مدل سازی دو بعدی و سه بعدی تراوش ناپایدار از سدهای خاکی با استفاده از مدل المان محدود (مطالعه موردی: سد کردعلیا)

مقدمه و هدف:   با توجه به قرار گرفتن ایران در منطقه خشک ونیمه خشک، توزیع نامناسب بارش های جوی، نیاز به ذخیره آب و احداث سد ضروری می گردد. یکی از مسایل مهم در حفظ و پایداری سدهای خاکی، مساله تراوش است که با توجه به اینکه ارتفاع آب در مخزن بالادست سد در فصول مختلف سال در حال تغییر می باشد، میزان تراوش از سد هم پیوسته تغییر می کند.مواد و روش­ها: در این مطالعه، تراوش ناپایدار برای حالت دوبعدی و سه بعدی با استفاده از نرم افزارهای seep/w  و seep зd بر پایه المان محدود، در مخزن بالادست و پایین دست برای حالت اشباع و نیمه اشباع بررسی شده است.یافته­ها: با در نظر گرفتن این مدلسازی، با افزایش سطح آب در مخزن بالادست میزان تراوش سد افزایش می یابد و بالعکس، که بیانگر رابطه مستقیم بین آنها می باشد. دقت تراوش محاسبه شده با نرم افزار  seep 3d  در حالت سه بعدی از نرم افزار seep/w درحالت  دو بعدی برای حالت اشباع، در بالا دست سد بیشتر است که ضریب تعیین آن با استفاده از نرم افزار spss در مقایسه با تراوش واقعی در آن نقطه، برابر با 0.92  است که نشان دهنده تطابق بالای این نرم افزار با واقعیت می باشد. برای حالت نیمه اشباع در پایین دست سد زمانیکه سطح آب در بالادست کاهش می یابد، دقت تراوش محاسبه شده در نرم افزار seep/w  بیشتر از نرم اقزار seep 3d می باشد و ضریب تعیین  آن معادل 0.72 است که بیانگر برتری نرم افزارseep/w  برای مدل سازی دوبعدی تراوش ناپایدار، در حالت نیمه اشباع است.بحث و نتیجه­گیری: درحالت کلی، نرم افزار seep/w از نرم افزار seep 3d برای محاسبه تراوش ناپایدار در خاکهای نیمه اشباع از دقت بالاتری برخوردار می باشد.

2D and 3D Modeling of Transient Seepage from Earth Dams Thorough Finite Element Model (Case Study: Kordaliya Dam)

Introduction:Considering Iran’s place in arid and semiarid regions, inappropriate distribution of barley rainfall, water storage and dam construction are necessary. One of the important issues in the preservation and stability of earth dams is the seepage problem, which, considering that the water head in the upstream reservoir of dam is changing in different seasons of the year, the amount of seepage of the dam changes continuous.Materials and Methods:In this study, transient seepage for 2D and 3D modes was investigated using SEEP/W and SEEP 3D software based on finite element in upstream and downstream reservoirs for saturation and semisaturation modes.Findings:Considering this modeling, by increasing the water level in the upstream reservoir, the amount of seepage of dam increases and vice versa, which indicates a direct relationship between them. The accuracy of the calculated seepage thorough SEEP 3D software is higher than SEEP/W software in twodimensional mode for saturation mode, which its determination coefficient thorough SPSS software is equal to 0.92, in comparing to the actual seepage at that point, which indicates the high compatibility of this software with reality. For the semi saturated mode at the downstream of the dam when the water level decreases upstream, the calculated seepage accuracy in seep/W software is higher than seep 3D software and its determination coefficient is 0.72, which indicates the superiority of SEEP/W software for twodimensional modeling of transient seepage in semisaturation mode.Conclusion:In general, SEEP/W software is more accurate than SEEP 3D software for calculating transient seepage in semisaturated soils.