بخشی از مقاله
رفتار سنجی تراوش در سدھای خاکی (مطالعه مورد سد ایلام)
چکیده :
از آنجا که مشاھده و ثبت رفتار سدھاي خاکی طی مرحله ساخت و در دوران بهرهبرداري اھمیت بسیار زیادي دارد، از این رو به منظور دستیابی به این ھدف، وسایل و ابزار مناسبی در پی، تکیهگاهھاي جانبی، بدنه سد و سازهھاي جانبی نصب و دادهھاي حاصله به صورت مستمر مورد تجزیه و تحلیل قرار میگیرد. نقش کنترل ایمنی و پایداري سدھاي خاکی- سنگریزه ای درحال بهرهبرداري، از نظر امنیت اجتماعی و اقتصادي بسیار مهم تلقی میشود؛ زیرا تخریب ھر کدام از این سدھا ھجوم ناگهانی سیلاب، تلفات سنگین انسانی جمعیت پاییندست، از دست رفتن منابع آب و ھدر رفتن ھزینهي گزاف ساخت سد را در پی خواھد داشت. یکی از مهمترین عوامل تخریب سدھای خاکی تراوش در بدنه و شالوده آنها می باشد. ھدف از انجام این تحقیق، رفتارسنجی تراوش در سد ایلام می باشد، زیرا این سد با تأمین حدود ٠۶% آب شرب شهر ایلام و آبیاري بالغ بر ٨٠٠۶ ھکتار از زمینھاي مزروعی منطقهي امیرآباد و مهران، مهمترین سد استان بهشمار میآید. مشاھدات و اندازه گیری ھای انجام شده نشان می دھد که نشت اتفاق افتاده از سد ایلام (بدنه و پی) به مراتب بیشتر از مقدار مجاز برآورد شده است. نتایج این تحقیق نشان می دھد که چون آب زھکشی شده در تمام دوران بهره-برداری زلال بوده نشان دھنده عدم ھرنوع شکستگی پیوسته و ھسته رسی میباشد و پس از بررسی محل مشخص شد که عامل اصلی نشت غیرمجاز سد، دبی دو چشمه است که در ھنگام عملیات ساختمانی سد ظاھر شده اند و به سرریز کالیبره اضافه می شوند.
کلید واژه ھا:( ۶کلمه): سد ایلام- سدھاي خاکی- رفتارسنجی- تراوش
مقدمه :
کنترل و تعیین مقدار تراوش و کیفیت آب زھکشی شده در یک سد میتواند یکـی از مهـم تـرین پارامترھـا در تشخیص نحوه عملکرد سد احـداث شـده باشـد. لـذا مشـاھده دقیـق جریـان تـراوش، بـه خصـوص در جریان اولین آبگیري سد بسیار ضروري است. معمولاً درمحل تماس بدنه پاییندست سـد بـا پـی، جهـت ھدایت و انتقال آب تراوش شده از بدنه سد زھکش نصب میگردد. یکی از محلھاي اندازه گیـري مقـدار آب نشتی از بدنه، زھکشیھا میباشند.
