سد خاکی را می توان به عنوان یکی از مهمترین بخش های زیر بنایی هر کشور نام برد. تجارب گذشته در داخل و خارج از کشور نشان می دهد که سدهای گوناگونی شکسته شده و سیل ناشی از آن خسارت های بیشماری را به بار آورده است. به همین منظور مطالعه شکست سد و تهیه برنامه واکنش فوری به منظور تشخیص و ارزیابی خطر شکست و همچنین مدیریت بحران و کاهش خسارت های سیل ناشی از آن چند سالی است که مورد توجه قرار گرفته است. برنامه هایی که تا امروز به منظور برنامه واکنش فوری برای برخی از سدهای کشور ارائه شده است، به ارزیابی خطر تنها با استفاده از معیار های هیدرولیکی برای تشخیص احتمال روگذری پرداخته است. این پژوهش راهنمایی برای نحوه ارائه معیارهای ابزاربندی های موجود به منظور تشخیص و ارزیابی خطر می باشد. در این راستا سد مهاباد به عنوان نمونه مطالعاتی مورد بررسی قرار گرفته است. پس از تعیین ناحیه بندی های پی و بدنه سد با توجه به نتایج گمانه های موجود، مدلی دو بعدی در برنامه seep ساخته شده است. با استفاده از نتایج مدل تحلیلی و مقایسه با قرائت های بدست آمده از ابزاربندی موجود بر روی سد، وضعیت فعلی سد مورد ارزیابی قرار گرفته است. سپس با انتخاب سناریوهایی همچون جوشش در پی و یا آبشستگی بازگشتی مصالح پی تا درون هسته معیارهای برای چند پیزومتر نمونه ارائه شده است. نتایج به دست آمده به شرح زیر می باشد: در بخش ارزیابی و تشخیص خطر می بایست به دلایل شکست سد پرداخت و برای هر یک معیاری به منظور تشخیص آن ارائه نمود. این معیارها بهتر است هم کیفی و هم کمی باشد. عمده ترین دلایل شکست سد خاکی ناشی از روگذری و خرابی سازه ای است. برای تشخیص احتمال روگذری می بایست وقوع سیل احتمالی در رودخانه هایی که به مخزن می ریزند کنترل گردد ( معیار کیفی )همچنین با استفاده از مدل سازی های هیدرولیکی آستانه هایی برای حداکثر سرعت بالا آمدن آب مخزن در حالت باز بودن دریچه ارائه نمود ( معیار کمی ). به منظور تشخیص و ارزیابی خطر خرابی سازه ای سد نیز می بایست معیار های کمی و کیفی ارائه نمود. معیار های کیفی مانند گل آلود بودن نشت خروجی، وجود نشست بالای منطقه نشت و ایجاد چشمه های جدید و مواردی از این قبیل و برای معیار های کمی می بایست متناسب با نوع مصالح پی و بدنه سد و با توجه به مکانیسم های شکست به طور مثال مکانیسم شکست ناشی از آبشستگی شامل : نشت متمرکز، جوشش در پاشنه سد، فرسایش بازگشتی و پرشدگی، بررسی گردد که کدام مکانیسم با توجه به خصوصیات سد امکان وقوع دارد. سپس سناریوهای محتمل برای هر سد را تعریف گردد. با اعمال سناریو های محتمل بدست آمده بر روی مدل ساخته شده از سد، می توان برای هر یک از ابزاربندی های موجود در سد معیارهایی کمی به منظور تشخیص و ارزیابی خطر ارائه نمود. با مطالعه موردی بر روی سد مهاباد به منظور بدست آوردن معیار های کمی، مکانیسم های شکست بر اساس پدیده آبشستگی انتخاب شد و سپس سناریوهای محتمل به شرح زیر تعریف گردید: 1- جوشش در پاشنه سد 2- شسته شدن بخش ریز دانه پی در بخش درشت دانه در بالادست 3- جوشش در پاشنه سد و فرسایش بازگشتی آن به داخل هسته

مهندسی رودخانه علمی نوین در راستای استفاده مناسب از منابع آب سطحی و به کارگیری روش های کارآمد به منظور کنترل سیلاب رودخانه ها و کاهش خسارات ناشی از آنها می باشد. علاوه بر سیلاب های طبیعی، سیلاب ناشی از شکست یک سد به دلیل ویژگی های خاص هیدرولیکی، از اهمیت خاصی برخوردار است. در این نوع سیلاب، حجم زیادی از آب پس از شکست سد از مخزن به سمت پائین دست رودخانه جریان یافته و در مدت زمان کوتاهی موجب آبگرفتگی اراضی پائین دست سد می گردد. تاکنون تحقیقات و مطالعات بسیاری به منظور بررسی سیلاب ناشی از شکست سد در قالب مدل های عددی و آزمایشگاهی صورت گرفته است. استفاده از تحلیل ریسک در کنار این مطالعات و تلفیق آن با مدیریت بحران رویکردی نوین در این عرصه می باشد که امروزه مورد توجه محققین قرار گرفته است. در تحقیق حاضر، مدیریت بحران سیلاب ناشی از شکست سد با استفاده از تلفیق نرم افزارهای موجود مورد تحلیل قرار می گیرد. در این راستا از نرم افزار arc-view برای نمایش داده های مکانی منطقه، از نرم افزار hec-ras برای انجام محاسبات هیدرولیکی و همچنین از نرم افزار hec-fda به منظور تحلیل خطرپذیری و برآورد میزان خسارات وارده به منطقه، با توجه به سه کاربری انتخابی (مسکونی، کشاورزی، باغات)، به صورت پیوسته استفاده می گردد. همچنین به بررسی نقش پارامترهای شکست از قبیل مدت زمان شکست، عرض شکست و شیب کناره ها بر نتایج تحلیل سیلاب ناشی از شکست سد، پرداخته می شود. در ادامه با ایجاد نقشه های پهنه آبگرفتگی و سرعت سیلاب ناشی از شکست سد، اثرات تلفیقی این عوامل به همراه زمان آبگرفتگی برای برآورد مخاطره در مناطق پائین دست سد با استفاده از دو روش ماتریس خطر و اندکس مخاطره، بررسی می شود. با توجه به سیل خیزی منطقه گلستان و نزدیکی سد گلستان1 به شهر گنبد، منطقه پائین دست آن به عنوان مطالعه موردی انتخاب گردیده و نقشه های خطرپذیری و سطوح مخاطره در این منطقه با دقت بالا تهیه می گردد. در قسمت نهایی این پایان نامه به بررسی کاربرد نتایج بدست آمده در مدیریت بحران شکست سد و تهیه نقشه های فرار از منطقه، پرداخته می شود. نتایج بدست آمده در این تحقیق نشان می دهد که با توجه به ویژگی هایی همچون سادگی، دقت قابل قبول و سازگاری در انتقال داده ها، استفاده تلفیقی از نرم افزار های مذکور باعث صرفه جویی در زمان و هزینه مطالعات می گردد. در این تحقیق مدل شکست سد بیشترین حساسیت را نسبت به پارامتر زمان شکست داشته و همچنین حساسیت مدل نسبت به پارامتر عرض شکست بیشتر از شیب کناره می باشد. موج سیلاب شکست سد پس از زمانی در حدود 4 ساعت به محدوده شهر گنبد رسیده و باعث آبگرفتگی اراضی بسیاری در مجاورت رودخانه می گردد. با توجه به نقشه های زمان فرار تهیه شده، شهر گنبد در ناحیه t3 با زمان فرار بیشتر از 120 دقیقه قرار گرفته که این امر نشان دهنده وجود زمان فرار مناسب به منظور تخلیه مناطق در خطر و کاهش تلفات جانی می باشد. در نهایت نقشه های فرار و محل استقرار کمپ های امداد و نجات برای منطقه مطالعاتی این تحقیق، تهیه شده است. با توجه به احداث سدهای متعدد در کشور در سال های اخیر و به دنبال آن افزایش احتمال مواجهه با پدیده شکست سد، رویکرد ارائه شده در این پایان نامه، می تواند به منظور کاهش تلفات جانی و خسارات مالی این حادثه خطرناک، استفاده گردد.