ظرفیت تخلیه زهکش پنجه سدهای خاکی با و بدون هسته رسی

پژوهش حاضر با هدف کاهش گرادیان هیدرولیکی و در نهایت تضعیف پدیده پایپینگ، به بررسی مدل­های مختلفی از ابعاد هندسی و عملکرد هیدرولیکی هسته رسی و زهکش پنجه در سدهای خاکی پرداخته است. از این­رو، با مدل­سازی آزمایشگاهی در دو حالت همگن و ناهمگن، میزان دبی نشت و سطح تراز فریاتیک در بدنه سد خاکی با قرائت تراز آب در ۷ حلقه چاهک مشاهداتی و اندازه­گیری فشار پیزومتریک در ۳۰ پیزومتر نصب شده بر روی دیواره کانال، مورد بررسی قرار گرفته است. بر این اساس، سه نسبت بی­بعد  با سه ارتفاع (۱۲/۰، ۲۰/۰ و ۲۸/۰ متر) در زوایای مختلف (۴۵، ۶۰ و ۹۰ درجه) برای بررسی عملکرد و ارائه­ی شاخص بهینه­ی  در طراحی زهکش پنجه سدهای خاکی انتخاب گردید. سپس نتایج حاصل از مدل عددیPLAXIS ، به­واسطه پارامتر کالیبراسیون و آزمون آماری P-VALUE و RMSE با مدل­های آزمایشگاهی صحت­سنجی شد. نتایج نشان داد ابعاد هندسی مطلوب زهکش پنجه به دلیل ارتباط مستقیم تراز آب مخزن با موقعیت خط فریاتیک و محل خروج آن از شیب پایین­دست سدهای خاکی همگن و ناهمگن مستقیما" با هدایت هیدرولیکی و ارتفاع سطح آب در مخزن سد ارتباط دارد. همچنین نتایج نشان داد که در سدهای خاکی ناهمگن، این مقادیر با ضخامت هسته رسی رابطه معکوس دارد. با مقایسه و استفاده از تحلیل رگرسیون، معادله­ای برای پیش­بینی ارتفاع زهکش پنجه سد همگن ارائه شد که به ازای مقادیر  بزرگتر، دارای دقت بیشتری می­باشد. در نهایت، اندازه زهکش پنجه سد خاکی همگن با زاویه ۴۵ درجه و شاخص  و در حالت ناهمگن، زاویه ۴۵ درجه با شاخص  به عنوان بهینه­ترین حالت گزارش شده است.

کلیدواژه ها:

سد خاکی همگن ، هندسه زهکش پنجه ، خط نشت ، Plaxis