بررسی سرعت و ارتفاع سیلاب ناشی از شکست سد در مسیرهای غیرمستقیم در شرایط آزمایشگاهی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری سازه‌های آبی، دانشکده مهندسی زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری.

2 گروه مهندسی آب، دانشکده مهندسی زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران

3 استاد گروه سازه‌های آبی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز.

چکیده

با تغییرات اقلیمی رخ‌داده در دنیای امروز و وقوع بارش­های شدید، وقوع سیلاب‌های متعدد در اقصی نقاط جهان افزایش چشمگیری داشته است. از طرف دیگر شکست سدهای مخزنی نیز باعث به وجود آمدن سیلاب­های شدیدی می‌گردد. با توجه به جایگاه سدهای مخزنی که معمولا در بالادست شهرهای بزرگ و پرجمعیت واقع ‌شده‌اند، سیلاب ناشی از شکست آن‌ها موجب بروز خسارات جبران‌ناپذیری می‌گردد. محاسبه سرعت و حداکثر ارتفاع سیلاب و اندازه‌گیری زمان رسیدن آن به مناطق مهم در پایین‌دست می‌تواند به حداقل رساندن خسارات ناشی از سیلاب و آمادگی جهت آن کمک چشمگیری نماید. به‌علاوه با توجه به ساختگاه سدهای مخزنی که در مناطق کوهستانی می‌باشد، اثر وجود قوس در مسیر جریان بر سرعت حرکت سیلاب از اهمیت چشمگیری برخوردار است. در این پژوهش به بررسی اثر سطح آب بالادست و پایین‌دست بر روی سرعت و ارتفاع حرکت تک موج حاصل از شبیه‌سازی شکست سد در یک کانال قوسی 90 درجه ملایم پرداخته‌ شده است. اندازه‌گیری سرعت و ارتفاع سیلاب حاصل از شکست سد در تحقیق نشان می‌دهد در زاویه صفر درجه، در فاصله کم­ترین تا بیش­ترین مقدار نسبت سطح پایاب به سر آب، مقادیر سرعت 33 درصد کاهش، در زاویه 45 درجه، 58 درصد کاهش، در زاویه 90 درجه، 57 درصد کاهش و در زاویه 105 درجه 62 درصد کاهش سرعت موج، اندازه‌گیری شده است. به‌علاوه نتایج این تحقیق نشان داد حداکثر ارتفاع سیلاب در مسیر یک قوس در زوایای 25 تا 35 درجه رخ‌ داده و پس ‌از آن کاهش چشمگیری پیدا می‌کند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Routing Speed and Water Surface Height of the Flooding Caused by Dam Break in Indirect Pathway

نویسندگان [English]

  • Amin Salemnia 1
  • Ramin Fazloula 2
  • mahdi Ghomeshi 3
1 Ph.D Student of Water Structure, Department of Irrigation, Faculty of Agricultural Engineering, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University
2 Water Dept., Agricultural Eng. College, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran
3 Professor, Department of Water Structure, Faculty of Water Science Engineering, Shahid Chamran University of Ahwaz.
چکیده [English]

Flood usually happened in various place in the world because of climate change and heavy rainfall in these years. In other hand, dams break can cause of flood that lead to damages to people and urban area in downstream. Calculating flood velocity can help us to minimizing damages. Also regarding the place of dams that are in mountain area, effect of curves on the flood pathway on flood velocity is really important. The researcher worked on the effect of downstream and upstream water level on the velocity of flood wave in the 90 degree curved canal. For flood velocity measuring rapidly photography technique has been done. The result of the research shows 33% decrease for 0 degree, 58% decrease for 45 degree, 58% decrease for 90 degree and 62% decrease for 105 degree between minimum value and maximum value of rate of downstream water level on upstream one. Moreover, the results show maximum water surface elevation occur between 25 to 35 in a 90 degree mild bend, after that water surface elevation has a significant drop.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Flood Routing
  • Wave velocity
  • Upstream Water level
  • Downstream Water Level
  • Dam Break

بنی­هاشمی،م.، کرمی،و.، مصباحی،ج.، مسافری،م.، مقدم­کیا،ه.، 1388. تاثیر پارامترهای شکست بر مشخصات جریان سیل ناشی از شکست سدهای خاکی بوستان و گلستان. هشتمین سیمنار بین­المللی مهندسی رودخانه. دانشگاه شهید چمران اهواز، ایران.

