بخشی از مقاله
خلاصه
احداث سدها و نشت آب یکی از مسائل مهم سدهای مخزنی بوده است و وجود چنین چالش هایی به عنوان یکی از دغدغه های اصلی مجریان و طراحان این گونه سدها می باشد. نشت آب در سدها دارای اثرات نامطلوبی همچون هدر رفتن آب ذخیره شده، ایجاد فشار منفذی در محیط متخلخل، کاهش تنش موثر بین ذرات خاک و کاهش مقاومت برشی و به طور کلی می تواند تاثیر منفی بر پایداری سدها داشته باشد. از این رو می بایست این مساله همواره مورد توجه مهندسین واقع شود و در صورت وجود هر گونه نشت، ردیابی و تدابیر لازم در نظر گرفته شود.
در این پژوهش نشت آب کوله سد مخزنی آزادی به عنوان مطالعه موردی توسط دستگاه الکترومغناطیس و تطبیق نتایج مطالعات ردیابی با حفاری های اکتشافی بصورت نقطه ای- خطی و صفحه ای انجام گردید و بخش های مختلف سد به صورت زون بندی شده تقسیم بندی شدند.
نتایج پژوهش بیان گر این بوده است که منشاء کلیه نشتهای آب اتفاق افتاده مخزن سد بوده، سد از کف نشت آب دارای پتانسیل وزنی قابل توجهی بصورت خطی ندارد، بخش های شمال سد دارای دو زون نشت آب: مجاور سرریز و خارج از سرریز می باشد و عمده مسیر تغذیه چشمه های مناطق شمالغربی لوله تخلیه سد از بخش مجاور سرریز است. در پایان با توجه به شرایط و نحوه نشت هر یک از زون ها پیشنهاداتی همچون آب بندی برای مناطق بحرانی و نیز گسترش پرده آب بند در زون های شمالی پیشنهاد گردیده است..
1. مقدمه
احداث سدها و نشت آب یکی از مسائل مهم سدهای مخزنی بوده است و وجود چنین چالش هایی به عنوان یکی از دغدغه های اصلی مجریان و طراحان این گونه سدها می باشد. نشت آب در سدها دارای اثرات نامطلوبی همچون هدر رفتن آب ذخیره شده، ایجاد فشار منفذی در محیط متخلخل، کاهش تنش موثر بین ذرات خاک و کاهش مقاومت برشی و به طور کلی می تواند تاثیر منفی بر پایداری سدها داشته باشد.
از این رو می بایست این مساله همواره مورد توجه مهندسین واقع شود و در صورت وجود هر گونه نشت، ردیابی و تدابیر لازم در نظر گرفته شود. جهت بررسی و مطالعات تعیین مسیرهای نشت آب از منتهی الیه کوله راست بدنه سد خاکی آزادی بررسی های ردیابی مسیرهای نشت آب با دستگاه الکترومغناطیس و تطبیق نتایج مطالعات ردیابی با حفاری های اکتشافی بصورت نقطه ای- خطی و صفحه ای انجام گردید. هدف از انجام این مطالعات پس از آبگیری اولیه سد عبارتند از:تعیین مناطق احتمالی نشت آب از جناح راست بدنه و پی سد.
ردیابی مسیر نشت آب چشمه ها و زهکشی های ایجاد شده در بخش پایین دست سد پس از آبگیری اولیه آن به میزان حدود 40 لیتر در ثانیه 20-25 - لیتر در ثانیه مربوط به تخلیه چشمه های منتها الیه کوله راست سد است - .
2. ردیابی صفحه ای مسیرهای نشت ومنابع آب سد و اطراف آن
جهت شروع مطالعات ردیابی سد آزادی بروش الکترومغناطیس، ابتدا کالیبراسیون نقطه ای در مجاورت بدنه سد انجام وسپس مطالعات صفحه ای در امتداد 360 درجه انجام گردید. - تراز تاج سد 1312 و رقوم آبگیری فعلی 1289 و کف دریاچه 1256 و محل خروجی نشت آب بصورت چشمه های پایین دست سرریز بین 1265 تا 1270 متر از سطح دریا است - .
با ردیابی صفحه ای انجام شده مشخص گردید که مهمترین مناطق دارای پتانسیل نشت شامل مناطق تراس آبرفتی جناح راست از رقوم 1270 متری به بالا واقع در بخش شمالی سد می باشد. همچنین جریانات خطی نشت نیز در بخش پائین دست در پایاب کوله راست بدنه مشخص گردید که عمدتا" در رقوم 1270 متری در بخش های واقع در شمال محدوده سیستم تخلیه تحتانی با منشا آب اززیر سرریز بوده است. با شناسایی مهمترین مناطق دارای پتانسیل نشت آب در بدنه و بخش های مختلف پائین دست آن، بررسی های خطی و نقطه ای جهت روند یابی و عمق یابی آنها انجام گردید.
