سد و نیروگاه برق آبی
سال:1395 | دوره:3 | شماره:9 |تعداد مقالات:6

سدهای لاستیکی ازجمله سازه های هیدرولیکی هستند که بر روی رودخانه ها احداث شده و نسبت به سازه های مشابه کم هزینه تر هستند. در این تحقیق، مدل سازی سد لاستیکی با سه فشار مختلف درون تیوپ (1.5 تا 3 کیلو نیوتن بر مترمربع) و سه دبی (1.5 تا 5.5 لیتر بر ثانیه) با کمک نرم افزار Flow- 3 D انجام شده است. یک سد لاستیکی واقع بر روی کانال روباز با استفاده از یک مدل آزمایشگاهی صحت سنجی گردید و ضریب همبستگی حاصل از تطابق نتایج مدل عددی با مقادیر مدل فیزیکی برابر با 9357.0 به دست آمد که نشان دهنده دقت بالای مدل عددی است. بیشترین ضریب دبی متعلق به دبی 25.5 لیتر بر ثانیه و فشار 3 کیلو نیوتن بر مترمربع، حدود 46.0 محاسبه شد. همچنین مشخص شد که افزایش 100 درصدی فشار هوای درون تیوپ، موجب رشد 5 درصدی ضریب دبی می شود. درحالی که همین مقدار رشد در مقدار دبی، منجر به افزایش بیش از 25 درصدی ضریب دبی می شود. پارامتر H/Dh نیز به عنوان یکی از عوامل تاثیرگذار بر ضریب دبی شناخته شد و نتایج مدل سازی نشان داد رشد 31 درصدی این پارامتر، حدود 70 درصد بر مقدار ضریب دبی می افزاید. همچنین عوامل موثر بر سرعت جریان عبوری از سد لاستیکی نیز مورد ارزیابی قرار گرفتند.

موضوع ایمنی در سدهای بتنی وزنی به عنوان سازه های عظیم از اهمیت بالایی برخوردار است. در شرایط پیچیده، تحلیل پایداری سد های بتنی وزنی توسط نرم افزار های متداول امکان پذیر نیست، بنابراین باید از روش های دیگری استفاده کرد. در این تحقیق با در نظر گرفتن پارامتر های مختلف در کف سد و پی، میزان ضرایب اطمینان به روش کاهش مقاومت با استفاده از تحلیل اجزای محدود محاسبه و محدوده تغییرات آن بدست می آید. در این روش پارامتر های مقاومتی آنقدر کاهش می یابد تا سد در آستانه ناپایداری قرار گیرد، از این رو ضریب اطمینان به شکل نسبت بین پارامتر مقاومت اولیه و مقاومت نهایی تعریف می شود. با استفاده از این روش، پایداری لغزشی سه مدل سد و پی تحت بارگذاری های متفاوت با زوایای اصطکاک گوناگون بررسی و ضرایب اطمینان محاسبه شده است. در مدل اول بدنه سد و پی هندسه ای متداول دارند، مدل دوم هندسه کف سد نامتعارف و در مدل سوم یک ناپیوستگی در پی وجود دارد. نتایج، نشان می دهد که عواملی مانند هندسه کف سد و ناپیوستگی در پی و پارامترهای ژئوتکنیکی باعث می شود تا میزان ضرایب اطمینان متفاوتی داشته باشیم و ساده سازی آن ها در طراحی موجب خطا در تحلیل پایداری سدهای بتنی وزنی می گردد.

در این پژوهش به بررسی تاثیر خصوصیات مکانیکی مصالح لایه ایزولاسیون در مرز بین سد و مخزن جهت بهبود پاسخ لرزه ای سد وزنی با درنظرگرفتن اثرات اندرکنش سد-مخزن پرداخته می شود. از آنجایی که سدهای بتنی، دارای میرایی بالایی در مقایسه با سایر سازه ها نیستند لذا به کارگیری لایه ای با میرایی بالا در ناحیه مرزی محل تماس سد و مخزن می تواند راهکار امیدوارکننده جهت کاهش پاسخ لرزه ای سدها باشد. انتخاب و بکارگیری مصالح لایه ایزولاسیون مناسب و قابل اجرا با درنظرگیری خصوصیات مکانیکی آن جهت دستیابی به بهبود پاسخ لرزه ای سد، جزء اهداف پژوهش است. به عنوان مطالعه موردی، سد کوینا در کشور هند با نرم افزار انسیس به صورت سه بعدی مدل سازی گردیده و آنالیز دینامیکی به روش نیومارک با اعمال توام مولفه های افقی و قائم شتاب نگاشت زمین لرزه کوینا مورد تحلیل قرار گرفته است. مدل سازی ها تحت حالاتی که در آن، سد بدون لایه و دارای لایه ای متشکل از سه نوع ماده تحت عناوین چوب پنبه، پلی بوتادین الاستومر و لاستیک به ضخامت ثابت cm 150 بوده است که نتایج حاصل از تحلیل مدل ها، تاثیر لایه نرم در کاهش پاسخ های مربوطه را نشان می دهند. دلیل این امر استهلاک امواج فشار هیدرودینامیکی ناشی از اندرکنش سد و مخزن هنگام وقوع زمین لرزه به وسیله لایه است.

