بررسي اثرات شيب كف مخزن سد بر خصوصيات سيلاب ناشي از شكست سد در حالت بستر خشك پايين‌ دست آن

Investigating the Effects of the Slope of the Reservoir Bottom on Characteristics of the Flood waves due to Dam Break in Downstream Dry Bed condition

فرو ريختن ناگهاني يك سد كه در پشت آن مقادير عظيمي آب نگهداري مي‌شود، باعث مي‌گردد كه به تاسيسات پايين‌دست از قبيل نيروگاه‌ها، مناطق مسكوني، تاسيسات شهري و تاسيسات كشاورزي و غيره خسارات مالي وارد شود. در صورتيكه در پايين‌دست سد، مناطق مسكوني وجود داشته باشد، علاوه بر خسارات مالي، خسارات جاني نيز به بار مي‌آيد. هدف اين مطالعه، بررسي عددي تاثير همزمان شكل هندسي مخزن در پلان و شيب كف آن بر روي الگو و چگونگي حركت موج سيلابي ناشي از شكست سد مي‌باشد. بستر پايين‌دست دريچه بصورت خشك در نظر گرفته شده است. خصوصيات جريان ناشي از شكست سد در دو مخزن با شكل‌هاي هندسي طويل و عريض و شيب‌هاي كف‌ 2%، 3.5% و 5% مورد بررسي و مقايسه قرار گرفته است. مدل‌سازي‌هاي انجام شده به صورت سه بعدي و با استفاده از نرم‌افزار flow3d صورت پذيرفته است. نتايج بدست آمده بيانگر آن است كه در مخزن عريض با افزايش شيب كف مخزن، تراز سطح آب در پايين‌دست و بالادست سد تفاوت چنداني نمي‌كند ولي نوسانات شديد سطح آب در مخزن عريض در تمامي شيب‌ها در پايين‌دست دريچه مشاهده مي‌شود. دليل اين نوسانات مي‌تواند ناشي از شكل مخزن باشد. در مخزن طويل و در نقاط بالادست دريچه، با افزايش شيب كف مخزن تراز سطح آب در حال كاهش بوده و كمترين تراز سطح آب براي شيب كف 5% حاصل شده است. در نقاط پايين دست دريچه در مخزن طويل، با افرايش شيب كف مخزن، تراز سطح آب در حال كاهش بوده و با گذشت زمان و در حدود هفت ثانيه بعد از باز شدن دريچه، افت تراز سطح آب براي شيب‌هاي 3.5% و 5% بيشتر از شيب‌هاي ديگر اتفاق افتاده است.

The purpose of this study is numerical investigation of the simultaneous effect of reservoir geometric shape on the plan and its slope on the model as well as the flood wave fluctuates due to dam break. The downstream bed is considered as dry. Characteristics of flow due to dam break in two reservoirs are studied and compared under long and wide geometric shapes and reservoir bottom slopes of 0%, 2%, 3.5% and 5%. The modeling is carried out in 3D mode using Flow3D software. The results indicate that in the wide reservoir with increasing the slope of the reservoir bottom, the water level is not significantly different in the downstream and upstream of the dam, but severe variations of the water level is observed in the wide reservoir at all slopes at the downstream of the gate. The reason for these variations can be due to the shape of the tank because surges occur after the sudden opening of the gate while these waves are dissipated over the reservoir in the long reservoir. In the long reservoir and at the upstream points of the gate the level water is decreased by increasing the slope of the reservoir bottom and the lowest water level is observed for the slope of 5%. At the downstream points of the gate in the long reservoir the water level decreases with the increase in the reservoir slope and over time at t=7s the loss of water level drop for slopes of 3.5% and 5% is more than other slopes.