پهنه بندی سیلاب ناشی از شکست سد مهاباد با استفاده از نرم افزار mike-flood

سیلاب ناشی از شکست سد، از فاجعه آمیزترین حوادث در دو قرن اخیر بوده است. در این نوع سیلاب، حجم قابل توجهی از آب در مدت زمان کوتاهی در پایین دست رودخانه رها شده و موجب پیدایش امواج عظیم در پایاب می گردد. از آنجا که بسیاری از رودخانه ها توانایی گذردهی لازم را ندارند، موج سیلاب در پایین دست از مسیر اصلی رودخانه خارج شده و ضمن ورود به سیلابدشت، خطر جانی و مالی برای شهرها، روستاها و سازه های موجود در سیلابدشت رودخانه فراهم می-سازد. سد مخزنی مهاباد درست در بالادست شهر مهاباد، استان آذربایجان غربی، قرار دارد. سد مهاباد با توجه به عواملی نظیر : احتمال وقوع زلزله، عدم کفایت ظرفیت سرریز برای حداکثر سیلاب محتمل، وجود تراوش دائم در تکیه گاه سمت راست بدنه، پتانسیل روانگرایی پی در محل احداث سد و نزدیکی موقعیت شهر مهاباد در پایاب سد، جزء سدهای پرخطر محسوب گردیده و تحلیل سیلاب ناشی از شکست آن امری ضروری می باشد. در این تحقیق دو سناریوی محتمل شکست سد مهاباد: 1) شکست در حداکثر سیلاب محتمل؛ و 2) شکست در روز آفتابی می باشد، مدلسازی شکست سد، روندیابی سیلاب در اراضی پایاب و پهنه سیل در محدوده شهری مهاباد با استفاده از نرم افزار mike-floodبررسی شده است. در سناریو شکست در اثر حداکثر سیلاب محتمل (pmf)، فرض بر این است که مخزن سد در تراز نرمال قرار داشته؛ و با ورود حداکثر سیل محتمل به مخزن سد و افزایش رقوم سطح آب در مخزن تا بیش از رقوم تاج سد، مکانیزم روگذری (overtopping) باعث ایجاد شکاف در بدنه سد شود. توسعه تدریجی شکاف سد، منجر به شکسته شدن سد گردیده؛ و سیلاب ناشی از آن در پایین دست سد اتفاق می افتد. در این سناریو سیلاب ناشی از شکست سد، معادل حجم سیلاب ورودی به مخزن در اثر وقوع حداکثر سیل محتمل، بعلاوه حجم معادل تراز نرمال مخزن سد خواهد بود. شدت جریان pmf سد مهاباد معادل 1700 متر مکعب بر ثانیه است. نتایج شبیه سازی شکست سد مهاباد در این سناریو نشان می-دهد که حداکثر دبی سیلاب در پایین دست سد در حدود 49000 متر مکعب بر ثانیه، در120 دقیقه بعد از ورود اولین موج pmf به مخزن سد خواهد بود. اولین موج سیلاب، 60 دقیقه بعد از ورود سیل به مخزن سد، به سد انحرافی یوسف کندی رسیده؛ و در زمان 130 دقیقه به حداکثر مقدار خود (در حدود 9000 متر مکعب در ثانیه) می رسد. این سیلاب منجر به افزایش رقوم سطح آب در بالادست سد انحرافی به اندازه 9 متر گردیده که احتمال شکستن این سد را خواهد داشت. در سناریو شکست در روز آفتابی، فرض بر این است که مخزن سد در تراز نرمال قرار داشته و مکانیزم زیرشویی (piping) باعث ایجاد روزنه در بدنه سد و شسته شدن آن گردد. در این سناریو سیلاب ناشی از شکست سد، معادل حجم معادل تراز نرمال مخزن سد خواهد بود. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که سیلابی در حدود 45000 متر مکعب برثانیه، در 60 دقیقه پس از شکست سد مهاباد بوقوع می پیوندد. اولین موج سیلاب،60 دقیقه بعد از ورود سیل به مخزن سد مهاباد، به بند انحرافی یوسف کندی رسیده و در110 دقیقه به حداکثر مقدار خود (در حدود 8000 مترمکعب در ثانیه) می رسد. سیلاب ورودی به این سد انحرافی منجر به افزایش رقوم سطح آب به اندازه 8 متر گردیده، که خطر شکست سد را خواهد داشت. نتایج حاصل از مدلسازی با روابط تجربی مقایسه شده؛ همخوانی قابل قبولی بین آنها وجود دارد.