کاربرد مدل های فیزیکی برای تعیین ویژگی های شکافت و جریان در شکست سدهای خاکریزه ای

در پدیده شکست سد خاکی، تعیین دقیق ویژگی های جریان، زمان و شکافت همراه با تحلیل اجزای هیدروگراف در کاهش آسیب پذیری دشت های سیلابی پایین دست و خسارت های مالی و جانی آن، نقش بسزایی دارد. در این پژوهش از مدل های فیزیکی با خصوصیت های مختلف هندسی و مکانیکی برای بررسی سازوکار فرسایش و تکامل شکافت استفاده شد. در تحلیل اجزای هیدروگراف حاصل از شکافت نیز نتایج آزمایشگاهی با داده های تاریخی حاصل از مدل ریاضی BREACH مقایسه شد. برای توسعه روابط جدید در تعیین دبی اوج (Qp)، پارامترهایی معرفی شده است که تاکنون در تعیین آن به کار نرفته است. در این زمینه، از داده های تاریخی، آزمایشگاهی و شکست فرضی سدهای واقعی، به عنوان مطالعه موردی استفاده شد. پژوهش ها نشان می دهد زمان توسعه شکافت (tf)، وابستگی زیادی به ویژگی های هیدرولیکی و شکافت داشته و بر این اساس، روابط جدید بر مبنای آن پیشنهاد شده است. همچنین، روابط جدید معرفی شده مربوط به ارتفاع شکافت (Hb) به ارزیابی دقیق تر فرایند شکافت در حالت های روگذری جریان و رگاب منتهی می شود. محدوده تغییرات عرض متوسط شکافت (Bave) برحسب ارتفاع جریان گذرنده از روی شکافت، که در این مطالعه تعریف شده است، دامنه وسیعی از سدهای خاکریزه ای را فرامی گیرد. نتایج تحلیل های آماری نشان داد که ضریب تبیین (R۲) برای رابطه های پیشنهادی برای تعیین Qp برحسب پارامترهای شکافت و با استفاده از برنامه ریزی بیان ژن (GEP) و رگرسیون غیرخطی به ترتیب، برابر ۰/۸۴ و ۰/۸۴ است. این ضریب برای تعیین روابط tf با رگرسیون و برحسب پارامترهای هیدرولیکی و شکافت به ترتیب، معادل ۰/۸۷ و ۰/۸۸ محاسبه شد. مقدار R۲ در تعیین رابطه های جدید Hb با GEP و برحسب پارامترهای بدنه و مخزن در حالت های روگذری جریان و رگاب نیز به ترتیب، برابر ۰/۹۹ و ۰/۹۹ بود.

کلیدواژه ها:

اجزای هیدروگراف ، مکانیزم فرسایش ، روابط تجربی ، هوش مصنوعی ، مدل های رگرسیونی ، منابع آب