تحلیل هیدرولیکی بلانکت رسی سد خاکی با مدل سازی عددی

سدهای خاکی به ­دلیل نقش کلیدی در مدیریت منابع آب، کنترل سیلاب و تامین آب کشاورزی، از اهمیت ویژه ای برخوردارند، اما کنترل تراوش و کاهش فشار آب حفره ای از چالش های اصلی برای تضمین ایمنی و عملکرد بلندمدت آنهاست. این مطالعه با بهره گیری از مدل سازی عددی در نرم افزار Seep/W از مجموعه GeoStudio، تاثیر طول و ضخامت پوشش رسی بر عملکرد هیدرولیکی سد خاکی واقع در آذربایجان شرقی را بررسی کرده است. در این پژوهش، اثرات طول های ۶/۵۹، ۳/۷۳، ۹۳ و ۱۰۰ متر و ضخامت های ۵/۰، ۱، ۵/۱ و ۸/۱ متر بر جریان تراوش، گرادیان هیدرولیکی و فشار آب حفره ای تحلیل شد. نتایج نشان داد که افزایش ضخامت پوشش رسی به ۵/۱ متر، جریان تراوش را تا ۲۲/۵۵ درصد کاهش داد، در حالی که افزایش طول به ۹۳ متر، کاهش ۸۱/۴۸ درصد  را به دنبال داشت. افزایش بیشتر طول و ضخامت تاثیر معناداری بر کاهش تراوش نداشت، که نشان دهنده بهینه بودن طول ۹۳ متر و ضخامت ۵/۱ متر است. همچنین، پوشش رسی با ضخامت ۵/۱ متر، گرادیان هیدرولیکی خروجی را ۶/۶۰ درصد و فشار آب حفره ای را ۹۴/۵۶ درصد  کاهش داد، در حالی که افزایش طول به ۹۳ متر به­ترتیب این پارامترها را ۴۷/۴۷ درصد و ۵۸/۴۱ درصد کاهش داد. تحلیل اقتصادی نشان داد که بهینه سازی ابعاد پوشش رسی، حجم خاک برداری را ۵۰ درصد، ارتفاع را ۳۰ درصد و ضخامت را ۴۰ درصد کاهش داد و هزینه های عملیاتی را تا ۳۰ درصد کم کرد، در حالی که عملکرد هیدرولیکی سد را تا ۷۰ درصد بهبود بخشید. این یافته ها حاکی از آن است که انتخاب ابعاد بهینه پوشش رسی (طول ۹۳ متر و ضخامت ۵/۱ متر) نه تنها تراوش را به­طور قابل توجهی کاهش داده و عملکرد هیدرولیکی را بهبود می بخشد، بلکه با کاهش چشمگیر هزینه های عملیاتی، رویکردی نوآورانه و اقتصادی برای طراحی سدهای خاکی ارائه می دهد.

کلیدواژه ها:

مدل سازی عددی ، تحلیل هیدرولیکی ، بلانکت رسی ، گرادیان هیدرولیکی ، GeoStudio ، SEEP/W