ارزیابی آزمایشگاهی و عددی تاثیر شکست آنی و تدریجی سد بر تغییرات بستر رسوبی

مالدار بادلی, امین; حسینی, سید عباس; فضلی مالیدره, بابک; فاضلی, میثم

doi:10.22034/iwrj.2023.14211.2488

ارزیابی آزمایشگاهی و عددی تاثیر شکست آنی و تدریجی سد بر تغییرات بستر رسوبی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

امین مالدار بادلی ¹

سید عباس حسینی ²

بابک فضلی مالیدره ³

میثم فاضلی ⁴

¹ دانشجوی دکتری گروه مدیریت ساخت و آب، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

² دانشکده عمران دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران

³ استادیار گروه عمران، واحد بابل، دانشگاه آزاد اسلامی، بابل، ایران

⁴ استادیار گروه مدیریت ساخت و آب، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

https://doi.org/10.22034/iwrj.2023.14211.2488

چکیده

با توجه به حجم آب ذخیره شده در مخزن سدها و بعضاً نزدیکی آنها به مناطق مسکونی، شکست سدها می‌تواند منجر به خسارات جانی و مالی زیادی گردد. جریان‌های حاصل از شکست سد عمدتا موجب انتقال رسوبات بستر و تغییرات مورفولوژی پایین‌دست سد می‌گردد. در این پژوهش به هدف ارزیابی تاثیر نوع شکست سد و خصوصیات ذرات رسوب بر مکانیزم انتقال رسوبات بستر، مطالعاتی در قالب مدل‌سازی آزمایشگاهی و عددی پیاده‌سازی شده‌است. مدل آزمایشگاهی در فلومی به ابعاد (10*0.5*0.5 m) و مدل‌سازی عددی با بهره‌گیری از مدل فلوئنت برای شبیه‌سازی هر دو نوع شکست سد آنی و تدریجی انجام شده‌است. دو پارامتر اندازه مش‌بندی و مدل آشفتگی جریان در مدل عددی حساسیت‌سنجی شده‌است. نتایج حاصل از حساسیت‌سنجی مدل عددی نسبت به دو مدل آشفتگی ((k-ɛ/Standard) و (k-ɛ/RNG)) نشان داد که مدل آشفتگیk-ɛ استاندارد دارای خطای مدل‌سازی 2/57درصد بوده است. با بررسی نتایج حاصل از مدل‌سازی عددی مشخص گردید که میانگین خطای مدل‌سازی کمتر از 5درصد بوده که بیانگر دقت بالای مدل عددی و توانایی این مدل در شبیه‌سازی انتقال رسوبات بستر بر اثر شکست سد بوده‌است. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که میزان انتقال رسوبات بستر (تغییرات ضخامت لایه رسوب) در شکست تدریجی سد دارای مقادیر بیشتری نسبت به شکست آنی تحت شرایط مدل‌سازی یکسان بوده‌است. همچنین میزان تغییرات ضخامت لایه رسوب با ذرات شن (ذرات درشتدانه d50=20mm) در شرایط شکست تدریجی 7/47درصد بیشتر از شکست آنی بوده، در حالی که این میزان برای ذرات رسوب از نوع مصالح ماسه‌ای (ذرات ریزدانه d50=4mm) 19/35درصد بوده است.

کلیدواژه‌ها

انتقال رسوب

بستر رسوب ماسه‌ای

بستر رسوب شنی

مدل آشفتگی

k-ɛ /Standard

موضوعات