پژوهش آزمایشگاهی آثار هیدرولیکی شکست روگذری سدهای خاکی همگن تحت سناریوهای مختلف

شکست روگذری، به‌عنوان محتمل‌ترین علت خرابی در سدهای خاکی است که دارای پیچیدگی زیادی بوده و بنابراین بررسی آزمایشگاهی آن، از دیدگاه پژوهشی دارای اهمیت زیادی است. مدل‌سازی فیزیکی پدیده مذکور در آزمایشگاه هیدرولیک موسسه تحقیقات آب وزارت نیرو انجام شد و آثار هیدرولیکی آن‌ در قالب سه سناریو با مدل مبنا مقایسه گردید. نتایج حاکی از آن است که فرایند شکست مدل‌های فیزیکی از سه مرحله شروع، توسعه و خاتمه تبعیت می‌کند که در تمام آزمایش‌های انجام‌شده، مدت زمان مرحله توسعه، طولانی‌تر از مراحل دیگر بود. در سناریوی اول با افزایش قطر میانگین مصالح پوسته از 0/5 میلی‌متر به 1/7 میلی‌متر، 26 درصد افزایش دبی اوج و 14 درصد کاهش زمان شکست رخ داد. سناریوی دوم که در آن ماندگارکردن آب در دریاچه به‌مدت دو ساعت در تراز نزدیک به روگذری (به‌منظور افزایش میزان اشباع شدگی مصالح) بررسی گردید، حاکی از کاهش دبی اوج به میزان 15 درصد و کاهش مدت زمان شکست به میزان 14 درصد بوده است. در سناریوی سوم، با لحاظ‌نکردن کانال اولیه شکست در تاج مدل فیزیکی، افزایش 34 درصدی دبی اوج و کاهش 24 درصدی زمان شکست و الگوی رسوب‌گذاری نامتقارن مشاهده گردید که بیش‌ترین اختلاف را با نتایج مدل مبنا نشان داد. محاسبه حجم مصالح فرسایش یافته و جرم آن‌ها از دیگر نتایج مربوط به تعیین الگوی رسوب‌گذاری در این پژوهش بوده است. اندازه‌گیری همزمان هندسه شکست، هیدروگراف جریان و الگوی رسوب‌گذاری نهایی از دستاوردهای منحصربه‌فرد پژوهش حاضر است و در مجموع، نتایج به‌دست‌آمده در مدیریت پدیده شکست سدهای خاکی موثر خواهد بود.

an experimental investigation of homogeneous embankment dams overtopping breach hydraulic results by different scenarios

experimental investigation of embankment dams due to overtopping breach is a remarkable subject because it is the most possible failure reason, and it includes a complicated process. the mentioned phenomenon physical modeling has performed at energy ministry water research institute, hydraulics laboratory, and its hydraulic outputs compared with a benchmark model outcome in three scenarios framework. the results reveal that the breach process of physical models comprises three stages: i.e., initiation, development, and the end. also, the development time is longer than that of the other stages. in first scenario, when shell gradation  varied from 0.5mm to 1.7mm, 26 percent of peak discharge increased and 14 percent of breach time decreased. in second scenario in which lake water level maintained at overtopping threshold for two hours (for more saturation), 15 percent of peak discharge and 14 percent of breach time declined. in third scenario where the primary breach groove did not excavate, the highest difference in comparison with benchmark model results occurred, when 34 percent of peak discharge grew and 24 percent of breach time reduced. moreover, asymmetrical sedimentation pattern happened in the last scenario. the calculation of eroded material volume and mass was sedimentation pattern determination harvest. herein, the simultaneous measurements of breach geometry, flow hydrograph, and final sedimentation pattern are the research unique achievements. however, further acquired analysis would be influential for the embankment dam’s failure phenomenon management.