ارزيابي عملكرد سد

1- مقدار تراوش

در هنگام ارزيابي داده هاي تراوش، بررسي تغييرات دو عامل جهت گيري و مقدار تراوش با زمان مهم است. حداقل مي توان دو پريود زماني متمايز را براي ارزيابي تراوش در طول عمر سد و مخزن مشخص نمود. پريود زماني اول مرحله پر شدن اوليه مخزن مي باشد. اين مرحله تا هنگاميكه شرايط پايدار شود و پاسخ تراوش به تراز آب با استفاده از داده ها قابل پيش بيني باشد، ادامه مي يابد. هنگاميكه نفوذپذيري كم باشد، پريود اوليه مي تواند سال هاي زيادي بعد از پر شدن مخزن ادامه يابد.پريود زماني دوم هنگامي است كه سد به حالت پايدار رسيده است. در شكل 6-3 دبي جريان در برابر زمان رسم شده است. چنين نمودارهايي هنگامي مفيد مي باشند كه همراه تغييرات تراز مخزن با زمان رسم گردند. اين نمودارها ميتوانند به صورت ساليانه رسم شوند اما در پريود زماني 5 تا 10 سال مقياس عمودي بايد به صورتي باشد كه يك تغيير 10 درصدي در دبي تراوش كاملا آشكار باشد. اين نمودار ها در ارزيابي تغييرات نفوذپذيري نيز مؤثر مي باشند.

مزيت ديگر چنين نمودارهايي امكان بررسي تغيرات حجم تراونش در برابر تراز مخزن مي باشد .(شکل 6- 4) تغييرات حجم تراوش در برابر تراز مخزن مي تواند در تشخيص ترازهايي در سد يا پي كه قابليت نفوذ پذيري بيشتري دارند مؤثر باشد. علاوه بر اين با استفاده از اين نمودارها مي توان تغييرات حجم تراوش نسبت به زمان را براي بازه كوچكي از تراز مخزن رسم نمود (شكل 6-5). روش هاي مورد استفاده براي ارزيابي ميزان ذرات معلق يا گل آلودگي تراوش شامل روش هاي مستقيم و روش هاي پيچيده مي باشد. عموما هر چه ذرات ريزتر باشند ارزيابي پيچيده تر مي گردد. سنجش گل آلودگي مي تواند به صورت چشمي يا به كمك وسايلي با دقت يك درصد انجام گيرد. شكل و اندازه ذرات عموما در صحت اندازه گيري تأثير گذار است.

داده هاي كيفي تراوش به روش هاي گوناگون نشان داده مي شوند. از آنجاييكه سرعت شستگي پي يا خاكريز مهم است، استفاده از يك نمودار ساده كه تغييرات بار رسوب يا غلظت را بر حسب زمان نشان دهد، مفيد مي باشد. با وجود اين، چنين اطلاعاتي در صورت عدم شناخت كافي از حجم جريان، مي تواند گمراه كننده باشد.

نكات زير لازم است در ارزيابي نمودارهاي تراوش در نظر گرفته شوند:

هر گونه كاهش در دبي تراوش نسبت به زمان در طول دوران بهره برداري مي تواند بيانگر مسدود شدن زهكش ها باشد. با وجود اين بايد همزمان تغييرات تراز مخزن و تغييرات فشار آب حفره اي در خاكريز، پي و تكيه گاه ها مورد توجه قرار گيرد. تغيير شرايط عادي بهره برداري نظير وقوع پديده خشكسالي تمايلات تراوش را تغيير مي دهد.دبي نشت را مي توان از تفاضل جمع دبي زهكش ها و دبي كل تراوش بدست آورد.در ارزيابي كيفيت ترراوش، چنانچه اندازه گيري ها انجام نشوند، مشاهده چشمي موقعيت، مقدار گل آلودگي و تغييرات آن با زمان از اهميت زيادي برخوردار است.