3. ردیابی خطی و نقطه ای مسیر های نشت آب ایجاد شده در بخش های پائین دست سد پس از آبگیری اولیه
باتوجه به مشخص بودن محل های نشت آب که عمدتا" بصورت زهکشی و یا ظهور چشمه ها در بخش پایاب کوله راست و خروجی سرریز ظاهر گردیده اند. مطالعات ردیابی خطی از مظهر این چشمه ها شروع گردید. با ردیابی خطی صورت گرفته در امتداد چشمه های منطقه واقع در شمال محدوده سیستم تخلیه تحتانی - تراست جناح راست کالورت - در بخش شمالی لوله تخلیه و بدنه سد در بخش تاج، مشخص گردید که مسیرهای اصلی نشت آب این چشمه ها در محدوده های مختصاتی اطراف نقاط با مختصات 3824189 -624330 - زون 1 نشت آب - E-F در مجاورت بخش جنوبی سرریز تا 10 متری مجاور آن بسمت اولین دهانه سرریز بطرف شمال بوده و زون دیگر در محدوده مختصاتی اطراف نقطه 3824330 -624519 - زون 2 نشت آب F2 - F-J - ، - F1 در منتهی الیه ساختمان نگهبانی در محدوده سه راهی جاده بید اخوان می باشند.
در نقشه پلان پیوست و عکس شماره 4 زونهای اصلی نشت آب ارائه شده اند. پس از انجام مطالعات گمانه های حفاری انجام شده در زونهای شماره 1و 2 اشاره شده بر پایه نتایج مطالعات الکترومغناطیس و عمق های اشاره شده در گزارش بلحاظ نشت آب مناطق حساس و کالیبراسیون مجدد آنها، زونهای شماره 1و 2 با نتایج مطالعات انطباق کامل داشته و در ردیابی مجددصورت گرفته در تاج سد،زون C-D نیز بعنوان یک زون نیمه بحرانی معرفی گردید.
عمق نشت آب ردیابی شده در مجاورت سرریز بعنوان منشا تغذیه نشت های منطقه غزبی 17 2، 29 2 متر از سطح زمین فعلی است. بعبارت دیگر پس از نشت آب از محل زون 1 آب بموازات سرریز بطرف پایاب سد حرکت کرده و بخشی بطرف جنوب نشتهای ناچیز کوله راست و بخش اصلی نشتها از زیر سرریز بذاخل دره بید اخوان ظاهر می شود. با توجه به حساس بودن تعیین محل های دقیق نشت آب در بدنه سد، ردیابی خطی در تاج سد انجام گردید. از مناطق جنوبی بطرف بخش شمالی، زونهای مختلف خطی نشت آب بصورت جریانهای بسیار کوچک تا متوسط و درنهایت در بخش های شمالی مجاور سرریز دارای بخش های وسیعتر مشخص و تعیین گردید.
با توجه به اشباع بودن بدنه سد تا محل آبگیری و بالاتراز آن، مطالعات کالیبراسیون جهت تدقیق نتایج ردیابی به لحاظ شناخت عمق صحیح نشت آب در محور تاج سد انجام گردید. با توجه به کوچک بودن نشت های آب شناسائی شده از محل خروجی تخلیه آب سد تا محل سرریز، این زونها ابتدا تفکیک و در محل تاج سر تعرفه محلی گردیدند. با توجه به کم اهمیت بودن این زونها بعلت عرض نشت کم - کمتر از چند سانتی متر - ، پتانسیل وزنی بسیار کوچک - نشت ناچیز - و عدم ارتباط بین لایه ای در عرض، این زونها از مرحله مطالعه حذف گردید.
جدول شماره 1 مختصات محل های نشت آب و ارزیابی کیفی آنها را ارائه می دهد - شکل شماره 1 الی . - 3 با ادامه ردیابی صورت گرفته از بخش میانی تاج تا بخش خروجی محور شمالی سد، دو زون مهم نشت آب مشخص و پس از تعرفه محلی این زونها در محور تاج سد، مطالعات ردیابی خطی در بخش های سراب و پایاب سد تا محل خروجی چشمه ها در پائین دست سرریز شروع گردید. به زونهای E-E - زون - 1و - F-Jزون - 2 در نقشه پلان پیوست مراجعه شود این زونها در عکس شماره 4 و 5 تحت عنوان محل های نشت آب آورده شده اند.
شکل -1 مقطع نشت آب ردیابی شده L4
شکل -2 مقطع نشت آب ردیابی شده L5
شکل -3 مقطع نشت آب ردیابی شده L9
4. بررسی ردیابی الکترومغناطیس خطی- نقطه ای زونهای دارای پتانسیل نشت آب در محور تاج سد
نتایج مطالعات ردیابی دو زون آب بشرح جدول شماره 1 و 2 و شکل شماره 4 را ارائه می نماید.
- زون 1 دارای پهنائی به عرض 10 متر در مجاور 1/3 بخش جنوبی سر ریز در محدوده اطراف نقطه با مختصات 3824189، 624330
- زون 2 در منتهی الیه بخش شمالی تاج سد و خارج از اتاقک نگهبانی بصورت جریان خطی پیوسته با دو نوع جریان مرتبط در مجاورت جاده آسفالته در محدوده اطراف نقطه با مختصات 3824330، 624519 منشاء جریان اول از بخش داخلی سد و جریان دوم از داخل دریاچه و ارتفاعات بخش شمال شرقی سد می باشد
