وقوع تخلیه سریع مخزن برای پایداری سدهای خاکی خطر‌آفرین است و بی‌توجهی به آن سبب به آسیب‌دیدگی جدی سدهای خاکی ‌می‌شود. این عامل با ایجاد پتانسیل لغزش در شیب بالادست، زمینه ایجاد شکست در سدهای خاکی را فراهم می‌کند. در این پژوهش با استفاده از روش اجزای محدود (به کمک نرم‌افزارGeo Studio) که یکی از دقیق‌ترین و به روزترین روش‌ها برای تحلیل سدهای خاکی است به بررسی پایداری سدهای خاکی در حالت تخلیه سریع مخزن پرداخته شده است. بدین‌منظور مقطع عرضی سد شهرچای به‌صورت بررسی موردی برای انجام تحلیل‌ها انتخاب و با انجام تحلیل برگشتی مدل عددی با اطلاعات ابزار دقیق واسنجی و تحلیل شده است. در آنالیزهای انجام شده اثر تغییرات ضریب نفوذ‌پذیری هسته، سرعت تخلیه و همچنین تأثیر زهکش بالادست بر تغییرات نرخ افت آب در هسته ارزیابی شده و سطح آزاد آب در هسته در حالت‌های زیاد محاسبه و رسم شده است. با تحلیل حالت‌های مختلف تخلیه سریع مخزن با توابع متفاوت (تابع خطی، پله‌ای و غیرخطی چندسرعته)، مشخص شد تغییر تابع خطی تخلیه سریع مخزن به تابع پله‌ای سبب افزایش ضریب اطمینان پایداری شیب بالادست به میزان حدود 5 درصد می‌شود و تغییر تابع خطی به تابع غیرخطی چند سرعته سبب افزایش ضریب اطمینان پایداری شیب بالادست به میزان حدود 7 درصد می‌شود. همچنین مشاهده شد با جا‌نمایی زهکش در پوسته بالادست، ضریب اطمینان شیب بالادست به مقدار 7 تا 13 درصد افزایش می‌یابد.