بررسی اثرات ناشی از شکست سد در اراضی پایین دست مطالعه موردی: (سد تنگاب فیروزآباد)

محورهای موضوعی : منابع طبیعی و مخاطرات محیطی

علیرضا غلامی ¹ (استادیار، گروه آب، واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز، ایران)
احسان سهرابی شکفتی ² (شیراز)

تاریخ دریافت : 1402/03/10 تاریخ پذیرش : 1402/05/28 تاریخ انتشار : 1402/07/30

کلید واژه: سد تنگاب, رودخانه فیرورآباد, پهنه‌بندی سیلاب , شکست سد, ArcGIS , HEC-RAS,

چکیده مقاله :

مقدمه: مدیریت ایمنی درسد‌ها و سازه در اولین گام مستلزم ارزیابی شرایط واقعی در رودخانه‌ها می‌باشد. در ایران به سبب واقع شدن در اقلیم خشک و نیمه‌خشک توجه خاصی به امر سدسازی در برنامه‌های توسعة اقتصادی شده‌است. لذا لازم است قبل از احداث سد‌ها مسائل و نکات ایمنی لازم مد نظر قرار گیرد. هدف از انجام این پژوهش روندیابی سیلاب ناشی از شکست سد تنگاب و پهنه‌بندی سیلاب ناشی از شکست آن در پایین دست سد می‌باشد. مواد و روش‌ها: این پژوهش در سد تنگاب در 13کیلومتری شمال‌غربی شهر فیروزآباد واقع بر رودخانه فیروزآباد انجام شده است. این رودخانه مهمترین شاخه فرعی رودخانه‌مند بشمار می‌آید. برای انجام این پژوهش ابتدا مطالعات مربوط به تعیین پارامتر شکست سد، تعیین شکل شکست و زمان لازم برای ایجاد مقاطع شکست، انجام، و سپس محاسبات دبی سیلاب و دبی کل با استفاده از 4 روش تجربی شامل کریک‌پاتریک، حفاظت آب و خاک امریکا، احیا اراضی امریکا و سینگ و استوراسون انجام و نتایج با نرم‌افزار HEC-RAS مدل‌سازی شد. نتایج و بحث: بر اساس نتایج بدست آمده از از برآورد دبی سیلاب حاصل از شکست سد بر اساس 4 روش تجربی ذکر شده، مشخص شد که دبی برآوردی بر اساس دو روش حفاظت آب و خاک و روش کریک بسیار نزدیک (30309 و 30270 مترمکعب بر ثانیه) بوده به طوری که این اختلاف بین آن‌ها بسیار ناچیز می‌باشد. این اختلاف در روندیابی سیل و پهنه‌بندی سیل نیز بسیار ناچیز است. میزان مساحت اراضی تحت سیلاب در هر دو روش به میزان 140 هکتار اراضی کشاورزی، 5/0 هکتار اراضی صنعتی و 90 هکتار اراضی در محدوده رودخانه می‌باشد. در روش سینگ و استوراسون در مقایسه با سه روش دیگر دبی کمتری را نشان می‌دهدکه بر اساس این روش، اراضی تحت سیلاب 133 هکتار اراضی کشاورزی و 84 هکتار در محدوده صنعتی می‌باشد. اراضی صنعتی بر اساس این روش زیر آب نمی‌رود. در روش احیا اراضی امریکا در مقایسه با سه روش دیگر دبی بیشتری برابر با 33914 مترمکعب برثانیه را نشان می‌دهد که در نتیجه آن 161 هکتار از اراضی کشاورزی، 1 هکتار اراضی صنعتی و 100 هکتار در محدوده رودخانه به زیر سیل می‌رود. نتیجه‌گیری: نتایج این تحقیق نشان داد که روش احیا اراضی امریکا از بین سایر روش‌های ذکرشده بهتر است زیرا دبی بیشتری را در محاسبه سیلاب برآورد کرده است. نتیجه مهمی که از پهنه‌بندی سیلاب حاصل از شکستگی سد تنگاب حاصل می‌گردد این است که محدوده شهری فیروزآباد از این سیلاب در امان می‌باشد و مناطق مسکونی روستایی نیز زیر آب نمی‌روند. بر اساس نتایج به دست آمده جمع‌بندی می‌گردد که در نتیجه شکست احتمالی سد بجز 1 هکتار بخش صنعتی که مساحت بسیار ناچیزیست، خسارت فقط به اراضی کشاورزی وارد می‌گردد.

