تعيين ضريب آب گذري معادل در سدهاي پاره سنگي دو لايه افقي و دو لايه عمودي

Assessing the Equivalent Hydraulic Conductivity of Rockfill Dam in Vertical and Horizontal Arrangements

سدهاي پاره­ سنگي لايه ­اي با لايه ­هاي ­افقي و لايه­ هاي عمودي دو نوع از سدهاي ناهمگن هستند كه در كنترل سيلاب مورد استفاده قرار مي­ گيرند. در اين سدها اختلاف ضريب ­آب­ گذري لايه­ ها كه به سبب اختلاف خصوصيات مصالح در هر لايه ايجاد مي­شود، سبب پيچيده ­تر شدن محاسبات مي­شود. بنابراين با يافتن يك ضريب ­آب­ گذري معادل، مي­­توان سد را به ­صورت همگن در نظر گرفت كه محاسبات آن نيز راحت ­تر انجام­ پذير است. در تحقيق حاضر يك مدل عددي دو­بعدي، براي بررسي جريان عبوري از سدهاي پاره­ سنگي دولايه تهيه شده است. بر­اساس نتايج به دست آمده، در سدهاي دولايه با لايه­ هاي افقي، لايه پاييني نسبت به لايه بالايي تاثير بيشتري بر ضريب ­آب­گذري معادل دارد به­ طوريكه در صورت استفاده از سنگدانه ­هاي درشت ­تر در اين لايه مي­توان ضريب ­آب­ گذري معادل را افزايش داد. در­حاليكه در سد با لايه­ هاي عمودي ترتيب قرارگيري لايه ­هاي ريز و درشت مهم نيست اما طول لايه­ ها مهم است و هر چه لايه درشت ­دانه ­تر طول بيشتري نسبت به لايه ريزدانه­تر داشته باشد ضريب ­آب­گذري معادل نيز بيشتر مي­شود. پس از تحليل نتايج به دست­آمده، روابط جداگانه­ اي جهت تخمين ضريب ­آب­ گذري معادل در سدهاي دو لايه ارايه شده است. ضرايب همبستگي و جذر ميانگين مربعات خطاي اين روابط برابر با 0/9422 و 0/016 براي سد با لايه ­هاي افقي و 0/9602 و 0/036 براي سد دو لايه با لايه ­هاي عمودي است.

Rockfill dams are considered as detention structures, used to control floods. Due to rocks’ size and large pores in between, Darcy’s law is invalid in these dams. Many studies have been conducted to investigate the non-linear flow in homogenous coarse porous media. Wilkins (1955), Ahmed and Sonada (1969), and Stephenson (1979) tried to introduce appropriate coefficients of the non-linear flow equation. Other studies have been also conducted to investigate the flow in heterogeneous rockfill structures, such as Hosseini and Joy (2007), introducing a one-dimensional model for non-linear flow in homogenous and heterogeneous coarse porous media. Realizing the importance of layered rockfill dams and the few conducted studies in this field, flow through layered rockfill dam, and horizontal and vertical arrangement of layers have been modeled in the current study. In this regard, a two-dimensional numerical model solving the governing equations by finite volume method has been developed.