توسعه و کاربرد مدل ریاضی دو بعدی روندیابی سیل در مخازن سدهای پاره سنگی متوالی در حالات درون گذر و روگذر

سیل یکی از حوادث غیرمترقبه ای است که انسان به صورت ناخواسته، همواره با آن مواجه است. پس باید در صدد برآییم تا در صورت وقوع چنین حادثه ای بتوان به بهترین نحو آن را کنترل و مدیریت کنیم. در بین روش های مهار و کنترل سیلاب، استفاده از مخازن متوالی سدهای پاره سنگی به عنوان روشی با کارایی و راندمان مناسب و همچنین طرحی اقتصادی معرفی می گردد. هیدرولیک جریان در سدهای پاره سنگی به علت متلاطم بودن جریان از قانون دارسی تبعیت نکرده و برای بررسی آنها بایستی از روابط معرفی شده در چنین حالت جریانی استفاده کرد. همچنین امکان رخ دادن جریان روگذر از این سدها نیز وجود دارد. در چنین شرایطی با در نظر گرفتن چند سد متوالی و تاثیر مخازن آنها بر تراز آب بالادست خود، بررسی روندیابی سیل پیچیده خواهد بود. در این تحقیق با استفاده از مدل دو بعدی جریان در درون سد پاره سنگی که بر اساس رابطه نمایی عدد رینولدز و ضریب اصطکاک بوده و جریان روگذر عبوری از سد که به صورت جریان متغیر مکانی در نظر گرفته شد، روابط دبی- اشل برای سد در حالت درون گذر و روگذر تعیین گردید. سپس با استخراج معادلات روندیابی مربوط به مخازن متوالی، مدل کامپیوتری توسعه داده شد که با استفاده از هیدروگراف ورودی سیلاب و مشخصات مربوط به سدها و مخازن آنها، بتواند هیدروگراف خروجی سیلاب را پیشبینی کند. به منظور بررسی صحت درستی مدل و همچنین دقت نتایج حاصل از آن، مطالعات آزمایشگاهی بر روی دو سد پاره سنگی متوالی انجام گرفت و تطابق خوبی بین نتایج مدل و داده های آزمایشگاهی مشاهده شد به طوری که راندمان مدل در شبیه سازی دوبعدی روندیابی در هر دو حالت درون گذر و روگذر جریان، بیشتر از 93 درصد بدست آمد. در ادامه به بررسی تأثیر یک سری از پارامترهای ورودی بر هیدروگراف خروجی پرداخته شد. با تغییر پارامترهایی نظیر قطر متوسط سنگدانه ها، طول پی سدها و زاویه دیواره های بالادست و پایین دست سدها ملاحظه شد که پارامتر قطر متوسط سنگدانه ها تأثیر بیشتری بر روی هیدروگراف خروجی و زاویه شیروانی تأثیر کمتری چه در حالت جریان درون گذر و چه جریان روگذر نسبت به دیگر پارامترها دارد. اثر تغییر پارامترها بر هیدروگراف خروجی و راندمان روندیابی در حالت جریان درون گذر بیشتر از جریان روگذر می باشد. همچنین راندمان سدهای پاره سنگی در حالت جریان درون گذر نسبت به حالت روگذر در کنترل و مهار سیلاب بیشتر می باشد.