بخشی از مقاله
چکیده
در این مطالعه با بررسی نتایج به دست آمده از مطالعات صحرایی انجام گرفته در سد کلان ملایر و با استفاده از نمونه هاي به دست آمده از حفاريها در ساختگاه سد و آزمایشهاي فشار آب انجام گرفته در این گمانه ها، میزان نفوذ پذیري توده سنگ شیستی ساختگاه سد مورد بررسی قرار گرفته است.
در ادامه به دلیل تفاوت قابل توجه در نفوذ پذیري تکیه گاهها و همچنین با در نظر گرفتن نفوذ پذیري بسیار کمتر بدنه سد خاکی همگن طراحی شده، نسبت به سنگ بستر، استفاده از روشهاي ترکیبی و استفاده از نرم افزار هاي سه بعدي تحلیل نشت پیشنهاد شده است. در ادامه با توجه به نتایج به دست آمده از تحلیلهاي نرم افزاري، ایجاد پرده آب بند یک ردیفه و دیواره آب بند براي کاهش نفوذ پذیري سد پیشنهاد گردیده است.
-1 مقدمه
با توجه به ارزش روز افزون آب و کاهش ذخیره آبهاي زیر زمینی و لزوم مهار آبهاي سطحی به منظور مصارف کشاورزي و تأمین آب آشامیدنی مناطق شهري و روستایی در دهه اخیر، عملیات سد سازي در کشور توسعه چشمگیري یافته است. از این رو با توجه به وجود نفوذ پذیري طبیعی در محل احداث سدها و مسأله فرار آب ناشی از این نفوذ پذیري، اقداماتی جهت کاهش نفوذ پذیري پی سنگ ساختگاه سدها انجام می پذیرد.
به منظور انجام صحیح و مناسب عملیات تزریق، انجام محاسبات مهندسی و پیش بینی میزان نشت، پس از ساخت سد و آبگیري مخزن، الزامی می باشد. مسلماً با استفاده از نرم افزارهاي خاص براي انجام این محاسبات، میتوان به نتایج دقیقتري دست یافت.
-2 روش کار
در این مطالعه، با بررسی نتایج آزمایش لوژن و با استفاده از معادلات تجربی و نظري، میزان نفوذ پذیري قطعات مختلف پی سنگ، به دست آمده است. با توجه به اختلاف نفوذپذیري در قسمتهاي مختلف سد و همچنین با در نظر گرفتن تغییر شیب هیدرولیکی نشت و با توجه به نفوذپذیري قسمتهاي مختلف، نتایج به دست آمده از روشهاي نظري و روابط موجود، قانع کننده و قابل اطمینان نبوده است. لذا بررسی میزان نشت از پی سنگ و بدنه سد با استفاده از نرم افزار Seep 3D به صورت سه بعدي و با تجسمی نزدیک به واقعیت بررسی شده است بنحوي که نتایج به دست آمده مقدار نشت را با دقت بیشتري نشان می دهند.
-3 بررسی نتایج آزمایشهاي لوژن
با توجه به احتمال ایجاد پدیده نشت در سنگهاي شیستی ساختگاه و فرار آب از بدنه سد و همچنین با توجه به نتایج آزمایش لوژن که عددي نامطمئن را براي برخی از نقاط سد ارائه می دهد و به علت اینکه آب دهی رودخانه آب ملایر میزان محدودي است، خصوصاً در فصول تابستان و پاییز که میزان بارش در حوزه آبریز سد بسیار محدود میباشد، کنترل نشت از بدنه سد و همچنین بررسی تزریق پذیري آن از اهمیت بالایی برخوردار است.
با توجه به این موضوع و با بررسی نتایج آزمایش لوژن و همچنین با توجه به تراکم درزه ها در محلهاي مختلف میتوان ساختگاه سد کلان، اطلاعات دقیق تري از نفوذپذیري ساختگاه سد به دست آورد. در مرحله بعد با استفاده از برنامه هاي تحلیل نشت و همچنین با روشهاي تئوري و روابط موجود، مناطق با پتانسیل بالا شناسایی شده. و در نهایت مجموع نشت از بدنه و پی سنگ سد به دست آمده است. نتایج آزمایشهاي لوژن انجام گرفته در گمانه هاي حفاري شده در ساختگاه سد، در جدول - 1 - نشان داده شده است.
جدول - 1 نتایج آزمایشهاي لوژن در منطقه ساختگاه
-4 محاسبه ضریب نفوذپذیري - K - از روي عدد لوژن
لازم به ذکر است در تبدیل دبی حاصل از آزمایش فشار آب به ضریب نفوذ پذیري مشکلاتی وجود دارد. از جمله این مشکلات می توان به موارد زیر اشاره کرد:
فرمول دارسی براي محیط هاي متخلخل ارائه شده و این شرایط در توده هاي سنگ درز و شکاف دار وجود ندارد، زیرا حجم فضاهاي خالی و خلل و فرج و هندسه مسیرهاي این دو محیط با هم قابل مقایسه نیستند.
نتایج آزمایش فشار آب بیان کننده این مطلب است که آیا آب نفوذ کرده به داخل سنگ در میان مسیرهاي متعدد و کوچک و یا در میان چند مسیر عریض نماینگر میزان نفوذپذیري سنگ، نمی باشد .
با این وجود، در حال حاضر یکی از بهترین راه ها براي به دست آوردن ضریب - یا میزان - نفوذ پذیري سنگ، آزمایش فشار آب می باشد و از طرف دیگر براي محاسبات هیدرولیکی به ضریب نفوذ پذیري نیاز است، به همین دلیل محققین مختلف سعی کرده اند روابطی را براي به دست آوردن ضریب نفوذ پذیري - K - از روي آزمایش لوژن ارائه کنند که در اینجا به برخی از آنها اشاره می شود
با فرض آنکه ارتباطی خطی بین آزمایش فشار آب و نفوذ پذیري وجود دارد، رابطه زیر ارائه شده است
رابطه - 1 - براي شرایط مختلف حاوي زمین آب، مقادیر α بین 1/2 تا 2/3 متغیر است
بنابراین رابطه - 2 - براي یک حالت تقریبی، مقدار ثابت و معادل 1/7 پیشنهاد می شود:
رابطه - 3 - بر اساس کارهاي نانو وایلو - Nonveiller,1989 - ، ارتباط آزمایش فشار آب و نفوذ پذیري وقتی طول قطعه اندازه گیري شده 5 متر باشد - L=5 - به صورت زیر ارائه شده است.
