تعيين ضخامت لايه‌هاي فيلتر براي حفاظت شيب بالادست سد خاكي همگن با شيب متغير در شرايط افت ناگهاني تراز آب مخزن به روش آزمايشگاهي و عددي

پژوهش حاضر به بررسي آزمايشگاهي و نرم‌افزاري سد‌هاي خاكي همگن در حالت تخليه ناگهاني مخزن مي‌پردازد. در اين پژوهش با به‌كارگيري مدل آزمايشگاهي، مدل عددي در حالت‌ اشباع بودن خاك مورد ارزيابي و واسنجي قرار داده شد. برآورد ميزان خطاي بين داده‌هاي فشار پيزومتريك و خط نشت در مدل عددي و آزمايشگاهي، نشان از دقت قابل‌قبول داده‌هاي مدل عددي Seep/W بود. همچنين براي تعيين ميزان ضخامت فيلتر تعبيه شده در شيب بالادست سدهاي خاكي همگن در زمان افت ناگهاني سطح آب در مخزن بالادست، داده‌هاي ورودي به مدل عددي از جمله هدايت هيدروليكي، ميزان افت سطح آب (تخليه سد در سه سناريو 2،3 و 4 روز) و شيب بدنه سدهاي خاكي (3 و 2، 1= m)، ضخامت لايه‌هاي فيلتر تعيين شد. شايان بيان است كه تعداد لايه‌ها و جنس مصالح سازند فيلتر، بر اساس توصيه حفاظت آب و خاك آمريكا، متشكل از سه نوع ساختار خاك (شن، ماسه و شن، ماسه) تعيين شد. براي تخمين ميزان ضخامت لايه‌هاي فيلتر از بيشترين ميزان گراديان هيدروليكي مصالح سازنده سد استفاده شد. در نهايت با تغيير شرايط ورودي به مدل عددي به‌ازاي كنترل شرايط ايمن براي مقادير گراديان هيدروليكي موجود در نقطه خروج آب در شيب بالادست، ضخامت لايه‌هاي فيلتر بر اساس اعداد بي بعد ارائه شد. بررسي نتايج مدل عددي نشان داد، به‌ازاي ساخت سد با ضخامت فيلتر ارائه شده، ميزان گراديان هيدروليكي در نقطه خروجي آب از بدنه سد خاكي در هنگام افت ناگهاني سطح آب در مخزن بالادست و برگشت جريان به سمت مخزن بالادست، همواره در شرايط ايمن قرار داشته و مقادير گرايان هيدروليكي موجود در بدنه سد خاكي از ميزان گراديان هيدروليكي بحراني براي مصالح استفاده شده، كمتر است.