ھمچنین در پاشنه پاییندست سد چاهھایی جهت جمعآوري آبھاي نشتی از پی و انتقال آنھـا تعبیـه میگردد . در صورتی که نفوذپذیري پی زیاد باشد احتمال ھدایت آب از بدنه به داخل پی بـیشتـر خواھـد بود و در اینصورت تغییرات تراز آب در این چاهھا قابل مشاھده و اندازهگیري میباشد . در مورد سـدھاي طراحی شده با ھسته آسفالتی و با پوشش نفوذ ناپذیر بالادسـت، بلافاصـله پـس از ایـن اجـزاي آببنـد لایهھاي زھکشی و فیلتر تعبیه میگردد تا آب نشتی را جمعآوري و به زھکش اصلی انتقـال دھنـد، لـذا در ھر مقطع از مسیر زھکشی »در طول لایهھاي زھکشی« میتوان جریان را انـدازهگیـري و منـاطق بـا تراوش زیاد را مورد شناسایی قرارداد. اگرچه اندازهگیري و تعیـین دقیـق میـزان تـراوش تخمـین مناسـبی راجع به شرایط و عملکرد سد به ھنگام آبگیري اولیه و در طی دوران بهرهبـرداري بـه مـا مـی دھـد، امـا - اطمینان کردن به مقادیر اندازهگیري شده نشتآب بنا به ماھیت پیچیده تراوش آب به صـورت سـه بعـدي در محیط متخلخلی نظیر خاك از تمامی اندازهگیريھا و سنجشھاي دیگري کـه در یـک سـد انجـام مـی-گیرد دشوارتراست. از نظر کیفی، مطالعات و تحقیقات تـراوش از بدنـه و پـی بایـد بـه گونـهاي باشـد کـه محل مسیر تراوش را به خوبی مشخص کرده، بتوان بازدھی دیوارھـاي آببنـد، پـرده تزریـق و ... را مـورد بررسی قرار داد . از نظر کمـی، بسـته بـه طـول و تعـداد محـل ھـاي مـورد نظـر جهـت جمـعآوري آبھـاي زھکشی شده، ممکن است اندازهگیري در نقاط مختلف انجام گیرد.(١) به منظور اندازهگیري مقدار نشت آب در سد معمولاً از سرریز کالیبره استفاده میشود که ممکـن اسـت
بهشکل مثلثی، مستطیلی یا ذوزنقهاي باشند. ھمچنین چاهھاي فشارشکن نیز در انـدازهگیـري تـراوش بهکار میروند که انتخاب نوع ابزار بستگی به بزرگی جریانی که اندازهگیري میشود و ھمین طـور محـل و موقعیت اندازهگیري دارد. در شکل (١) نمایی از سرریز مثلثـی شـکل انـدازهگیـري دبـی تـراوش نشـان داده شده است.
شکل(١): تصویر شماتیکی از یک سرریز مثلثی شکل اندازهگیری دبی آبھای نشتی
◊◊◊◊◊◊◊
بحث :
در ھنگام ارزیابی دادهھاي تراوش، بررسی تغییرات تراوش با زمان بسیار مهم است. حداقل میتـوان دو پریود زمانی متمایز را برای ارزیابی تراوش در طول عمـر سـد و مخـزن مشـخص نمـود . پریـود زمـانی اول، مرحله پرشدن اولیه مخزن میباشد. این مرحله تا ھنگامی که شرایط پایدار شود و پاسخ تراوش به تـراز آب با استفاده از دادهھا قابل پیشبینی باشد، ادامه مییابد.
ھنگامی که نفوذپذیري کم باشد، پریود اولیه میتواند تا سالھـاي زیـادي بعـد از پـر شـدن مخـزن ادامـه یابد. پریود زمانی دوم ھنگامی است کـه سـد بـه حالـت پایـدار رسـیده اسـت . نمودارھـایی کـه تغییـرات تــراوش را نشــان مــیدھنــد، در ارزیــابی تغییــرات نفوذپــذیري نیــز مــؤثر مــیباشــند. مزیــت دیگــر چنــین نمودارھایی امکان بررسی تغییرات حجم تراوش در برابر تراز مخـزن مـیباشـد. تغییـرات حجـم تـراوش در برابر تراز مخزن میتواند در تشخیص ترازھایی در سد یا پی که قابلیـت نفوذپـذیري بیشـتري دارنـد مـؤثر باشد. علاوه بر این با استفاده از این نمودارھا میتوان تغییرات حجم تراوش نسبت به زمان را بـرای بـازه کوچکی از تراز مخزن رسم نمود.
