بررسی شکست سد پلرود و تاثیر آن بر پایین دست با استفاده از مدل های ریاضی

با رشد جمعیت، کمبود منابع آب های شیرین و نیاز به ذخیره و استفاده بهینه از آب های شیرین موجود، احداث سدهای مخزنی افزایش یافته است. درصد بالایی از این سدها به دلیل در دسترس بودن مصالح و دوام طولانی از نوع خاکی ساخته می شوند. با همه ی اهمیت سدهای مخزنی در جوامع بشری، این سازه های بزرگ آبی خطر شکست را به دنبال دارند. از این رو تحلیل پدیده شکست و ارزیابی خسارات ناشی از آن، از شدت این خسارات می کاهد. با گسترش رایانه ها و به کار گیری از مدل های ریاضی، کاربرد آنها در تحلیل پدیده شکست افزایش یافته است. در پژوهش حاضر شکست سد مخزنی در حال ساخت پلرود در استان گیلان، مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور ابتدا شکست سد در اثر دو عامل مهم شکست سدهای خاکی یعنی روگذری و رگاب در مدل breach gui شبیه سازی شده و سپس هیدروگراف های بحرانی در مدل hec-ras 4.1 روندیابی شد. در پایان نیز نقشه پهنه بندی سیل وارد محیط google earth شده و مناطق مسکونی و کشاورزی در خطر سیلاب تعیین شده است. همچنین حساسیت مدل breach gui نسبت به پارامترهای ورودی سنجیده شد. نتایج حاصل از آنالیز شکست نشان داد که در شکست ناشی از رگاب، با افزایش تراز شروع رگاب، اوج سیلاب کاهش یافته و در ترازهای نیمه ی بالایی سد، سیلاب دارای دو اوج می باشد. همچنین هرچه تراز شروع رگاب افزایش یابد، ابعاد شکاف ایجاد شده در شکست کوچک تر می شود. اوج هیدروگراف سیلاب ناشی از شکست روگذری بین بیشترین و کمترین اوج سیلاب حاصل از رگاب قرار دارد. نتایج حاصل از آنالیز حساسیت مدل شکست نشان داد که این مدل نسبت به سیلاب ورودی در حالت رگاب و نسبت به ضریب زبری مصالح سد در هر دو حالت روگذری و رگاب حساسیت ندارد. نسبت عرض شکاف به عمق جریان، در حالت رگاب تا 31% و در حالت روگذری 4% بر دبی اوج هیدروگراف موثر است و عرض اولیه شکاف نیز، در هر دو حالت روگذری و رگاب حداکثر تا 10 درصد بر اوج هیدروگراف تاثیرگذار است. بررسی روندیابی سیلاب ها نشان داد که 34 دقیقه پس از شروع رگاب و 46 دقیقه پس از شروع روگذری از سد، زمان طول می کشد تا سد شکسته شود. نتایج روندیابی دو سیلاب ناشی از رگاب با بیشترین و کمترین دبی اوج، و سیلاب ناشی از روگذری نشان داد که به ترتیب پس از 53، 57 و 54 دقیقه از وقوع دبی اوج در مقطع اول، دبی اوج سیلاب به مقطع خروجی می رسد. در طی مسیر، دبی اوج سیلاب ها به ترتیب به میزان 87، 49 و 62 درصد افت می کند. مقدار متوسط حداکثر سرعت عبور موج سیلاب، در سه حالت بیان شده به ترتیب 8/6، 4/5 و 6/6 متر بر ثانیه می باشد. نتایج حاصل از پهنه-بندی سیلاب ها نشان داد که در صورت وقوع شکست سد، 18 روستا و محدوده ی باریکی از شهرهای رحیم آباد و کلاچای در پایین دست سد، با آب گرفتگی شدید روبرو خواهند شد که میزان دبی اوج و زمان رسیدن این دبی به مناطق یادشده در حالات مختلف شکست متفاوت می باشد.