بخشی از مقاله
چکیده
تراز اولیه مخزن سدها در روند سیلابهای طراحی میتواند نقش تعیینکنندهای در مورد میزان استهلاک سیلاب در مخزن، پیک سیلاب خروجی، میزان خسارات مخزن - در سیلاب ٥٠ ساله - و نقش سد در کنترل سیلابها داشته باشد.
در بیشتر کشورها تراز اولیه مخزن را در روند سیلابهای طراحی و ایمنی، تراز نرمال میباشد. از طرف دیگر در کشور سوئد تراز اولیه مخزن در سیلاب طراحی کمتر از تراز نرمال فرض میشود، زیرا قاعده بهرهبرداری در این کشور بنحوی است که در سالهایی که پوشش برفی انبوهی وجود داشته باشد، بدون آنکه اطلاعی از بارندگیهای بهاره وجود داشته باشد، قسمتی از حجم مخزن خالی می شود، زیرا به پرشدن مخزن در این سالها اطمینان وجود دارد.
در جریان مطالعات مهندسی ارزش سد شهید مدنی در نزدیکی تبریز در فاز خلاقیت، ایده کاهش مخزن تراز اولیه و بکارگیری منحنی فرمان در بهار مطرح گردید. در فاز توسعه مشخص گردید که اعمال این ایده و فرض اختصاص حدود ٣٥ درصد حجم مخزن به کنترل سیلاب در بهار در سالهای پربارش موجب کاهش حجم تنظیمی مخزن نمیگردد.
از طرف دیگر با توجه به اینکه مسائل کیفی آب از دغدغههای جدی این پروﮊه است، مانور فصلی، رهاسازی آب با کیفیت نامطلوب و ذخیره ورودی با کیفیت بهتر میتواند موجب بهبود کیفیت آب مخزن گردد. بعلاوه افزایش ایمنی در سیلابها در پایین دست و بالادست، کاهش ابعاد سرریز و حوضچه آرامش، کاهش خسارات مخزن و تاخیر در عبور پیک سیلاب از مخزن از نتایج دیگر این ایده میباشد.
١- مقدمه
در بسیاری از موارد تخمین تراز اولیه مخزن در روند سیلاب طراحی مشکل است مگر در شرایطی که حجم مخزن آنقدر کم باشد که بتوان از پر بودن در قبل از شروع سیلاب اطمینان داشت. در شرایطی که اطلاعات دراز مدت آبدهی رودخانه در محل سد در دست باشد، مطالعات روندیابی فرضی می تواند اطلاعاتی را در مورد احتمالات تراز مخزن بدست دهد. اما این احتمالات نیز در اثر تغییرات در مدیریت منابع آب منطقه و اهداف پروﮊه می تواند تغییر کند.
در مورد پروﮊه هایی که حجم قابل ملاحظه ای به کنترل سیلاب اختصاص یافته ممکن است انتخاب تراز کمتر نرمال برای روندیابی مناسب باشد. برای مثال گروه مهندسین ارتش آمریکا ٥٠ درصد حجم کنترل سیلاب را در روندیابی سیل طراحی خالی فرض می کند. با توجه به عدم اطمینان نسبت به تخمین تراز اولیه مخزن که بطور منطقی در ابتدای یک سیل فرضی قابل انتظار است، طراحان معمولا فرض میکنند که سد در شروع سیلاب تا تراز نرمال پر شده است این تراز نرمال بایستی مطابق با منحنی نرمال در فصل وقوع سیلاب باشد.
روند کلی ضوابط کشورهای مختلف در رابطه با انتخاب تراز اولیه نرمال مخزن در روند سیلاب طراحی بر استفاده از تراز نرمال استوار گردیده است. در حقیقت مشکل اصلی از آنجا ناشی می شود که یک قاعده کلی را نمی توان برای هزاران سد که هر کدام دارای شرایط منحصر بفرد ناشی از ترکیب عوامل مختلف - اقلیمی، هیدرولوﮊیکی، توپوگرافی، هیدرولیکی، مدیریت بهره برداری و ..... - می باشند به کار گرفت. در سالهای اخیر این تفکر در چند کشور حاکم شده است که به سوئد می توان به عنوان یکی از کشورهای پیشگام در این زمینه اشاره نمود.
٢-ضوابط انتخاب سیلاب طراحی در کشور سوئد
برای سدهایی با خطر بالا، یک روش خاص مشابه PMF برای محاسبه سیلاب طراحی پیشنهاد شده است. در این روش به تطبیق بحرانی ترین حالت عوامل ایجاد کننده سیلاب تاکید شده است. اما بارندگی ها از روشPMP محاسبه نشدهاند و در عمل براساس بیشترین بارندگیها بدست آمدهاند. در مدل هیدرولوﮊیکی، سیلاب طراحی براساس بارندگی همراه با ذوب شدید برف و فرامین بهرهبرداری از هر مخزن شبیه سازی میشود.
در روند سیلاب طراحی در بهار، معمولا" قسمتی از مخزن خالی فرض میشود، زیرا عموما" قاعده بهرهبرداری سدها در این کشور بنحوی است که در سالهایی که پوشش برفی انبوهی وجود داشته باشد، بدون آنکه اطلاعی از بارندگیهای بهاره وجود داشته باشد، مخزن تا حد معینی خالی میشود.
زیرا این اطمینان وجود دارد که حتی در صورتیکه بارندگیهای بهاره قابلملاحظه نباشد، میتوان مخزن را با رواناب ناشی از ذوب برف پر نمود. میزان تخلیه بهینه مخزن بر اساس مطالعات سیلاب و منابع آب و انرﮊی بدست می آید . - Norstedt , et al., 1992 - استفاده از تراز اولیه کمتر از تراز نرمال در بولتن ۲۸ کمیته بینالمللی سدهای بزرگ و ضوابط آمریکا نیز ارائه شده است:
٣-کمیته بینالمللی سدهای بزرگ - ICOLD -
در بولتن ۲۸ کمیته بینالمللی سدهای بزرگ - انتخاب سیلاب طراحی - بر محاسبه سیلاب PMF برای فصول مختلف تأکید شده است. همچنین محاسبه سیلابهای فصلی برای طراحی سدهایی که حجم مخزن متغیر در فصول مختلف دارند، لازم دانسته شده است. این بولتن برای سدهای برقابی که در فصل سیلاب معمولاﹰ پر نگهداشته میشوند تراز اولیه نرمال را لازم دانسته است. در بقیه موارد انتخاب سیلاب بحرانی با توجه به شرایط مخزن را توصیه کرده است. این مهم را بایستی با توجه به مشخصههای زمانی سیستم مخزن – سرریز به انجام رسانید.
سازمان شرایط اضطراری آمریکا - - FEMA
در سال ۸۹۹۱ دستورالعمل فدرال برای تعیین سیلاب طراحی سدها توسط سازمان شرایط اضطراری آمریکا انتشار یافت. این دستورالعمل توسط:
١. نمایندگان سازمان عمران آمریکا - USBR -
۲. گروه مهندسی ارتش - - Corps of Engineers
٣. کمیته استانداردهای انرﮊی - - FERC
۴. سازمان حفظ منابع طبیعی - - NRCS