یکی از مهمترین روش های مطالعه تاثیر سیستم ناپیوستگی ها بر روی توده سنگ، تولید مدل شبکه گسسته شکستگی بر مبنای خصوصیات هندسی و فیزیکی آنها است. در این مقاله خصوصیات 639 ناپیوستگی برداشت شده به وسیله روش های نمونه برداری خطی و سطحی مربوط به مغار نیروگاه طرح رودبار مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس تحلیل های انجام شده و تصحیح انواع سو یافتگی (اریب)، یک لایه بندی به همراه سه دسته درزه در منطقه وجود دارد. فعالیت های تکتونیکی و راستای تنش های اصلی در منطقه سبب شده است که برای هر یک از خصوصیات طول اثر و فاصله داری، تابع چگالی احتمال آنها با توجه به ژنتیک دسته درزه ها با یکدیگر متفاوت باشند. نتایج خواص فیزیکی دسته درزه ها نیز موید این موضوع است. میانگین طول اثر محاسبه شده به روش خط برداشت و روش سطحی برای یک دسته درزه کاملا به هم نزدیک و برای دسته درزه دیگر 26 درصد متفاوت است. اختلاف چگالی واقعی بین پنجره های دایرهای و مستطیلی برای دسته های 1 J و 2 J به ترتیب 7 و 15 درصد است. اختلاف بین شدت واقعی و ظاهری در حالت پنجره دایرهای برای دو دسته مذکور به ترتیب 12 و 14 درصد است. همچنین محاسبه شدت حجمی به روشهای مختلف نشان می دهد که برآورد این خصوصیت در منطقه بسیار مشکل است.

هدف اصلی مقاله حاضر مطالعه بر 32 سد مطرح ایران وبررسی کارایی نیروگاه های برق آبی مستقربر آنها ونیز رتبه بندی بر اساس عملکرد سال 1393 به کمک تحلیل پوششی داده ها و فرآیندهای مرزی تصادفی است. به کارگیری تکنیک توابع مفصلی در فرآیندهای مرزی تصادفی مزیت دیگری است که مقاله حاضر را در مقایسه با مقالات مشابه مجزا می کند. در ارزیابی عملکرد و رتبه بندی این نیروگاه ها از نرم افزار EMS و Matlab کمک گرفته شده و در نهایت برای داشتن نتیجه کلی، میانگین کارایی حاصل از چهار روش را محاسبه کردیم. رتبه اول به نیروگاه سفید رود و رتبه آخر به نیروگاه طالقان تعلق گرفت. برای مقایسه نتایج هر کدام از مدلها از همبستگی بین رتبه کارایی های حاصل استفاده کردیم. کمترین سازگاری بین نتایج روش BCC با تحلیل مرزی تصادفی با استفاده از تابع مفصلی کلایتون است به طوری که همبستگی بین نتایج آنها %63.86 است. از طرفی بیشترین سازگاری بین نتایج روش تحلیل مرزی تصادفی استاندارد با تحلیل مرزی تصادفی با استفاده از تابع مفصلی کلایتون است به طوری که همبستگی بین نتایج آنها %99.41 است. دراین میان سازگاری بین نتایج CCR و BCC برابر %72.10 است.

در بررسی جریان و ترسیم شبکه جریان در سدهای خاکی، نکته اساسی معین بودن موقعیت اولین خط جریان است که در اصطلاح به خط اشباع یا خط فریاتیک مشهور است. در این مقاله پس از مدل سازی یک سد با نرم افزار Geostudio، محل منحنی فریاتیک، محل تقاطع آن با پوسته پایین دست و گذر از پوسته پایین دست، میزان افت قبل از هسته و همچنین پس از عبور از آن به عنوان نمونه موردبررسی قرارگرفته و نتایج با حل تجربی رزک مورد مقایسه قرارگرفته است. همچنین اثر تغییرات سطح آب مخزن، نسبت نفوذپذیری های مختلف و تغییر شیب سطح بالادست و پایین دست بر منحنی فریاتیک مورد تجزیه وتحلیل قرارگرفته است. نتایج پژوهش بیانگر آن است که خط فریاتیک در نسبت نفوذپذیری یکسان برای هسته و بدنه مستقل از مقدار نفوذپذیری آن ها بوده است. همچنین نسبت هسته به بدنه برابر 0.1 فرض شده درروش تجربی رزک دارای 25% خطا بوده که با تعمیم روش تجربی رزک در نسبت های پایین تر میزان خطا به کمتر از 3% می رسد که در این صورت روش تجربی رزک تطابق بسیار خوبی را با نتایج روش اجزاء محدود نشان می دهد. همچنین مشخص گردید که با تغییر هندسه سد نیز میزان خطا تغییر یافت به گونه ای که با کاهش شیب سطح بالادست خطای افت از 43% به 25% رسید.