تعیین ضخامت لایه های فیلتر برای حفاظت شیب بالادست سد خاکی همگن با شیب متغیر در شرایط افت ناگهانی تراز آب مخزن به روش آزمایشگاهی و عددی

پژوهش حاضر به بررسی آزمایشگاهی و نرم افزاری سد های خاکی همگن در حالت تخلیه ناگهانی مخزن می پردازد. در این پژوهش با به کارگیری مدل آزمایشگاهی، مدل عددی در حالت اشباع بودن خاک مورد ارزیابی و واسنجی قرار داده شد. برآورد میزان خطای بین داده های فشار پیزومتریک و خط نشت در مدل عددی و آزمایشگاهی، نشان از دقت قابل قبول داده های مدل عددی Seep/W بود. همچنین برای تعیین میزان ضخامت فیلتر تعبیه شده در شیب بالادست سدهای خاکی همگن در زمان افت ناگهانی سطح آب در مخزن بالادست، داده های ورودی به مدل عددی از جمله هدایت هیدرولیکی، میزان افت سطح آب (تخلیه سد در سه سناریو 2،3 و 4 روز) و شیب بدنه سدهای خاکی (3 و 2، 1= m)، ضخامت لایه های فیلتر تعیین شد. شایان بیان است که تعداد لایه ها و جنس مصالح سازند فیلتر، بر اساس توصیه حفاظت آب و خاک آمریکا، متشکل از سه نوع ساختار خاک (شن، ماسه و شن، ماسه) تعیین شد. برای تخمین میزان ضخامت لایه های فیلتر از بیشترین میزان گرادیان هیدرولیکی مصالح سازنده سد استفاده شد. در نهایت با تغییر شرایط ورودی به مدل عددی به ازای کنترل شرایط ایمن برای مقادیر گرادیان هیدرولیکی موجود در نقطه خروج آب در شیب بالادست، ضخامت لایه های فیلتر بر اساس اعداد بی بعد ارایه شد. بررسی نتایج مدل عددی نشان داد، به ازای ساخت سد با ضخامت فیلتر ارایه شده، میزان گرادیان هیدرولیکی در نقطه خروجی آب از بدنه سد خاکی در هنگام افت ناگهانی سطح آب در مخزن بالادست و برگشت جریان به سمت مخزن بالادست، همواره در شرایط ایمن قرار داشته و مقادیر گرایان هیدرولیکی موجود در بدنه سد خاکی از میزان گرادیان هیدرولیکی بحرانی برای مصالح استفاده شده، کمتر است.