بخشی از مقاله
چکیده
هر آبگذری در ساختگاه مغار نیروگاه تلمبهای -ذخیرهای سد آزاد کردستان مشکلاتی را در تراوش و جریان آب به فضای مغار در زمان حفاری به وجود خواهد آورد. جهت تضمین پایداری فضای مغار و تأسیسات جانبی نیاز است که از دیدگاه زمینآبشناسی خصوصیات مغار موردبررسی قرار گیرد. نیروگاه تلمبه-ذخیره ای سد آزاد کردستان بهمنظور بهرهگیری از توان انرژی برقابی بین مخزن سد در ترازپایین و یک مخزن مصنوعی در تراز بالا با ظرفیت 500 مگاوات در حال احداث است. ساختگاه نیروگاه شامل محدوده مخزن بالادست، سازههای جانبی - شفت قائم، مغار نیروگاه، مغار ترانسفورمر و مخزن تعادل - ، تونل آببر و تونلهای دسترسی اصلی و فرعی میباشد. هدف از این مقاله تخمین میزان آب ورودی به مغار با استفاده از روشهای مختلف تحلیلی و تجربی و مقایسه نتایج آنهامیباشد. نتایج میزان آب ورودی به مغار بهدستآمده از روشهای تحلیلی بهطور میانگین 20/5 لیتر بر ثانیه میباشد. میزان آب ورودی به مغار با استفاده از روش تجربی هیوور، 9.7 لیتر بر ثانیه، با استفاده از روش SGR، 13 لیتر بر ثانیه، و با استفاده از روش TIC، 26 لیتر بر ثانیه تخمین زده شد که در روشهایSGR و TIC به ترتیب در رده کمخطر و خیلی کمخطر قرار میگیرد
کلمات کلیدی:نشت آب زیرزمینی، روشهای تجربی و تحلیلی،TIC،SGR
مقدمه
این وورد آب زیرزمینی به درون تونلهای سنگی در زمان ساخت مشکلات متعددی را برای را درون تونل و در سطح زمین به وجود میآورد. این پدیده می تواند مراحل ساخت و پایداری تونل را به مخاطره میاندازد. درنتیجه جان افراد را تهدید کرده، زمان پروژه را به تأخیر می اندازد و باعث هدر رفتن سرمایه ها و افزایش قابل ملاحظه هزینه می گردد. پیش بینی میزان ورود آب زیرزمینی به درون تونلهای سنگی تاکنون توسط محققین مختلف مورد بررسی و ارزیابی قرارگرفته است.
از این میان میتوان به تحقیقات گودمن در سال 1965، فریز و چری در سال 1979، هیور در سال 1991، لی در سال 1999، ریمر در سال 2001، کارلسرود در سال 2001، لومباردی در سال 2002، ریباچی در سال 2002، التانی در سال 1999 و 2003، پارک و همکاران در سال 2008 و التانی در سال 2010 اشاره کرد - . - 1 در این مقاله میزان نشت آب زیرزمینی به درون مغار نیروگاه تلمبهای-ذخیرهای سد آزاد کردستان تخمین زدهشده است که ابتدا با بهرهگیری از روش-های تحلیلی و روش هیور موردمحاسبهقرارگرفته و در ادامه ازنقطهنظر خطر نشت آب زیرزمینی به مغار بادید کمی و کیفی توسط روش ، SGR و TIC ردهبندی و بررسی شدهاند و میزان صحت و دقت هریک از روش¬های رده¬بندی نسبت به روش تحلیلی موردبررسی و ارزیابی قرارگرفته است.
روش تحلیلی
معادلات تحلیلی حاکم بر نفوذ آب به درون فضاهای زیرزمینی بر پایه دو قانون دارسی و قانون بقای جرم میباشند. همان¬ طور که می دانیم 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 حالت تعادل برابر با میزان آب بازیابی شده توسط برابر با میزان آب بازیابی شده توسط منبع است .جدول1 به مهمترین روابط روشهای تحلیلی اشاره می کند.
در این معادلات، h، فاصله مرکز تونل تا سطح ایستابی؛z ، ضخامت روباره؛r ، شعاع تونل؛k ، ضریب نفوذپذیری معادل محیط سنگ در امتداد جریان نشت وQ ، میزان نفوذ آب در واحد طول تونل است. معادلات تحلیلی ارائهشده در شرایط زیر معتبر نیستند :
1. جریان عبوری از توده سنگ اطراف تونل بهصورت قائم باشد.
2. لایهبندی در توده سنگ اطراف تونل بسیار متغیر باشد.
3. نفوذپذیری توده سنگ بهطور دقیقی مشخص نشده باشند.
جدول شماره -1 روابط تحلیلی حاکم بر نفوذ آب به فضاهای زیرزمینی - - 3
روشهای تجربی
برای پیشبینی میزان آب ورودی به درون تونل¬های سنگی، هیوور در سال 1995یک روش تجربی ارائه کرده است. وی نشان داده است که مقدار آب ورودی به تونلهای سنگی با نفوذپذیری ارتباط مستقیمی دارد. این رابطه همچنین نشان میدهد که مقدار آب ورودی به فضاهای زیرزمینی بهطورمعمولیکهشتم مقداری میباشد که توسط گودمن پیشبینیمیشود. در عمل مقدار جریان در جبهه کار را میتوان با استفاده از رابطه 1 تخمین زد:
که در آن Fh، فاکتور جریان آب در جبهه کار است که بر اساس تجارب بهدستآمده مقداری بین 1 تا 5 دارد و qs، متوسط جریان آب به داخل تونل در حالت پایدار درازمدت است. شایان توجه است که برخی روشهای تئوری بهمنظور محاسبه زمان لازم برای رسیدن به حالت پایدار برای شرایط ساده توسعهیافتهاند، اما به نظر میرسد این روشها به دلیل آنکه رفتار واقعی جریان آب در تونلهای سنگی بسیار مغیر بوده و ویژگیهایسیستمهای شکستگی و شرایط مرزی ناشناخته هستند، چندان نتایج خوبی ارائه نمیدهند. چنانچه فاکتور جریان در سینه کار فضای زیرزمینی مشخص باشد، میتوان مقدار جریان اولیه را از رابطه ارائهشده به دست آورد. همانطور که در شکل 1 مشخص است مقدار Fh مرتبط با تراوایی معادل می باشد.
شکل -1 رابطه تجربی میان متوسط جریان آب به داخل تونل در حالت پایدار درازمدت و تراوایی معادل توده سنگ - - 4
هیوور برای محاسبه مقدار qs رابطه شماره2 را پیشنهاد میکند:
