بررسی اثرات زبری بستر در سرعت انتشار امواج ناشی از شکست ناگهانی سد

جریان ناشی از شکست سد اغلب تلفات جانی و مالی فراوانی به همراه دارد با وجود منظور داشتن ضرایب اطمینان کافی در طراحی سدهای بزرگ وکنترل نظارت دقیق بر ساخت آنها ونیز انجام آزمایش بر روی مدلهای ساخته شده، احتمال وقوع شکستگی سد وجود دارد که به دلایل مختلفی نظیر طغیان رودخانه ها، وقوع سیلاب پیش بینی نشده و بیش از ظرفیت سرریز ، اشتباه در طراحی سرریز ، پدیده روباه یا پایپینگ ، واژگونی ، اشتباه در طراحی ، اشتباهات اجرایی ، ضعف پی، زلزله بیش از میزان تحمل سد و بالاخره صدمات ناشی از جنگ نظیر بمباران می باشد. جریان سیلاب ناشی از شکست سد جریان غیردائمی با تغییرات سریع محسوب می شود و دارای یک موج مثبت است که بطرف پائین دست به پیش می رود و یک موج خشک کننده پس از رسیدن موج منفی به انتهای مخزن به طرف پایین دست منتشر می شود. برای مطالعه نحوه انتشار موج حاصل از شکست سد از دو معادله پیوستگی جریان و معادله دینامیک جریان استفاده می شود که به معادله سن و نان مشور می باشند. برای تحلیل معادلات سن ونان روشهای مختلفی از قبیل تحلیل ریاضی استوکر، روش مشخصه ، تئوری تجربی درسلر، روش مطالعه بدون بعد و روشهای عددی تفاضل محدود و ... وجود دارند که هریک دارای محاسن و معایب خاص خود هستند، با استفاده از روشهای مختلف انتشار جریان ناشی از شکست سد در کانال خشک و مرطوب مورد بررسی قرار گرفته است .همچنین نمودارهای کاربردی ارتفاع و سرعت موج با تغییر زمان و مکان و برای زبری های مختلف بصورت متنوع ارائه گردیده است و اثرات زبری بستر بر روی ارتفاع وسرعت امواج حاصل مورد بررسی قرار گرفته است و بازای زبری های مختلف توسط شبیه سازی رایانه ای با دقت و وضوح بالا، نمودارهای کاربردی ارائه و با هم مقایسه گردیده اند. در پایان از یک مدل رایانه ای سه بعدی دره طبیعی به منظور بررسی میزان بالا آمدگی آب و تراز احتمالی آب گرفتگی استفاده شده است و ناحیه خطر بصورت تصاویر رایانه ای رنگی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که افزایش زبری بستر باعث افزایش عمق جریان و در نتیجه افزایش ناحیه خطر آب گرفتگی و از طرفی باعث کاهش سرعت جریان و سرعت پیشانی موج می گردد. بررسی نتایج بعمل آمده نشان می دهد که پیشانی موج مثبت و موج منفی خشک کننده نسبت به زبری دارای حساسیت می باشند و افزایش زبری سبب افت سرعت پیشانی موج مثبت و پیشانی موج منفی خشک کننده خواهد شد.