حسینی،م و ابریشمی،ج. 1385، هیدرولیک کانال‌های باز، دانشگاه امام رضا (ع)- مشهد. 613 صفحه.

خدایی،م.، عطاری،ج.، بنی­هاشمی،م. 1388. نقش سرعت جریان و زمان فرار در مدیریت بحران سیلاب ناشی از شکست سد (مطالعه موردی سد گلستان 1). هشتمین کنگره بین­المللی مهندسی عمران. دانشگاه شیراز، ایران.

خوب،ع.1391. بررسی آزمایشگاهی شکست سد با استفاده از پردازش تصویر. پایان‌نامه کارشناسی ارشد. دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز. 129 صفحه.

سوزه­پور،ع.، شفاعی بجستان،م.، شیخ رضازاده نیکو،ن. 1394. بررسی آزمایشگاهی اثر زبری کف بر تنش برشی و قدرت گردابه در قوس ۹۰ درجه تند کانال مستطیلی. مجله پژوهش آب ایران. 9. 1: 81-88.

صفرزاده،ا. 1380. شبیه­سازی عددی الگوی جریان در آبگیر جانبی از قوس 180 درجه." پایان­نامه کارشناسی ارشد، رشته سازه‌های آبی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس.

قدو،ع.، شفاعی بجستان،م.، فتحی مقدم،م.، سوزه پور،ع. 1391. بررسی آزمایشگاهی تاثیر زبری جداره کانال بر روی الگوی جریان در قوس ۹۰ درجه تند. مجله علوم و مهندسی آبیاری اهواز. 35 .3: 47-57

Bellos,C.V. 2004. Experimental Measurements of Flood Wave Created by a Dam Break. European Water .7/8: 3-15.

Davidson,R.G and Greenwood,B. 2000. Waves and sediment transport in the Nearshore zone, Coastal Zone and Estuarine. Encyclopedia of life support system. 1- 5

Marsooli,R. Zhang,M., Wu,W. 2011. Vertical and Horizontal Two-Dimensional Numerical Modeling of Dam-Break Flow over Fixed Beds. World Environmental and Water Resources, Congress Bearing Knowledge for Sustainability. 2225-2233.

Mustafa,S.A., McGrath,M,Z. 2012. Parallelized Two-Dimensional Dam-Break Flood Analysis with Dynamic Data Structures. World Environmental and Water Resources Congress, Crossing Boundaries, ASCE. 1513-1522.

Mohamed,A. 2008. Characterization of tsunami-like bores in support of loading on structures, M.Sc. Thesis, University of Hawaii, p.93

Nguyen,S., Weston,D. 2013. Dam Break for the Dallas Dam. World Environmental and Water Resources Congress, Showcasing the Future, ASCE. 1687-1697.

 Lobovsky,L., Botia-Vera,E., Castellana,F., Mas-Soler,J., Souto-Iglesias,A., Aug,B. 2013. Experimental investigation of dynamic pressure loads during dam break. Journal of Fluids and Structures. 48 :407-434.

Ritter,A. 1892. Die Fortpanzung de Wasserwellen. Zeitschrift Verein Deutscher Ingenieure. 36.33: 947-954.

 Naderkhanloo,V., Soudi,M., Hemmati,M and Ahmad Hamidi,S.2017. 3D Numerical Simulation of Dam-Break Flows with Sediment Transport over Movable Beds, World Environmental and Water Resources Congress 2017.May 21–25, 2017 | Sacramento, California. pp:161-170