بررسی عددی تخلیه جریان پر رسوب رودخانه در زمان سیلاب از مخزن سدها (مطالعه موردی سد رودبار)

رسوب گذاری در مخازن سدها به عنوان عاملی تاثیرگذار در کاهش عمر مفید و ظرفیت مخزن، انسداد وفرسایش سازه های آبگیر، دریچه های تخلیه کننده و متعاقبا افزایش هزینه های نگهداری و سایر زیانهای مرتبط، شناخته می شود. این مسئله اهمیت شناخت رفتار هیدرولیکی جریان غلیظ در مخازن سدها را اثبات می نماید. در این تحقیق، روند پیشروی جریان غلیظ رسوبی در مخزن رودبار لرستان توسط نرم افزار mike3 بررسی شده است. هدف از تحقیق، استحصال حجم مفید مخزن از طریق تخلیه حداکثری جریان غلیظ رسوبی از دریچه های تخلیه کننده تحتانی می باشد. شبیه سازی سه بعدی هیدرودینامیک جریان و رسوبات در این مخزن صورت گرفته پرداخته شده است. تمام سناریوها با فرض شرط عدم افت تراز آب مخزن، طراحی شده اند. نتایج نشان می دهد، با افزایش دوره بازگشت سیلاب و راندمان تخلیه رسوب، که به صورت جرم رسوبات تخلیه شده به جرم رسوبات ورودی تعریف گردیده است، افزایش می یابد به طوریکه راندمان رسوبشویی از سیلاب با دوره بازگشت دو ساله، رو به افزایش بوده و در سیلاب با دوره بازگشت بیست ساله، به بالاترین میزان می رسد. بیشترین راندمان تخلیه رسوب متناسب با سیلاب با دوره بازگشت بیست ساله و برابر 17 درصد می باشد.

Numerical study of river sediment venting during flood from the reservoir of dams (case study of Rudbar dam)

Sedimentation in dam reservoirs is known as crucial factor of reducing damoperating life-time. Decreasing reservoir capacity, disorder in dam operation,blockage and corrosion of intake structures, drain valves and increase costsof maintenance are the main undesirable effects. Turbidity current duringflood time as a significant reason of sediment deposition near dam body, ishighly complicated phenomenon and hard to comprehend. In this study, thedensity current has been simulated in Roudbar Lorestan dam reservoir by a3D numerical software, Mike3. The principal objective of this modelling isto answer how much gravity current concentration can be vented during floodtime from bottom outlets in order to decrease sediment deposition near damintakes. Moreover, arriving time of turbidity current to dam intakes must beestimated precisely to regulate intake discharge for approaching to optimaloperation condition. Simulating scenarios have been designed to calculateand evaluate how much sediment mass can be vented from bottom outlet tosave more volume capacity in reservoir when flood with various return timeperiod occurs. In defined scenarios, part of the flood passing over spillwaycan be discharged from bottom outlets to evacuate fine grain sediments whengravity current reaches near dam intakes. It means that dam's normal levelcannot be decreased during sediment venting to maintain electricityproduction potential. The results show that the higher return period of flood,the much more sediment discharge efficiency where efficiency has beendefined as the mass of discharged sediments to the mass of incomingsediments. The maximum efficiency of sediment venting occurs in the floodwith 20-year return period and reaches a peak at 17%.