افزايش حجم تراوش پس از ايجاد شرايط پايدار، نشانگر افزايش در نفوذپذيري مي باشد. اين پديده مي تواند در نتيجه فرسايش، حل شدگي يا ترك خوردگي صورت پذيرد. كنترل تغيير مكان مي تواند به شناسايي احتمال ترك خوردگي كمك كند. هنگاميكه افزايش حجم تراوش مستقل از تراز مخزن، تراز آب زيرزميني و بارش باشد، بررسي هاي لازم به منظور شناسايي عامل آن بايد انجام گيرد.سطح زير منحني دبي تراوش – زمان، حجم تراوش را نشان مي دهد. استفاده از حجم تراوش هنگاميكه نوسانات قابل توجهي در تراز مخزن بصورت تكرار شونده وجود دارد، مي تواند مفيد باشد. در اين حالت يك تراز متوسط براي دوره زماني مشخص در نظر گرفته شده و براي اين دوره زماني حجم تراوش محاسبه مي گردد و با دورههاي زماني ديگر با متوسط تراز مخزن و زمان پريود يكسان مقايسه مي گردد.معمولا ابزارهاي زهكشي به مرور كارايي خود را از دست مي دهند. با اينحال، كاهش ناگهاني در جريان بايد به سرعت بررسي گردد زيرا اين پديده ممكن است بيانگر انحراف جريان بر اثر فرسايش يا تغيير شكل بيش از حد باشد.پس از برقراري شرايط پايدار، كاهش در مقدار تراوش كه همراه با افزايش فشار هيدرواستاتيكي باشد مي تواند ناشي از نقص زهكش ها در هدايت و خروج ايمن آب از سد باشد.ارزيابي داده هاي تراوش بايد به گونه اي باشد كه بتوان به سوالات زير پاسخ داد:

آيا نفوذپذيري در حال افزايش است؟

آيا تراوش داخلي در حال افزايش است؟

آيا تراوش به صورت كنترل شده در حال خارج شدن است؟

آيا مقدار تراوش بيش از حد معمول است؟

2- تغيير مكان

فرآيند تغيير شكل خاكريزها و پي در سدهاي خاكي از هنگام ساخت آغاز مي شود. به علت طبيعت رسي مانند برخي از مصالح ساخت، مي توانند داراي تغيير شكل هاي قابل اندازه گيري براي سال ها و حتي دهه ها بعد از ساخت باشند. تغيير مكان هاي افقي و عمودي اندازه گيري شده در سدهاي خاكي مي توانند به دو دسته تغيير مكان هاي سطحي و تغيير مكان هاي دروني طبقه بندي شوند.تغيير مكان هاي سطحي معمولا با روش هاي نقشه برداي بدست مي آيند. داده هاي تغيير مكان هاي دروني با استفاده از ابزارهايي نظير شيب سنج ها و انبساط سنج ها جمع آوري مي شوند. كليه اندازه گيري هاي مربوط به تغيير شكل ها نسبت به يك نقطه ثابت برروي پي سنگي انجام مي گيرد. ارزيابي تغيير شكل بدون توجه به نقاط مرجع پايدار بي معني مي باشد.

3- تغيير مكان افقي تاج سد

در شكل 6- 6 حركت افقي نقاط اندازه گيري تاج سد بصورت شماتيك نشان داده شده است. تغيير مكان هاي افقي متناظر با يك تراز آب مشخص را مي توان به صورت شكل 6- 7 نمايش داد. با رسم چنين نمودارهايي مي توان تغيير مكان كلي را در طول تاج سد براي يك تراز آب معين ارزيابي نمود. تفاوت هاي قابل توجه بين قرائت هاي نقاط اندازه گيري ممكن است بيان كننده ناپايداري خاكريز، ترك خوردگي يا فرسايش دروني باشد. در صورت مشاهده چنين مواردي، تراز مخزي بايد در يك نمودار همراه با تغييرات زماني جابجايي رسم شود. با كمك اين نمودار مي توان تعيين كرد آيا مقدار تغيير جابجايي ناشي بالا بودن آب در مخزن بوده و يا تابع تغييرات سريع تراز اب مخزن مي باشد.

- نشست تاج سد

در ارزيابي داده هاي نشست تاج سد بايد كافي بودن مقدار ارتفاع آزاد و تطابق رفتار آن با الگوي پيش بيني شده، بررسي گردد. عمومي ترين نموداري كه مي توان براي رسيدن به اين هدف رسم نمود در شكل 6- 8 نشان داده شده است. در اين نمودار متوسط نشست براي هر ايستگاه اندازه گيري در سال هاي مختلف رسم شده است. چنانچه اختلاف قابل توجهي بين مقادير اندازه گيري شده مشاهده مي گردد مي بايست سد از نظر ايجاد ترك يا وقوع فرسايش دروني كنترل گردد.

