تحليل امواج ناشي از شكست سد و پهنه بندي دشت سيلابي با استفاده از مدل رياضي )مطالعه موردي: سد ونيار(

Dam-Break Flood Waves Analysis and The Floodplain Mapping using Mathematical Model (Case Study: Vanyar Dam)

در اين تحقيق، مسيله شكست سد ازنقطه‌نظرهاي اهميت، مكانيسم، تجزيه‌وتحليل مكاني و زماني و معادلات حاكم مورد بررسي قرار گرفته است. بدين منظور، به‌عنوان گام نخست، هيدروگراف هاي خروجي از محل سد ونيار با استفاده از مدل شكافت تحت سناريوي فرضي (روگذري جريان) محاسبه گرديده است. در گام بعدي، رونديابي هيدروگراف هاي خروجي در پاياب رودخانه با استفاده از مدل HEC-RAS انجام پذيرفته است. متعاقب آن، ترازهاي سطح آب و زمان‌هاي رسيدن پيشاني موج در كليه مقاطع محاسبه گرديده اند. در نهايت با وارد كردن نتايج به‌دست‌آمده به سيستم اطلاعات جغرافيايي، پهنه گسترش سيلاب و نقشه هاي معرف مناطق سيل گير پاياب ارايه گرديده است. نتايج حاصله نشان مي دهند كه در اين سناريو (روگذري جريان)، به دليل مكانيسم تدريجي تشكيل مقطع شكست، هيدروگراف هاي خروجي داراي شيب ملايم هستند. بهعلاوه، با توجه به شرايط ژيومورفولوژيكي و توپوگرافي دره ميزبان در پايين‌دست مجاورت ساختگاه سد، قسمت اعظم توان هيدروليكي سيلاب خروجي در اين ناحيه بدون ايجاد خسارت هاي قابل‌توجه مالي گرفته مي شود. ليكن، بررسي حاضر نشان مي دهد كه تعدادي از روستاها و تاسيسات واقع در پايين‌دست، به‌وضوح در معرض گسترش سيلاب قرار مي گيرند. هم چنين، بيشينه سيلاب دشت و زمان رسيدن پيشاني موج به پاياب محاسبه گرديده اند.

In this research, the dam break problem has been presented from the viewpoints of importance, mechanism, spatial and temporal analyses as well as governing mathematical equations. For this purpose, the output hydrographs of the Vanyar dam site have been computed by breach model under a fictitious dam break scenario (overtopping) as the first step. In the next step, the output hydrographs have been routed through the downstream river by using HEC-RAS model. Then water levels and wave front arrival times have been computed at all cross sections. Finally the obtained results have been imposed to Geographic Information Systems in order to obtain the presentation of the results to develop floodplain maps. Considering the obtained results, the output hydrograph’s shapes have moderate slope, because gradually breach mechanism occurs in the dam in this scenario. Furthermore, the power of the flood is considerably decreased without any significant financial damages under the geomorphological and topographical downstream conditions of the river close to the dam site. However, the study shows that some villages and installations in the downstream may be prone with some minor damages. Also the maximum flood plain and wave front arrival time at the downstream have been calculated.