چکیده انگلیسی:

Introduction: The safety management of dams and structures in the first step requires the evaluation of the actual conditions in the rivers. In Iran, due to being located in a dry and semi-arid climate, special attention has been paid to dam construction in economic development programs. Therefore, it is necessary to consider safety issues and points before building dams. The purpose of this research is to determine the flood trends caused by the dam failure and also the zoning of the flood caused by the failure in the downstream of the dam. Materials and Methods: This research is located in Tangab dam, 13 kilometers northwest of Firozabad city (Kwar-Firoozabad route), which is located on the Firozabad river. This river is the most important branch of Mond river.. In order to carry out this research, firstly, the studies related to the determination of the dam failure parameter, the determination of the failure shape and the time required to create the failure sections, and then the calculations of the flood discharge and the total discharge using 4 experimental methods including Crick-Patrick, America's water and soil protection, reclamation The lands of America, Singh and Storason were done and the results were modeled with HEC-RAS software. Results and Discussion: Based on the results obtained from the estimation of the flood discharge resulting from the dam failure based on the mentioned 4 experimental methods, it was found that the estimated discharge based on the two water and soil protection methods and the creek method was very close (30309 and 30270 cubic meters per second) to So that the difference in this amount is very small. This difference in flood trends and zoning is also very small. The amount of land under flood in both methods is 140 hectares of agricultural lands, 0.5 hectares of industrial lands and 90 hectares of lands in the river area. In the method of Singh and Storason, compared to the other three methods, it shows a lower discharge, according to this method, 133 hectares of agricultural lands are under flood and 84 hectares are in industrial areas. According to this method, industrial lands are not flooded. In the American land reclamation method, compared to the other three methods, it shows a larger discharge equal to 33914 cubic meters per second, as a result of which 161 hectares of agricultural lands, 1 hectare of industrial lands and 100 hectares in the river are flooded. Conclusion: The results of this research showed that the American land reclamation method is better than the other mentioned methods because it has estimated more flow in flood calculation. An important result of flood zoning resulting from the breaking of Tangab dam is that the urban area of Firozabad is safe from this flood and the villages are not flooded as far as the studied area is concerned. Based on the obtained results, it can be concluded that the result of the possible failure of the dam, based on this research, the flood caused by the failure of the dam, except for 1 hectare of the industrial sector, which is a very small area, will cause damage only to agricultural lands.

منابع و مأخذ:

بردبار، ا.، 1385، پهنه بندي خطر سيل با استفاده از مدل رياضي HEC-RAS و GIS ، مطالعه موردي رودخانه بشار استان کهگيلويه و بويراحمد. پايان نامه کارشناسي ارشد، دانشگاه آزاداسلامي واحد علوم وتحقيقات اهواز.
حيدری، علی (1380) "مديريت کنترل سيل مخازن رودخانه های دز و کارون" کارگاه فنی روش های غير سازه ای مديريت سيلاب، کميته ملی آبياری و زهکشی.
جلالي راد، ر.،1381، پهنه بندي سيل در بخشي از حوزه آبخيز شهري تهران با استفاده از GIS، پايان نامه دوره کارشناسي ارشد،دانشگاه تربيت مدرس.
شركت مهندسي مشاور آب نیرو. 1381. گزارش پروژه سد مخزنی تنگاب فیروزآباد. شرکت آب منطقه‌اي فارس.
هوشمند دیارجان، آ و زمردیان ، م 1387، پارامترهای شکست سدهای خاکی کتوالی ملاصدرا و درود زن و روندیابی سیلاب ایجاد شده، دانشگاه شیراز، دانشکده کشاورزی
-U.S. Water Resources Council, 1981. Floodplain Management Handbook.
-Hunt,B.,(1994),Newtonian fluid mechanics treatment of debris flows and avalanches , JI of HYD Engrg , ASCE , VOL.120,NO.12,PP.1350-1363.
-Witham,G . H . , (1995) , the effects of hydraulic dam-break problem and proc.roy. soc. Of London , ser.A , VOL.227 ,PP. 399-407.
-Stoker , R . F . ,water waves , the mathematical theory with applications , intercience publishers , Ins . , NEW YORK , 1957.
-Pearspn C . P . 1989 . one – dimensional floe over a plane , criteria for kinematic wave.