5- نشست دروني سد

ابزار مختلفي براي اندازه گيري نشست در خاكريز و پي استفاده مي شود. اين ابزار عموما شامل صفحات نشست سنج، انبساط سنج ها و انحراف سنج مي باشند. توسط چنين ابزاري، تغيير شكل هاي عمودي خاكريز و پي در هر عمق مي تواند تعيين گردد. شكل 6- 9 جانمايي كلي ابزار اندازه گيري نشست را در مقطع عمودي يك سد خاكي نشان مي دهد.داده هاي متناظر با ترازهاي A تا G را مي توان به صورت نمودار شكل 6- 10 ارائه نمود. با رسم اين نمودار مي توان مقادير نشست را با مقادير پيش بيني شده در هر تراز مقايسه نمود و چگونگي تغيير ميزان نشست را كنترل نمود

به طور كلي ميزان تغييرات نشست با زمان كاهش مي يابد در سدهاي خاكي، نشست حاصل تراكم مصالح پي و خاكريز تحت وزن خود مي باشد. تغيير شكل حاصل عموما در مكان هايي كه بار بيشتري اعمال مي شود، بزرگتر است. در بخش هايي كه تغييرات ناگهاني در شيب تكيه گاه وجود دارد، اختلاف در نشست ها مي تواد باعث بروز ترك شود. همچنين كاهش و يا افزايش فشارهاي هيدرواستاتيك مي تواند منجر به پديده تورم در پاشنه پايين دست سد هاي خاكي شود.حداكثر نشست كه به عنوان در صدي از ارتفاع كل بيان مي شود، عموما كمي پايين تر از تراز تاج، نزديك به مقطع حداكثر رخ مي دهد. چنانچه اين پديده مشاهده نشود، ركوردهاي پي و توزيع مصالح قابل تراكم بايد كنترل شوند.اختلاف نشست مركز خاكريز نسبت به بخش هايي كه بر روي تكيه گاه ها قرار مي گيرد عموما باعث ايجاد يك مولفه افقي جابجايي به سمت مركز سد مي شود. در سدهاي خاكي بلند كه در دره باريك با شيب تند احداث شده اند، اين جابجايي مي تواند باعث ايجاد كشش در بخش هاي نزديك تكيه گاه ها و بنابراين ترك خوردگي در اين نواحي شود. بمنظور ارزيابي نشست و بررسي روند آن، مي توان نمودار تغييرات مقدار نشست بر حسب عمق را براي دوره هاي زماني مختلف رسم نمود.

6- تغيير مكان جانبي دروني سد

عموما براي اندازه گيري تغيير مكان هاي دروني خاكريز، از انحراف سنج استفاده مي شود. هدف اصلي از نصب انحراف سنج، اندازه گيري انحراف افقي محفظه انحراف سنج در فواصل يكسان مي باشد. انحراف در دو صفحه عمود برهم اندازه گيري مي شود كه يكي عمود بر جهت حركت و ديگري موازي است. عموما انتهاي محفظه انحراف سنج به عنوان مرجع بوده و ثابت فرض مي شود. لذا قرائت كننده بايد با شرايط پي آشنايي داشته باشد و صحت اين فرض را تشخيص دهد. چنانچه يك ناحيه برشي در خاكريز توسعه يابد، موجب انحراف محفظه مي شود.قرائت داده هاي انحراف سنج براي يك مقطع عمودي خاكريز در زمان هاي مختلف مطابق شكل 6- 11 رسم مي شود. در اين شكل محور قائم عمق نقطه اندازه گيري شده و محور افقي ميزان انحراف را نشان مي دهد.

در نهايت، ارزيابي داده هاي تغيير مكان بايد به گونه اي باشد كه بتوان به سوالات زير پاسخ داد:

آيا سد به شرايط پايدار رسيده است؟

آيا تغيير مكان هاي غير معمول ناشي از فرسايش دروني يا عوامل ديگر وجود دارد؟

آيا رفتار سد مطابق با الگوي پيش بيني شده است؟

در صورت اندازه گيري در موقعيت هاي مختلف، با رسم جانمايي توزيع جابجايي مي توان نمايي از مقدار جابجايي را در بخش هايي كه اندازه گيري انجام نمي شود، نشان داد.

لازم به ذكر است مشاهده تغيير مكان هاي غير عادي لزوماً به معني عدم ايمني سد نمي باشد. اين امر ممكن استبه علت عدم شناخت كافي از فرضيات طراحي، خصوصيات مصالح ساخت و يا روش هاي اجرا باشد. بنابر اين لازم است كه مستندات مراحل مطالعه و ساخت براي ارزيابي بررسي شوند.

و....

من همچنان منتظر شما دوستان ارجمند برای حمایت از این رشته کاربردی و ناشناخته هستم

به امید روزی که رشته و مهندسین فارغ التحصیل این رشته در کشور جایگاهی بیابند

تا مطالب بعدی خدا یارونگهدارتون.

[e-mail]