روشھاي مورد استفاده برای ارزیابی میزان ذرات معلق یا گلآلودگی تراوش شامل روشھـاي مسـتقیم و روشھاي پیچیده مـیباشـد. عمومـاً ھرچـه ذرات ریزتـر باشـند ارزیـابی پیچیـدهتـر مـیگـردد. سـنجش گلآلودگی میتواند به صورت چشمی یا به کمک وسایلی با دقت یک درصـد انجـام گیـرد. شـکل و انـدازه ذرات عموماً در صحت اندازهگیري تأثیرگذار است. (٢ ) دادهھاي کیفی تراوش به روشھاي گوناگون نشان داده میشوند. از آنجایی که سرعت شسـتگی پـی
یا خاکریز مهم است، استفاده از یک نمودار ساده که تغییرات بار رسوب یا غلظت را برحسب زمان نشـان دھد، مفید میباشد.
با وجود این، اطلاعـات و دادهھـای مربـوط بـار رسـوب سـد ایـلام در دسـترس نمـیباشـد تـا بتـوانیم ایـن تغییرات را مورد ارزیابی قرار دھیم . لازم به ذکر است، چنین اطلاعاتی در صـورت عـدم شـناخت کـافی از حجم جریان، میتواند گمراهکننده باشد.
نکات زیر لازم است در ارزیابی نمودارھاي تراوش در نظر گرفته شوند:
١) ھرگونه کاھش در دبی تراوش نسبت بـه زمـان در طـول دوران بهـرهبـرداري مـیتوانـد بیـانگر مسـدود شدن زھکشھا باشد. بـا وجـود ایـن بایـد ھمزمـان تغییـرات تـراز مخـزن و تغییـرات فشـار آب حفـرهاي در خــاکریز، پــی و تکیــهگــاهھــا مــورد توجــه قــرار گیــرد. تغییــر شــرایط عــادي بهــرهبــرداري نظیــر وقــوع پدیــده خشکسالی تمایلات تراوش را تغییر میدھد.
٢) در ارزیابی کیفیت تراوش، چنانچه اندازهگیـريھـا انجـام نشـوند، مشـاھده چشـمی موقعیـت، مقـدار گلآلودگی و تغییرات آن با زمان از اھمیت زیادي برخوردار است.
٣) افزایش حجم تراوش پس از ایجاد شرایط پایدار، نشانگر افـزایش در نفوذپـذیري مـیباشـد. ایـن پدیـده میتواند در نتیجه فرسایش، حلشدگی یا تركخـوردگی صـورت پـذیرد . کنتـرل تغییـر مکـان مـیتوانـد بـه شناسایی احتمال تركخوردگی کمک کند . ھنگامی که افزایش حجم تراوش مسـتقل از تـراز مخـزن، تـراز آب زیرزمینی و بارش باشد، بررسیھاي لازم به منظور شناسایی عامل آن باید انجام گیرد.
۴) سطح زیـر منحنـی دبـی تـراوش- زمـان، حجـم تـراوش را نشـان مـیدھـد. اسـتفاده از حجـم تـراوش ھنگامی که نوسانات قابل توجهی در تراز مخزن به صورت تکرارشونده وجود دارد، میتوانـد مفیـد باشـد . در این حالت یک تراز متوسط برای دوره زمانی مشخص در نظر گرفته شده و برای این دوره زمـانی حجـم تراوش محاسبه میگردد و با دورهھاي زمانی دیگر با متوسط تراز مخـزن و زمـان پریـود یکسـان مقایسـه میگردد. (٢) آبھاي نشتی از بدنه سد به ھمراه آبی که در پاییندست پرده تزریق از تکیهگاهھا و پی وارد بدنـه سـد
میشود از طریق زھکش افقی تعبیه شده در پوسته پاییندست به پشت ناحیه سنگریز واقع در پاشـنه سد رسیده و در آنجا با استفاده از یک سرریز مثلثی شکل از بدنه سد خارج میشود. (۵) نمودار تغییرات حجـم آب نشـتی و ارتفـاع آب بـر روی سـرریز کـالیبره نسـبت بـه زمـان ھمـراه بـا نمـایش تغییرات تراز آب مخزن در شکل ھای (٢) تا (۴) ترسیم و ارائه شده است.
