بخشی از مقاله
چکیده
یکی از اثرات زیستمحیطی نشت آب زیرزمینی به تونلها کاهش سطح آب زیرزمینی در سفره آبهای زیرزمینی است که این افت یکی از عوامل پدیده فرونشست زمین است. تونلهایی که در سازندهای با تراوایی بالا و مستعد
نشت بالای آب زیرزمینی حفر میشوند در آینده باعث کاهش سطح آب
زیرزمینی و فرونشست در منطقه میشوند.در این مقاله میزان نشت آب
زیرزمینی به تونل بازی دراز با 8400 متر طول با استفاده از نرمافزار Seep/W به مقدار 19833 lit/min/m پیشبینی شده است. با توجه به نتایج نرمافزار افت تراز سطح آب ایستایی در مناطق با تراوایی بالا مشاهده میگردد که در آینده خطر فرونشست زمین پیشبینی میشود.
کلمات کلیدی: فرونشست زمین، نشت آب زیرزمینی، تونل بازی دراز، seep/w
-1 مقدمه
یکی از مسائلی که در اثر برداشت بیرویه آب زیرزمینی اتفاق میافتد پدیده فرونشست زمین است. در اثر برداشت آبهای زیرزمینی و خارج شدن آب از منافذ امکان متراکم شدن مواد تا عمق 300 متر فراهم میشود و هرچه بیشتر برداشت شود تراکم مواد بیشتر خواهد شد. نشست زمین باعث ایجاد شکافهای عمیق در سطح زمین، کج شدن لولههای چاه، خرابی ساختمانها و لوله زایی چاهها میگردد.>1@
یکی از مهمترین دلایل فرونشست زمین افت تراز سطح آب زیرزمینی
است، حفاری تونلهای عمیق در سازندهای با تراوایی بالا و مستعد
شرای زمینشناسی باعث ورود جریان آب زیرزمینی به تونلها میگردد.
یکی از اثرات زیستمحیطی نشت آب این است که باعث پایین آمدن سطح
آب زیرزمینی در سفره آبهای زیرزمینی میشود،این افت موجب تغییر در شرای اقلیمی، کاهش رشد و نموی گیاهان و در بلندمدت چشمههای اطراف را با مشکل مواجه خواهد کرد که خود از عوامل اصلی پدیده فرونشست زمین است. .>1@
جهت نشان دادن اثر پدیده نشت در کاهش سطح آب زیرزمینی، در این نوشتار جریان ورودی آب زیرزمینی به تونل بازی دراز مورد بررسی قرار گرفته است.
تونل بازی دراز با طول 8400 متر در بخشهای آغازین از قطعه 2 طرح
انتقال آب حوزه سیروان به مناطق گرمسیری استانهای کرمانشاه و
ایلام قرار گرفته است، این تونل سازه اصلی برای گذر سامانه
گرمسیری از ارتفاعات بازی دراز محسوب میگردد برای ارزیابی میزان نشت به تونل از دادههای تراز سطح آب زیرزمینی و نفوذپذیری که بر اساس 12 گمانه در طول تونل به دست آمده، استفاده شده است.
