برآورد پارامترهای شکست سدهای خاکی با استفاده از توابع چند متغیره و شبیه سازی شکست سد خاکی مطالعه موردی سد تبارک آباد

شکست سد پدیده ای است که در پی آن حجم عظیمی از آب به طور ناگهانی رها شده و باعث بوجود آمدن امواج بزرگ سیلاب در پایین دست می شود. این امواج سبب خسارات جانی و مالی فراوان، فرسایش زمین و اثرات زیست محیطی نامطلوب می گردند‎. سیلاب حاصل از شکست سد، از قدرت تخریب بالایی برخوردار بوده و علاوه بر آن در اکثر موارد، کانال رودخانه در پایین دست سد چنین سیلابی را تجربه نکرده و لذا قادر به مهار آن در کانال اصلی خود نمی باشد‎. از این رو انجام تحلیل شکست سد و ارزیابی تبعات ناشی از آن برای همه سدها ضروری به نظر می رسد‎. این تحلیل علاوه بر ارزیابی خسارت و میزان خطر موجود در پایین دست سد، امکان برنامه ریزی عملیات نجات و تسکین فاجعه ناشی از شکست سد را نیز فراهم می کند‎. در این رساله سعی شده است تا ابتدا با جمع آوری داده های مربوط به 142 سد خاکی شکسته شده در جهان، روابط مربوط به تخمین پارامترهای شکست سدهای خاکی بررسی و با استفاده از داده های موجود و روش های آماری روابط جدیدی برای تخمین پارامترهای شکست سدهای خاکی تهیه و با روابط قبلی مقایسه شود، سپس پارامترهای شکست سد با استفاده از مدل breach gui پیش بینی و با استفاده از قابلیت مدلسازی شکست سد در نرم افزار hec-ras به مدلسازی توسعه شکاف در بدنه سد و نیز روندیابی سیلاب حاصل در پایین دست سد پرداخته و پس از آن اقدام به پهنه بندی سیلاب در محیط arc map شود. سد مورد مطالعه، سد خاکی تبارک آباد در 20 کیلومتری شمال شرقی شهرستان قوچان می باشد. بررسی های آماری نشان داد که از بین کلیه روابط تجربی، رابطه فرولیخ (1995) برای تخمین حداکثر دبی خروجی و عرض متوسط شکست در حالت روگذری از سایر روابط دقیق تر است و نیز روابط پیشنهادی برای محاسبه پارامترهای شکست در این تحقیق، از روابط قبلی دقیق تر است و توصیه می شود در ورودی و مقایسه مدل های شبیه سازی جریان از آن ها استفاده شود. نتایج حائز اهمیت در مدلسازی نیز شامل دبی اوج خروجی از سد و تراز سطح آب در شهر قوچان بود‎. نتایج تحلیل نشان داد که اولین شکاف 30 دقیقه پس از آغاز تحلیل رخ می دهد و در زمان 2:30 موج سیلاب به شهر قوچان می-رسد. لذا فاصله زمانی بین آغاز شکست و رسیدن موج سیلاب به شهر تنها 2 ساعت می باشد. همچنین دبی خروجی از شکاف سد 1 ساعت و چهل دقیقه پس از آغاز شکست، به بیشترین مقدار خود یعنی 5/10661مترمکعب بر ثانیه در محل سد می رسد و زمان انهدام کامل سد 3 ساعت به دست و 2 ساعت و چهل دقیقه پس از آغاز شکست، بیشترین مقدار موج سیلاب به شهر خواهد رسید. لذا جمعیت تحت خطر باید پیش از رسیدن موج سیلاب از محل تخلیه شوند‎.