عنوان پایان‌نامه
مقایسه تحلیل سه بعدی و دوبعدی تراوش در شرایط پیچیده زمین شناسی مطالعه موردی سد سیمره
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - مکانیک خاک وپی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1735;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 56911
- تاریخ دفاع
- ۲۶ دی ۱۳۹۱
- دانشجو
- علی اکبر نجمی
- استاد راهنما
- علی اصغر میرقاسمی
- چکیده
- به منظور برخورد درست با تراوش از مخزن سدها و هدر رفت آب لازم است پارامترهای اثر گذار بر این پدیده به درستی شناسایی گردند، سپس تحلیل¬های تراوش مناسب انجام شده و در صورت لزوم بر اساس آنها طرح نهایی پرده آب بند ارائه گردد. در زمینه تحلیل تراوش نرم افزارها و روش های متعددی موجود است، در یک دسته بندی کلی می توان پدیده را توسط مدل های دو بعدی (مقاطع قائم و افقی) و یا مدل¬های سه بعدی انجام داد. جریان آب عموماً به صورت سه بعدی است و خطوط جریان در یک مقطع عمودی قرار نمی¬گیرند و مقاطع دوبعدی قائم قادر نخواهند بود پدیده دور زدن آب را در نظر بگیرند، هرچند مدل¬های دوبعدی افقی بهتر می¬توانند این مسائل را پوشش دهند. از سوی دیگر نرم¬افزارهای قدرتمند عددی سه بعدی با توانایی درنظر گرفتن شرایط پیچیده هندسی ، زمین¬شناسی ، لایه بندی¬ها و ناپیوستگی¬ها قادر خواهند بود که مدل¬سازی بهتری را نتیجه دهند. در این تحقیق تحلیل تراوش دوبعدی (در مقطع افقی) و سه¬بعدی در شرایط زمین شناسی پیچیده مدنظر قرار گرفت و نتایج حاصل از آن مقایسه شد. بدین منظور ساختگاه سد بتنی دو قوسی سیمره که دارای پیچیدگی¬های زمین شناسی و هیدروژئولوژیکی خاصی بوده و با مشکل تراوش بیش از اندازه از مخزن روبروست، مورد مطالعه قرار گرفت. برای مدل¬سازی¬های دوبعدی و سه¬بعدی از نرم¬افزار قدرت¬مند FEFlow کمک گرفته شد. به وسیله این نرم¬افزار در مدل سه بعدی عوامل مختلفی چون گسل¬ها و شکستگی¬های توده سنگ، هندسه دقیق لایه¬ها و توپوگرافی منطقه با حداقل ساده سازی شبیه¬سازی گردیدند، همچنین عوامل مختلفی چون چاه¬های مشاهده¬ای، ابزار دقیق پیزومتر نصب شده در تکیه¬گاه¬ها، پرده آب بند سد و ... عیناً در مدل درنظر گرفته شدند. شبیه¬سازی در شرایط تراوش پایدار و فرض سطح آزاد در جریان آب صورت گرفت. در هریک از مدل¬های دو و سه¬بعدی ابتدا مدل ساخته شده با شرایط تراز موجود برای تراز چاه¬های مشاهده¬ای و پیزومترهای کاساگرانده موجود در مدل واسنجی و سپس صحت عملکرد مدل به وسیله مدل¬سازی در تراز پایین¬تر تحقیق شد. در ادامه با توجه به انطباق مناسب مدل سه بعدی با شرایط پیش¬گفته، مقادیر دبی تراوش در شرایط تراز نرمال مخزن برآورد گردید و گزینه¬¬های تکمیل طرح کنونی پرده آب¬بند در هر دو جناح چپ و راست سد مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت نتایج حاکی از این هستند که با اجرای طرح پیشنهادی برای تکمیل طرح کنونی آب¬بندی، در جناح چپ تا حدود 7.3 متر مکعب بر ثانیه (معادل 73% کاهش در دبی پیش¬بینی شده برای این تکیه¬گاه با طرح موجود) می¬توان از دبی تراوش در این تکیه¬گاه کاست. در جناح راست نیز افزایش طول پرده آب ¬بند کنونی به میزان 300متر، با کاهش 2.8 متر مکعب بر ثانیه از دبی تراوش (معادل 37% دبی تراوش از تکیه گاه راست با طرح موجود) می تواند گزینه مناسبی برای کنترل تراوش باشد.
- Abstract
- To control Seepage and water-loss from reservoir of dams, parameters affecting this phenomenon are needed to be accuratelyestimated. Also proper seepage analyses must be carried out during which different schemes for the water tightening could be studied. Seepage analysis could be carried out using different computer programs and methods, in two and three dimensional models. Water flow in abutments and foundation of dams is generally three dimensional and vertical 2D models are not capable to model the phenomena properly. In such cases horizontal 2D models lead to more realistic results. On the other hand in three dimensional analysis; complex geological conditions, exact topography of area, faults and fractures in rock-mass, grouting curtain, observation wells and stand-pipe piezometers installed in dam abutments could be modeled. In this study the site of Seymareh dam in Ilam has been modeled. The Seymareh is a concrete dam constructed on Asmari foundation, Because of cracks and Development of Karst; these rocks have a high hydraulic conductivity, so reservoir is confronting excess water leakage. FEFlow software was used for both 3D and 2D simulations. Both models encompass grout curtains, stand pipe piezometers installed in abutments, observations wells, major faults and fractures of the study area. Both 3D and 2D models were initially calibrated for water elevation in observation wells by means of changing Hydraulic conductivity of rock-mass and fractures. In the next step model was calibrated for recorded head in stand-pipe piezometers. Finally model was calibrated to result seepage quantities proximate to measured seepage in both abutments. After calibration, model verified with data of lower water level and then amount of the seepage in fully impounded reservoir was predicted using both models. In the next step, complementary plans of current water tightening plan were studied in both right and left abutments using 3D model. Results shown that after completing the grout curtain in left abutment, seeping water can be reduced to 7.3 m3/s, which is about 73% reduction in total seeping water from left abutment. In the right abutment 300m extension of existing grout curtain in same direction with 2.8m3/s (37%) of reduction could be proper option to control excessive water leakage predicted for Seymareh Dam.