-2 پارامترهای هیدرولوژی مؤثر بر نشت آب زیرزمینی به تونل
ابعاد تونل: در طول یک پروژه تونل سازی معمولا ثابت است اما تغییرات ابعاد تونل باعث تغییر در مقدار دبی آب ورودی به درون تونل میشود روند تغییرات دبی از یک تابع نمایی پیروی میکند، با افزایش بعد تونل در ابتدا شاهد روند افزایش سریع دبی و پس از آن روند کند میشود اما بایستی توجه داشت از آن جا که ابعاد تونل در اکثر موارد ثابت است و یا بعد آن ناچیز است این تغییرات چندان حائز اهمیت نیستند.>2@
سطح آب زیرزمینی: این هد بر حسب اختلاف سطح ایستابی نسبت به محور تونل سنجیده میشود معادلات تحلیلی ارائهشده برای تخمین میزان نفوذ آب به تونلهای حفرشده - التانی، کارلسرود و گودمن و.... - نشان میدهند نفوذ آب به تونل با نسبت هد به لگاریتم - نپرین - هد - H/lnH - رابطه مستقیم دارد.>2@
ضخامت روباره تونل: فشارهای لیتواستاتیکی ناشی از قرارگیری تونل در عمق موجب کاهش بازشدگی درزه میگردد و متعاقب آن مجراهای عبور جریان نیز مسدود میشود یا کاهش خواهد یافت بررسیها نشان میدهد افزایش روباره باعث کاهش نشت آب به درون تونل میشود زیرا جریان از میان درزهها به بازشدگی هیدرولیکی به درون تونل میشود که این بازشدگی به وسیله تنشهای مؤثر وارد بر درزه و بازشدگی مکانیکی درزهها کنترل میشود که عموما با افزایش عمق، بازشدگی کاهشیافته و متعاقب آن جریان عبوری از میان درزهها کاهش مییابد.>2@
نفوذپذیری: نفوذپذیری1 سنگ کاربردهای فراوانی از جمله پیشبینی میزان آب به فضاهای زیرزمینی دارد. ناپیوستگیها در توده سنگ نقش بزرگی در میزان نفوذپذیری به سازندها دارند برای تعیین ضریب تراوایی آزمایشگاهی، روشهای مختلفی وجود دارد که در تمامی آنها نمونه کوچکی از محی مورد نظر را تحت آزمایش قرار میدهند. بدیهی است از آنجا که شرای محی آزمایش با شرای واقعی محدوده مورد مطالعه یکی نیست، لذا ممکن است نتیجه حاصله تا حدودی با تراوایی واقعی متفاوت باشد.>3@
-3 معادلات حاکم بر جریان نشت آب
معادلات حاکم بر نفوذ آب به تونلها بر پایه قانون دارسی و قانون بقای جرم به دست آمده است. بر طبق قانون دارسی میزان هجوم آب متناسب با میزان نفوذپذیری ضربدر گرادیان هیدرولیک است و از طرفی بر اساس قانون بقای جرم میزان هجوم آب در حال تعادل برابر میزان
آب بازیابی شده توس منبع است، رابطه زیر معادله دارسی را نشان
میدهد..>4@
K ضریب نفوذپذیری - m /s - ، A مساحت آب عبوری از مقطع - - m، I گرادیان هیدرولیکی جریان است. - KA - به این خاطر داخل پرانتز قرارگرفته و مانند یک بعد تنها فرض شده که به حجم آب محدودشده در توده سنگ نسبت به واحدهای تجربی تاکید کند.
اگر معادله دارسی برای یک سیستم سیلندری در اطراف چاههای عمودی
بررسی شود معادله تیمبرای چاه حفرشده در سفره محصور به صورت زیر به دست میآید.
-4 معرفی ناحیه مورد مطالعه
تونل بازی دراز یکی از سازههایی است که با طول 8400 متر در بخشهای آغازین از قطعه 2 طرح انتقال آب حوزه سیروان به مناطق گرمسیری استانهای کرمانشاه و ایلام در نظر گرفته شده است. این تونل سازه اصلی برای گذر سامانه گرمسیری از ارتفاعات بازی دراز محسوب میگردد. قطر تونل 6/5 متر و تراز دهانههای ورودی و خروجی تونل به ترتیب 553 و 546/3 متر تعیین شده است.>5@
شکل 1 موقعیت جغرافیایی تونل بازی دراز در نقشه جغرافیایی استان کرمانشاه
برای بررسی وضعیت آبهای زیرزمینی و شرای هیدرولیک از اطلاعات
کلیه گمانههای حفاری بهره گرفته شده است. شایانذکر است به دلیل
اینکه برخی گمانهها صرفا باهدف نمونهگیری از توده سنگ
حفاریشدهاند حفر گمانه تا عمق متناظر به تونل ادامه نیافت و از
