداتی مقایسه شده ونتایج حاصل از مدل عددی تطابق خوبی بانتایج مدل آزمایشگاهی و تست صحرایی نشان می دهد.

کلیدواژه ها:

شکست سد ، مدلسازی هیدرولیکی ، شکاف ، رسوب